自动导引小车系统(AGVS),是当今柔性制造系统(FMS)和自动化仓储系统中物流运输的主要手段。作为一种无人驾驶工业搬运车辆,AGV在20世纪50年代即得到了应用,90年代,AGV进入高智能化、数字化、网络化、信息化时代。那么,AGV在中国的应用情况及前景如何?又有哪些成功的案例?领先厂家及专家纷纷阐述前沿观点,供读者借鉴。
AGV在中国应用的新趋势
王慧先生 丹纳赫传动(中国)AGV销售经理
AGV全称自动导引小车(Automatic Guided Vehicle),它实现的主要功能是在计算机和无线局域网络的控制下,经磁、激光等导向装置引导并沿程序设定路径运行完成作业的无人驾驶自动小车,电池驱动(交、直流),本质上它为现代制造业物流提供了一种高度柔性化和自动化的运输方式。
目前,AGV在我国烟草、印钞、汽车、新闻纸等行业已有大规模应用,呈日益上升的势头,并出现了一些新的技术和行业应用趋势。
目前的案例是AGV在室内的应用较多。但随着需求的发展,户外或半户外AGV技术将逐步完善和进入应用阶段。户外AGV技术一直是应用的难点,主要受制于相对恶劣的自然条件,如:温度、湿度、阳光、雾、雨、雪等天气。作为世界领先的AGV技术提供商,DANAHER MOTION公司每年投入巨额的研发费用到产品升级上,户外技术正是方向之一,如防雨的激光导航装置,交流驱动器,特殊经验的系统设计等,欧洲合作伙伴户外技术的测试工作也取得相对理想的实效。
国内AGV应用需求正突破传统行业,医药、港口等行业的需求日益扩大。目前我国港口集装箱采用的码头运输方式为起重机将集装箱卸载到人工驾驶的运载工具上,再运输到储存地点。如果采用AGV作为运载工具,目前在欧洲运行的案例表明将提高港口卸载效率约70%。DANAHER MOTION和合作伙伴进一步改进系统设计,采用激光导航方式,提供缓冲区设计以提高起重机和AGV协调性能,加大AGV的运载能力(单车运载双层集装箱82t),提高运行速度(平地最大20km/h,坡度为5°时5km/h)。据估计综合效率提高100%以上。
这对我国港口行业的发展意义重大,我国港口吞吐量世界第一,装卸货物总量巨大,运载效率的极大提高直接意味着集装箱货轮停泊时间的缩短,减少货轮巨额的停泊费用,同时装卸周期的缩短将极大提升单口岸的利用效率,对于国民经济进出口效益的意义是不言而喻的。
随着世界经济的发展,欧洲港口的吞吐能力日饱趋和,欧盟启动了相关计划并投资提升码头周转效率,在此情况下,DANAHER MOTION欧洲合作伙伴TTS公司承接了该项目的一部分,目前在瑞典哥德堡的测试项目正是使用了AGV自动导引小车。该计划是港口运输方式的一次革命,代表着港口运载全面自动化的开始。同时使海关集装箱100%X射线检测成为可能。
根据Danaher Motion的测算,单个码头AGV小车的需求量约70台,中国主要的大型码头的总需求量保守估计在1500台,市场产值在5~10亿元人民币。该市场需求将在较短时间内呈直线上升趋势,5年后逐步趋向稳定。可以预测,未来的几年,正因为巨大的经济和社会效益,港口应用将是AGV在中国最富前景的行业。
规划AGV系统的合理性策略
近年来,国内AGV系统的使用也成为物流方案中的一个亮点之一。但是通过对AGV分布行业的特点分析以及本人多年来接触客户端的经验来看,第一,国内AGV实施的项目之中,有30%以上的部分多属于行业或者区域的形象样板工程,代表企业技术进步的示范性功能往往超过了其实际需求。第二,应用领域狭窄,基本局限于高利润行业。如烟草行业中的AGV数量约占市场统计台数的50%左右,紧随其后的是印钞等金融行业。而更应该发挥其优势的重型制造业,印刷造纸业,食品医药业以及无尘制造业等却难以见到AGV的身影。大福公司在中国的AGV业绩中也有近60%的系统是出现在烟草行业中。第三,多数规划系统的厂商设计集成能力不足。国内的物流界发展迅猛,但短时间的爆发性成长并没能掩饰住国内公司系统设计经验不足,集成分析能力不足的现状。而由此产生的设备单价恶性竞争,刻意强调单机性能的现象往往会使设计的初衷进入误区,事倍功半。加上部分客户追求最新、最先进和惟我独有的心态,两者的节拍运作常常会导致一个投资大,浪费大的系统出现,同时使许多人对AGV的作用也产生了怀疑。
物流系统的设计目标是以整体流程的效率化,简洁化为基础,以有效的解决方案促使客户实现利益最大化为目的。在此就AGV系统的合理性设计策略提出几点建议。
1.从AGV的性能特点考虑系统构成。AGV具有前进、反向、转弯等走行功能,但由于其适合运用的场合多为跨区域设计,且人机交叉,所以走行速度基本控制在60m/min以下。以一个具有简单搬运路径的约有150m的工作环境来看,其搬运能力也只有15次/h左右,与有轨搬运小车STV(大福公司的产品可达到250m/min的速度)等相比,根本称不上高效率。尽管蓄电池的技术水平已有突破性的发展,比如大福公司的专利产品具有1:10的放电率,但是其智能充电方式和电池寿命又是降低效率,提高成本的一大要素。因此相邻生产工艺间的搬运形式并不是AGV的优势。
2.从AGV的性价比考虑系统。在汽车、钢铁制造业,印刷造纸业等行业,产品多属于超大超重类型,物流量并不大而且物料保管区域及加工区域有一定的距离。在既不影响人流走向及其他物流动线,又能简便安全地搬运物料的前提下,相比投入大吨位特殊叉车和必须对应的操作人员来讲,AGV的使用会成为一个高性价比的解决方案。同样在食品、制药包括烟草行业,将大量分散的制造设备有机地结合起来,而且对应于设备布置变化的灵活性也是AGV发挥其优势的一个领域。在液晶生产等电子洁净化环境,危险作业环境等特殊需要行业,AGV更是最适合的搬运手段。目前国内的AGV应用仅限于少数有经济实力的行业,但这只是发展变化中的一个中间点,当上述相关行业的产业规模和物流整合到达一定的水平之后,AGV的应用范围和形式会进一步拓宽扩大。
AGV技术将日臻完美
AGV是自动导引运输车(Automated Guided Vehicle)的英文缩写,我们可以简单地把它看成是无人驾驶的运输车,是个不知疲倦,只知默默苦干的机器。
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