智能化AGV小車在物流倉庫中的應(yīng)用研究

智能化AGV小車在物流倉庫中的應(yīng)用研究摘要：首先，毫無疑問的是，裝備有電磁或光學(xué)等自動導(dǎo)引裝置的小車叫AGV小車。它能夠在規(guī)范化的路徑里行駛，是具有安全保護功能和移動載貨功能相結(jié)合的運輸車。然而，要實現(xiàn)AGV小車的可行性研究，需要有自導(dǎo)的航行系統(tǒng)。正因為如此，AGV小車的柔性好、自動化程度高和智能化水平高。在這種條件的允許下，AGV小車的行駛路徑就可以根據(jù)倉儲貨位要求、生產(chǎn)工藝流程等改變而靈活運用。其次，本文研究的是AGV小車在物流倉庫中的應(yīng)用，主要是分析應(yīng)用中存在的問題，然后給出相應(yīng)的優(yōu)化對策。這是為了人們能夠熟悉并熟練掌握AGV小車的使用方式，這樣才能在未來更好地適應(yīng)智能化時代的到來。關(guān)鍵詞：AGV小車；物流倉庫；航行系統(tǒng)Abstract:Firstofall,thereisnodoubtthatthetrolleyequippedwithelectromagneticoropticalautomaticguidancedevicesiscalledAGVtrolley.Itcantravelinastandardizedpath,andisatransportvehiclewithsafetyprotectionfunctionandmovingcargofunction.However,torealizethefeasibilitystudyofAGVtrolley,aself-guidednavigationsystemisneeded.Becauseofthis,AGVtrolleyhasgoodflexibility,highdegreeofautomationandhighlevelofintelligence.Underthiscondition,thetravelingpathofAGVtrolleycanbeflexiblyappliedaccordingtothechangeofstoragelocationrequirementsandproductionprocess.Secondly,thispaperstudiestheapplicationofAGVtrolleyinlogisticswarehouse,mainlyanalyzestheproblemsexistingintheapplication,andthengivesthecorrespondingoptimizationcountermeasures.ThisisforpeopletobefamiliarwithandmastertheusageofAGVtrolley,soastobetteradapttothearrivalofintelligenterainthefuture.Keywords:AGVtrolley;Logisticswarehouse;Guidancesystem一、緒論（一）研究背景與意義1.研究背景近幾年來，物流的出現(xiàn)使得AGV小車的發(fā)展空間越來越大。隨著網(wǎng)絡(luò)平臺的飛速崛起，我們可以看出AGV小車的利用空間是空前強大的。在法律認(rèn)可的范圍內(nèi)，AGV小車在與物流的結(jié)合過程中，AGV小車不知不覺中已成為物流新的經(jīng)濟支撐點。AGV在未來的發(fā)展歷程中，會有非常多的應(yīng)用。例如：AGV在智能倉儲中的應(yīng)用、AGV在煙草、醫(yī)藥、食品、化工行業(yè)方面的應(yīng)用。期間，在5G時代的到來下，“AGV小車+5G”已變成物流新的發(fā)展趨勢。在5G的推動下，AGV小車會有新的前進方向，可以與其他行業(yè)完成對接。給其他行業(yè)帶來巨大的外來收益和良好的品牌效應(yīng)，為了改造出第三方企業(yè)的物流中心。而且，物流是國家十三五首推的重大工程之一，所以說AGV小車在互聯(lián)網(wǎng)和5G的攙扶下，一定會乘上經(jīng)濟的巨輪駛向遠方。2.研究意義隨著疫情的出現(xiàn)，AGV小車有著廣闊的市場前景。在這次疫情中，很多地點人與人之間不可以直接接觸，正是通過AGV小車進行運輸物資，人們的生活和生存才得以保障。由此，AGV小車給醫(yī)務(wù)人員送去核酸檢測劑，幫助醫(yī)護人員檢測民眾的生命健康。AGV小車的作用是顯而易見的。而且，AGV小車，在這個高速發(fā)展的時代，發(fā)揮著重要作用。由于企業(yè)中仍然有很大一部分是人工化，比起傳統(tǒng)行業(yè)，AGV小車的應(yīng)用對于企業(yè)來說尤為重要。然而，要想提高效益，我們就必須不斷創(chuàng)新，對于國內(nèi)物流行業(yè)來說，物流的效率還遠遠不夠我們的需求。具體情況是，我國對物流AGV小車在倉庫中的應(yīng)用涉入較少，因此，我們要對AGV在物流倉庫中的應(yīng)用加以研究，以便我們能夠真正地在物流中好好的應(yīng)用AGV小車在相同的時間內(nèi)以安全可靠的方式去代替人工完成同樣的工作。（二）研究內(nèi)容與方法1.研究內(nèi)容2.研究方法國內(nèi)外研究現(xiàn)狀不僅僅有國外的學(xué)者研究，美國印第安納州的西拉斐特的普度大學(xué)工業(yè)工程學(xué)院何子健、瓦內(nèi)特·阿加瓦爾、西蒙Y.諾夫等國外研究者們在（2023）《智能倉庫自動化中的差異化服務(wù)政策》中研究了AGV小車在智能倉庫中的自動化運營服務(wù)。中國清華大學(xué)深圳研究生院現(xiàn)代物流研究中心的齊明耀、李小文、嚴(yán)學(xué)軍、張可榮等研究者們在（2023）《關(guān)于基于AGV小車的倉庫運營績效評估》中研究了AGV小車的倉庫運營模式。意大利萊切的薩倫托大學(xué)中的運營研究中心的托馬索·阿達莫和英國南京普頓大學(xué)中商學(xué)院在管理科學(xué)和信息系統(tǒng)的托爾加·貝克塔：吉安帕奧洛·吉亞尼；埃馬努埃拉·蓋里羅；伊曼紐爾·曼尼在（2023）《無沖突取件和時間窗口下交付的路徑和速度優(yōu)化》里研究了AGV小車的路徑優(yōu)化和速度優(yōu)化。而且國內(nèi)的學(xué)者也對AGV小車進行了研究，東南大學(xué)萬棄寒研究員在（2023）《面向移動感知節(jié)點的智能小車設(shè)計與實現(xiàn)》中詳細研究了AGV小車的感知移動節(jié)點[1]。陳勝軍（2023）在研究該領(lǐng)域時，撰寫了《基于多臺AGV調(diào)度的物流分揀系統(tǒng)》。他以定性分析法為基礎(chǔ)，詳細分析了AGV小車在物流倉庫中的多種揀選系統(tǒng)[2]。長江理工大學(xué)光電信息學(xué)院的李居尚、于秀明、戰(zhàn)蔭澤等研究員們在（2023）《基于藍牙遙控智能小車的實現(xiàn)》中研究了藍牙遙控AGV小車的設(shè)計方案。[3]河北工業(yè)大學(xué)的靳佩佩研究員在（2023《室內(nèi)移動平臺遠程控制系統(tǒng)設(shè)計》中研究了可向AGV小車遠程感應(yīng)的室內(nèi)移動平臺設(shè)計系統(tǒng)。[4]房殿軍、周濤等人（2023）在研究該領(lǐng)域時，撰寫了《自動化立體倉庫中智能AGV群體的靜態(tài)路徑規(guī)劃與動態(tài)避障決策研究》。在《研究》中，他們結(jié)合AGV小車的特點，對避障法展開深入探究。[5]二、AGV小車的基本原理及應(yīng)用優(yōu)勢（一）AGV小車的基本原理從實際情況來看，AGV導(dǎo)向傳感器是AGV小車獲取位置的關(guān)鍵組件。具體而言，AGV實際控制命令值與目標(biāo)值存在極強的關(guān)聯(lián)性。也就是說，轉(zhuǎn)向角與設(shè)定速度是AGV小車控制技術(shù)的重要組成部分。對AGV小車來說，其行進路線會受到軌道與計算機的影響，產(chǎn)生較為明顯的變化。另外，蓄電池是AGV小車的動力源。（二）AGV小車的應(yīng)用優(yōu)勢1.節(jié)省人工、提高作業(yè)效率在AGV小車的影響下，物流企業(yè)的人力成本與工作強度均呈下降趨勢，而工作效率大幅度提升。2.降低揀選出錯率相較于AGV小車，傳統(tǒng)的物流模式效率較低，錯檢、漏檢的發(fā)生概率極高。而AGV小車的出現(xiàn)，不僅提高了工作效率，還降低了工作強度。數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示，AGV小車的錯檢率與漏檢率接近于0。在其影響下，顧客滿意度直線上升。3.大數(shù)據(jù)分析在實踐過程中，物流企業(yè)要結(jié)合AGV小車的特點，完成數(shù)據(jù)采集。再以數(shù)字挖掘技術(shù)為基礎(chǔ)，對相關(guān)數(shù)據(jù)進行處理，使其形成有效信息。物流企業(yè)要以此為基礎(chǔ)，不斷優(yōu)化內(nèi)部管理模式，提高資源利用率，逐步拓寬利潤空間。簡而言之，AGV小車的出現(xiàn)，使物流運輸行業(yè)的覆蓋范圍越來越廣，讓我們平時的購物更加方便快捷。三、分析AGV小車的應(yīng)用（一）AGV在倉儲業(yè)的應(yīng)用領(lǐng)域1.功能方面的優(yōu)勢（1）自動化程度高從實際情況來看，AGV小車的控制系統(tǒng)是由激光反射板、感應(yīng)裝置、電控設(shè)備以及電腦共同構(gòu)成的。具體而言，工作人員要結(jié)合崗位需求，將指令信息輸入電腦。接到指令后，電腦立刻做出反應(yīng)，將其輸送至控制室。在控制室中的工作人員發(fā)現(xiàn)指令后，會以電控設(shè)備為基礎(chǔ)，控制AGV小車的行動，從而滿足崗位需求。（2）充電自動化在實踐過程中，AGV小車能夠結(jié)合自身電量，自動發(fā)生請求充電的指令。指令通過之后，AGV小車會采用排隊充電的方式，補充自身電量。數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示，蓄電池的使用壽命約為5年。對AGV小車來說，其充電周期為20分鐘，工作時長約為6小時。除此之外，AGV小車的外形極為靚麗，辨識度非常高。因此，企業(yè)形象也會受到AGV小車的影響，產(chǎn)生積極變化。2.系統(tǒng)方面的優(yōu)勢3.自身優(yōu)勢（1）可靠度AGV的技術(shù)是值得相信的。根據(jù)資料顯示，AGV技術(shù)涉及領(lǐng)域極廣。具體而言，圖像識別技術(shù)占AGV技術(shù)的1.54%；激光感知技術(shù)占AGV技術(shù)的7.69%；位置設(shè)定技術(shù)占AGV技術(shù)的13.8%；光學(xué)感知占AGV技術(shù)的16.9%；慣性導(dǎo)航技術(shù)占AGV技術(shù)的27.8%；電磁感應(yīng)技術(shù)占AGV技術(shù)的32.3%。由此可見，電磁感應(yīng)是AGV技術(shù)的關(guān)鍵要素。與此同時，機器視覺導(dǎo)向技術(shù)尚未完善，在AGV技術(shù)中占據(jù)的比例不高。（2）適應(yīng)能力從實際情況來看，環(huán)境的差異性會對導(dǎo)向技術(shù)構(gòu)成顯著影響。簡而言之，光電干擾、障礙物數(shù)量以及地面整潔度都與AGV小車的工作效率密切相關(guān)。因此，導(dǎo)向技術(shù)的先進程度極為重要。以有線式導(dǎo)向技術(shù)為例，該技術(shù)涉及范圍較廣，對環(huán)境要求極高。具體而言，機器視覺、光學(xué)導(dǎo)向以及埋線感應(yīng)等技術(shù)都會受到地面整潔度的影響。與此同時，地面平整度會對磁帶導(dǎo)向技術(shù)與電磁導(dǎo)向技術(shù)構(gòu)成影響。以無線式導(dǎo)向技術(shù)為例，該技術(shù)涉及范圍較窄，對環(huán)境要求較低。簡單來說，該技術(shù)以反射鏡面為基礎(chǔ)，提高了AGV小車的感應(yīng)精度。不過，障礙物會對無線式導(dǎo)向技術(shù)構(gòu)成一定的影響。在這種情況下，工作人員要結(jié)合空間特點，提前清除障礙物，提升AGV小車的感知精度。另外，環(huán)境的差異性不會對坐標(biāo)識別導(dǎo)向技術(shù)以及慣性導(dǎo)向技術(shù)構(gòu)成影響。（3）路徑柔性在AGV小車的影響下，物料搬運系統(tǒng)變得更加完善。不過，路徑柔性會受到不同導(dǎo)向技術(shù)的影響，產(chǎn)生較為明顯的變化。除此之外，運行路徑也會受到無線式導(dǎo)向技術(shù)的影響。需要注意的是，有線式導(dǎo)向技術(shù)很難改變AGV小車的行進路線。（4）運行速度從實際情況來看，導(dǎo)向技術(shù)與AGV小車的行駛速度密切相關(guān)。究其原因，導(dǎo)向技術(shù)的路徑識別效率與車速呈正相關(guān)。需要注意的是，無線式導(dǎo)向技術(shù)的識別效率較低，AGV小車的行駛速度并不快。與此同時，有線式導(dǎo)向技術(shù)的識別效率較高，AGV小車的行駛速度極快。（5）導(dǎo)向穩(wěn)定程度在規(guī)定時間內(nèi)，AGV小車要以工作人員設(shè)置好的路線為基礎(chǔ)，完成物料傳輸。在這其中，轉(zhuǎn)向幅度與轉(zhuǎn)向次數(shù)都會對導(dǎo)向穩(wěn)定程度構(gòu)成影響。（6）定停精度在實踐過程中，AGV小車的預(yù)定目的地與實際目的地存在顯著差異，該現(xiàn)象被稱為定停精度。距離與方向等因素的偏差，共同構(gòu)成了定位精度。在導(dǎo)向技術(shù)的影響下，AGV小車能夠縮短物料運輸距離，減輕工作強度，提高工作效率。需要注意的是，控制技術(shù)與導(dǎo)向技術(shù)都會對定位精度構(gòu)成影響。以圖像識別技術(shù)為例，停車標(biāo)識與路徑標(biāo)線均為該項技術(shù)的識別內(nèi)容。據(jù)統(tǒng)計，圖像識別技術(shù)的定停精度最高，約為土6；以電磁感應(yīng)導(dǎo)向技術(shù)為例，其定停精度較低，約為土22（7）信息容量從實際情況來看，獲取定位信息是導(dǎo)向技術(shù)存在的基礎(chǔ)。不過，信息容量與導(dǎo)向技術(shù)的差異性密切相關(guān)。以圖形識別技術(shù)為例，該項技術(shù)的信息容量非常大，具體包括停車標(biāo)識、減少標(biāo)識、加速標(biāo)識、工位編碼以及路徑信息等等。（8）導(dǎo)向技術(shù)成本在實踐過程中，應(yīng)用成本與開發(fā)成本均屬于技術(shù)成本。通常情況下，應(yīng)用成本較高的是有線式導(dǎo)向技術(shù)，開發(fā)成本較高的是無線式導(dǎo)向技術(shù)。4.特別的優(yōu)勢（1）先進性:AGV涉及領(lǐng)域較廣，具體包括信息化系統(tǒng)、電腦終端、電控裝置、機械設(shè)備以及激光感應(yīng)等等。與此同時，AGV擁有運輸、感應(yīng)以及定位等能力，屬于移動式工業(yè)機器人。（2）靈活性:在AGV的影響下，物流企業(yè)能夠更好地串聯(lián)分揀中心、運輸系統(tǒng)、裝配系統(tǒng)以及生產(chǎn)系統(tǒng)。除此之外，物流企業(yè)的生產(chǎn)效率直線上升，人力成本與工作強度大幅度下降。不僅如此，物流運轉(zhuǎn)周期也在不斷縮短。在這種情況下，物流企業(yè)的生產(chǎn)運輸體系變得極為靈活。（3）獨立性:AGV系統(tǒng)的獨立性極強，任務(wù)完成度非常高。（4）兼容性:AGV系統(tǒng)的兼容性極強，能跟其他系統(tǒng)產(chǎn)生良好的化學(xué)反應(yīng)。除此之外，AGV系統(tǒng)的適應(yīng)性也比較理想。（5）安全性:AGV小車的防護系統(tǒng)較為完善，安全性極佳。究其原因，AGV小車擁有智能化管理系統(tǒng)，能夠應(yīng)對各種突發(fā)情況，具體包括車輛故障、緊急剎車、危險預(yù)警以及安全避讓。（6）示范性:AGV系統(tǒng)具有較強的示范性。簡單來說，AGV小車的數(shù)量與企業(yè)技術(shù)水平呈正相關(guān)。在其影響下，物流運輸企業(yè)逐漸成為推動社會經(jīng)濟發(fā)展的重要組成部分。4.智能揀選領(lǐng)域從實際情況來看，AGV小車要以系統(tǒng)指令為基礎(chǔ)，獲取相關(guān)貨物，并將其運送至目的地。隨后，工作人員會取走貨物，再重新輸入指令，將AGV小車送回原位。由此可見，AGV系統(tǒng)的智能程度非常高。以倉庫管理為例，工作人員要結(jié)合AGV小車的電量情況、空閑狀態(tài)以及工作時長等因素，挑選恰當(dāng)?shù)哪繕?biāo)，再輸入