AGV小车的发展现状与应用趋势

金 鑫

(黄冈职业技术学院，湖北 黄冈 438002)

0 引言

AGV(Automated Guided Vehicle,AGV)是一种无人自动导引运输车，通常也称为AGV小车。AGV小车一般配备有自动引导装置(如电磁或光学装置)[1]，该装置能够沿着所规定的引导路径行驶，并具有安全保护和各种移载功能；在工业应用中，是一种具有安全保护以及装载功能的自动运输车。

AGV小车是制造业中的一种先进设备，是人类生产方式得到改善的切入点，无论是仓储业应用中的AGV小车，还是制造业应用的AGV小车，其研发的工业应用都是衡量一个国家技术创新和高端制造业发展水平的重要标志。AGV小车产业的发展，对于打造中国制造业的新优势，促进产业转型升级，提高人民生活水平具有重要意义。本文主要研究AGV小车的特点、发展现状以及应用趋势，希望能够推广AGV小车在行业中的应用，并进一步找准AGV小车未来的研究及发展方向。

1 AGV小车的特点

1.1 先进性

AGV小车集电、光、机和计算机于一体[2]，并融合了科学技术领域的先进理论和应用技术，具有导引力强、定位精度高且自动驾驶作业性能好等优点，是自动化物流的标志。

1.2 可靠性

AGV小车工作过程中的每个步骤都是一系列数据和信息的通信交换过程，其后台具有强大的数据库支撑，可以通过准确的数据信息，消除人为因素干扰，确保任务及时完成，提高AGV小车在作业过程中的可靠性。

1.3 灵活性

AGV小车可与各种RS/AS出口、输送线、生产线、平台、货架和操作点快速地结合在一起。其可以根据不同的需要，以不同的组合实现各种功能；可以最小化物流周转周期，减少物料周转消耗；可以实现进料与加工、生产与物流、销售与成品的灵活衔接，提高生产系统的工作效率。

1.4 兼容性

AGV小车既可以独立完成特定的任务，也可以与其他生产系统、控制管理系统和调度系统等紧密集成，并且具有良好的适应性和突出的兼容性。

1.5 安全性

AGV小车可以在许多不适合人类工作的场所中发挥独特的作用，具有交通管理的智能化、多级警示、紧急制动、报告故障、安全避碰等功能。

2 AGV小车的发展现状

2.1 AGV小车行业发展政策陆续出台

本文对2006年以来国家出台的机器人相关扶持政策进行汇总并解读[3]，发现国家先后出台了一系列扶持高新技术企业、高端智能产品及先进装备制造等的相关政策，从产品、行业、企业3个层面，鼓励工业机器人及AGV小车的行业发展。我国机器人技术相关扶持政策汇总如表1所示。

表1 我国机器人技术相关扶持政策汇总

2.2 AGV小车行业发展资本大幅增加

毫无疑问，资金的助力使企业的实力迅速增强，市场的规模不断扩大，同时也为AGV小车市场带来了重大的变革。截至2017年，我国物流机器人领域融资金额达13 亿元[4]，2018年中国AGV小车市场规模达到42.5 亿元，AGV小车相关产品市场新增量较2017年实现42.5%的增长。累计融资事件共计42起，其中：仓储机器人领域34起，涉及AGV小车融资共21起，融资轮次以天使轮及A轮为主，投资机构包括高榕资本、火山石资本。物流机器人行业成为资本宠儿，至2020年,国内的自动化物流系统市场规模将过千亿元，AGV小车领域受资本推动，未来发展潜力巨大。

2.3 AGV小车制造企业蓬勃发展

近年来，随着AGV小车行业的发展，其公司数量也在不断增加。知呼资讯提示：2012年国内AGV小车企业在80～100 家，到2014年12月，达到了250 家左右。从新的战略机器人“长江三角洲、珠江三角洲和环渤海地区AGV小车供应商的分布图”了解到，珠三角和长三角是AGV小车的主要聚集地。

长三角地区的AGV小车企业主要集中在上海、杭州、苏州3个城市，是国内AGV小车企业数量最多的区域。AGV小车属于高新技术行业，对“财”和“才”都有一定的要求。上海、杭州和苏州是长三角地区经济最为发达的城市，企业在融资方面有一定的优势；在人才方面，长三角地区高校林立，人才济济，这是众多创业公司选择这些城市的重要因素之一。长三角地区的AGV小车企业主要以创新型公司为主，如：快仓、海康、国自、木牛流马、迦智、牧星、马路创新、艾吉威等企业。尽管这些企业成立时间不长，但在技术创新方面充满活力。

与长三角地区有所不同的是，珠三角地区的AGV小车企业既有传统厂商，如：井源、佳顺、欧铠、嘉腾等深耕行业多年的老牌企业，也有一大批创新型公司，如：怡丰、斯坦德、今天国际等，新老共聚，使珠三角地区的AGV小车产业也呈现一片繁荣之势。珠三角地区AGV小车企业数量最多的是深圳，由于其经济发展程度最高，创新氛围浓厚，且连接粤港澳大湾区制造市场、海外国际市场，因此深圳更适合AGV小车公司的可持续发展。

与长三角和珠三角地区相比，环渤海地区的AGV小车企业数量相对要少，企业大多以传统的AGV小车企业为主，如：新松、机科、临工等，且这些企业大部分都属于国有企业或者大型综合企业。当然，也有创新型公司，如：北京极智嘉科技有限公司、北京旷视科技有限公司等。其中新型公司多集中在北京，北京作为技术聚集地，无论是从人才还是从资金方面，相对来说更有利于创新型企业的孵化和发展。

2.4 AGV小车市场销量快速增长

近年来，我国AGV小车产业市场一直保持着快速增长的趋势，其销售情况如表2所示。

表2 我国AGV小车市场销售情况一览表

2.5 AGV小车用户需求显著增加

随着电子商务、快递、新能源、医疗等新兴行业的市场需求继续释放，制造领域和汽车家电等行业的市场需求稳定增长，物流领域自动化仓储的转型，AGV小车用户需求显著增加。

2018年，中国的AGV小车应用领域在汽车行业中所占比例较高，为23.8%[5]；其次为家电制造领域，为21.2%；第三为物流领域，为15.8%。前3个领域占比达到60.8%。由此可见，汽车制造、家电制造、物流仓储是AGV小车的热门应用领域[6]。

3 AGV小车的应用范围

作为现代集成制造系统(CIMS)的基本运输工具，AGV小车的应用已渗透到仓储业、制造业、物流业等许多行业。其中，辅助生产加工已成为AGV小车应用最广泛的领域。

3.1 仓储业

仓储业是AGV小车最早应用的场所。1954年，世界上第1台AGV小车在美国公司南卡罗来纳州的Mercury Motor Freight的仓库投入运行，以实现仓库进出货物的自动搬运。在世界范围内的2 100个大小仓库中，大约有20 000辆各种类型的AGV小车在运行。在2000年投入运营的海尔集团开发区的三维仓库中，有9 辆AGV小车形成了灵活的自动处理系统，成功地完成了23 400个/d进出库货物和零件的处理任务。

3.2 制造业

在制造业的生产线上，AGV小车可以有效、准确而灵活地完成物料搬运任务。灵活的物流处理系统可以由多台AGV小车组成，并且可以根据生产过程的调整及时修改处理路线，使1条生产线可以生产十几种产品，极大地提高了生产的灵活性和企业的竞争力。1974年为了提高运输系统的灵活性，瑞典的沃卡乐玛汽车装配厂采用了基于AGVS小车的自动轿车装配线，由多台可装载轿车体的AGVS组成的装配线，使装配时间缩短20%，投资回收时间减少57%，人工减少5%，装配故障减少39%。AGV小车在世界的主要汽车厂，如：通用汽车、丰田汽车、克莱斯勒汽车、大众汽车和其他汽车工厂的生产线和组装线已被广泛应用。

3.3 邮局、图书馆、码头、铁路和机场等场所

在货物运输工作量大、动态性强的地方，如：邮局、图书馆、码头、铁路和机场等，搬运流程经常需要根据需求动态调整，AGV小车因其具有自动化、智能化及灵活性的特点，可以很好地满足上述场合的搬运要求。1983年瑞典斯德哥尔摩邮局、1988年日本东京多摩邮局、1990年中国上海邮政枢纽，开始使用AGV小车，完成邮递产品的搬运工作；在荷兰的鹿特丹港，有50辆名为“堆场拖拉车”的自动导引车完成了将集装箱从船舷运到几百码远的仓库的重复工作；在铁路行业，AGV小车被应用于综合管廊、地下隧道、梁场等各种场所。

3.4 烟草、医药、食品和化工行业

由于烟草、医药、食品和化工对搬运作业有清洁、安全、无排放污染等特殊要求，AGV小车的应用也受到重视。如：青岛颐中集团、玉溪红塔集团、红河卷烟厂和淮阴卷烟厂等许多国内卷烟厂都使用激光制导式AGV小车来完成托盘货物的搬运工作。

在疫情期间，AGV小车可以快速、准确地完成医院中药品、标本、食品和其他物品的智能配送，避免了人与人之间的接触，有效地减少被传染的概率，还能够节省有限的人力资源，为一线工作者缓解压力。

3.5 危险场所和特种行业

AGV小车集成了加装拆卸和探测设备的功能，在军事上可用于阵地侦察和战场排雷。如，由英国军方开发的MINDER RECCE，即是一辆具有地雷探测、销毁及航路验证能力的自动型侦察车。在核电站和使用核辐射进行储存保鲜的地方，用AGV小车运输物品以避免受到辐射的危险。在钢铁厂，AGV小车用于炉料输送，以减轻工人的劳动强度。在胶片和胶卷仓库中，AGV小车能在黑暗的环境中准确可靠地输送半成品和材料。

4 AGV小车的发展趋势

AGV小车几乎不需要人工干预，能够运用在所有复杂多变的场合。目前，国内AGV小车在室内应用较多，户外应用主要受制于相对恶劣的自然条件，如：湿度、温度、雾、雨、雪等天气，要克服这些问题需要在以下方面进行改进。

4.1 充电自动化

应研发AGV小车无线充电装置，使AGV小车可在不停车的前提下快速充电，保证AGV小车除检修外24 h不间断运行，以提高工作效率。

4.2 部件模块化

AGV小车制造应趋向模块化，例如：将动力模块中的电机、减速机和检测系统集成在一起，使整个AGV小车由机械模块和承载模块架构组成。

4.3 制造标准化

AGV小车趋向标准化和网络化，小车的控制系统朝着PC系统的开放式控制器发展，以提高系统的扩展性和兼容性，便于操作和远程维修。

4.4 控制远程化

未来的AGV小车将更加方便于非专业用户使用，使其可以直接通过手持终端远程操作，这就需要提升AGV小车感官系统的性能。为应对现代制造行业，AGV小车不仅需要安装位置、速度和加速度传感器，而且还需要加入机器视觉[7]、压力反馈等多种智能传感器的融合技术，以更好地进行决策和控制。

目前AGV小车行业发展很快，但还需要不断提高AGV小车的性能(高速、高精度、高可靠性，易于操作和维护)，并缩短产品的制造周期，降低价格，让更多中小企业受益。

5 结论

综上所述，AGV小车发展迅速，随着市场需求的增加，AGV小车的种类也在逐渐增加，技术日趋完善。伴随着现代智能制造行业的发展，还需要进一步扩展应用方案，创造新的AGV小车形态，完善产品体系，在探索中求发展，建立一个开放、灵活的可扩展的AGV小车系统。同时，基于大数据、人工智能等前沿技术，AGV小车需要做到充电自动化、部件模块化、制造标准化、控制远程化，这样才能降低生产成本，扩大应用范围，使AGV小车走进各行各业，广泛应用于各项领域。