汽車制造企業自動導引車安全管理

文/ 柳明明 張林

AGV，為Automated Guided Vehicle的縮寫，意即“自動導引運輸車”。AGV是通過裝備自動導引裝置，沿規定的導引路徑行駛，實現物流運輸的車輛，是廣泛應用于數字化車間、智能工廠的通用物流設備，是實現智能物流的必備裝備。隨著國家不斷推進“中國制造2025”戰略，制造行業對生產效率提升的需求不斷增加，作為智能物流的重要裝備，AGV的需求及使用越來越廣泛，而汽車制造業是AGV使用最主要的行業。

本文以某汽車制造企業為例，通過辨識AGV小車存在的風險，并從技術手段、管理手段提出安全管理對策，從而使AGV適用于汽車制造車間的生產環境，并更好地發揮其優勢。

現狀分析

某汽車制造企業為推進智能化物流管理，以實現柔性化的物流輸送系統、節能增效目標背景下，引入AGV進行技術改造。該企業目前引入的AGV種類，基本涵蓋市場主要分類品種。

按照使用用途分類，AGV可分為四類，即車身轉運、物料運輸、車身裝配、物流倉儲；按照轉運方式分類，可分為三類，即背駝式、拖曳式、叉車式；按照承載載荷分類，可分為四類，即輕載、中載、重載、超重載。

在實際使用過程中，該企業不僅設置有沿固定路徑行駛的AGV系統，同時也設置有多種不固定路徑行駛的AGV系統，且初步建立成可實現智能化、網絡化，多種類、多設備同時混合使用的大型AGV運行網絡，給日常安全管理帶來新的安全風險。

同時，由于該企業的生產車間內生產節拍快，物流運輸量大，運輸環境復雜，在引入AGV進行物流運輸時，必然對車間的生產環境及人員安全帶來威脅

因此，AGV的本質安全及日常使用安全管理顯得尤為重要，其安全管理也越來越受到企業的關注。

安全風險分析

AGV安全風險分析，主要從硬件設備、軟件控制、安裝配置、使用管理等方面進行深入辨識，存在以下主要安全風險：

一是硬件設備風險，如AGV車身設置未考慮防撞；車身安全裝置不完善，存在檢測空白區；驅動方式采用電池，帶來充電風險。

二是安裝配置風險，如AGV小車運行環境隨時間變化帶來的風險；AGV地面硬件不符合要求，或遭到損壞；運行路徑設置不合理，與其他作業交叉。

三是使用管理風險，如人員未經培訓，不具備安全操作技能；AGV小車行駛路徑安全警示標識不足等；AGV管理制度不完善。

四是其他風險，如制造缺陷等。

基于以上AGV安全風險分析結果，在AGV安裝之前就必須考慮安全問題解決措施。從設計階段、安裝階段、使用階段，全方面考慮AGV安全管理，確保安全措施在投入使用前落實到位，方可消除AVG安全風險、降低事故發生概率。

安全技術措施

為實現本質安全，在AGV設計及生產階段，應從安全技術方面考慮消除安全風險。結合實際使用過程出現的問題，經過分析，主要應從以下幾個方面落實安全技術措施：

安全傳感器

為防止AGV與人員或物品發生碰撞，設備應采用可靠的安全傳感器，實現水平360°探測，檢測距離應在0～3 m范圍可調，確保AGV運行安全。

安全傳感器應與剎車、報警裝置聯動，實現分級響應：當在0.2～0.5 m范圍內檢測到障礙物時剎車停止；當檢測到障礙物進入危險區域時AGV自動停車，障礙物移走后自動恢復運行；當檢測到障礙物進入安全警示區域時減速運行并發出警示聲。

安全緩沖器

安全緩沖器是柔性可彎折的帶狀物，固定在AGV前后邊棱上，且應和AGV運行裝置聯動。當AGV安全傳感器失效情況下，若AGV撞上障礙物，在安全緩沖器的保護及報警響應下，小車立刻停止運行。

緊急停止按鈕（EMO）

緊急停止按鈕使用紅色標記，且應安裝在AGV的前面或后面明顯位置，當發生緊急情況時，任何人員可通過按下AGV車體上的緊急停止按鈕使AGV立刻停車。當想恢復AGV的正常運行，需先將緊急停止按鈕松開，然后按啟動鍵來恢復AGV的正常運行。

安全控制系統

AGV系統的安全系統應按照ISO 13849-1(EN954-1)《機械安全-控制系統的安全相關部分》氣動組件安全設計標準（B類通用安全標準）和EN-1525 AGV《工業貨車的安全-無駕駛員貨車及其系統》行業安全標準（C類專用安全標準）進行設計，應滿足速度監控；小車行駛方向有減速控制；承載系統具有防止負載掉落功能，具有聯鎖裝置；行駛過程出現異常，具有安全保護狀況：警告指示（聲光報警）、人員檢測、側面防護、啟動延遲功能。

車輛傳感器

通過安裝在導軌下的地感線圈，實現探測導軌上是否存在障礙物。當下一區域內車輛傳感器探測到導軌上存在障礙物，則AGV提前接受到信號并停止進入下一區域，來避免與障礙物發生碰撞。

安全距離

AGV運行路徑，應考慮與設備及建筑物之間的安全距離，應符合以下表格要求的內容，降低AGV車輛對周邊物品存在的可能影響，與人行通道的距離、到車間的設備的間距是否滿足機械安全標準化的距離要求。

車間生產設備分為大、中、小三類。最大外形尺寸分類長度＞12 m者為大型設備，6～12 m者為中型設備，＜6 m者為小型設備。

安全距離表

全方位障礙物檢測

汽車制造車間存在多種架空設備及線路，當AGV車輛或其負載后，無法檢測到水平方向360°，垂直方向90°的障礙物，且無法及時停止，則容易造成人員傷害或設備損壞。

AGV應安裝可實現水平方向360°，垂直方向90°檢測障礙物系統，從而消除任何方向可能存在的障礙物，防止發生碰撞。

電池安全

AGV供電系統由電池和固定式充電站組成，一般以蓄電池（鉛酸、鎳氫、鎘鎳、鋰離子等）作為動力源，其安全條件應滿足：AGV小車需采用接觸式自動充電方式；當AGV小車電量降低到設定值時，完成當前任務后到充電站自動充電；充電過程中無氫氣等危險氣體產生。

環境安全防護措施

針對AGV不同的導引系統，對行駛區域周圍使用的動力設備、電氣配線、照明裝備、空壓機等發出的電磁波、超聲波以及車輪與路面摩擦所產生的靜電等干擾因素，應設置相應的安全防護措施。

安全管理措施

在技術安全措施的基礎上，應從安全管理角度，完善AGV在使用過程中的安全管控。

建立安全管理制度

應建立AGV安全管理制度，編制安全操作規程，并應按照“屬地與直線管理”原則，明確AGV直線管理安全責任、屬地監督管理責任，確保各項安全措施到位。

技能培訓

AGV操作人員及管理人員，應經過專業培訓，并經考核合格后，方可上崗操作。其他需進入AGV運行區域的人員，必須接受安全告知培訓，掌握AGV防護要點。

安全避讓區域

在AGV運行的交叉路口或者分叉口、急轉彎路口等區域，由于人員無法及時發現運行中的AGV車輛，有可能發生碰撞事故。因此在以上區域周邊，應規劃安全避讓場所，并設備醒目標志。

防撞及隔離裝置

在部分運行路徑復雜、存在多種通行方式的區域，為防止AGV與人員、周圍設備相撞，應設置固定或可移動式防撞、隔離裝置。

安全標識

應安全行走的需要，在AGV運行路徑上，應使用符合安全警示標識規定的標志、區域標線等警示物，以確保安全。

負載安全

應依據所使用的AGV類型，合理分配負載，避免出現超載、負載面積過大等現象，造成運行過程出現碰撞或其他事故。