您是第一次接觸AGV（自動導(dǎo)向車）嗎？本指南解釋了什么是AGV以及它們?nèi)绾喂ぷ鳌Ｋ€探討了AGV為企業(yè)帶來的好處，以及在投資該技術(shù)之前你應(yīng)該考慮的問題。

什么是AGV（AGV）？

AGV或AGV是一種移動機(jī)器人。AGV遵循一系列預(yù)先確定的指令、提示或信號（取決于它們使用的導(dǎo)航技術(shù)類型）來移動并完成行動，如撿起或放下材料。

AGV是一種安全、高效和具有成本效益的運(yùn)輸解決方案。它們適合倉儲（內(nèi)部物流）和制造作業(yè)，或需要及時(shí)完成重復(fù)性材料處理任務(wù)的任何其他應(yīng)用。

注：AGV被稱為自動導(dǎo)向車或自主導(dǎo)引車。

BlueBotics首席執(zhí)行官Nicola Tomatis博士說：

"AGV代表了專業(yè)服務(wù)機(jī)器人市場的最大部分（占所有銷售單位的41%）。它們建立在非制造業(yè)環(huán)境中，主要是物流，在制造業(yè)中有很大的潛力。"

AGV的應(yīng)用

AGV可以使任何需要重復(fù)、及時(shí)和安全地移動貨物或材料的應(yīng)用受益。AGV通常執(zhí)行以前由人力驅(qū)動的叉車、叉車、托盤升降機(jī)和傳送系統(tǒng)進(jìn)行的工作。

AGV可以運(yùn)輸什么？

AGV用于運(yùn)輸：

●原材料，在暫存時(shí)，AGV可能將材料從倉庫移到生產(chǎn)或裝配線。

●在產(chǎn)品在裝配過程中，AGV用于將半成品從一個(gè)工作站移動到下一個(gè)工作站。

●成品，成品可能被運(yùn)回倉庫或直接運(yùn)往運(yùn)輸。

AGV可以搬運(yùn)原材料、半成品和成品。

最常見的AGV應(yīng)用有哪些？

AGV用于許多不同類型的工業(yè)場所，例如：

制造設(shè)施

AGV 在汽車生產(chǎn)中很常見，在高科技電子產(chǎn)品制造中也越來越普遍。AGV 技術(shù)也在更廣泛的制造領(lǐng)域得到采用，例如包裝、造紙和印刷、食品和飲料、包裝、制藥、重工業(yè)等。

AGV 在汽車生產(chǎn)中很常見，例如這款Dürr EcoProFleet車輛，這是一種專為在涂裝車間運(yùn)行而設(shè)計(jì)的解決方案。

倉庫（內(nèi)部物流）

AGV 是供應(yīng)鏈自動化的關(guān)鍵組成部分。根據(jù)大量市場研究，AGV 在倉儲中的采用預(yù)計(jì)在未來幾年將大幅增長，甚至超過制造業(yè)。

F3-Design的Nipper 托盤搬運(yùn)車 AGV在美國倉庫中工作。

配送和履行中心

隨著電子商務(wù)的爆炸式增長，巨大的全自動配送和履行中心正在從頭開始建設(shè)，對自動駕駛汽車產(chǎn)生了巨大的需求。自主移動機(jī)器人也經(jīng)常用于訂單揀選。

醫(yī)院

醫(yī)院 AGV（例如意大利生產(chǎn)商OPPENT的 AGV）用于優(yōu)化現(xiàn)場物流，運(yùn)輸從床上用品到餐食、藥物、個(gè)人防護(hù)裝備和廢料的所有物品。

OPPENT 的EVOcartAGV在意大利一家醫(yī)院運(yùn)輸布草和垃圾。

AGV是如何工作的？

AGV沿著預(yù)先確定的路線或路徑行駛。該路徑可以是物理路徑（例如用磁條或標(biāo)簽在地板上標(biāo)記）或虛擬路徑（通過 AGV 的導(dǎo)航軟件編程）。

AGV 的位置及其運(yùn)動是使用軟件（例如 ANT lab）和傳感器（例如基于 LiDAR 的激光掃描儀）的組合來計(jì)算和控制的。

先進(jìn)的 AGV 可以單獨(dú)工作，也可以作為更大的聯(lián)網(wǎng)車隊(duì)的一部分工作。AGV 車隊(duì)管理軟件（例如ANT 服務(wù)器）用于調(diào)度任務(wù)、在車輛之間分配這些任務(wù)以及控制交通。

AGV 是如何供電的？

雖然早期的 AGV 通常使用柴油動力，但如今自動駕駛汽車幾乎總是由電池供電。許多使用自動充電站，這意味著它們不需要手動插入。

典型的AGV速度是多少？

AGV 的速度是實(shí)現(xiàn)最佳效率（最大化每個(gè)班次的任務(wù)數(shù)量）和確保車輛安全（確保最佳停車距離）之間的良好平衡。目前市場上的大多數(shù) AGV 速度可達(dá) 1.5 m/s (3.3 mph)。由ANT 導(dǎo)航驅(qū)動的車輛最高可行駛 3.5 m/s（7.8 mph）。某些車輛和應(yīng)用甚至可以實(shí)現(xiàn)更快的速度，但安全始終是重中之重。

有哪些類型的 AGV 轉(zhuǎn)向？

有許多不同類型的 AGV 轉(zhuǎn)向。最常見的如下所示。

三輪轉(zhuǎn)向

特征：

●敏捷，轉(zhuǎn)彎半徑小

常用于：

●叉式 AGV、自動叉車、牽引車 AGV

差動轉(zhuǎn)向

特征：

●身手敏捷，能當(dāng)場翻身

常用于：

●單位負(fù)載載體 AGV、自主移動機(jī)器人

前輪轉(zhuǎn)向

特征：

●穩(wěn)定，適合重載

常用于：

●牽引車 AGV

四輪轉(zhuǎn)向

特征：

●可以向任何方向移動

●適合狹窄的環(huán)境

常用于：

●單位負(fù)載載體 AGV

使用什么類型的 AGV 軟件？

安裝和操作 AGV 時(shí)主要使用兩種類型的軟件：

●配置軟件

●任務(wù)和車隊(duì)管理軟件

配置軟件

配置軟件主要由車輛制造商和集成商使用，例如，在客戶現(xiàn)場調(diào)試（安裝）AGV 時(shí)。

該軟件用于在車輛開始工作之前對其進(jìn)行校準(zhǔn)、繪制場地地圖以及對車輛的路線和動作（例如移動貨叉）進(jìn)行編程。一個(gè)例子是 BlueBotics 的 ANT 實(shí)驗(yàn)室軟件，它用于對ANT 驅(qū)動的車輛進(jìn)行編程。

任務(wù)和車隊(duì)管理軟件

相比之下，操作員（最終用戶）使用任務(wù)和車隊(duì)管理軟件來管理和優(yōu)化他們的現(xiàn)場 AGV 操作。

該軟件通常提供以下功能：

●任務(wù)模擬（用于部署前測試）

●任務(wù)調(diào)度

●車隊(duì)監(jiān)控

●充電管理

●AGV交通控制

這類軟件，如ANT服務(wù)器，也可以通過API與電梯、自動門等設(shè)備，以及站點(diǎn)現(xiàn)有的業(yè)務(wù)軟件（如WMS、MES、ERP）進(jìn)行接口。

AGV導(dǎo)航技術(shù)的種類

AGV通常按照預(yù)先定義的路徑或路線四處移動。不同的AGV 導(dǎo)航方法以不同的方式實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)，但一般來說存在兩種主要方法：

●遵循僅存在于車輛軟件中的虛擬或數(shù)字路徑

●跟隨地面上的物理線（線跟隨）或標(biāo)簽

物理路徑跟隨

遵循某種物理路線的AGV已經(jīng)使用了幾十年。

使用線路跟隨類型的 AGV 導(dǎo)航，車輛實(shí)際上是由一條物理線路引導(dǎo)通過設(shè)施，例如：

磁條

●感應(yīng)線（安裝在地板內(nèi)或地板下）

●布線

●標(biāo)簽（間歇地排成一行）

例如，在磁條跟隨 AGV 的情況下，它具有一個(gè)朝下的傳感器，可以“查看”地板上的一條線。然后它會測量左右誤差，并根據(jù)需要修正車輛的軌跡。標(biāo)簽跟隨以類似的方式工作。

虛擬路徑跟隨

遵循虛擬路徑的自動車輛更新。有幾種類型的虛擬路徑跟蹤技術(shù)，它們之間的主要區(qū)別在于它們?nèi)绾斡?jì)算車輛的位置（定位）。

這些技術(shù)包括：

●激光三角測量（也稱為激光制導(dǎo)）

●視覺引導(dǎo)（也稱為光學(xué)導(dǎo)航）

●自然導(dǎo)航（也稱為自由導(dǎo)航或 SLAM 導(dǎo)航）

激光三角測量使用永久安裝的反射目標(biāo)形式的參考來三角測量車輛的位置。它通過安裝在車輛上的激光掃描儀在空間周圍發(fā)射光束來實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。顧名思義，任何時(shí)候至少必須識別三個(gè)目標(biāo)。

視覺引導(dǎo)使用相機(jī)來識別環(huán)境中的特征。然后將這些特征與 3D 地圖進(jìn)行比較，以便車輛計(jì)算其位置并有效導(dǎo)航。

自然導(dǎo)航使用來自車輛激光掃描儀（通常是 AGV 的安全掃描儀）的數(shù)據(jù)來計(jì)算車輛的位置。它通過將激光掃描儀數(shù)據(jù)與以下兩者進(jìn)行比較或“匹配”來實(shí)現(xiàn)：基于網(wǎng)格的 2D 環(huán)境參考地圖的單元格（掃描匹配），或永久地圖參考，如墻壁（自然特征導(dǎo)航）。

不同 AGV 導(dǎo)航技術(shù)對業(yè)務(wù)的影響

AGV 的導(dǎo)航技術(shù)對現(xiàn)場安裝和操作車輛的速度和輕松程度具有重大影響。

例如，安裝基于線路跟蹤和激光三角測量的 AGV 需要對站點(diǎn)的基礎(chǔ)設(shè)施進(jìn)行相當(dāng)大的更改（例如，鋪設(shè)膠帶或安裝反射目標(biāo)），而自然特征導(dǎo)航等技術(shù)不需要對站點(diǎn)進(jìn)行任何永久更改地點(diǎn)。

這些差異會影響安裝時(shí)間。例如，安裝 AGV 后的線路或標(biāo)簽可能需要幾周的時(shí)間來配置，而基于視覺引導(dǎo)或自然導(dǎo)航的 AGV 項(xiàng)目可能會在幾天內(nèi)啟動并運(yùn)行。

選擇 AGV 技術(shù)時(shí)，考慮車隊(duì)未來的可擴(kuò)展性也很重要。虛擬路徑跟蹤技術(shù)比舊的物理技術(shù)更適合先進(jìn)的車隊(duì)管理，特別是交通控制。

AGV 的準(zhǔn)確性如何？

當(dāng) AGV 在揀選、掉落或停靠充電時(shí)，需要高精度。AGV 的可能精度水平是車輛定位精度的直接結(jié)果。

該精度因車輛而異，但例如，大多數(shù)ANT 驅(qū)動的 AGV能夠?qū)崿F(xiàn) ±1 cm 和 ±1° 的定位精度，有時(shí)甚至更好。這對于大多數(shù)內(nèi)部物流和生產(chǎn)應(yīng)用來說已經(jīng)足夠精確了。

AGV安全嗎？

是的。AGV比人工駕駛的車輛安全得多。與 AGV 相比，叉車記錄的事故和事件水平要高得多。事實(shí)上，在叉車的平均 8 年使用壽命中，這些車輛中約有 90%會發(fā)生某種類型的事故。

相比之下，AGV的事故率幾乎為零。在 AGV 發(fā)生事故的極少數(shù)情況下，這通常是由于現(xiàn)場沒有遵守適當(dāng)?shù)陌踩绦颉Ｒ虼耍c叉車一樣，深入和持續(xù)的員工培訓(xùn)至關(guān)重要。

憑借其受控的運(yùn)動、一致的速度和經(jīng)過認(rèn)證的安全傳感器，AGV 代表了一種非常安全和高度可靠的解決方案。

最危險(xiǎn)的時(shí)刻

談到 AGV 安全性，風(fēng)險(xiǎn)最高的時(shí)間是在車輛安裝期間 - 正在測試路線并且工作人員正在適應(yīng)車輛周圍的情況。因此，提前進(jìn)行簡報(bào)和仔細(xì)的員工培訓(xùn)是必不可少的。這種培訓(xùn)具有提高接受度的附帶好處。

AGV 車隊(duì)管理如何工作？

AGV 車隊(duì)通常由專用軟件程序管理。這通常由車輛導(dǎo)航系統(tǒng)的供應(yīng)商生產(chǎn)。

例如， ANT 驅(qū)動的車隊(duì)可以通過 BlueBotics 的 ANT 服務(wù)器軟件進(jìn)行管理。

先進(jìn)的車隊(duì)管理軟件默認(rèn)包括自動交通控制。理想情況下，像 ANT 服務(wù)器一樣，它也應(yīng)該能夠管理不同車輛類型的混合車隊(duì)，理想情況下，甚至可以管理不同品牌。

對于喜歡在現(xiàn)有站點(diǎn)管理軟件中管理和控制 AGV 任務(wù)的用戶，可以使用 API 實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)。

潛伏式 AGV

也稱為：自動導(dǎo)引小車 (AGC)、自動駕駛小車、車下 AGV、mouse AGV。潛伏式AGV 在其有效載荷下方行駛，并以不同方式連接到這些有效載荷（通過牽引銷、升降模塊等）。有些型號還可以牽引。

牽引或拖拉機(jī) AGV

又名：牽引車AGV、牽引車AGV、牽引AGV。

這些自動車輛只做一項(xiàng)工作：拉動重物，例如手推車或小車。牽引車或“牽引車”AGV 提供高達(dá)數(shù)噸的牽引能力。它們還提供高吞吐量，因?yàn)樗鼈兛梢栽诨疖囍幸淮我苿佣噍v手推車。

托盤式AGV

也稱為：單元載重式AGV、單元載重甲板AGV、龜式AGV。

托盤式AGV 用于貨物交付，最常見于生產(chǎn)和倉庫設(shè)施。它們在頂部承載有效載荷，并可配備不同的傳輸設(shè)備，例如傳送帶和升降平臺。單位負(fù)載 AGV 的一個(gè)常見用例是在站點(diǎn)現(xiàn)有的傳送系統(tǒng)之間移動貨物。

叉車式 AGV

又名：Forklift AGV、Pallet truck AGV。

叉車式AGV 是一種帶有叉子的AGV。這些車輛執(zhí)行與自動叉車類似的任務(wù)——提升和運(yùn)輸材料和貨物。然而，與基于現(xiàn)有叉車平臺的自動化叉車不同，叉式 AGV 專為自動化操作而設(shè)計(jì)。他們不提供混合操作。

AGV 的成本是多少？

AGV的成本取決于相關(guān) AGV 系統(tǒng)的類型。在美國，叉式 AGV 的價(jià)格可能在 100,000 美元至 120,000 美元或更多，而自動托盤搬運(yùn)車的價(jià)格可能在 70,000 美元左右。牽引車 AGV 通常更便宜，約為 60,000 美元。而鉆探式 AGV 的成本低至 20,000 美元。

AGV成本與叉車相比如何？

AGV所需的資本投資明顯高于叉車。例如，在美國，一輛基本型叉車的成本可能低至 25,000 美元，而同等的叉式 AGV 或自動叉車的成本為 100,000 至 120,000 美元。

一個(gè)好的經(jīng)驗(yàn)法則是，通常需要 1.3 - 1.5 臺 AGV 才能取代一輛叉車的操作。

“67% 的供應(yīng)鏈領(lǐng)導(dǎo)者認(rèn)為機(jī)器人技術(shù)和自動化有可能破壞或創(chuàng)造競爭優(yōu)勢。”MHI 2019年度行業(yè)報(bào)告。

AGV 每年的維護(hù)費(fèi)用通常約為車輛標(biāo)價(jià)的 10%，而叉車的維護(hù)費(fèi)用為 5%。考慮現(xiàn)場調(diào)試（安裝）AGV 的成本也很重要，根據(jù)項(xiàng)目的復(fù)雜程度，成本可能會有很大差異。

長期效率優(yōu)勢

盡管 AGV 的前期成本很高，但它們帶來的效率優(yōu)勢可以帶來可觀的投資回報(bào)，通常只需一兩年（見下文）。

租賃計(jì)劃和基于訂閱的“機(jī)器人即服務(wù)”(RaaS) 支付模式也變得越來越普遍，使組織能夠最大限度地減少資本支出，從而有利于降低每月的運(yùn)營費(fèi)用。

如何計(jì)算AGV 投資回報(bào)率(投資回報(bào)率)

計(jì)算AGV需要多長時(shí)間才能獲得投資回報(bào)需要考慮很多因素。

這些因素包括：

●AGV初始成本

●AGV的預(yù)估年維護(hù)費(fèi)用

●安裝（調(diào)試）AGV的費(fèi)用

●AGV 正在取代的叉車的等效成本

●被替換勞動力的成本和間接費(fèi)用（例如，叉車司機(jī)）

●人工車輛被更換造成貨物損壞的預(yù)估費(fèi)用