自動導引運輸車(AutomatedGuidedVehicle，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(electromagneticpath-followingsystem)來設立其行進路線，電磁軌道黏貼於地板上，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。本文講述的案例將AGV系統應用在鋰膜后道自動化生產線中，AGV小車很快捷地與RS/AS入/出口、生產線、輸送線、物料碼頭等作業點對接。最大限度地縮短了物流周轉周期，降低了物料的周轉消耗，實現了來料與加工、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。

AGV是自動導引運輸車（AutomatedGuidedVehicle）的英文縮寫，根據美國物流協會定義，AGV是指裝備有電磁或光學自動導引裝置能夠沿規定的導引路徑行駛具有小車編程與停車選擇裝置、安全保護以及各種移載功能的運輸小車。AGV是以電池為動力、裝有非接觸導向裝置獨立尋址系統的無人駕駛自動運輸車。AGVS是自動導引車系統，它由若干輛沿導引路徑行駛獨立運行的AGV組成。AGVS在計算機的交通管制下有條不紊地運行并通過物流系統軟件而集成于整個工廠的生產監控與管理系統中。

AGV的特點

(1)AGV可十分方便地與其它物流系統實現自動連接如:AS/RS(自動化立體庫)、各種緩存站、升降機和機器人等，實現在工作站之間對物料進行跟蹤；對輸送進行確認，按計劃輸送物料并有執行檢查記錄；與生產線和庫存管理系統進行在線連接以向工廠管理系統提供實時信息。

(2)采用AGV系統后，由于人工檢取與堆置物料的勞動力減少，操作人員無需為跟蹤物料而進行大量的報表工作，因而可以顯著提高勞動生產率。

(3)AGV運輸物料時很少有產品或生產設各的損壞。

(4)絕大多數AGV的使用者均證明，2到3年從經濟上均能收回AGV的投資成本。

(5)系統具有極高的可靠性。AGVS由若干臺AGV組成當一臺AGV需要維修時，其它小車的生產率不受影響并保持高度的系統可利用性。

AGV的發展狀況

世界上第一臺AGV是由美國Barrett電子公司于上個世紀50年代開發成功的，它是一種牽引式小車，小車跟隨一條鋼絲索導引的路徑行駛，并具有一個以真空管技術為基礎的控制器。到了60年代和70年代初，除Barrett公司以外Webb和Clark公司在AGV市場中也占有相當的份額。在這個時期歐洲的AGV技術發展較快這是由于歐洲公司已經對托盤的尺寸與結構進行了標準化，統一尺寸的托盤搬運促進了AGV的發展。

歐洲的主要制造廠家有Schindler-Digitron、Wagner、HJC、ACS、BT、CFC、FATA、Saxby,Denford和Bleehert等。70年代中期，歐洲約裝備了520個AGV系統共有4800臺小車，1985年達到了10000臺左右，為美、歐、日之首。1981年John公司將AGV連接到AS/RS實現了物料在制造過程中的自動輸送和跟蹤。1984年通用汽車公司成為AGV的最大用戶，至1986年己達1407臺AGV，1987年又新增加1662臺。

美國各公司在歐洲技術的基礎上將AGV發展到更為先進的水平。他們采用更先進的計算機控制系統(可聯網于FMS或CIMS)，運輸量更大，移載時間更短，且具有在線充電功能，以便24小時運行小車和控制器，可靠性更高。此時美國的AGV生產廠商從23家(1983年)驟增至74家(1985年)。

日本的第一家AGV工廠于1966年由一家運輸設備供應廠與美國的Webb公司合資開設。到1988年，日本AGV制造廠已達20多家，如：大福、Fanuc公司、Murata(村田)公司等。到1986年，日本累計安裝了2312個AGVs,擁有5032臺AGV。

我國AGV發展歷史較短。北京起重運輸機械研究所、中國郵政科學研究規劃院、中國科學院沈陽自動化所、大連組合機床研究所、清華大學、國防科技大學和華東工學院等，都在進行不同類型的AGV的研制并小批量投入生產。1975年北京起重運輸機械研究所完成我國第一臺電磁導引定點通信的AGV,1989年北京郵政科學研究規劃院完成我國第一臺雙向無信電通信的AGV。該院已能進行AGV的批量生產，己生產的和正在制造的AGV達23臺(截止于1996年)。沈陽自動化所在AGV技術方面己取得了多項研究開發成果和專利解決了AGV車體設計、控制、導航和高度管理等一系列關鍵技術問題形成了裝配型AGV和搬運型AGV兩大系列產品，成為國內唯一能夠提供自主品牌AGV產品的單位。其產品性能國內領先，達到國際先進水平，并將搬運型AGV系統技術出口韓國三星公司，實現了高技術出口。沈陽自動化所為沈陽金杯汽車廠生產了六臺AGV用于裝配線上，可以說是汽車行業中用得較成功的AGVs。以上的AGV均為固定路徑導引方式。清華大學獨立研制的“自由路徑自動導向AGV”屬無固定路徑導引的類型在路徑跟蹤研究方面具有較高的水平。我國越來越多的工廠、科研機構已采用AGV為汽車裝配、郵政報刊分揀輸送、大型軍械倉庫、自動化倉儲系統服務。如:上海金山化工廠、華寶空調器廠、哈爾濱飛機制造廠、上海新車站郵政樞紐等所采用的AGV既有國外引進也有國產的。80年代AGV就已進入我國市場今后必將得到迅速發展和普及應用。這不僅是現代工業迅速發展的需要更主要是AGV本身所獨具有的優越性所決定的。AGV自動導向車系統是伴隨著柔性裝配系統、計算機集成制造系統以及白動化立體倉庫產業發展起來的是物流系統中革命性的換代產品。作為一種高效物流輸送設備和工廠自動化的理想手段隨著經濟的發展在我國AGV的應用領域必將越來越大。

AGVs應用的意義

從1913年美國福特汽車公司使用有軌底盤裝配車，1954年英國采用地下埋線電磁感應導向車以來，到九十年代全世界擁有AGV(AutomatedGuidedVehicle)10萬臺以上。近年來，自動化技術呈現加速發展的趨勢，國內自動化立體倉庫和自動化柔性裝配線進入發展與普及階段。其中，在自動倉庫與生產車間之間，各工位之間，各段輸送線之間，AGV起了無可替代的重要作用，與傳統的傳送輥道或傳送帶相比，AGV輸送路線具有施工簡單、路徑靈活，不占用空間、較好的移動性、柔性等優點。有了這樣的生產過程，就會得到穩定的高質量產品和有序的生產環境；工作人員會把精力放在人所擅長的方面，比如監督，在發生問題的時候采取適當的措施，或其它需要靈活處理事情，簡單地說，就是思考。簡練生產制，準時生產制，大規模定做制——這些現代化的生產哲學概念制造了對AGV的大量需求。

多年來，AGV技術的應用證明了它與自動化生產之間有著密切的聯系，例如它提高了生產力和生產效率。無論目前還是將來，AGV系統特有的柔性化設計都能為工廠或倉庫的生產環境帶來切實效益。隨著我國各行各業自動化生產、倉儲、運輸的不斷推進，對AGV系統的應用需求將是非常大的。自1979年以來，我國的計劃生育政策實施了將近30年，城市中越來越多的421（2對老人，1對夫妻，1個孩子）家庭結構必然會在今后的5年內逐漸形成，年輕的夫婦將成為家庭的支柱和社會的棟梁，家庭和社會負擔都將非常沉重，因此未來的人力成本將會大幅度提高，多年的計劃生育，使得目前的中國勞動力已經出現匱乏的現象,特別是2010年至今,企業面對招聘難和人力成本高漲，企業面對高額人力成本的唯一方法是提高有效勞動生產力，也就是提高生產自動化的程度，AGV作為目前最柔性的自動化運輸設備有著廣闊的市場。

鋰膜后道自動化產線中AGV的路線規劃

1.鋰膜后道自動化生產線的工藝流程

鋰膜后道自動化生產線主要包括大膜卷收卷后的一次分切、一次分檢、二次分切、二次分檢、出/入庫、涂布和包裝等工序。AGV將大膜卷芯由大膜卷暫存區運輸至大膜卷收卷機，大膜卷收卷機收膜后由AGV將大膜卷運送至一次分切區，由大分切機將大膜卷分切為小膜卷，由AGV運送至自動化立體庫。根據生產需求若需進行二次分切，則出庫后由AGV將小膜卷運輸至二次分切區，二次分切后由AGV運輸至二次分檢區檢驗，檢驗后由AGV運輸至涂布區進行再加工，涂布完成后由AGV運輸至包裝上料碼頭，由機器人為自動包裝線上料。

2.AGV輸送工藝描述

2.1大膜卷暫存區至一次加工區AGV配送工藝描述：

生產線需要物料時，線邊人工按下呼叫按鈕；

中控系統調度AGV去大膜卷暫存區上料：根據軟件系統接口程序數據控制，對負載物料庫內轉移，自動找到呼叫需要的物料；

AGV找到呼叫所需要的物料后，庫內漂移至對應物料下，舉升機構提升，舉升銷與托盤底部孔定位準確后漂移至庫內導航磁條航線，舉升機構下降將物料運行出庫；

AGV牽引車出庫門口轉彎后沿庫邊墻體航線運行，至收卷區既定位置下料點卸料，

AGV牽引空料車返回大膜卷暫存區，空載托盤與AGV分離，AGV待命；

上述動作循環。

2.2立體庫至各工位AGV配送工藝描述：

一次分切初檢完成后，AGV滾筒接料后配送物料入立體庫；

包裝區、二次分檢區、二次加工區呼叫上料，AGV在立體庫出料口處由自動滾筒接受立體庫材料，AGV將物料送至呼叫區域，由自動滾筒對接完成下料，

AGV由滾筒對接裝載空載具，然后返回立體庫，AGV單機待命

上述動作循環。

3.AGV輸送路線規劃

根據上述內容，得出以下AGV路徑規劃，如圖2所示。

4.AGV車型介紹

根據鋰膜后道生產線需求AGV所運輸產品主要由兩種，根據物料不同，采用二種AGV類型。其中，對A托盤運送采用整體式動力滾筒AGV；對B托盤（大膜卷芯）雙向運行頂舉式AGV。

圖3托盤

托盤由A型AGV運輸，大膜卷芯由B型AGV運輸，

B型AGV運行方式為全方位運行方式，可以前后移動，可以轉彎，同時可以橫向移動，負載2000Kg。因搬運物料長度為4.6m，故需要對車型進行非標改動。AGV車體尺寸：L3300*W750*H350，舉升高度不低于250mm。負載能力：2000kg。

鋰膜后道自動化產線中AGV數量計算

1.各區域運送頻次

各分區之間運送頻次如下：

膜芯及大膜卷暫存區往返一次加工區，往返各約1次/小時。

輔材庫往返一次加工區/二次加工區，往返各約6次/小時。

一次分切后初檢區往返立體庫，往返各約3次/小時。

二次加工區往返立體庫：往返各約4次/小時。

二次分檢區往返立體庫/包裝區B線：往返各約4次/小時。

一次分檢區上料位往返立體庫：往返各約8次/小時。8次/小時。

包裝區A線往返立體庫：往返各約8次/小時。

包裝區B線往返立體庫：往返各約8次/小時。

一次分檢區下料位往返立體庫/包裝區/二次分切區：往返各約40次/小時.

再加工(涂布)分切區往返立體庫：往返各約3次/小時。

2.AGV數量計算

2.1大膜卷暫存區到生產線AGV數量計算

計算依據：

AGV平均運行速度20m/min；

單個循環平均路線長度：暫存倉到一次加工區來回共120m；

AGV配送節拍：1次/h；

上下料點AGV橫向移動時間預設8min，庫內移動時間預計6min。

計算過程：

AGV數量=（平均路線長度/AGV運行速度+橫移時間）/AGV配送節拍=（120/20+8+6）/60=0.30臺

計算結果：

1臺AGV可以滿足結構倉到生產線的配送需求，此AGV為非標定制AGV。

2.2立體庫至生產線各個工位AGV數量計算

計算依據：

AGV平均運行速度22m/min；

一個循環平均路線長度：立體庫到各工位平均路徑160m；

AGV配送節拍：40次/h；

上下料點自動下料時間預設3min。

計算過程：

AGV數量=（平均路線長度/AGV運行速度+上下料時間）/AGV配送節拍=（160/22+3）/1.5=7臺

計算結果：

7臺AGV可以滿足立體庫到各工位的配送需求。

2.3除立體庫外各工位之間周轉AGV數量計算

計算依據：AGV平均運行速度22m/min；

一個循環平均路線長度：各工位平均路徑140m；

AGV配送節拍：23次/h；

上下料點自動下料時間預設、交管時間、充電時間：3min。

計算過程：

AGV數量=（平均路線長度/AGV運行速度+上下料時間）/AGV配送節拍=（140/22+3）/2.5=3.58臺

計算結果：

4臺AGV可以滿足各工位間的配送需求。

結論：因此需要A型AGV計（備用一臺）11臺，B型AGV為1臺。

AGV調度系統

AGV中央調度系統是整個AGV物料配送系統的核心。它包括AGV中央調度軟件，AGV路徑繪制軟件和AGV調度接口軟件以及所需的硬件工控機電腦等。AGV中央調度系統是一個能同時對多部AGV實行中央監管、控制和調度的系統。通過無線局域網絡與各AGV小車保持通訊，指揮系統中各車輛的作業。用戶可以從系統界面實時的了解每部受控AGV的設備狀態、所在位置、工作狀態等情況。

1.控制系統硬件組成

AGV控制臺由工控機、無線電臺、網絡集線器及數據采集系統組成。

圖5控制系統硬件組成圖

2.現場網絡布局

主控制柜的AP引到整個路線的中間，AP信號可覆蓋半徑80米內的區域，可覆蓋整個運行路；

每個受料點裝有AGV調度系統，如圖6所示，界面上具有呼叫AGV按鈕、啟動AGV按鈕等，可實現每個工作站點對AGV自動控制的功能。AGV車號與目標工作站的選擇可從界面下拉條中選擇，也可直接輸入，如圖中AGV車號選擇“2”，目標工作站選擇“C”，再點擊啟動AGV按鈕，即可指令2號AGV車運行至工作站點C。

由于采用集中控制的方式，控制臺將成為AGVS的核心。它與生產調度管理計算機系統留有接口，可以接受調度命令和報告AGV的運行情況。控制臺應滿足工業現場環境要求，有足夠的運算速度和管理能力。控制臺主要功能包括通訊管理、AGV運行狀態、數據采集和運行狀態顯示。控制臺在實時調度在線AGV的同時將在屏幕上顯示系統工作狀態，包括在線AGV的數量、位置(包括AGV處于的地標位置)狀態、已完成的裝配數量等。

控制臺負責AGV運行中的交通管理。保證運行中的AGV與AGV間不發生碰撞和AGV追尾等事故。控制臺將對進入系統和退出系統的AGV進行管理，以保證系統安全運行。

AGV調度管理系統采用集中調度管理方式，控制臺根據生產管理系統下達的運輸任務，AGV的工作狀態、運行情況，通過通訊系統將命令和任務傳遞給被選中的AGV，被選中的AGV根據控制臺的命令完成發動機的輸送和輔助裝配。任務完成后，AGV通知控制臺任務完成情況，并回到待命位置，等待下一次任務。

AGV調度管理系統主要完成下述任務：

對所有受控AGV遠程控制：啟動、停止、站點設置、速度設置。（可替代無線啟停系統）。

顯示所有受控AGV的狀態信息：位置、狀態、速度、任務等。

對所有受控AGV都有集中的交通管制。可從界面自由設置管制地標，方便快捷。（可替代無線交通管制系統）。

自動的中央調度：可根據要求自動的調度并根據一定的算法合理分配AGV任務。

配置多種接口，可根據要求連接并操作各種數據庫、串口設備、TCP通信設備等，完成數據的儲存、發送。（可替代AGV點料系統）。

4.調度軟件的特點

系統成熟穩定，可靠性高；

安裝與卸載簡捷方便：只需按照安裝向導點擊默認按鈕就可方便的進行安裝與卸載；

采用工業以太網與庫物理管理系統數據庫服務器、庫物流管理計算機、AGV管理監控計算機互連，與庫物流管理系統通過數據庫完成數據交互，采用互發消息與AGV管理系統完成數據交互；

支持多種操作系統（Window2000/NT/XP/2003/Vista等）；

支持多種數據庫格式（Access/SQLServer/Oracle等關系型數據庫），方便與物流管理機進行數據交互；

系統后臺自動記錄AGV小車的交互信息與數據，方便用戶追溯；系統靈活方便設置AGV小車維護參數，根據維護時間自動提醒用戶進行相應的維護操作。

結論

本文所述鋰膜后道自動化生產線案例中采用AGVS作為生產線的物流運輸系統，AGV與自動化立體庫、輔材庫、大膜卷暫存區、一次分檢區、二次分切區、二次分檢區、涂布再加工區、包裝區等區域的物料碼頭作業點對接，實現了整個生產線的自動化運輸。物料運輸過程中可對輸送進行確認，按計劃輸送物料并有執行檢查記錄；與生產線和庫存管理系統進行在線連接以向工廠管理系統提供實時信息。最大限度地縮短了物流周轉周期，降低了物料的周轉消耗，實現了來料與加工、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。