□文/金亞萍

AGV引爆物流智能化革命

□文/金亞萍

據(jù)IDC預(yù)計(jì)，到2019年，物流、醫(yī)療、公共事業(yè)和資源領(lǐng)域35%的領(lǐng)先機(jī)構(gòu)將嘗試?yán)脵C(jī)器人實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)營。物流是制造業(yè)的重要組成部分，國產(chǎn)AGV機(jī)器人產(chǎn)業(yè)的高速增長能夠從根本上提升物流體系的運(yùn)行效率，對(duì)我國制造業(yè)帶來深遠(yuǎn)的影響。

在工業(yè) 4.0和“中國制造2025”的推動(dòng)下，智能物流迎來了重大的發(fā)展機(jī)遇，智能物流也是構(gòu)建未來智能工廠的基石。AGV是智能物流裝備的關(guān)鍵核心設(shè)備。智能物流的任務(wù)是要找到一條盡可能地降低庫存、提高靈活性、降低成本、生產(chǎn)時(shí)間和資源耗費(fèi)方面的優(yōu)化之路，也是企業(yè)智能升級(jí)的必由之路。

當(dāng)前，物流行業(yè)規(guī)模正在以每年40%的速度快速增長，卻依然是典型的勞動(dòng)密集型行業(yè)。隨著機(jī)器人技術(shù)迅速崛起，各行業(yè)掀起一股“機(jī)器換人”的熱潮，而涉足物流領(lǐng)域的企業(yè)也紛紛投入AGV技術(shù)的研究。2016年5月我國頒布的《機(jī)器人產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃（2016－2020年）》中明確指出，要聚焦智能生產(chǎn)、智能物流，攻克工業(yè)機(jī)器人關(guān)鍵技術(shù)，真空（潔凈）機(jī)器人、全自主編程智能工業(yè)機(jī)器人、人機(jī)協(xié)作機(jī)器人、雙臂機(jī)器人、重載AGV等六種標(biāo)志性工業(yè)機(jī)器人產(chǎn)品。

圖1 ：2011年-2016年中國AGV新增量與增長率（單位：臺(tái)）

政策的東風(fēng)引來資本的蜂擁，機(jī)器人正在迅速成為物流業(yè)中最流行的名詞之一。而這其中，AGV就是針對(duì)物流自動(dòng)化領(lǐng)域的應(yīng)用，在機(jī)械加工、汽車、軍工、家電生產(chǎn)、微電子制造、煙草、電商倉儲(chǔ)等多個(gè)行業(yè)，成為AGV應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域，AGV產(chǎn)業(yè)2016年實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)發(fā)展的同時(shí)有部分應(yīng)用領(lǐng)域增長超過預(yù)期。

圖2 ：2011年-2016年中國AGV市場(chǎng)規(guī)模與增長率

金亞萍 機(jī)科發(fā)展科技股份有限公司副總經(jīng)理

國內(nèi) AGV 產(chǎn)業(yè)規(guī)模及現(xiàn)狀

2016年AGV實(shí)現(xiàn)量增價(jià)降的局面，中國市場(chǎng)AGV整體銷量較2015年實(shí)現(xiàn)大幅增長，2016年銷量超過11000臺(tái)，其中包含AGV、AGC以及電商倉儲(chǔ)AGV、戶外重載AGV，2016年增幅較大的主要原因?yàn)殡娚虃}儲(chǔ)AGV的使用和推廣、AGC產(chǎn)品的爆發(fā)式增長以及戶外港口AGV的應(yīng)用。

從市場(chǎng)規(guī)模來講，我國工業(yè)機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模不斷增長，已成為世界上增長最快的市場(chǎng)。2003年我國工業(yè)機(jī)器人的需求僅約為1500臺(tái)，到了2016年需求量達(dá)到了88200臺(tái)，在13年的時(shí)間內(nèi)增長了50倍左右。其中AGV市場(chǎng)規(guī)模2016年突破11億元大關(guān)，2016年我國已經(jīng)成為全球最大的AGV應(yīng)用市場(chǎng)，AGV產(chǎn)業(yè)鏈由零部件企業(yè)、本體企業(yè)、系統(tǒng)集成商、代理商、終端客戶構(gòu)成。當(dāng)前AGV應(yīng)用領(lǐng)域正不斷拓寬，種類更加繁多，功能越來越強(qiáng)，自動(dòng)化和智能化水平顯著提高。我國AGV市場(chǎng)已呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的態(tài)勢(shì)。從2010年開始我國工業(yè)機(jī)器人需求量激增，目前我國新增AGV中超過85%為自主產(chǎn)品。

從行業(yè)應(yīng)用的角度來分析，AGV應(yīng)用已經(jīng)拓展到各個(gè)行業(yè)，除了工業(yè)級(jí)的應(yīng)用外，也向商業(yè)服務(wù)業(yè)開始推廣應(yīng)用，以往的AGV使用大戶如汽車、煙草這些行業(yè)仍然是使用量較大的行業(yè)。從AGC 銷量來看，其中汽車行業(yè)使用占比超60%，家電制造行業(yè)占25%左右。其中3C行業(yè)的應(yīng)用較去年穩(wěn)中有升，3C行業(yè)的機(jī)器人使用與推廣處于萌芽階段。另外，需要強(qiáng)調(diào)的是電商快遞行業(yè)物流智能化的快速發(fā)展，帶動(dòng)倉儲(chǔ)AGV的崛起與大量的應(yīng)用， 2016年倉儲(chǔ)AGV銷量接近1500臺(tái)，占整體AGV銷量的15%。（注：上面部分?jǐn)?shù)據(jù)采用新戰(zhàn)略機(jī)器人產(chǎn)業(yè)研究所發(fā)布的數(shù)據(jù)）

圖3 ：2016年AGV/C 產(chǎn)品行業(yè)應(yīng)用占比

AGV的技術(shù)發(fā)展和創(chuàng)新

AGV系統(tǒng)主要包括：AGV地面管理系統(tǒng)、AGV車載控制系統(tǒng)、AGV自主定位及導(dǎo)引系統(tǒng)、AGV運(yùn)動(dòng)控制驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、AGV能源系統(tǒng)、AGV無線通信系統(tǒng)等，下面分別介紹各子系統(tǒng)相關(guān)技術(shù)的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀。

AGV管理監(jiān)控系統(tǒng)

AGV管理監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能是管理、監(jiān)控和調(diào)度AGV執(zhí)行搬運(yùn)作業(yè)任務(wù)。AGV管理監(jiān)控計(jì)算機(jī)一方面與上一級(jí)的信息管理系統(tǒng)（SAP/ER P/WMS/MES等）主機(jī)進(jìn)行通信，產(chǎn)生、發(fā)送以及回饋搬運(yùn)作業(yè)任務(wù)；另一方面通過無線網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)與AGV進(jìn)行通信，按照一定規(guī)則發(fā)送物料的搬運(yùn)任務(wù)；并進(jìn)行智能化交通管理、自動(dòng)調(diào)度相應(yīng)的AGV完成搬運(yùn)物料任務(wù)，同時(shí)接受AGV反饋的狀態(tài)信息，監(jiān)控系統(tǒng)的任務(wù)執(zhí)行情況，并向上一級(jí)信息管理系統(tǒng)主機(jī)報(bào)告任務(wù)的執(zhí)行情況。

AGV管理監(jiān)控系統(tǒng)是一個(gè)復(fù)雜的軟、硬件系統(tǒng)，目前國內(nèi)外中高端的AGV系統(tǒng)均有AGV管理監(jiān)控系統(tǒng)。硬件由服務(wù)器、管理監(jiān)控計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)以及相關(guān)接口等組成，軟件由相關(guān)的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、管理監(jiān)控調(diào)度軟件等組成。

AGV管理監(jiān)控調(diào)度軟件是AGV系統(tǒng)重要核心技術(shù)之一。系統(tǒng)軟件的成熟程度制約著AGV的發(fā)展與推廣，國外軟件技術(shù)不開放也制約了國內(nèi)AGV的發(fā)展與推廣。近年來，管理監(jiān)控調(diào)度軟件的研發(fā)工作得到了重視，國內(nèi)AGV生產(chǎn)廠家紛紛建立自己的AGV管理監(jiān)控調(diào)度軟件系統(tǒng)研發(fā)平臺(tái)，研制出自己的AGV管理監(jiān)控調(diào)度軟件產(chǎn)品。

AGV車載控制器

AGV車載控制器是AGV控制系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)完成人機(jī)交互、路徑規(guī)劃、任務(wù)執(zhí)行、定位與導(dǎo)航控制、電源管理、自主避障、安全信息提示，以及與AGV管理監(jiān)控計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信，反饋AGV的當(dāng)前狀態(tài)，并接受AGV管理監(jiān)控系統(tǒng)的調(diào)度和工作指令等任務(wù)。AGV車載控制器的性能和可靠性直接影響AGV產(chǎn)品的性能和可靠性。早期的AGV車載控制器硬件通常采用工控機(jī)或通用PLC作為主控單元，通過比較復(fù)雜的控制軟件和多種A/D、D/A接口完成人機(jī)交互、路徑設(shè)定、任務(wù)調(diào)度、定位與導(dǎo)航控制、運(yùn)動(dòng)控制、電源管理、自主避障、安全信息提示，并與管理監(jiān)控計(jì)算機(jī)進(jìn)行通信、反饋AGV的當(dāng)前狀態(tài)、接受調(diào)度和工作指令等任務(wù)。

近年來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展，嵌入式計(jì)算機(jī)的軟硬件水平都得到很大提高，已經(jīng)可以滿足AGV產(chǎn)品的各種需要。此外，與工控機(jī)相比，嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)具有結(jié)構(gòu)緊湊、成本低、功耗小等明顯優(yōu)勢(shì)，而這些對(duì)于必須使用自身攜帶電源的AGV產(chǎn)品尤其重要。因此，AGV車載控制器硬件采用嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)將是未來的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)。

AGV自主定位及導(dǎo)引系統(tǒng)

雖然AGV導(dǎo)引方式的種類很多，但目前得到應(yīng)用或具有應(yīng)用前景的AGV導(dǎo)引方式主要包括以下幾種類型：

（1）電磁感應(yīng)導(dǎo)引

該導(dǎo)引方式的基本工作原理為：在AGV的行駛路徑上埋設(shè)金屬導(dǎo)線，并加載低頻、低壓電流，使導(dǎo)線周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)，AGV上的感應(yīng)線圈通過對(duì)導(dǎo)航磁場(chǎng)強(qiáng)弱的識(shí)別和跟蹤，實(shí)現(xiàn)AGV的導(dǎo)引。 目前，電磁感應(yīng)導(dǎo)引技術(shù)比較成熟，應(yīng)用也較為廣泛。

該導(dǎo)引方式的主要優(yōu)點(diǎn)為引線隱蔽，不易污染和破損，導(dǎo)引原理簡單而可靠，無聲光干擾，制造成本較低；而主要缺點(diǎn)則為路徑更改的靈活性差，調(diào)整變動(dòng)不便，感應(yīng)線圈對(duì)周圍的鐵磁物質(zhì)較敏感，對(duì)于一些路線比較簡單的需要24小時(shí)連續(xù)作業(yè)的工況（比如發(fā)動(dòng)機(jī)等裝配生產(chǎn)線）目前配合非接觸供電系統(tǒng)的應(yīng)用在國外還是比較多的。

（2）磁帶、磁點(diǎn)導(dǎo)引

該導(dǎo)引方式的基本工作原理為：在AGV的行駛路徑上貼磁帶或打磁點(diǎn)，通過磁感應(yīng)信號(hào)實(shí)現(xiàn)導(dǎo)引。目前，磁帶、磁點(diǎn)導(dǎo)引技術(shù)成熟，應(yīng)用也較為廣泛。

該引導(dǎo)方式的主要優(yōu)點(diǎn)為改變或擴(kuò)充路徑較容易，磁帶、磁點(diǎn)的安裝簡單；而主要缺點(diǎn)則為易受AGV行走路徑周圍的金屬物質(zhì)的干擾。此外，因?yàn)榇艓饴叮菀资艿綑C(jī)械損傷和污染，導(dǎo)航的穩(wěn)定性受環(huán)境影響較大，因此近年來此類AGV較多采用磁點(diǎn)方式。

（3）光學(xué)導(dǎo)引

該導(dǎo)引方式的基本工作原理為：在AGV的行駛路徑上涂漆或粘貼色帶，通過對(duì)光學(xué)傳感器采入的色帶圖像信號(hào)進(jìn)行識(shí)別實(shí)現(xiàn)導(dǎo)引。此外，用CCD攝像機(jī)和圖像處理系統(tǒng)替代普通的光學(xué)傳感器可以有效提高導(dǎo)引系統(tǒng)的可靠性。 目前，光學(xué)導(dǎo)引技術(shù)成熟，應(yīng)用也較為廣泛。

該導(dǎo)引方式與磁帶導(dǎo)引方式比較類似，其主要優(yōu)點(diǎn)為靈活性比較好，地面路線設(shè)置十分簡單；而主要缺點(diǎn)則為易受色帶污染和磨損的影響，對(duì)環(huán)境要求較高，導(dǎo)引可靠性受制于地面條件，停位精度比較低。

（4）激光導(dǎo)引

該導(dǎo)引方式的基本工作原理為：在AGV行駛路徑的周圍安裝位置精確的激光反射板，安裝在AGV上的激光定位裝置發(fā)射激光束并且采集由不同角度的反射板反射回來的信號(hào)，根據(jù)三角幾何運(yùn)算來確定其當(dāng)前的位置和方向，實(shí)現(xiàn)AGV的導(dǎo)引。目前，激光導(dǎo)引技術(shù)比較成熟，應(yīng)用也較為廣泛。

該導(dǎo)引方式的主要優(yōu)點(diǎn)為定位精確，能適應(yīng)復(fù)雜的路徑條件及工作環(huán)境，能快速變更行駛路徑和修改運(yùn)行參數(shù)；主要缺點(diǎn)則為激光定位裝置成本較高。

（5）視覺導(dǎo)引

該導(dǎo)引方式的基本工作原理為：在AGV上安裝CCD攝像機(jī)，AGV在行駛過程中通過視覺傳感器采集圖像信息，并通過對(duì)圖像信息的處理確定AGV的當(dāng)前位置（識(shí)別給定路標(biāo)）。

視覺導(dǎo)引方式具有路線設(shè)置靈活、適用范圍廣、成本低等優(yōu)點(diǎn)，也是AGV導(dǎo)引方式未來的發(fā)展方向。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展及快速圖像處理關(guān)鍵技術(shù)的突破，視覺導(dǎo)引技術(shù)將成為最具應(yīng)用前景的AGV導(dǎo)引技術(shù)。

（6）慣性導(dǎo)引

慣性導(dǎo)引方式的基本工作原理為：在AGV上安裝陀螺儀,在行駛區(qū)域的地面上安裝定位塊，AGV通過對(duì)陀螺儀偏差信號(hào)的計(jì)算及地面定位塊信號(hào)的采集來確定自身的位置和方向,從而實(shí)現(xiàn)AGV的自動(dòng)導(dǎo)引。

慣性導(dǎo)引技術(shù)是AGV領(lǐng)域一項(xiàng)新興的導(dǎo)引技術(shù)，其主要優(yōu)點(diǎn)是技術(shù)先進(jìn)、定位精度高、靈活性強(qiáng)。隨著慣性敏感元件的發(fā)展，成本的降低，慣性導(dǎo)引技術(shù)也將成為最具有應(yīng)用前景的AGV導(dǎo)引技術(shù)。

（7）復(fù)合導(dǎo)引

由于每一種導(dǎo)引方式均有其局限性，為了滿足需要，可以將上述導(dǎo)引方式結(jié)合使用，兩種導(dǎo)引方式可以實(shí)現(xiàn)無縫對(duì)接，比如由激光導(dǎo)引和磁導(dǎo)引構(gòu)成的復(fù)合導(dǎo)引方式，在國內(nèi)已經(jīng)得到應(yīng)用。

AGV運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)

AGV作為移動(dòng)機(jī)器人的一個(gè)分支，其驅(qū)動(dòng)方式主要包括單舵輪驅(qū)動(dòng)、差速驅(qū)動(dòng)、雙舵輪驅(qū)動(dòng)及多舵輪驅(qū)動(dòng)等四種方式。多舵輪驅(qū)動(dòng)一般用于載重10t以上的重載AGV。

單舵輪驅(qū)動(dòng)用于三輪車型：一個(gè)舵輪，兩個(gè)固定從動(dòng)輪（分布在車體軸線的兩邊）。這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是用途較廣，對(duì)地表面要求不高，而缺點(diǎn)則是結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，轉(zhuǎn)彎時(shí)（尤其是進(jìn)行高速轉(zhuǎn)彎時(shí)）穩(wěn)定性較差。

差速驅(qū)動(dòng)用于三輪或四輪車型：兩個(gè)固定驅(qū)動(dòng)輪（分布在車體軸線的兩邊），一個(gè)（三輪車型）或兩個(gè)（四輪車型）從動(dòng)自由輪，靠兩個(gè)驅(qū)動(dòng)輪之間的差速驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)彎。與單驅(qū)動(dòng)方式相比，采用差速驅(qū)動(dòng)方式可以使AGV的結(jié)構(gòu)更加簡單，但對(duì)電機(jī)驅(qū)動(dòng)總成的控制性能和基于外部傳感器消除誤差的能力要求較高，否則難以保證AGV沿給定路徑運(yùn)行。同樣，采用差速驅(qū)動(dòng)的三輪車型進(jìn)行轉(zhuǎn)彎時(shí)穩(wěn)定性較差，而四輪車型對(duì)地表面平整度要求較高。

雙舵輪驅(qū)動(dòng)用于四輪車型：兩個(gè)舵輪，兩個(gè)從動(dòng)自由輪。這種車型的突出優(yōu)點(diǎn)是可以實(shí)現(xiàn)全方位（萬向）行駛，特別適合狹窄通道或?qū)ψ鳂I(yè)方向有特別要求的環(huán)境和場(chǎng)合，而缺點(diǎn)則是AGV的結(jié)構(gòu)相對(duì)復(fù)雜，對(duì)地表面的平整度有較高要求。

多驅(qū)動(dòng)用于多輪車型：多舵輪驅(qū)動(dòng)是指4個(gè)以上的舵輪，一般都用于載重10t以上的重載AGV,運(yùn)動(dòng)模型比較復(fù)雜。

電機(jī)驅(qū)動(dòng)總成

AGV的電機(jī)驅(qū)動(dòng)總成由伺服電機(jī)和減速機(jī)構(gòu)組成，用于AGV本體驅(qū)動(dòng)以及裝卸載機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)，是AGV的核心部件，對(duì)AGV的成本和性能影響很大。目前國內(nèi)電機(jī)驅(qū)動(dòng)總成與國外相比仍有較大差距，國產(chǎn)AGV產(chǎn)品大多采用進(jìn)口電機(jī)驅(qū)動(dòng)總成及驅(qū)動(dòng)器產(chǎn)品，成本很高。

目前在國外，以低壓交流電機(jī)為核心的交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)總成因其效率高、維護(hù)成本低，被廣泛用于重載AGV驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中。國外AGV產(chǎn)品供應(yīng)商競相推出了性能更佳的交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的AGV，將新型交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)的AGV作為參與全球市場(chǎng)競爭的制勝砝碼。以豐富自己的產(chǎn)品，滿足用戶需求，贏得市場(chǎng)份額。

目前國內(nèi)AGV生產(chǎn)企業(yè)主要采用的還是直流驅(qū)動(dòng)技術(shù)，而直流驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中直流電機(jī)的最大弊端是噪音過大、電刷打火、轉(zhuǎn)子污染、電機(jī)溫度過高，相對(duì)于直流驅(qū)動(dòng)電機(jī)，交流電機(jī)比直流電機(jī)有更高的效率，交流電機(jī)的密封性比直流電機(jī)的要好很多，防護(hù)等級(jí)高很多，尤其不需要定期更換電刷，給使用者帶來了很多便利。我國低壓交流驅(qū)動(dòng)控制技術(shù)在AGV中的應(yīng)用才剛剛起步，市場(chǎng)前景將十分廣闊。所以發(fā)展交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)AGV(特別是重載AGV)，勢(shì)在必行。

AGV能源系統(tǒng)

AGV能源系統(tǒng)是AGV系統(tǒng)的關(guān)鍵系統(tǒng)之一，它包括：電池智能充電管理系統(tǒng)、智能充電機(jī)、電池電量檢測(cè)和電池。

在一些應(yīng)用場(chǎng)合，如AGV行駛路徑為固定路徑，可用非接觸感應(yīng)供電取代電池供電，非接觸感應(yīng)供電方式由車載控制器通過耦合取電板從地下敷設(shè)的高頻恒流線路上獲取電能，經(jīng)車載AC-DC轉(zhuǎn)換后供給車載元件，從而實(shí)現(xiàn)了AGV在運(yùn)動(dòng)中非接觸感應(yīng)供電，代替了傳統(tǒng)AGV的電池供電系統(tǒng)。主要有以下四個(gè)特點(diǎn)：

1.解決了電池供電的容量限制問題，能夠解決物流搬運(yùn)對(duì)電能的連續(xù)需求問題，保證了AGV供電的持續(xù)性和可靠性。

2.避免了電池充電所帶來的時(shí)間浪費(fèi)，可實(shí)現(xiàn)100%的免維護(hù)，提高了生產(chǎn)效率。

3.減少了由于使用電池供電所造成的諸多環(huán)保問題，并可工作于對(duì)環(huán)境要求非?？量痰臒o塵潔凈環(huán)境或惡劣潮濕的工作環(huán)境中。

4.以設(shè)備使用5年以上時(shí)間計(jì)算，非接觸感應(yīng)供電系統(tǒng)相比采用電池供電系統(tǒng)投資及使用成本更低。

但目前國內(nèi)常用的還是電池供電方式，非接觸感應(yīng)供電方式在國外汽車等制造行業(yè)已經(jīng)得到批量使用，國內(nèi)近1-2年在需要AGV連續(xù)作業(yè)的場(chǎng)合也有了一些應(yīng)用，但都是采用國外的一些產(chǎn)品及技術(shù)，國內(nèi)針對(duì)此項(xiàng)技術(shù)的研究還局限于一些大中院校，還沒有成熟的產(chǎn)品。

AGV無線通信系統(tǒng)

AGV系統(tǒng)中有多臺(tái)AGV同時(shí)工作，為了指揮各臺(tái)AGV按照AGV管理系統(tǒng)所接受的任務(wù)協(xié)調(diào)地工作，（即對(duì)AGV指派任務(wù)、進(jìn)行交通管理等），所有的AGV以及系統(tǒng)中的其它自動(dòng)化物流設(shè)備均由AGV管理監(jiān)控計(jì)算機(jī)進(jìn)行統(tǒng)一控制。AGV需要將當(dāng)前的狀態(tài)報(bào)告給AGV管理監(jiān)控計(jì)算機(jī)，與AGV之間的數(shù)據(jù)交換需要通過通信系統(tǒng)來完成，有固定運(yùn)行線路的AGV可以通過在運(yùn)行線路上埋設(shè)的導(dǎo)線進(jìn)行感應(yīng)通信，而全方位運(yùn)行的AGV由于沒有固定的運(yùn)行線路，所以一般是使用無線通信方式與主機(jī)交換數(shù)據(jù)，當(dāng)車間中干擾源較多時(shí)，通信系統(tǒng)必須有較高的可靠性，否則會(huì)引發(fā)AGV系統(tǒng)的誤動(dòng)作。目前國內(nèi)外AGV無線通信系統(tǒng)大多采用無線以太網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議802.11b/g的通用無線系統(tǒng)。無線通信系統(tǒng)技術(shù)的提升和硬件成本的降低可以促進(jìn)AGV的發(fā)展。

AGV在各行業(yè)的應(yīng)用

自20世紀(jì)90年代末 AGV在我國煙草、汽車等行業(yè)開始應(yīng)用以來，目前已經(jīng)在工程機(jī)器、醫(yī)藥、電力、家電、化工、造紙/新聞?dòng)∷?、印鈔造幣、國防、輪胎、玻纖、教育、電商物流等行業(yè)得到了推廣應(yīng)用。

如在汽車行業(yè)，AGV不但在發(fā)動(dòng)機(jī)分裝、后橋分裝、變數(shù)箱分裝等裝配生產(chǎn)線上得到大量應(yīng)用，在發(fā)動(dòng)機(jī)箱體配送、儀表盤配送、小型零配件配送等方面也得到的廣泛應(yīng)用。另外，在國內(nèi)紛繁的電商倉庫物流市場(chǎng)也得到了應(yīng)用，通過AGV實(shí)現(xiàn)了貨到人，從而節(jié)省了人工成本，提高了倉庫利用率，降低了分揀貨物錯(cuò)誤率。

AGV前景

不管是從市場(chǎng)，還是從技術(shù)層面來講，AGV都有著不可取代的優(yōu)勢(shì)與市場(chǎng)前景，已然是未來市場(chǎng)上的一大趨勢(shì)。

首先，我國面臨著人口紅利即將喪失、勞動(dòng)力成本大幅攀升、訓(xùn)練有素的產(chǎn)業(yè)工人缺乏、招工難等問題，這些問題催生了對(duì)AGV需求快速增長的強(qiáng)大動(dòng)力。其次，我國物流裝備制造業(yè)也面臨前所未有的機(jī)遇，我國已經(jīng)成為世界上最大的物流裝備市場(chǎng)，足以支撐各種規(guī)模、較大數(shù)量的物流裝備企業(yè)發(fā)展。2016年，中國市場(chǎng)對(duì)智能輸送裝備的需求高達(dá)500億元，國內(nèi)企業(yè)對(duì)AGV的需求空前高漲，預(yù)計(jì)2017年新增AGV裝機(jī)容量將達(dá)到20000臺(tái)。最后，我國AGV正在獲得前所未有的資金、技術(shù)、人才、管理等全方位的要素支持，具備加速起飛的強(qiáng)有力條件。

隨著工業(yè)4.0的高速發(fā)展，人類需要機(jī)器人來協(xié)助配合完成工作，更多的機(jī)器人將參與到工業(yè)制造、物料運(yùn)輸?shù)裙ぷ髦?。伴隨著AGV產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，其未來的應(yīng)用市場(chǎng)和領(lǐng)域也在逐漸擴(kuò)張，不僅能推進(jìn)各行業(yè)自動(dòng)化生產(chǎn)水平，同時(shí)也能產(chǎn)生良好的技術(shù)效應(yīng)，從而帶動(dòng)整個(gè)行業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。

國內(nèi)AGV企業(yè)面臨的困境和對(duì)策

隨著工業(yè)4.0時(shí)代的到來，我國智能物流裝備的核心設(shè)備AGV產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨著巨大的挑戰(zhàn)，也存在前所未有的機(jī)遇。我們當(dāng)前面臨的主要挑戰(zhàn)是基礎(chǔ)研究不足，核心技術(shù)平臺(tái)和產(chǎn)品嚴(yán)重依賴進(jìn)口。我國大多數(shù)企業(yè)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的AGV關(guān)鍵技術(shù)研究的時(shí)間還很短，技術(shù)基礎(chǔ)比較薄弱。國內(nèi)高端AGV市場(chǎng)大多數(shù)采用的是科爾摩根的NDC系統(tǒng)，另外市場(chǎng)非常不規(guī)范，沒有統(tǒng)一的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，也沒有形成具有較大影響力的產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈，行業(yè)內(nèi)部低價(jià)同質(zhì)化競爭也比較激烈。

建議我國AGV產(chǎn)業(yè)加快整合資源，實(shí)行分工合作，共建公共的技術(shù)平臺(tái)體系，制定行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，加大產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化，提高智能化水平。

在我國應(yīng)開展如下AGV關(guān)鍵技術(shù)的研究工作：

1） AGV管理監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)是AGV系統(tǒng)重要核心技術(shù)之一，應(yīng)開發(fā)基于100臺(tái)以上AGV的管理調(diào)度系統(tǒng)開發(fā)工作，開展人機(jī)交互技術(shù)、遠(yuǎn)程監(jiān)控技術(shù)、遠(yuǎn)程故障診斷技術(shù)的專項(xiàng)研究，提高我國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的軟件開發(fā)水平，以適應(yīng)國內(nèi)近年來AGV的市場(chǎng)需求。

2） AGV車載控制器是AGV控制系統(tǒng)的核心，研制基于嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的專用AGV車載控制器，取代以采用工控機(jī)或通用PLC作為主控單元的AGV車載控制器是未來的技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，也是今后研發(fā)工作的重點(diǎn)。

3）隨著制造業(yè)對(duì)AGV需求量的增加，載荷在20t以上的重載AGV的需求將快速增長。多舵輪驅(qū)動(dòng)AGV的研發(fā)顯得尤為重要，應(yīng)開展多舵輪驅(qū)動(dòng)AGV運(yùn)動(dòng)學(xué)研究和多舵輪運(yùn)動(dòng)控制算法的研究工作。

4）電機(jī)驅(qū)動(dòng)總成是AGV重要基礎(chǔ)部件之一，應(yīng)研發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的電機(jī)驅(qū)動(dòng)總成產(chǎn)品。應(yīng)盡快開展低壓交流電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)的研究工作及產(chǎn)品開發(fā)工作。研發(fā)基于DSP的交流和直流伺服驅(qū)動(dòng)控制器產(chǎn)品。

5）視覺導(dǎo)引技術(shù)及自然導(dǎo)航技術(shù)等將成為最具應(yīng)用前景的AGV導(dǎo)引技術(shù)，開展快速圖像處理關(guān)鍵技術(shù)的研究工作，開展圖像處理技術(shù)在AGV導(dǎo)引技術(shù)上的適應(yīng)性研究工作，盡快實(shí)現(xiàn)視覺導(dǎo)引等自然導(dǎo)引技術(shù)在工程中得以成熟應(yīng)用。

手機(jī)掃碼閱讀