您是第一次接触AGV（自动导向车）吗？本指南解释了什么是AGV以及它们如何工作。它还探讨了AGV为企业带来的好处，以及在投资该技术之前你应该考虑的问题。

什么是AGV（AGV）？

AGV或AGV是一种移动机器人。AGV遵循一系列预先确定的指令、提示或信号（取决于它们使用的导航技术类型）来移动并完成行动，如捡起或放下材料。

AGV是一种安全、高效和具有成本效益的运输解决方案。它们适合仓储（内部物流）和制造作业，或需要及时完成重复性材料处理任务的任何其他应用。

注：AGV被称为自动导向车或自主导引车。

BlueBotics首席执行官Nicola Tomatis博士说：

"AGV代表了专业服务机器人市场的最大部分（占所有销售单位的41%）。它们建立在非制造业环境中，主要是物流，在制造业中有很大的潜力。"

AGV的应用

AGV可以使任何需要重复、及时和安全地移动货物或材料的应用受益。AGV通常执行以前由人力驱动的叉车、叉车、托盘升降机和传送系统进行的工作。

AGV可以运输什么？

AGV用于运输：

●原材料，在暂存时，AGV可能将材料从仓库移到生产或装配线。

●在产品在装配过程中，AGV用于将半成品从一个工作站移动到下一个工作站。

●成品，成品可能被运回仓库或直接运往运输。

AGV可以搬运原材料、半成品和成品。

最常见的AGV应用有哪些？

AGV用于许多不同类型的工业场所，例如：

制造设施

AGV 在汽车生产中很常见，在高科技电子产品制造中也越来越普遍。AGV 技术也在更广泛的制造领域得到采用，例如包装、造纸和印刷、食品和饮料、包装、制药、重工业等。

AGV 在汽车生产中很常见，例如这款Dürr EcoProFleet车辆，这是一种专为在涂装车间运行而设计的解决方案。

仓库（内部物流）

AGV 是供应链自动化的关键组成部分。根据大量市场研究，AGV 在仓储中的采用预计在未来几年将大幅增长，甚至超过制造业。

F3-Design的Nipper 托盘搬运车 AGV在美国仓库中工作。

配送和履行中心

随着电子商务的爆炸式增长，巨大的全自动配送和履行中心正在从头开始建设，对自动驾驶汽车产生了巨大的需求。自主移动机器人也经常用于订单拣选。

医院

医院 AGV（例如意大利生产商OPPENT的 AGV）用于优化现场物流，运输从床上用品到餐食、药物、个人防护装备和废料的所有物品。

OPPENT 的EVOcartAGV在意大利一家医院运输布草和垃圾。

AGV是如何工作的？

AGV沿着预先确定的路线或路径行驶。该路径可以是物理路径（例如用磁条或标签在地板上标记）或虚拟路径（通过 AGV 的导航软件编程）。

AGV 的位置及其运动是使用软件（例如 ANT lab）和传感器（例如基于 LiDAR 的激光扫描仪）的组合来计算和控制的。

先进的 AGV 可以单独工作，也可以作为更大的联网车队的一部分工作。AGV 车队管理软件（例如ANT 服务器）用于调度任务、在车辆之间分配这些任务以及控制交通。

AGV 是如何供电的？

虽然早期的 AGV 通常使用柴油动力，但如今自动驾驶汽车几乎总是由电池供电。许多使用自动充电站，这意味着它们不需要手动插入。

典型的AGV速度是多少？

AGV 的速度是实现最佳效率（最大化每个班次的任务数量）和确保车辆安全（确保最佳停车距离）之间的良好平衡。目前市场上的大多数 AGV 速度可达 1.5 m/s (3.3 mph)。由ANT 导航驱动的车辆最高可行驶 3.5 m/s（7.8 mph）。某些车辆和应用甚至可以实现更快的速度，但安全始终是重中之重。

有哪些类型的 AGV 转向？

有许多不同类型的 AGV 转向。最常见的如下所示。

三轮转向

特征：

●敏捷，转弯半径小

常用于：

●叉式 AGV、自动叉车、牵引车 AGV

差动转向

特征：

●身手敏捷，能当场翻身

常用于：

●单位负载载体 AGV、自主移动机器人

前轮转向

特征：

●稳定，适合重载

常用于：

●牵引车 AGV

四轮转向

特征：

●可以向任何方向移动

●适合狭窄的环境

常用于：

●单位负载载体 AGV

使用什么类型的 AGV 软件？

安装和操作 AGV 时主要使用两种类型的软件：

●配置软件

●任务和车队管理软件

配置软件

配置软件主要由车辆制造商和集成商使用，例如，在客户现场调试（安装）AGV 时。

该软件用于在车辆开始工作之前对其进行校准、绘制场地地图以及对车辆的路线和动作（例如移动货叉）进行编程。一个例子是 BlueBotics 的 ANT 实验室软件，它用于对ANT 驱动的车辆进行编程。

任务和车队管理软件

相比之下，操作员（最终用户）使用任务和车队管理软件来管理和优化他们的现场 AGV 操作。

该软件通常提供以下功能：

●任务模拟（用于部署前测试）

●任务调度

●车队监控

●充电管理

●AGV交通控制

这类软件，如ANT服务器，也可以通过API与电梯、自动门等设备，以及站点现有的业务软件（如WMS、MES、ERP）进行接口。

AGV导航技术的种类

AGV通常按照预先定义的路径或路线四处移动。不同的AGV 导航方法以不同的方式实现这一点，但一般来说存在两种主要方法：

●遵循仅存在于车辆软件中的虚拟或数字路径

●跟随地面上的物理线（线跟随）或标签

物理路径跟随

遵循某种物理路线的AGV已经使用了几十年。

使用线路跟随类型的 AGV 导航，车辆实际上是由一条物理线路引导通过设施，例如：

磁条

●感应线（安装在地板内或地板下）

●布线

●标签（间歇地排成一行）

例如，在磁条跟随 AGV 的情况下，它具有一个朝下的传感器，可以“查看”地板上的一条线。然后它会测量左右误差，并根据需要修正车辆的轨迹。标签跟随以类似的方式工作。

虚拟路径跟随

遵循虚拟路径的自动车辆更新。有几种类型的虚拟路径跟踪技术，它们之间的主要区别在于它们如何计算车辆的位置（定位）。

这些技术包括：

●激光三角测量（也称为激光制导）

●视觉引导（也称为光学导航）

●自然导航（也称为自由导航或 SLAM 导航）

激光三角测量使用永久安装的反射目标形式的参考来三角测量车辆的位置。它通过安装在车辆上的激光扫描仪在空间周围发射光束来实现这一点。顾名思义，任何时候至少必须识别三个目标。

视觉引导使用相机来识别环境中的特征。然后将这些特征与 3D 地图进行比较，以便车辆计算其位置并有效导航。

自然导航使用来自车辆激光扫描仪（通常是 AGV 的安全扫描仪）的数据来计算车辆的位置。它通过将激光扫描仪数据与以下两者进行比较或“匹配”来实现：基于网格的 2D 环境参考地图的单元格（扫描匹配），或永久地图参考，如墙壁（自然特征导航）。

不同 AGV 导航技术对业务的影响

AGV 的导航技术对现场安装和操作车辆的速度和轻松程度具有重大影响。

例如，安装基于线路跟踪和激光三角测量的 AGV 需要对站点的基础设施进行相当大的更改（例如，铺设胶带或安装反射目标），而自然特征导航等技术不需要对站点进行任何永久更改地点。

这些差异会影响安装时间。例如，安装 AGV 后的线路或标签可能需要几周的时间来配置，而基于视觉引导或自然导航的 AGV 项目可能会在几天内启动并运行。

选择 AGV 技术时，考虑车队未来的可扩展性也很重要。虚拟路径跟踪技术比旧的物理技术更适合先进的车队管理，特别是交通控制。

AGV 的准确性如何？

当 AGV 在拣选、掉落或停靠充电时，需要高精度。AGV 的可能精度水平是车辆定位精度的直接结果。

该精度因车辆而异，但例如，大多数ANT 驱动的 AGV能够实现 ±1 cm 和 ±1° 的定位精度，有时甚至更好。这对于大多数内部物流和生产应用来说已经足够精确了。

AGV安全吗？

是的。AGV比人工驾驶的车辆安全得多。与 AGV 相比，叉车记录的事故和事件水平要高得多。事实上，在叉车的平均 8 年使用寿命中，这些车辆中约有 90%会发生某种类型的事故。

相比之下，AGV的事故率几乎为零。在 AGV 发生事故的极少数情况下，这通常是由于现场没有遵守适当的安全程序。因此，与叉车一样，深入和持续的员工培训至关重要。

凭借其受控的运动、一致的速度和经过认证的安全传感器，AGV 代表了一种非常安全和高度可靠的解决方案。

最危险的时刻

谈到 AGV 安全性，风险最高的时间是在车辆安装期间 - 正在测试路线并且工作人员正在适应车辆周围的情况。因此，提前进行简报和仔细的员工培训是必不可少的。这种培训具有提高接受度的附带好处。

AGV 车队管理如何工作？

AGV 车队通常由专用软件程序管理。这通常由车辆导航系统的供应商生产。

例如， ANT 驱动的车队可以通过 BlueBotics 的 ANT 服务器软件进行管理。

先进的车队管理软件默认包括自动交通控制。理想情况下，像 ANT 服务器一样，它也应该能够管理不同车辆类型的混合车队，理想情况下，甚至可以管理不同品牌。

对于喜欢在现有站点管理软件中管理和控制 AGV 任务的用户，可以使用 API 实现这一点。

潜伏式 AGV

也称为：自动导引小车 (AGC)、自动驾驶小车、车下 AGV、mouse AGV。潜伏式AGV 在其有效载荷下方行驶，并以不同方式连接到这些有效载荷（通过牵引销、升降模块等）。有些型号还可以牵引。

牵引或拖拉机 AGV

又名：牵引车AGV、牵引车AGV、牵引AGV。

这些自动车辆只做一项工作：拉动重物，例如手推车或小车。牵引车或“牵引车”AGV 提供高达数吨的牵引能力。它们还提供高吞吐量，因为它们可以在火车中一次移动多辆手推车。

托盘式AGV

也称为：单元载重式AGV、单元载重甲板AGV、龟式AGV。

托盘式AGV 用于货物交付，最常见于生产和仓库设施。它们在顶部承载有效载荷，并可配备不同的传输设备，例如传送带和升降平台。单位负载 AGV 的一个常见用例是在站点现有的传送系统之间移动货物。

叉车式 AGV

又名：Forklift AGV、Pallet truck AGV。

叉车式AGV 是一种带有叉子的AGV。这些车辆执行与自动叉车类似的任务——提升和运输材料和货物。然而，与基于现有叉车平台的自动化叉车不同，叉式 AGV 专为自动化操作而设计。他们不提供混合操作。

AGV 的成本是多少？

AGV的成本取决于相关 AGV 系统的类型。在美国，叉式 AGV 的价格可能在 100,000 美元至 120,000 美元或更多，而自动托盘搬运车的价格可能在 70,000 美元左右。牵引车 AGV 通常更便宜，约为 60,000 美元。而钻探式 AGV 的成本低至 20,000 美元。

AGV成本与叉车相比如何？

AGV所需的资本投资明显高于叉车。例如，在美国，一辆基本型叉车的成本可能低至 25,000 美元，而同等的叉式 AGV 或自动叉车的成本为 100,000 至 120,000 美元。

一个好的经验法则是，通常需要 1.3 - 1.5 台 AGV 才能取代一辆叉车的操作。

“67% 的供应链领导者认为机器人技术和自动化有可能破坏或创造竞争优势。”MHI 2019年度行业报告。

AGV 每年的维护费用通常约为车辆标价的 10%，而叉车的维护费用为 5%。考虑现场调试（安装）AGV 的成本也很重要，根据项目的复杂程度，成本可能会有很大差异。

长期效率优势

尽管 AGV 的前期成本很高，但它们带来的效率优势可以带来可观的投资回报，通常只需一两年（见下文）。

租赁计划和基于订阅的“机器人即服务”(RaaS) 支付模式也变得越来越普遍，使组织能够最大限度地减少资本支出，从而有利于降低每月的运营费用。

如何计算AGV 投资回报率(投资回报率)

计算AGV需要多长时间才能获得投资回报需要考虑很多因素。

这些因素包括：

●AGV初始成本

●AGV的预估年维护费用

●安装（调试）AGV的费用

●AGV 正在取代的叉车的等效成本

●被替换劳动力的成本和间接费用（例如，叉车司机）

●人工车辆被更换造成货物损坏的预估费用