您是第一次接觸AGV（自動導向車）嗎？本指南解釋了什么是AGV以及它們如何工作。它還探討了AGV為企業帶來的好處，以及在投資該技術之前你應該考慮的問題。

什么是AGV（AGV）？

AGV或AGV是一種移動機器人。AGV遵循一系列預先確定的指令、提示或信號（取決于它們使用的導航技術類型）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輸解決方案。它們適合倉儲（內部物流）和制造作業，或需要及時完成重復性材料處理任務的任何其他應用。

注：AGV被稱為自動導向車或自主導引車。

BlueBotics首席執行官Nicola Tomatis博士說：

"AGV代表了專業服務機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環境中，主要是物流，在制造業中有很大的潛力。"

AGV的應用

AGV可以使任何需要重復、及時和安全地移動貨物或材料的應用受益。AGV通常執行以前由人力驅動的叉車、叉車、托盤升降機和傳送系統進行的工作。

AGV可以運輸什么？

AGV用于運輸：

●原材料，在暫存時，AGV可能將材料從倉庫移到生產或裝配線。

●在產品在裝配過程中，AGV用于將半成品從一個工作站移動到下一個工作站。

●成品，成品可能被運回倉庫或直接運往運輸。

AGV可以搬運原材料、半成品和成品。

最常見的AGV應用有哪些？

AGV用于許多不同類型的工業場所，例如：

制造設施

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

AGV 在汽車生產中很常見，例如這款Dürr EcoProFleet車輛，這是一種專為在涂裝車間運行而設計的解決方案。

倉庫（內部物流）

AGV 是供應鏈自動化的關鍵組成部分。根據大量市場研究，AGV 在倉儲中的采用預計在未來幾年將大幅增長，甚至超過制造業。

F3-Design的Nipper 托盤搬運車 AGV在美國倉庫中工作。

配送和履行中心

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

醫院

醫院 AGV（例如意大利生產商OPPENT的 AGV）用于優化現場物流，運輸從床上用品到餐食、藥物、個人防護裝備和廢料的所有物品。

OPPENT 的EVOcartAGV在意大利一家醫院運輸布草和垃圾。

AGV是如何工作的？

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

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

先進的 AGV 可以單獨工作，也可以作為更大的聯網車隊的一部分工作。AGV 車隊管理軟件（例如ANT 服務器）用于調度任務、在車輛之間分配這些任務以及控制交通。

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 的速度是實現最佳效率（最大化每個班次的任務數量）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 AGV 速度可達 1.5 m/s (3.3 mph)。由ANT 導航驅動的車輛最高可行駛 3.5 m/s（7.8 mph）。某些車輛和應用甚至可以實現更快的速度，但安全始終是重中之重。

有哪些類型的 AGV 轉向？

有許多不同類型的 AGV 轉向。最常見的如下所示。

三輪轉向

特征：

●敏捷，轉彎半徑小

常用于：

●叉式 AGV、自動叉車、牽引車 AGV

差動轉向

特征：

●身手敏捷，能當場翻身

常用于：

●單位負載載體 AGV、自主移動機器人

前輪轉向

特征：

●穩定，適合重載

常用于：

●牽引車 AGV

四輪轉向

特征：

●可以向任何方向移動

●適合狹窄的環境

常用于：

●單位負載載體 AGV

使用什么類型的 AGV 軟件？

安裝和操作 AGV 時主要使用兩種類型的軟件：

●配置軟件

●任務和車隊管理軟件

配置軟件

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

該軟件用于在車輛開始工作之前對其進行校準、繪制場地地圖以及對車輛的路線和動作（例如移動貨叉）進行編程。一個例子是 BlueBotics 的 ANT 實驗室軟件，它用于對ANT 驅動的車輛進行編程。

任務和車隊管理軟件

相比之下，操作員（最終用戶）使用任務和車隊管理軟件來管理和優化他們的現場 AGV 操作。

該軟件通常提供以下功能：

●任務模擬（用于部署前測試）

●任務調度

●車隊監控

●充電管理

●AGV交通控制

這類軟件，如ANT服務器，也可以通過API與電梯、自動門等設備，以及站點現有的業務軟件（如WMS、MES、ERP）進行接口。

AGV導航技術的種類

AGV通常按照預先定義的路徑或路線四處移動。不同的AGV 導航方法以不同的方式實現這一點，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字路徑

●跟隨地面上的物理線（線跟隨）或標簽

物理路徑跟隨

遵循某種物理路線的AGV已經使用了幾十年。

使用線路跟隨類型的 AGV 導航，車輛實際上是由一條物理線路引導通過設施，例如：

磁條

●感應線（安裝在地板內或地板下）

●布線

●標簽（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，并根據需要修正車輛的軌跡。標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，它們之間的主要區別在于它們如何計算車輛的位置（定位）。

這些技術包括：

●激光三角測量（也稱為激光制導）

●視覺引導（也稱為光學導航）

●自然導航（也稱為自由導航或 SLAM 導航）

激光三角測量使用永久安裝的反射目標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射光束來實現這一點。顧名思義，任何時候至少必須識別三個目標。

視覺引導使用相機來識別環境中的特征。然后將這些特征與 3D 地圖進行比較，以便車輛計算其位置并有效導航。

自然導航使用來自車輛激光掃描儀（通常是 AGV 的安全掃描儀）的數據來計算車輛的位置。它通過將激光掃描儀數據與以下兩者進行比較或“匹配”來實現：基于網格的 2D 環境參考地圖的單元格（掃描匹配），或永久地圖參考，如墻壁（自然特征導航）。

不同 AGV 導航技術對業務的影響

AGV 的導航技術對現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 需要對站點的基礎設施進行相當大的更改（例如，鋪設膠帶或安裝反射目標），而自然特征導航等技術不需要對站點進行任何永久更改地點。

這些差異會影響安裝時間。例如，安裝 AGV 后的線路或標簽可能需要幾周的時間來配置，而基于視覺引導或自然導航的 AGV 項目可能會在幾天內啟動并運行。

選擇 AGV 技術時，考慮車隊未來的可擴展性也很重要。虛擬路徑跟蹤技術比舊的物理技術更適合先進的車隊管理，特別是交通控制。

AGV 的準確性如何？

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

該精度因車輛而異，但例如，大多數ANT 驅動的 AGV能夠實現 ±1 cm 和 ±1° 的定位精度，有時甚至更好。這對于大多數內部物流和生產應用來說已經足夠精確了。

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。事實上，在叉車的平均 8 年使用壽命中，這些車輛中約有 90%會發生某種類型的事故。

相比之下，AGV的事故率幾乎為零。在 AGV 發生事故的極少數情況下，這通常是由于現場沒有遵守適當的安全程序。因此，與叉車一樣，深入和持續的員工培訓至關重要。

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

最危險的時刻

談到 AGV 安全性，風險最高的時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車輛周圍的情況。因此，提前進行簡報和仔細的員工培訓是必不可少的。這種培訓具有提高接受度的附帶好處。

AGV 車隊管理如何工作？

AGV 車隊通常由專用軟件程序管理。這通常由車輛導航系統的供應商生產。

例如， ANT 驅動的車隊可以通過 BlueBotics 的 ANT 服務器軟件進行管理。

先進的車隊管理軟件默認包括自動交通控制。理想情況下，像 ANT 服務器一樣，它也應該能夠管理不同車輛類型的混合車隊，理想情況下，甚至可以管理不同品牌。

對于喜歡在現有站點管理軟件中管理和控制 AGV 任務的用戶，可以使用 API 實現這一點。

潛伏式 AGV

也稱為：自動導引小車 (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 AGV

又名：牽引車AGV、牽引車AGV、牽引AGV。

這些自動車輛只做一項工作：拉動重物，例如手推車或小車。牽引車或“牽引車”AGV 提供高達數噸的牽引能力。它們還提供高吞吐量，因為它們可以在火車中一次移動多輛手推車。

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，最常見于生產和倉庫設施。它們在頂部承載有效載荷，并可配備不同的傳輸設備，例如傳送帶和升降平臺。單位負載 AGV 的一個常見用例是在站點現有的傳送系統之間移動貨物。

叉車式 AGV

又名：Forklift AGV、Pallet truck AGV。

叉車式AGV 是一種帶有叉子的AGV。這些車輛執行與自動叉車類似的任務——提升和運輸材料和貨物。然而，與基于現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計。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 AGV 系統的類型。在美國，叉式 AGV 的價格可能在 100,000 美元至 120,000 美元或更多，而自動托盤搬運車的價格可能在 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。

一個好的經驗法則是，通常需要 1.3 - 1.5 臺 AGV 才能取代一輛叉車的操作。

“67% 的供應鏈領導者認為機器人技術和自動化有可能破壞或創造競爭優勢。”MHI 2019年度行業報告。

AGV 每年的維護費用通常約為車輛標價的 10%，而叉車的維護費用為 5%。考慮現場調試（安裝）AGV 的成本也很重要，根據項目的復雜程度，成本可能會有很大差異。

長期效率優勢

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

租賃計劃和基于訂閱的“機器人即服務”(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營費用。

如何計算AGV 投資回報率(投資回報率)

計算AGV需要多長時間才能獲得投資回報需要考慮很多因素。

這些因素包括：

●AGV初始成本

●AGV的預估年維護費用

●安裝（調試）AGV的費用

●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用（例如，叉車司機）

●人工車輛被更換造成貨物損壞的預估費用