重载型AGV发展现状浅析

重载型AGV发展现状浅析

常胜

大连华锐重工集团股份有限公司辽宁大连116013

摘要：科技在快速的发展，社会在不断的进步，随着工厂自动化、计算机集成制造系统技术逐步发展、以及柔性制造系统、自动化立体仓库的广泛应用。相应地，应用于智能物流系统中的AGV（AutomatedGuidedVehicle）应具有很高的柔性。AGV作为联系和调节离散型物流管理系统使其作业连续化的必要自动化搬运装卸手段，其应用范围和技术水平得到了迅猛的发展。另一方面，随着系统的集成化程度的提高，AGV也越来越趋向于重型化。

关键词：重载；AGV；人工智能；驱动；导航

引言

自动化搬运正在渗透各个行业，作为其核心设备，AGV在成为智能仓储标配的同时也在不断拓宽领域，而AGV技术也在不断发展以适应更多的应用场景，例如在大型设备和产品运输要求越来越严格的场景下，AGV的构造和承载也发生了变化，重载AGV应运而生，开始进入市场应用。

重载式AGV以大尺寸、高承载为特征，它可以完成对一些大型物体的加工制造、搬运等操作的自动化。

在一些重型机械厂、还有铁路交通、特种行业、港口机场、大型电压器厂、重型汽车制造厂等等这些场所都是需要大型吨位的AGV来满足。近两年，随着重载AGV应用领域的扩大，一些企业也纷纷开发了相关产品。

1.国外发展现状

20世纪50年代，世界上第一台AGV被美国一家企业研制出来，这种牵引式AGV的应用大大提高了工业生产效率，节约了人力成本。进入20世纪70年代，除了具有自动导引功能以外还具有移载功能的AGV在欧洲问世，后被美国引入。当时的AGV主要用在仓贮系统和柔性装配系统进行一些物料运输。欧洲约装备了520个AGV系统，共有4800台AGV小车。到了20世纪80年代初，AGV的优势逐渐被人们认识，应用领域也逐渐扩大。在最近的几年里，随着各种具备新型功能的AGV不断创新，其扮演的角色也显得越来越重要。

20世纪60年代日本从国外引进AGV开始，大力发展AGV的关键技术，逐渐使AGV在工业领域得到大规模的应用。日本大多数情况下采用比较简易的AGV技术，即只要满足一般企业需求即可，成本相对低廉，承重方面也比较低，能满足一般企业的需要。欧美一些国家对AGV不太注意外观造型，他们生产时采用一些大部件进行组装，这样承重比较大，一般都是重型AGV。

国外依旧在AGV的关键技术上处于领先地位，欧美的公司有iRobot、kuka、JBT等，其研制的AGV更偏向于自动化、智能化，AGV主要用于航空、港口等领域来搬运重型货物，现在重载AGV的承重已达到150吨，速度已经达到5m/s；而日本的公司有明电舍、爱知、yaskawa、石川岛（IHI）等，其研制的AGV更偏向于小型化。

2.国内发展现状

1976年，我国第一台AGV由北京起重机械研究所研制出。此后清华大学、沈阳自动化所、国防科技大学等对AGV进行了相关技术的研究，随着技术研究领域的扩展，AGV的功能也发生了很大的改进，因此在相关企业已经可以看到不同类型的AGV已投入生产。目前，佳顺伟业有限公司、新松机器人自动化股份有限公司和昆明船舶设备集团有限公司AGV技术在国内较为领先。但国内现有AGV在承重量方向还比较落后，承载能力有限，重载及超重载AGV技术还不成熟，并且我国AGV驱动方式较为单一，主要以差速驱动为主；在运动控制方面主要还是依据数字PID进行控制，精确调整需要经过大量的现场试验，并且还有跟踪精度不高等缺点；研发拥有先进导引技术的重载AGV，让我国重载AGV接近国际水准，有着重要意义。

3.AGV的优点介绍

3.1、自动化程度高：由计算机，电控设备，磁气感应SENSOR，激光反射板等控制。当车间某一环节需要辅料时，由工作人员向计算机终端输入相关信息，计算机终端再将信息发送到中央控制室，由专业的技术人员向计算机发出指令，在电控设备的合作下，这一指令最终被AGV接受并执行--将辅料送至相应地点。

3.2、充电自动化：当AGV小车的电量即将耗尽时，它会向系统发出请求指令，请求充电（一般技术人员会事先设置好一个值），在系统允许后自动到充电的地方"排队"充电。另外，AGV小车的电池寿命很长（2年以上），并且每充电15分钟可工作4h左右。

3.3、美观：提高观赏度，从而提高企业的形象。

3.4、安全性：人为驾驶的车辆，其行驶路径无法确知。而AGV的导引路径却是非常明确的，因此大大提高了安全性；

3.5、成本控制：AGV系统的资金投入是短期的，而员工的工资是长期的，还会随着通货膨胀而不断增加；

3.6、易维护：红外传感器和机械防撞可确保AGV免遭碰撞，降低故障率；

3.7、可预测性：AGV在行驶路径上遇到障碍物会自动停车，而人为驾驶的车辆因人的思想因素可能会判断有偏差；

3.8、降低产品损伤：可减少由于人工的不规范操作而造成的货物损坏；

3.9、改善物流管理：由于AGV系统内在的智能控制，能够让货物摆放更加有序，车间更加整洁；

3.10、较小的场地要求：AGV比传统的叉车需要的巷道宽度窄得多。同时，对于自由行驶的AGV而言，还能够从传送带和其他移动设备上准确地装卸货物；

3.11、灵活性：AGV系统允许最大限度地更改路径规划；

3.12、调度能力：由于AGV系统的可靠性，使得AGV系统具有非常优化的调度能力；

3.13、工艺流程：AGV系统应该也必须是工艺流程中的一部分，它是把众多工艺连接在一起的纽带；

3.14、长距离运输：AGV系统能够有效地进行点对点运输，尤其适用于长距离运输（大于60米）；

3.15、特殊工作环境：专用系统可在人员不便进入的环境下工作。

4.国内重载AGV的发展制约因素

4.1技术难度大，企业进入门槛高

从上表中可以看出，国内目前已有一批企业相继开发了重载型AGV，但细看之下可以发现，从新松、昆船到振华重工，重型AGV开发厂商以老牌的AGV企业和大型机械设备厂商为主，新兴企业相对较少，究其原因，个人认为有以下几点：

技术难度相对较大。

对于AGV而言，重载AGV将面临更高的技术条件和配套支持，重载型AGV技术难点较多而且与轻载型的AGV设计结构有很大的不同，零部件选购标准也都不一样，因此，相对于普通AGV而言，企业在进入重载AGV这一领域时，研发和生产门槛都相对较高。

应用领域进入门槛高。

重型AGV的主要应用领域集中在港口码头、铁路交通以及一些特种行业，而这些行业对于设备的选择是非常严谨的，一般企业要想进入难度很大。例如在去年完工的洋山港四期码头中，其使用的自动化设备均由振华重工提供，其中包括多台重载AGV，与这种大型的机械设备厂商相比，无论是整套系统设备的能力还是整体项目规划能力，普通的AGV厂商根本无法与之相比。

5.经济效益

不过尽管技术门槛和市场门槛都较高，但还是有越来越多的企业开始进入到重载AGV这一领域，除了意在拓宽自身产品线之外，最大的原因还在于，相较于一般AGV，重载型AGV的利润更高。在利润驱使下，企业想要进入也不足为奇，只是这一细分领域更加注重机器人作业的稳定性和安全性。

6.结论

众多重型AGV企业进行创新的背后，反映的是AGV机器人在重型搬运领域得到越来越多的青睐。港口、码头这些重型作业，原来主要由重卡、集装箱和大量人力来完成，现如今大型港口、码头也尝试了改革，通过引入重型AGV机器人，替代了原始、粗放的作业模式。机器换人不仅解决了许多流程中的高危隐患，也在人力成本和信息化成本上大幅节约，整体迈入自动化、信息化、智能化的运营模式。

现阶段国内AGV技术和制造商水平良莠不齐，能满足重型AGV机器人的高精技术和高端生产要求的厂家并不多，但只要人类的需求大，类似重载AGV这样崭新的力量的企业，发展的速度会越来越快。

参考文献：

[1]纪寿文，李克强.智能化的物流搬运机器人一AGV[J].中国物流与采购，2004，2（1）：5657

[2]张正义.AGV技术发展综述[[J].科技资讯，2005.7：6773

[3]李乐军，施业琼，韦宝秀.关于AGV及其在中国的应用与发展探析[[J].科技资讯，2007，34：148-149

[4]王玉鹏.AGV市场需求与行业发展.《物流技术与应用》.2015，20（11）