從單臺AGV到多車調(diào)度——這些年,我們見過的搬運機器人

斯坦福大學(xué)人工智能研究中心(The ArtificialIntelligence Centeratthe Stanford Research Center)1966年成功開發(fā)第一臺移動機器人——謝克機器人(Shake The Robot),它被賦予了有限的觀察和環(huán)境建模能力,控制它的計算機要填滿整個房間。

1979年斯坦福推車(Stanford Cart)誕生,這是一輛四輪漫游者,它的眼睛是攝像頭,通過分析以及對自己的路線進行編程,它能夠在一個滿是椅子的房間里繞開障礙物行進。

搬運機器人的誕生更早,世界上第一臺AGV是1953年美國Barrett電子公司開發(fā)成功的牽引式小車系統(tǒng),用一臺簡易的拖拉機改造成帶有車兜的模式,采用有線控制,其控制系統(tǒng)由電纜和電氣控制面板組成,控制范圍受限,只能沿預(yù)定路徑行駛。該臺AGV由美國一家汽車零部件制造商引進,用于一間雜貨倉庫中沿著布置在空中的導(dǎo)線運輸重型零件,可十分方便地與其他物流系統(tǒng)自動連接,極大地提高了裝卸搬運的自動化程度。
1954年英國最早研制了電磁感應(yīng)導(dǎo)向的AGV,使用電磁導(dǎo)引使AGV小車擺脫了原來需要鋪設(shè)軌道的不便,迅速得到了應(yīng)用和推廣。1960年歐洲就安裝了各種形式、不同水平的AGVS共220套,使用了AGV約1300多臺。到了70年代中期,由于微處理器及計算機技術(shù)的普及,伺服驅(qū)動技術(shù)的成熟促進了復(fù)雜控制器的改進,并設(shè)計出更為靈活的AGV。1973年,瑞典VOLVO公司在KALMAR轎車廠的裝配線上大量采用了AGV進行計算機控制裝配作業(yè),擴大了AGV的使用范圍。70年代末,歐洲約裝備了520個AGV系統(tǒng),共有4800臺小車,1985年發(fā)展到10000臺左右。其應(yīng)用領(lǐng)域分布為:汽車工業(yè)(57%),柔性制造系統(tǒng)FMS(8%)和柔性裝配系統(tǒng)FAS(44%)。
20世紀80年代末,國外的AGV達到發(fā)展的成熟階段,此時美國的AGV生產(chǎn)廠商從1983年的23家劇增至1985年的74家。美國通用汽車公司于1981年開始使用AGV,1984年,通用汽車完成了它的第一個柔性裝配系統(tǒng)(FAS),通用至1985年的AGV保有量500臺,1987年其AGV保有量達到3000臺,從此該公司就成為當時AGV的最大用戶。
日本在1963年首次引進AGV,其第一家AGV工廠于1966年由一家運輸設(shè)備供應(yīng)廠商與美國的Webb公司合資建成。1976年后,日本每年增加數(shù)十套AGV系統(tǒng),有神鋼電機、平田電機、住友重機等27個主要生產(chǎn)廠商生產(chǎn)幾十種不同類型的AGV。
中國的第一臺AGV誕生于1976年,但真正的落地應(yīng)用是在1991年,新松為金杯公司打造的AGV產(chǎn)品在這一年正式投入運營。

從此,中國的AGV產(chǎn)業(yè)在艱難中萌芽。除新松外,昆船智能裝備1996年初配合韓國三星公司在玉溪煙廠安裝AGV時開始與NDC合作,一年之后,昆船建成了自己的國家重點物流實驗室,并利用 NDC 技術(shù)生產(chǎn)了第一套 AGV 驗證系統(tǒng)(2 臺);機科的前身“機械科學(xué)研究院”也開始展開相關(guān)研究。此后,中國的現(xiàn)代化物流產(chǎn)業(yè)便進入了高速發(fā)展期,30年間已成為全球AGV市場中的一個重要參與者。

經(jīng)過三代搬運機器人的發(fā)展,AGV從有線控制到無線控制,目前已經(jīng)進入到視覺識別、機器學(xué)習(xí)和自主導(dǎo)航等新技術(shù)水平,能實現(xiàn)智能運行和避障決策等主動性操作。目前AGV系統(tǒng)構(gòu)成大致如下:

單臺AGV及其單車控制系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為硬件系統(tǒng)構(gòu)成如下圖所示:

AGV的大量應(yīng)用,是推動制造業(yè)和物流業(yè)智能化發(fā)展的重要力量,其24小時不間斷的工作和合理的系統(tǒng)調(diào)度,提高了企業(yè)生產(chǎn)效率,為企業(yè)擴大產(chǎn)能注入新動力。它們由若干輛沿導(dǎo)行路徑行馳,在計算機的交通管制下有條不紊地運行,并通過物流系統(tǒng)軟件集成在物流系統(tǒng)、生產(chǎn)系統(tǒng)中,廣泛應(yīng)用于柔性生產(chǎn)系統(tǒng)(FMS)、柔性搬運系統(tǒng)和自動化倉庫中。
在工廠應(yīng)用多臺AGV進行物料運輸,輔助生產(chǎn)的情況下,AGV自動調(diào)度軟件是銜接入出庫終端系統(tǒng)、物流管理系統(tǒng)、AGV自動調(diào)度系統(tǒng)的中間環(huán)節(jié),其中AGV自動調(diào)度軟件與入出庫終端系統(tǒng)、物流管理系統(tǒng)采用數(shù)據(jù)庫方式進行數(shù)據(jù)交換;AGV自動調(diào)度軟件與AGV管理系統(tǒng)采用互發(fā)消息方式進行數(shù)據(jù)交互,各系統(tǒng)關(guān)聯(lián)如下:

其中AGV調(diào)度系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如下圖所示:

多臺AGV調(diào)度系統(tǒng)通過Internet網(wǎng)或局域網(wǎng)服務(wù)于生產(chǎn)管理系統(tǒng),具體連接結(jié)構(gòu)如下:

江蘇億控智能裝備有限公司作為國內(nèi)知名的動力及控制系統(tǒng)和整車技術(shù)方案提供商,不僅能為AGV長國家提供舵輪、控制器等單臺AGV的動力及控制組件,也能為整車和多臺AGV提供成套技術(shù)方案,可以為客戶實現(xiàn)自然導(dǎo)航、視覺導(dǎo)航、磁導(dǎo)航等多種導(dǎo)引方式,其車輛調(diào)度系統(tǒng)可以完整對接客戶的生產(chǎn)控制系統(tǒng)及倉庫管理系統(tǒng),幫助客戶提升效率并節(jié)約成本。
附錄一(圖片來源:智能倉儲物流技術(shù)研習(xí)社):
