AGV小車的現狀與發展及應用的意義

徐博凡　程蘇全

摘 要：AGV全稱自動導引小車（Automatic Guided Vehiele），它是在計算機的控制下，經磁或激光等導向裝置引導并沿程序設定路徑運行完成作業的無人駕駛自動小車，伺服驅動。它為現代制造業、現代物流提供了一種高度柔性化和自動化的運輸方式。

目前AGV小車廣泛運用在制造業、物流倉儲業、汽車、造紙等行業。隨著AGV小車的發展，努力設計一個更為合理簡便的操作方式的AGV小車，來適用于更多的領域，AGV得到進一步的推廣。

關鍵詞：AVG小車；柔性化；自動化

1 AGV小車簡介

（Automated Guided Vehicle，簡稱AGV），通常也稱為AGV小車.指裝備有電磁或光學等自動導引裝置，能夠沿規定的導引路徑行駛，具有安全保護以及各種移載功能的運輸車，工業應用中不需駕駛員的搬運車，以可充電之蓄電池為其動力來源。一般可通過電腦來控制其行進路線以及行為，或利用電磁軌道（electromagnetic path-following system）來設立其行進路線，電磁軌道黏貼于地板上，無人搬運車則依靠電磁軌道所帶來的訊息進行移動與動作。

2 AGV小車的背景

五十年代，第一臺自動導引車是由Barrett電子公司在美國開發成功。但在六十年代和七十年代AGV技術主要在歐洲得到發展。八十年代，發展中心又轉移到美國。目前在國內AGV的應用逐漸開始推廣。從應用的行業分析，分布面非常廣闊，有汽車工業、飛機制造業、家用電器行業、煙草行業、機械加工、倉庫、郵電部門等。這說明AGV在我國有一個潛在的廣闊市場。隨著社會科技的發展和市場需求水平的提高，AGV技術也有其自身的主要發展方向。

3 AGV小車的現狀

AGV的市場正向二極化方向發展，一個是向自動化程度高的高檔市場發展；另一個是向流通領域、辦公室等大多數以人為接點的低檔市場發展。

AGV正向多導向方式、智能化發展。要實現預定的搬運計劃、發揮無人搬運車的優勢，關鍵取決于導向系統。電磁導向方式是最先開發的AGV導向方式，目前應用的范圍最為廣泛。但由于電磁導向方式的缺點，相繼出現了光學導向方式、磁石導向方式、激光導向、標記追蹤導向及圖像傳感器導向方式等。多種導向方式充分體現了無人搬運系統高柔性、高效率、高可靠性、低成本的發展特點，并正向智能化方向發展，使AGV技術達到新水平。

對AGV進行工程可行性分析驗證時，愈來愈多的使用系統仿真方法。專用仿真語言將使用戶使用方便，仿真費用將不斷降低，一般仿真系統包括有彩色圖形輸入與顯示系統，仿真處理機和仿真語言。

目前，中國正面臨著人口老齡化，勞動力成本上升和產業結構升級的壓力，此外一些行業因技術、工作環境等原因也會造成招工難現象。AGV小車是集機械、電子、控制、計算機、傳感器、人工智能等多學科先進技術于一體的現代制造業重要的自動化裝備。自上世紀60年代世界上出現第一臺工業AGV以來，AGV小車技術及其產品發展并不是很快，近幾年工業4.0概念如火如荼，2010年后AGV小車產品呈現出快速“偽增長”，雖然AGV產品可以成為柔性制造系統（FMS）、自動化工廠（FA）、計算機集成制造系統（CIMS）的自動化工具，但在現階段并未出現爆發式增長，同時大量熱錢涌入，國家和地方政策等因素多數企業僅僅出于帶著“搭便車”的心態進入AGV產業，在AGV產品及應用技術上并沒有太多核心技術積累和創新，仍停留在上世紀日本淘汰的技術體系。由于AGV小車產品應用范圍很廣，單機技術附加值并不高，但作為先進制造業的支撐技術和信息化設備之一，對未來生產和社會發展起著重要的作用。

4 AGV小車的發展應用領域

AGV/AGV模塊化設計研究，由于不同的AGV/AGV之間有許多的模塊的功能是相同的，因此為了能夠適應不同的使用要求和縮短新產品的開發周期，最好是采用模塊化的設計方法，將AGV的各功能模塊設計成不同的系列，再根據具體的使用要求進行組合。

AGV系統控制結構愈來愈多地具有跟蹤物料和儲存信息的功能，以支持“準時制”生產，以便允許與AGV間或任何其他控制器進行通信。

把AGV和移動機器人的能夠進行靈活操作的優點結合起來，使之具有更高的科技含量和取得更前沿的應用。

AGV在工業領域中的應用將繼續增長，并進入生活服務行業，其中包括辦公室、醫院、賓館、郵政部門、超級市場和高爾夫球場等。

5 應用AGV小車的意義

磁導航傳感器是AGV小車中定位的核心部件，它是利用集磁道釘的磁場特性研究磁信號檢測、車輛與磁道釘之間相對運動于一體的試驗平臺。在此平臺上模擬實地的車輛磁道釘導航自動駕駛設計車輛的直線運動、S形運動以及加速等運動模式，并編寫軟件程序實現功能需求。

5.1 AGV小車先進性

AGV集光、機、電、計算機為一體，綜合了當今科技領域先進的理論和應用技術。導引能力強，定位精度高，自動駕駛作業性能好。

5.2 AGV小車靈活性

能夠很快捷地與各類RS/AS入/出口、生產線、裝配線、輸送線、站臺、貨架、作業點等有機結合。能夠根據不同的需求，以不同的組合，實現各種不同的功能。能最大限度地縮短物流周轉周期，降低物料的周轉消耗，實現來料與加工、物流與生產、成品與銷售等的柔性銜接，最大限度地提高生產系統的工作效率。

5.3 AGV小車可靠性

在AGV系統的工作過程中，每一步都是一系列數據和信息的通訊交換過程，后臺有強大的數據庫支持，消除了人為因素，充分地保證AGV作業過程的可靠性，完成任務的及時性，數據信息的準確性。

5.4 AGV小車獨立性

AGV能自成系統，在沒有其他系統支持條件下，作為一個獨立單元完成特定任務。

5.5 AGV小車兼容性

AGV不僅能獨立工作，而且更善于與其他生產系統、調度系統、控制管理系統等緊密結合，具有突出的兼容性和良好的適應性。

5.6 AGV小車安全性

AGV作為無人駕駛的自動車輛，具有較完善的安全防護能力。有智能化的交通管理，安全避碰，多級警示，緊急制動，故障報告等。能夠在許多不適宜人類工作的場合發揮獨特作用。

5.7 AGV小車示范性

代表先進的生產力，是企業技術進步的象征。能促進人員素質、管理水平的提高。AGV還能促進企業標準化、規范化、信息化的基礎建設。

作者簡介：

徐博凡：鄭州大學機械工程學院在讀研究生；

程蘇全：鄭州大學機械工程學院在讀研究生。

（作者單位：鄭州大學機械工程學院）