解析AGV系統(tǒng)在多行業(yè)智慧物流系統(tǒng)中的應用

世界上第一臺AGV是1953年誕生的由一輛牽引式拖拉機改造而成的。從第一臺AGV誕生至今已經(jīng)有60余年了，目前在世界上，AGV搬運機器人已經(jīng)得到長足的發(fā)展，主要的變化表現(xiàn)為AGV的引導方式和AGV的使用數(shù)量以及AGV的生產廠家數(shù)量。

我國AGV發(fā)展歷程較短，但一直以來在不斷加大這一領域的投入，AGV市場并沒有出現(xiàn)關節(jié)型工業(yè)機器人一樣由幾大國外品牌把持的情況，此乃國產移動機器人的大幸。我國AGV的發(fā)展雖然始于上世紀60年代，但長期以來發(fā)展緩慢。近年來，在國內工業(yè)機器人需求量激增以及“中國制造2025”、智慧物流等各項政策的保駕護航下，我國AGV機器人銷售量持續(xù)增長。

企業(yè)介紹

機科股份是一家專業(yè)提供智能高端制造裝備及系統(tǒng)集成和環(huán)保設備及工程的中央企業(yè)，主要技術和產品為機器人及相關設備、自動化成套裝備、產品定制與服務、固廢處置設備及工程、水處理設備及工程等，主要技術和產品服務于環(huán)保、汽車、智能制造、物流、工程機械、冶金、印刷和國防等國民經(jīng)濟的核心領域，并在國家級的技術創(chuàng)新工作中扮演著重要的角色，承擔過多項國家級技術開發(fā)項目。

工業(yè)機器人發(fā)展現(xiàn)狀

中國制造2025五項重大工程和十大重點領域都聚焦在智能制造和機器人的發(fā)展方面的重要內容。根據(jù)IFR最新資料顯示，2018年我國工業(yè)機器人市場份額占全球市場份額的38%，其中搬運上下料機器人占比最高。預計到2020年，我國的工業(yè)機器人市場規(guī)模將進一步擴大到93.5億美元。

我國AGV的銷量及應用領域占比情況顯示，2016 年銷量為 6500 臺，同比增長 48.8%， 2017 年銷量為 13500臺，同比增長 101.6% ，增幅較大的主要原因為電商倉儲 AGV 的使用和推廣以及戶外港口 AGV 的應用。2018年 AGV 機器人銷量將超 1.8 萬臺，同比增長超 40%。我國工業(yè)AGV主要分布在汽車工業(yè)、家電制造等生產物流端。在我國AGV應用領域占比情況中，汽車工業(yè)領域占比最高，占比達到24%，其次為家電制造領域，占比為22%。

AGV的分類

倉儲物流機器人AGV—— 外形小、載荷輕

這類機器人主要應用于3C、電商、快遞等領域，它的特點主要是認為載型比較小，載重比較輕，載重一噸兩噸，最小幾百公斤，在物流方面主要分以下三大類形勢，包括智能撿選、智能搬運、智能分撿。

工業(yè)物流機器人AGV——型式多樣、載荷重

這類機器人主要應用于工程機械、國防軍工、印鈔造幣、印刷、食品、醫(yī)藥、輪胎、玻璃纖維及航空航天等領域。

這類AGV按照形式又可以分為叉式AGV，所用的AGV主要是市面上一直用的叉車改裝成AGV，操作里應用的沒有叉車可以改成AGV，這樣可以節(jié)省一定的成本。叉式AGV的特點是載重比較大，最大可以載重達到五噸，另外主要特點是提升的高度比較矮，一般到兩百五十毫米左右，所以在工廠中適合從定量到低量搬運貨物，叉式穩(wěn)定性比較高。

背駝式AGV，根據(jù)生產的需要和產品的搬運產品的類別，可以用在玻璃纖維行業(yè)電子輸送，部隊物資儲備的運輸以及印刷行業(yè)，復合軟包裝印染。重載式AGV，主要應用于工程機械重載，承載量能達到10—20T。還有其它種類的AGV，適用于軌道交通（城軌轉向架、抱軸箱齒圈）和航空制造（飛機蒙皮鉆鉚）中。

AGV系統(tǒng)的關鍵技術

AGV系統(tǒng)的服務方式，是由地面控制系統(tǒng)和車載控制系統(tǒng)組成的，地面控制系統(tǒng)主要由AGV管理調度系統(tǒng)和其他的AGV的系統(tǒng)里車載系統(tǒng)，和一些對接的外部設備。車載控制系統(tǒng)，采用無線通電的方式，內部采用WIFI方式，另外隨著5G應用也可以做車載控制系統(tǒng)關鍵技術，首先路徑管理文化，根據(jù)中央調度系統(tǒng)統(tǒng)一調度的。

中央管理調度系統(tǒng)，發(fā)了信息經(jīng)過處理之后全部給車載系統(tǒng)，車載系統(tǒng)根據(jù)廣告系統(tǒng)和詳細的路面信息，應用一些功能算法采用驅動車的命令，從而對AGV車的運動件進行驅動，根據(jù)預定所設好的路線行進。

提供車載導航系統(tǒng)和車載指引，系統(tǒng)是關鍵技術。車載導航技術，目前在市面上AGV主要有以下幾大類：二維碼導航，二維碼導航現(xiàn)在在倉儲物流AGV中，主要是使用二維碼方式，目前也逐步使用了性能介紹的SLAM算法進行導航。磁導航方式是最傳統(tǒng)的AGV導航方式，缺點大家都知道，因為成本比較低，所以還是有一定應用。

現(xiàn)在主要的方式是激光導航，也是目前在工業(yè)中的常見的導航方式，這里包括有反射板導航和無反射板導航，底下反射板，有圓柱形和平面的，反射板也有所應用，但反射板導航的應用這個要求可靠性比較高，無反射板導航應用相比有反射板，因為環(huán)境可變化性比較大，從應用角度來說比復合導航應用的少一點。

下面是復合導航，復合導航可以把激光導航方式進行結合，部分區(qū)域可以優(yōu)化導航，這種方式，所以有的做倉儲物流的小的AGV，為了保證導航記錄，可能在一些行駛路線上SLAM導航，站臺采用二維碼導航提高定位精度，最后是視覺導航，通過攝像頭加PDF導航，這些應用APP失敗巡檢也做了。

劉洋也談到了車載的技術，機科的AGV主要有以下幾種形勢，有單舵輪和雙舵輪，多舵輪比雙舵輪好一點，手臂會更靈活一點，多握輪支持多種性質，在重載上采用多舵輪，增加驅動力和承載力。驅動轉向電機控制技術，AGV采用是方向機，主要優(yōu)點供應范圍比較廣，而且扭矩較大，之前叉車采用的智能電機的方式，現(xiàn)在電動剎車全部更換成了交融電機方式，針對不同的交融電機，有很廣泛的電機來適應它，通過臺和對電機因素控制，把電機多種融合扭矩的情況下進行測試，電機驅動力的參數(shù)使驅動器對電機有更好的設置，達到最優(yōu)的要求。

多臺AGV管理系統(tǒng)和地面控制系統(tǒng)

多臺AGV交通管控技術是拖車里的一個核心技術，把實際項目的路線地圖，通過它轉化成一個拓撲關系的網(wǎng)絡圖，利用智能的算法進行智能交通管控，使效應達到最高。采用了兩種狄克斯特拉算法，單車是比較簡單的，搜索可能會有多種，這個要考慮整體最終的方案，介紹一下多臺AGV的任務調度技術，現(xiàn)在AGV調度系統(tǒng)是根據(jù)所有下發(fā)的AGV的任務和AGV的信息做任務，達到整體運行效率最優(yōu)。

這里主要考慮三個基本原則，首先是系統(tǒng)總的運行效率最優(yōu)，另外考慮任務等待的允許時間，如果任務時間太長可能會影響，其次考慮任務優(yōu)先級的高低。第三個進行遠程運維技術，把AGV數(shù)據(jù)采集起來之后，通過多種數(shù)據(jù)采集方式，通過算法進行傳輸，通過語音平臺和數(shù)據(jù)處理。其實主要有四個方面的作用，數(shù)據(jù)分析和監(jiān)控和遠程維護，數(shù)據(jù)分析，通過AGV運行，可以知道AGV在路徑上是哪條路徑是最優(yōu)的，然后規(guī)劃這個路徑，統(tǒng)計在各時段AGV完成的情況，確定AGV的執(zhí)行效果。

故障報警信息顯示狀態(tài)，一些功能信息可以顯示帶有監(jiān)控，通過顏色可以看出綠色是無故障狀態(tài)，紅色是有故障狀態(tài)一目了然。這個是遠程維護工程，遠程維護預先維護，主要對AGV車體進行維護，包括電池和一些AGV計算機和容易損壞的地方進行維護，還可以進行軟件升級，包括車載軟件和管理軟件進行升級，同時還對遠程故障處理進行升級，設立了電池保養(yǎng)充電的情況，保養(yǎng)時間，電池保養(yǎng)的情況。

機科公司AGV系統(tǒng)的集成應用案例

劉洋介紹了目前機科所涉及到的AGV行業(yè)，有工程機械、印鈔造幣、輪胎、印鈔行業(yè)等。

工程機械行業(yè)，三一重工項目——這個是2015年國家工程機械建造項目，工程機械行業(yè)生產的產品尺寸大、重量重，對AGV的需求主要以貨叉式和背馱式為主，低位叉式AGV輸送系統(tǒng)用于部件裝配生產線的原料供應，大型部件在各工序間轉運用重載AGV。

出版印刷行業(yè)，廣州日報印務中心項目——AGV搬運的物料多以圓柱形物料為主，最早使用AGV實現(xiàn)對紙卷的高舉升貨架式存儲及紙卷在線自動稱重。昆山彩華項目——與立體庫、印刷機上下料設備等多種設備進行交互。

食品行業(yè)，蘇州惠氏奶粉工廠項目——全自動地完成生產線的原料供應與包裝后的成品入庫等任務，提高了奶粉工廠在生產環(huán)節(jié)中的質量和效率。還有伊利乳業(yè)的項目，前移叉式AGV用于高位貨架存儲并更換穿梭板在貨架上的位置。

輪胎行業(yè)，近幾年輪胎行業(yè)比較廣泛，由于輪胎工廠使用產品品類比較多，因此對互聯(lián)網(wǎng)信息跟蹤要求比較嚴格，通過物料臺車上的RFID卡傳遞物料信息，確保了物料信息的可靠性及可追溯性。通過生產全過程的信息化，加速了中國輪胎行業(yè)的轉型升級。

玻纖行業(yè)，泰山玻纖項目——國內玻纖行業(yè)最早使用AGV實現(xiàn)紗車的存儲及輸送

制藥行業(yè)，江中制藥，里面用的AGV就是機科提供的，主要涉及到原輔料、成品、半成品、一次包裝、二次包裝、外購成品、包材以及制藥容器的搬運。此外，還有西安楊森、杭州華東醫(yī)藥、上海君實、大連輝瑞都有應用，后面杭州華東、上海君實、大連輝瑞都在實施。制藥業(yè)對AGV的密封性、可靠性及系統(tǒng)效率都有較高的要求。

印鈔行業(yè)，是最早應用的行業(yè)，北京印鈔項目——AGV的應用提高了產品在各工序間印制的輸送效率，降低了輸送對于產品的質量影響。2015年11月17日，中央電視臺新聞頻道報道機科股份移動機器人（AGV）在印鈔廠的應用。南京造幣項目——使用AGV系統(tǒng)將硬幣制造的各工藝環(huán)節(jié)柔性的連通，并結合AGV車型的特點實現(xiàn)了對各環(huán)節(jié)半成品物料的自動存儲。

軌道交通行業(yè)，中車株機公司轉向架智能制造車間AGV項目——抱軸箱智能裝配線、總成智能裝配線中使用定制的AGV完成物料在生產線工位間的運輸及與相關設備對接的工作，提高了生產質量和效率。

編輯：jq