近些年來(lái)，勞動(dòng)密集型企業(yè)的生存現(xiàn)狀越來(lái)越嚴(yán)峻，勞動(dòng)力成本不斷上升使得實(shí)體企業(yè)負(fù)擔(dān)越來(lái)越沉重。而物流業(yè)重復(fù)、繁重的工作環(huán)境，使得愿意從事該行業(yè)的人群越來(lái)越少，從業(yè)人員招聘困難。物流行業(yè)又是包含眾多信息的行業(yè)，人員管理、貨物管理難度大，需要智能化管理才能大幅提高物流效率。AGV智能倉(cāng)庫(kù)，既能做到提高搬運(yùn)效率，又能做到信息化管理，是先進(jìn)的物流與管理方案。

汽車生產(chǎn)物流是指物料從倉(cāng)庫(kù)入庫(kù)到生產(chǎn)線消耗點(diǎn)，再到成品車入庫(kù)前的物流，是物流業(yè)與制造業(yè)結(jié)合的一個(gè)典型。汽車制造生產(chǎn)是一個(gè)龐大的產(chǎn)業(yè)，如果能提高汽車生產(chǎn)物流的效率，對(duì)于復(fù)雜的汽車生產(chǎn)來(lái)說(shuō)是具有重大意義的。本文提出了AGV在汽車制造領(lǐng)域、智能搬運(yùn)系統(tǒng)鏈中的應(yīng)用，汽車生產(chǎn)物流線全面使用AGV，通過(guò)提高物流運(yùn)輸效率，提高汽車生產(chǎn)的整體效率。在智能立體倉(cāng)庫(kù)，運(yùn)用叉車式AGV和物流搬運(yùn)機(jī)器人（小精靈）實(shí)現(xiàn)汽車制造與裝配物料的“高層立體存儲(chǔ)，低位貨架揀選”；牽引AGV（Tomas）將智能立體倉(cāng)庫(kù)中的制造與裝配物料，通過(guò)牽引的方式運(yùn)輸?shù)缴a(chǎn)線線邊，實(shí)現(xiàn)倉(cāng)儲(chǔ)與生產(chǎn)的緊密結(jié)合；方舟（停車AGV）將從生產(chǎn)線下線的成品汽車運(yùn)輸至成品緩存區(qū)，實(shí)現(xiàn)即下線即入庫(kù)的效果，不僅降低對(duì)人工開車入庫(kù)的依賴，還能使緩存區(qū)的空間最大利用化，增大存車數(shù)量。

一、AGV及其AGVS概述

自動(dòng)導(dǎo)引小車（Automated Guided Vehicle, AGV），是一種以蓄電池為動(dòng)力的自動(dòng)化導(dǎo)引物料搬運(yùn)車，它能夠在計(jì)算機(jī)的監(jiān)控下，按照指定的路徑進(jìn)行搬運(yùn)、取貨、送貨、充電等操作。

如圖1所示，AGV單機(jī)的工作原理是通過(guò)各個(gè)傳感器（導(dǎo)航、避障等）將信息傳遞給工控機(jī)（工業(yè)控制計(jì)算機(jī)），通過(guò)工控機(jī)下達(dá)任務(wù)給執(zhí)行機(jī)構(gòu)，完成各種操作任務(wù)。AGV按用途可分為自動(dòng)搬運(yùn)車、自動(dòng)拖車、自動(dòng)叉車、停車用AGV等，也可以根據(jù)導(dǎo)引方式分為電磁導(dǎo)引、激光導(dǎo)引、視覺(jué)導(dǎo)引、二維碼導(dǎo)引等多種形式，可根據(jù)實(shí)際使用場(chǎng)景，選擇合適的AGV進(jìn)行工作。

圖2是AGV在立體倉(cāng)庫(kù)中運(yùn)行的原理圖。整個(gè)AGV控制系統(tǒng)通過(guò)外接操控設(shè)備（平板、手持終端等）發(fā)布具體搬運(yùn)任務(wù)，由WMS（Warehouse Management System，倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)）發(fā)布任務(wù)給WCS（Warehouse Control system, 倉(cāng)庫(kù)控制系統(tǒng)）協(xié)調(diào)各種物流設(shè)備運(yùn)行。

AGV在各行各業(yè)都有廣泛的應(yīng)用，尤其是物流和制造行業(yè)。在物流行業(yè)較為出名的就是亞馬遜的kiva系統(tǒng)，物流對(duì)訂單智能揀選運(yùn)送，大大提高物流效率。在汽車制造業(yè)中也有應(yīng)用的研究。但大多數(shù)在汽車制造行業(yè)都是在汽車生產(chǎn)線中大量使用AGV運(yùn)送物料，很少有將AGV應(yīng)用在立體倉(cāng)庫(kù)和生產(chǎn)線之間、生產(chǎn)線與成品緩存區(qū)之間的運(yùn)送。本文主要表述AGV在汽車生產(chǎn)物流上的應(yīng)用。

二、方案設(shè)計(jì)

汽車生產(chǎn)分為三個(gè)過(guò)程，即倉(cāng)庫(kù)→生產(chǎn)線→成品庫(kù)，如果能提高倉(cāng)庫(kù)→生產(chǎn)線與生產(chǎn)線→成品庫(kù)的效率，就能大幅提高整個(gè)汽車生產(chǎn)的效率。

為了提高汽車生產(chǎn)物流的效率，本文提出將由AGV系統(tǒng)組成的智能立體倉(cāng)庫(kù)與生產(chǎn)線、生產(chǎn)線與成品緩存區(qū)聯(lián)動(dòng)的方案。

流程如圖3 所示，貨車將制造原料與裝配物料運(yùn)送至立體倉(cāng)庫(kù)的運(yùn)輸區(qū)進(jìn)行卸貨，由人工在揀選區(qū)進(jìn)行物料的分類揀選（低位貨架揀選）；經(jīng)分類的物流使用專用的貨架，通過(guò)小精靈（物流搬運(yùn)AGV）運(yùn)送至?xí)捍鎱^(qū)；叉車AGV將物料運(yùn)送至立體倉(cāng)庫(kù)（高層立體存儲(chǔ)）。當(dāng)生產(chǎn)線需要物料時(shí)，通過(guò)叉車AGV將物料從貨架運(yùn)送到暫存區(qū)；小精靈將物料從暫存區(qū)運(yùn)送至出庫(kù)揀選區(qū)；Tomas將物料從出庫(kù)揀選區(qū)運(yùn)送至汽車生產(chǎn)線線邊等待生產(chǎn)。當(dāng)汽車成品從生產(chǎn)線上下線后，通過(guò)方舟（停車AGV）將成品汽車運(yùn)送至成品暫存區(qū)存儲(chǔ)。

三、AGV的選擇

汽車生產(chǎn)物流線上的運(yùn)行環(huán)境有很大差別，需根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境，選擇合適用途和導(dǎo)航方式的AGV（表1）。

在立體倉(cāng)庫(kù)中進(jìn)行物料分揀和存入貨架的過(guò)程，選擇二維碼導(dǎo)航的物流搬運(yùn)AGV（小精靈）(圖4)，

與激光導(dǎo)航的叉車AGV。叉車AGV有前移式（圖5a）與堆高式（圖5b）。

立體倉(cāng)庫(kù)→汽車生產(chǎn)線使用激光導(dǎo)航的牽引AGV（Tomas）（圖6）。

汽車生產(chǎn)線→成品緩存區(qū)使用激光導(dǎo)航停車AGV（方舟）（圖7）。

四、具體方案

方案具體分為三部分(如圖8)：立體倉(cāng)庫(kù)、立體倉(cāng)庫(kù)→汽車生產(chǎn)線、汽車生產(chǎn)線→成品緩存區(qū)。設(shè)計(jì)的方案不會(huì)影響生產(chǎn)線的正常生產(chǎn)，主要提高生產(chǎn)線的入料和成品出庫(kù)的效率。下面是三個(gè)部分的具體說(shuō)明。

1.立體倉(cāng)庫(kù)部分

汽車生產(chǎn)物流立體倉(cāng)庫(kù)部分的流程如圖9。

立體倉(cāng)庫(kù)中使用小精靈和叉車AGV協(xié)同工作，采用“高層立體存儲(chǔ)，低位貨架揀選”的模式。立體倉(cāng)庫(kù)的主要任務(wù)是存放生產(chǎn)物料，在生產(chǎn)線生產(chǎn)時(shí)及時(shí)提供物料。當(dāng)有物料入庫(kù)時(shí)，先人工進(jìn)行物料的揀選分類，將物料揀選到合適的貨架，通過(guò)WMS發(fā)布指令，通過(guò)小精靈將物料運(yùn)送至對(duì)應(yīng)的緩存區(qū)，再通過(guò)叉車AGV運(yùn)送到合適的貨架上完成生產(chǎn)物料入庫(kù)任務(wù)。

2.立體倉(cāng)庫(kù)→汽車生產(chǎn)線

在汽車生產(chǎn)物流中，倉(cāng)庫(kù)→汽車生產(chǎn)線，傳統(tǒng)的揀貨模式通常包括從存儲(chǔ)區(qū)域通過(guò)鏟車編組，牽引車向揀貨區(qū)域配料，揀貨區(qū)由人工拖動(dòng)料車揀貨以及揀后的料架由牽引車運(yùn)輸上線等操作，本文采用的出庫(kù)揀貨模式為SUMA2.0。

在立體倉(cāng)庫(kù)→汽車生產(chǎn)線的環(huán)節(jié)（如圖10所示），采用通過(guò)Tomas（牽引式AGV），將生產(chǎn)物料運(yùn)送至汽車生產(chǎn)線。Tomas是怡豐機(jī)器人設(shè)計(jì)生產(chǎn)的激光導(dǎo)航牽引式AGV，通過(guò)牽引的方式運(yùn)送物料，如圖11。

3.汽車生產(chǎn)線→成品緩存區(qū)

檢測(cè)合格的汽車將被送往成品緩存區(qū)，目前采用比較多的方案是人工將新車開往緩存區(qū)，這需要大量的人力。如果采用自動(dòng)停車機(jī)器人，通過(guò)AGV自動(dòng)將成品車輛運(yùn)送到成品緩存區(qū)，不僅可以節(jié)省人力，而且可以提高效率。

方舟是怡豐機(jī)器人設(shè)計(jì)生產(chǎn)的新一代激光導(dǎo)航停車AGV（圖7）。怡豐機(jī)器人已經(jīng)成功商業(yè)化生產(chǎn)兩款停車AGV，分別是梳齒型停車AGV（如圖12）和抬板式停車AGV（如圖13），兩款停車AGV已經(jīng)有現(xiàn)場(chǎng)案例，導(dǎo)航方式都為激光導(dǎo)航。

梳齒型停車AGV可將汽車搬運(yùn)至梳齒架，實(shí)現(xiàn)車輛的準(zhǔn)確停泊。抬板型AGV通過(guò)抬板將汽車與運(yùn)送至相應(yīng)車位。兩者都能實(shí)現(xiàn)車輛的準(zhǔn)確停車，但是梳齒型停車AGV依賴于梳齒架，抬板式停車AGV依賴于抬板，都不太適合將汽車成品運(yùn)送至成品緩存區(qū)。新一代激光導(dǎo)航AGV方舟不依賴梳齒架與抬板也能將汽車?？恐翜?zhǔn)確位置，是本文方案采用的運(yùn)送成品汽車的方式。

四、總結(jié)

本文結(jié)合汽車物流生產(chǎn)線的現(xiàn)狀，將自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)、自動(dòng)化停車庫(kù)與汽車生產(chǎn)線結(jié)合，提出采用AGV系統(tǒng)的自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)與汽車生產(chǎn)線相連接，汽車生產(chǎn)線與成品緩存區(qū)通過(guò)停車AGV連接的方案。能夠提高對(duì)汽車生產(chǎn)線供應(yīng)物料，生產(chǎn)線成品出庫(kù)的效率，從而提高整個(gè)汽車生產(chǎn)的效率。