解析AGV系统在多行业智慧物流系统中的应用

世界上第一台AGV是1953年诞生的由一辆牵引式拖拉机改造而成的。从第一台AGV诞生至今已经有60余年了，目前在世界上，AGV搬运机器人已经得到长足的发展，主要的变化表现为AGV的引导方式和AGV的使用数量以及AGV的生产厂家数量。

我国AGV发展历程较短，但一直以来在不断加大这一领域的投入，AGV市场并没有出现关节型工业机器人一样由几大国外品牌把持的情况，此乃国产移动机器人的大幸。我国AGV的发展虽然始于上世纪60年代，但长期以来发展缓慢。近年来，在国内工业机器人需求量激增以及“中国制造2025”、智慧物流等各项政策的保驾护航下，我国AGV机器人销售量持续增长。

企业介绍

机科股份是一家专业提供智能高端制造装备及系统集成和环保设备及工程的中央企业，主要技术和产品为机器人及相关设备、自动化成套装备、产品定制与服务、固废处置设备及工程、水处理设备及工程等，主要技术和产品服务于环保、汽车、智能制造、物流、工程机械、冶金、印刷和国防等国民经济的核心领域，并在国家级的技术创新工作中扮演着重要的角色，承担过多项国家级技术开发项目。

工业机器人发展现状

中国制造2025五项重大工程和十大重点领域都聚焦在智能制造和机器人的发展方面的重要内容。根据IFR最新资料显示，2018年我国工业机器人市场份额占全球市场份额的38%，其中搬运上下料机器人占比最高。预计到2020年，我国的工业机器人市场规模将进一步扩大到93.5亿美元。

我国AGV的销量及应用领域占比情况显示，2016 年销量为 6500 台，同比增长 48.8%， 2017 年销量为 13500台，同比增长 101.6% ，增幅较大的主要原因为电商仓储 AGV 的使用和推广以及户外港口 AGV 的应用。2018年 AGV 机器人销量将超 1.8 万台，同比增长超 40%。我国工业AGV主要分布在汽车工业、家电制造等生产物流端。在我国AGV应用领域占比情况中，汽车工业领域占比最高，占比达到24%，其次为家电制造领域，占比为22%。

AGV的分类

仓储物流机器人AGV—— 外形小、载荷轻

这类机器人主要应用于3C、电商、快递等领域，它的特点主要是认为载型比较小，载重比较轻，载重一吨两吨，最小几百公斤，在物流方面主要分以下三大类形势，包括智能捡选、智能搬运、智能分捡。

工业物流机器人AGV——型式多样、载荷重

这类机器人主要应用于工程机械、国防军工、印钞造币、印刷、食品、医药、轮胎、玻璃纤维及航空航天等领域。

这类AGV按照形式又可以分为叉式AGV，所用的AGV主要是市面上一直用的叉车改装成AGV，操作里应用的没有叉车可以改成AGV，这样可以节省一定的成本。叉式AGV的特点是载重比较大，最大可以载重达到五吨，另外主要特点是提升的高度比较矮，一般到两百五十毫米左右，所以在工厂中适合从定量到低量搬运货物，叉式稳定性比较高。

背驼式AGV，根据生产的需要和产品的搬运产品的类别，可以用在玻璃纤维行业电子输送，部队物资储备的运输以及印刷行业，复合软包装印染。重载式AGV，主要应用于工程机械重载，承载量能达到10—20T。还有其它种类的AGV，适用于轨道交通（城轨转向架、抱轴箱齿圈）和航空制造（飞机蒙皮钻铆）中。

AGV系统的关键技术

AGV系统的服务方式，是由地面控制系统和车载控制系统组成的，地面控制系统主要由AGV管理调度系统和其他的AGV的系统里车载系统，和一些对接的外部设备。车载控制系统，采用无线通电的方式，内部采用WIFI方式，另外随着5G应用也可以做车载控制系统关键技术，首先路径管理文化，根据中央调度系统统一调度的。

中央管理调度系统，发了信息经过处理之后全部给车载系统，车载系统根据广告系统和详细的路面信息，应用一些功能算法采用驱动车的命令，从而对AGV车的运动件进行驱动，根据预定所设好的路线行进。

提供车载导航系统和车载指引，系统是关键技术。车载导航技术，目前在市面上AGV主要有以下几大类：二维码导航，二维码导航现在在仓储物流AGV中，主要是使用二维码方式，目前也逐步使用了性能介绍的SLAM算法进行导航。磁导航方式是最传统的AGV导航方式，缺点大家都知道，因为成本比较低，所以还是有一定应用。

现在主要的方式是激光导航，也是目前在工业中的常见的导航方式，这里包括有反射板导航和无反射板导航，底下反射板，有圆柱形和平面的，反射板也有所应用，但反射板导航的应用这个要求可靠性比较高，无反射板导航应用相比有反射板，因为环境可变化性比较大，从应用角度来说比复合导航应用的少一点。

下面是复合导航，复合导航可以把激光导航方式进行结合，部分区域可以优化导航，这种方式，所以有的做仓储物流的小的AGV，为了保证导航记录，可能在一些行驶路线上SLAM导航，站台采用二维码导航提高定位精度，最后是视觉导航，通过摄像头加PDF导航，这些应用APP失败巡检也做了。

刘洋也谈到了车载的技术，机科的AGV主要有以下几种形势，有单舵轮和双舵轮，多舵轮比双舵轮好一点，手臂会更灵活一点，多握轮支持多种性质，在重载上采用多舵轮，增加驱动力和承载力。驱动转向电机控制技术，AGV采用是方向机，主要优点供应范围比较广，而且扭矩较大，之前叉车采用的智能电机的方式，现在电动刹车全部更换成了交融电机方式，针对不同的交融电机，有很广泛的电机来适应它，通过台和对电机因素控制，把电机多种融合扭矩的情况下进行测试，电机驱动力的参数使驱动器对电机有更好的设置，达到最优的要求。

多台AGV管理系统和地面控制系统

多台AGV交通管控技术是拖车里的一个核心技术，把实际项目的路线地图，通过它转化成一个拓扑关系的网络图，利用智能的算法进行智能交通管控，使效应达到最高。采用了两种狄克斯特拉算法，单车是比较简单的，搜索可能会有多种，这个要考虑整体最终的方案，介绍一下多台AGV的任务调度技术，现在AGV调度系统是根据所有下发的AGV的任务和AGV的信息做任务，达到整体运行效率最优。

这里主要考虑三个基本原则，首先是系统总的运行效率最优，另外考虑任务等待的允许时间，如果任务时间太长可能会影响，其次考虑任务优先级的高低。第三个进行远程运维技术，把AGV数据采集起来之后，通过多种数据采集方式，通过算法进行传输，通过语音平台和数据处理。其实主要有四个方面的作用，数据分析和监控和远程维护，数据分析，通过AGV运行，可以知道AGV在路径上是哪条路径是最优的，然后规划这个路径，统计在各时段AGV完成的情况，确定AGV的执行效果。

故障报警信息显示状态，一些功能信息可以显示带有监控，通过颜色可以看出绿色是无故障状态，红色是有故障状态一目了然。这个是远程维护工程，远程维护预先维护，主要对AGV车体进行维护，包括电池和一些AGV计算机和容易损坏的地方进行维护，还可以进行软件升级，包括车载软件和管理软件进行升级，同时还对远程故障处理进行升级，设立了电池保养充电的情况，保养时间，电池保养的情况。

机科公司AGV系统的集成应用案例

刘洋介绍了目前机科所涉及到的AGV行业，有工程机械、印钞造币、轮胎、印钞行业等。

工程机械行业，三一重工项目——这个是2015年国家工程机械建造项目，工程机械行业生产的产品尺寸大、重量重，对AGV的需求主要以货叉式和背驮式为主，低位叉式AGV输送系统用于部件装配生产线的原料供应，大型部件在各工序间转运用重载AGV。

出版印刷行业，广州日报印务中心项目——AGV搬运的物料多以圆柱形物料为主，最早使用AGV实现对纸卷的高举升货架式存储及纸卷在线自动称重。昆山彩华项目——与立体库、印刷机上下料设备等多种设备进行交互。

食品行业，苏州惠氏奶粉工厂项目——全自动地完成生产线的原料供应与包装后的成品入库等任务，提高了奶粉工厂在生产环节中的质量和效率。还有伊利乳业的项目，前移叉式AGV用于高位货架存储并更换穿梭板在货架上的位置。

轮胎行业，近几年轮胎行业比较广泛，由于轮胎工厂使用产品品类比较多，因此对互联网信息跟踪要求比较严格，通过物料台车上的RFID卡传递物料信息，确保了物料信息的可靠性及可追溯性。通过生产全过程的信息化，加速了中国轮胎行业的转型升级。

玻纤行业，泰山玻纤项目——国内玻纤行业最早使用AGV实现纱车的存储及输送

制药行业，江中制药，里面用的AGV就是机科提供的，主要涉及到原辅料、成品、半成品、一次包装、二次包装、外购成品、包材以及制药容器的搬运。此外，还有西安杨森、杭州华东医药、上海君实、大连辉瑞都有应用，后面杭州华东、上海君实、大连辉瑞都在实施。制药业对AGV的密封性、可靠性及系统效率都有较高的要求。

印钞行业，是最早应用的行业，北京印钞项目——AGV的应用提高了产品在各工序间印制的输送效率，降低了输送对于产品的质量影响。2015年11月17日，中央电视台新闻频道报道机科股份移动机器人（AGV）在印钞厂的应用。南京造币项目——使用AGV系统将硬币制造的各工艺环节柔性的连通，并结合AGV车型的特点实现了对各环节半成品物料的自动存储。

轨道交通行业，中车株机公司转向架智能制造车间AGV项目——抱轴箱智能装配线、总成智能装配线中使用定制的AGV完成物料在生产线工位间的运输及与相关设备对接的工作，提高了生产质量和效率。

编辑：jq