探究自動(dòng)導(dǎo)引車（AGV）關(guān)鍵技術(shù)的現(xiàn)狀及其發(fā)展趨勢(shì)

田金鋒

摘 要：本文重點(diǎn)針對(duì)自動(dòng)引導(dǎo)車AGV當(dāng)中的關(guān)鍵性技術(shù)進(jìn)行了分析和闡述，對(duì)自動(dòng)引導(dǎo)車AGV的關(guān)鍵性技術(shù)以及后續(xù)的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行了分析和探討，為自動(dòng)引導(dǎo)車AGV關(guān)鍵技術(shù)在后續(xù)工作的開展提出了有效的建議。

關(guān)鍵詞：自動(dòng)導(dǎo)引車;AGV技術(shù);發(fā)展現(xiàn)狀

自動(dòng)引導(dǎo)車屬于一種以充電電池作為動(dòng)力，實(shí)現(xiàn)動(dòng)力自動(dòng)引導(dǎo)的無人駕駛車輛。自動(dòng)引導(dǎo)車在計(jì)算機(jī)的有效控制下，依照規(guī)定的線路來進(jìn)行物料運(yùn)輸作業(yè)，可以實(shí)現(xiàn)更加精確的行走路徑，并且可以在指定的地點(diǎn)進(jìn)行停靠，有效完成了物資的取送以及自動(dòng)充電等相關(guān)操作。AGV自動(dòng)引導(dǎo)車屬于智能機(jī)器人的一個(gè)類型，在工業(yè)生產(chǎn)過程當(dāng)中，對(duì)AGV自動(dòng)引導(dǎo)車的運(yùn)用，又被人們稱之為無人駕駛搬運(yùn)車，對(duì)AGV自動(dòng)引導(dǎo)車的研究重點(diǎn)是針對(duì)工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中可能面臨的各個(gè)方面問題。比如AGV自動(dòng)引導(dǎo)車控制器的結(jié)構(gòu)類型，高速無線通信技術(shù)以及電子地圖線路的設(shè)定等。在近幾年的發(fā)展過程當(dāng)中，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展速度不斷加快，對(duì)AGV自動(dòng)引導(dǎo)車的重視程度越來越高，本文以工業(yè)運(yùn)用為研究目標(biāo)，對(duì)自動(dòng)引導(dǎo)車展開了討論和分析。

1 AGV技術(shù)國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

某汽車公司在1913年最早的AGV自動(dòng)引導(dǎo)車有效的運(yùn)用，在汽車底盤的安裝以及物料運(yùn)輸工作當(dāng)中，充分展現(xiàn)出了AGV自動(dòng)引導(dǎo)車的優(yōu)勢(shì)。AGV自動(dòng)引導(dǎo)車上一代車型為有軌引導(dǎo)車，在上世紀(jì)50年代中期，英國(guó)人首先去掉了地面上的車體引導(dǎo)軌道，通過地板以下的埋線操作，構(gòu)成了以電磁感應(yīng)所組成的AGV系統(tǒng)，1959年AGV在工業(yè)生產(chǎn)和倉庫的自動(dòng)化工作當(dāng)中得到了有效的運(yùn)用。直到上世紀(jì)60年代初，計(jì)算機(jī)技術(shù)快速發(fā)展，并且在AGV自動(dòng)引導(dǎo)車當(dāng)中廣泛運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)了AGV系統(tǒng)的技術(shù)提升，AGV系統(tǒng)也從自動(dòng)化倉庫工作慢慢融入到了一些柔性工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中，從而有效提高了AGV技術(shù)的快速發(fā)展。

盡管AGV技術(shù)源于美國(guó)，但是在歐洲一些發(fā)達(dá)國(guó)家的推廣運(yùn)用速度非常之快，并且已經(jīng)慢慢成為了工業(yè)生產(chǎn)以及汽車裝配工作當(dāng)中的首選搬運(yùn)方式。AGV在工作過程當(dāng)中的工作效率較高，同時(shí)車身比較靈活，在工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中得到了人們廣泛的重視和青睞。瑞典國(guó)家在1969年在工業(yè)制造以及汽車裝配工作當(dāng)中，采用了AGV自動(dòng)引導(dǎo)車;1973年瑞典沃爾沃公司在轎車生產(chǎn)流水線上廣泛采用了AGV進(jìn)行自動(dòng)化裝配操作;直到1985年為止瑞典國(guó)家共實(shí)現(xiàn)了1250臺(tái)AGV自動(dòng)引導(dǎo)車在70多個(gè)不同的工作環(huán)境當(dāng)中運(yùn)行和工作。歐洲國(guó)家地區(qū)存在360個(gè)AGV系統(tǒng)共存在4000臺(tái)AGV設(shè)備，在工業(yè)生產(chǎn)和裝配工作當(dāng)中加以運(yùn)用;而1985年所生產(chǎn)出的AGV設(shè)備總臺(tái)數(shù)超過了1萬臺(tái)，其中美國(guó)國(guó)家擁有2100個(gè)AGV系統(tǒng)，共超過8200臺(tái)AGV自動(dòng)引導(dǎo)車，同時(shí)世界范圍內(nèi)還存在30多家的AGV自動(dòng)引導(dǎo)車的生產(chǎn)廠家和企業(yè)。日本國(guó)家在1965年首次引進(jìn)了第1臺(tái)AGV自動(dòng)引導(dǎo)車系統(tǒng)，1976年之后每年增加數(shù)10個(gè)AGV系統(tǒng)，當(dāng)前已經(jīng)存在神鋼電機(jī)、平田電機(jī)等27個(gè)主要的生產(chǎn)廠商，對(duì)幾十種不同類型的AGV自動(dòng)引導(dǎo)車加以運(yùn)用。

在我國(guó)的發(fā)展歷程當(dāng)中，北京起重運(yùn)輸機(jī)械研究所在1975年成功研發(fā)出首臺(tái)ADB型AGV自動(dòng)引導(dǎo)車系統(tǒng)，郵電部北京郵政科技研究所、上海新火車站郵政樞紐和濟(jì)南軍區(qū)倉庫等，研究出了兩種不同類型的AGV引導(dǎo)車系統(tǒng)，并且在1991年正式開始投入工作和運(yùn)行。我國(guó)中科院在國(guó)家“863計(jì)劃”政策支撐下，有效完成了AGV自動(dòng)引導(dǎo)車的應(yīng)用基礎(chǔ)研究，并且廣泛運(yùn)用在技術(shù)開發(fā)項(xiàng)目當(dāng)中，同時(shí)還成功開發(fā)出了運(yùn)用實(shí)踐技術(shù)比較成熟的電子引導(dǎo)和系統(tǒng)技術(shù)。

2 國(guó)內(nèi)外AGV關(guān)鍵技術(shù)現(xiàn)狀

AGV系統(tǒng)當(dāng)中主要涵蓋了AGV地面控制系統(tǒng)、AGV車載控制系統(tǒng)、AGV定向引導(dǎo)系統(tǒng)AGV運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、AGV電源系統(tǒng)、AGV通訊線路系統(tǒng)等，以下針對(duì)AGV關(guān)鍵技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀進(jìn)行了有效的分析。

2.1 AGV管理監(jiān)控系統(tǒng)

通過無線網(wǎng)絡(luò)和AGV系統(tǒng)之間進(jìn)行信息通訊，依照工作過程當(dāng)中的系統(tǒng)規(guī)則，像AGV自動(dòng)引導(dǎo)車系統(tǒng)當(dāng)中發(fā)送物料運(yùn)輸?shù)墓ぷ餍盘?hào)，并且實(shí)施智能化的運(yùn)輸線路管理，通過自動(dòng)線路分配和物資運(yùn)輸?shù)淖詣?dòng)調(diào)度，提高了AGV自動(dòng)調(diào)度車的搬運(yùn)效率，并且實(shí)時(shí)性接收AGV自動(dòng)引導(dǎo)車的信息反饋，對(duì)AGV自動(dòng)引導(dǎo)車的工作狀態(tài)以及任務(wù)執(zhí)行狀況進(jìn)行監(jiān)測(cè)，向管理工作人員進(jìn)行信息匯報(bào)，實(shí)時(shí)性掌握AGV自動(dòng)引導(dǎo)車的任務(wù)執(zhí)行狀況。

AGV管理監(jiān)控系統(tǒng)主要是通過軟件和硬件相結(jié)合的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，當(dāng)前在國(guó)內(nèi)外一些高端的AGV系統(tǒng)當(dāng)中基本上都含有AGV管理監(jiān)控系統(tǒng)，主要是通過工作服務(wù)器管理監(jiān)控系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)通訊以及相關(guān)的系統(tǒng)工作接口所構(gòu)成。軟件部分主要是通過數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)管理、監(jiān)控調(diào)度軟件等環(huán)節(jié)所構(gòu)成。AGV管理監(jiān)控調(diào)度軟件屬于AGV自動(dòng)倒車系統(tǒng)當(dāng)中的核心技術(shù)類型，系統(tǒng)軟件的整體成熟度，對(duì)AGV引導(dǎo)車的發(fā)展形成了一定的影響，國(guó)內(nèi)外不斷提高軟硬件技術(shù)的同時(shí)，也限制了我國(guó)國(guó)內(nèi)AGV自動(dòng)引導(dǎo)車技術(shù)的發(fā)展以及推廣。在最近幾年的發(fā)展過程當(dāng)中，管理監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)在研發(fā)和推廣過程當(dāng)中受到了人們廣泛的重視，國(guó)內(nèi)AGV系統(tǒng)生產(chǎn)廠家也陸續(xù)開始建立起AGV管理監(jiān)控調(diào)度軟件系統(tǒng)，同時(shí)還研究出了屬于自己本身的AGV管理監(jiān)控和調(diào)度軟件。

2.2 AGV車載控制器

AGV車載控制器屬于AGV自動(dòng)引導(dǎo)車控制系統(tǒng)當(dāng)中的核心內(nèi)容，在實(shí)際的工作過程當(dāng)中，主要是完成人工和機(jī)器之間的交互操作，對(duì)物資運(yùn)輸?shù)穆窂綄?shí)施準(zhǔn)確的規(guī)劃，保證任務(wù)執(zhí)行的高效率和安全性。AGV自動(dòng)引導(dǎo)車的物資運(yùn)輸過程當(dāng)中實(shí)現(xiàn)了導(dǎo)航自動(dòng)控制，電源自動(dòng)供應(yīng)遇到障礙物自動(dòng)回避產(chǎn)生安全問題自動(dòng)報(bào)警等。通過AGV管理監(jiān)控對(duì)AGV引導(dǎo)車的工作狀態(tài)進(jìn)行了有效反饋，同時(shí)接收AGV監(jiān)控系統(tǒng)的調(diào)度以及相關(guān)工作任務(wù)制定的分配，AGV車載控制器在性能方面的穩(wěn)定性，直接關(guān)系到AGV引導(dǎo)車的工作性能以及工作過程當(dāng)中的可靠性。

在早期的AGV車載控制器當(dāng)中，硬件系統(tǒng)通常使用的是PLC控制系統(tǒng)作為核心單元，通過一系列比較復(fù)雜的控制內(nèi)容和多種不同的終端接口之間，實(shí)現(xiàn)人機(jī)的控制交互，完成了對(duì)AGV引導(dǎo)車的路徑設(shè)定，任務(wù)分配以及定位巡航等。同時(shí)還和監(jiān)管系統(tǒng)計(jì)算機(jī)之間進(jìn)行了信息交流，對(duì)AGV自動(dòng)引導(dǎo)車的工作狀態(tài)以及工作任務(wù)的進(jìn)度狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)性信息反饋。在最近幾年的發(fā)展過程當(dāng)中，隨著我國(guó)計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展速度不斷加快，嵌入式計(jì)算機(jī)在硬件和軟件的水平上都得到了明顯的提升，已經(jīng)可以充分滿足AGV自動(dòng)引導(dǎo)車各種類型產(chǎn)品的開發(fā)需求。除此之外和工業(yè)控制相比，入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)在整體的結(jié)構(gòu)構(gòu)成上相對(duì)比較緊湊，同時(shí)經(jīng)濟(jì)投入較低、能耗較小。在實(shí)際的使用過程當(dāng)中表現(xiàn)出了諸多的優(yōu)勢(shì)，這些方面的優(yōu)勢(shì)，對(duì)于需要自身攜帶電源的AGV產(chǎn)品來講都表現(xiàn)得尤為重要，所以說AGV自動(dòng)引導(dǎo)車在硬件方面采用嵌入式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)來進(jìn)行操控，是該項(xiàng)技術(shù)在未來發(fā)展過程當(dāng)中的必然趨勢(shì)。

3 AGV技術(shù)研究工作的未來發(fā)展趨勢(shì)

當(dāng)前我國(guó)工業(yè)化生產(chǎn)過程當(dāng)中，勞動(dòng)力成本不斷上漲，工廠內(nèi)部嚴(yán)重缺乏專業(yè)程度較高、技術(shù)較強(qiáng)的工作人員，對(duì)這些工作人員的招聘難度較大?；谶@方面問題企業(yè)開始慢慢對(duì)機(jī)械機(jī)器人代替人工操作進(jìn)行了研發(fā)和投入。國(guó)內(nèi)部分企業(yè)對(duì)于工業(yè)機(jī)器人的需求量不斷上漲，如何為企業(yè)提供出性價(jià)比更高的工業(yè)機(jī)器人，是相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)所需要解決的重點(diǎn)問題。依照當(dāng)前國(guó)內(nèi)外AGV技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)和我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展現(xiàn)狀，針對(duì)我國(guó)AGV技術(shù)的研究和發(fā)展工作做出了趨勢(shì)分析。企業(yè)在開發(fā)過程當(dāng)中，需要以產(chǎn)品和市場(chǎng)需求來帶動(dòng)技術(shù)升級(jí)和研究，鼓勵(lì)開展AGV關(guān)鍵性構(gòu)件技術(shù)研究工作，通過關(guān)鍵性部件和系統(tǒng)技術(shù)的提升推動(dòng)AGV自動(dòng)產(chǎn)品技術(shù)層次的提高，企業(yè)和社會(huì)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展多樣化開展不同經(jīng)濟(jì)成本的AGV產(chǎn)品研發(fā)工作，在我國(guó)針對(duì)AGV關(guān)鍵性技術(shù)研究工作當(dāng)中，管理監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)是AGV自動(dòng)引導(dǎo)車當(dāng)中的核心內(nèi)容之一，應(yīng)該開發(fā)50臺(tái)以上的AGV管理調(diào)度系統(tǒng)來進(jìn)行后續(xù)的開發(fā)工作，有效實(shí)現(xiàn)了人機(jī)交互技術(shù)的實(shí)現(xiàn)和遠(yuǎn)程操控技術(shù)的提升，對(duì)AGV自動(dòng)引導(dǎo)車產(chǎn)生故障的問題進(jìn)行專項(xiàng)研究，不斷提高我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)以及AGV系統(tǒng)的開發(fā)層次，以此來有效適應(yīng)我國(guó)工業(yè)發(fā)展行業(yè)對(duì)AGV產(chǎn)品的市場(chǎng)需求。

4 結(jié)語

AGV管理系統(tǒng)主要的功能就是實(shí)現(xiàn)對(duì)自動(dòng)引導(dǎo)車的信息管理和運(yùn)動(dòng)監(jiān)控，以此操控AGV自動(dòng)引導(dǎo)車來進(jìn)行物料的搬運(yùn)工作。管理監(jiān)控計(jì)算機(jī)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)引導(dǎo)車工作過程當(dāng)中各種信息的有效收集，并且產(chǎn)生相應(yīng)的通訊信息，及時(shí)將所搜集到的信息發(fā)送到電腦終端當(dāng)中，進(jìn)而完成了高效率的物資搬運(yùn)工作。

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