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在工業(yè) 4.0和“中國制造2025”的推動下，智能物流迎來了重大的發(fā)展機遇，智能物流也是構建未來智能工廠的基石。AGV是智能物流裝備的關鍵核心設備。智能物流的任務是要找到一條盡可能地降低庫存、提高靈活性、降低成本、生產時間和資源耗費方面的優(yōu)化之路，也是企業(yè)智能升級的必由之路。
當前，物流行業(yè)規(guī)模正在以每年40%的速度快速增長，卻依然是典型的勞動密集型行業(yè)。隨著機器人技術迅速崛起，各行業(yè)掀起一股“機器換人”的熱潮，而涉足物流領域的企業(yè)也紛紛投入AGV技術的研究。2016年5月我國頒布的《機器人產業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2016-2020年)》中明確指出，要聚焦智能生產、智能物流，攻克工業(yè)機器人關鍵技術，真空(潔凈)機器人、全自主編程智能工業(yè)機器人、人機協(xié)作機器人、雙臂機器人、重載AGV等六種標志性工業(yè)機器人產品。
政策的東風引來資本的蜂擁，機器人正在迅速成為物流業(yè)中最流行的名詞之一。而這其中，AGV就是針對物流自動化領域的應用，在機械加工、汽車、軍工、家電生產、微電子制造、煙草、電商倉儲等多個行業(yè)，成為AGV應用最廣泛的領域，AGV產業(yè)2016年實現(xiàn)平穩(wěn)發(fā)展的同時有部分應用領域增長超過預期。
國內AGV產業(yè)規(guī)模及現(xiàn)狀 2016年AGV實現(xiàn)量增價降的局面，中國市場AGV整體銷量較2015年實現(xiàn)大幅增長，2016年銷量超過11000臺，其中包含AGV、AGC以及電商倉儲AGV、戶外重載AGV，2016年增幅較大的主要原因為電商倉儲AGV的使用和推廣、AGC產品的爆發(fā)式增長以及戶外港口AGV的應用。
2011年-2016年中國AGV新增量與增長率(單位：臺) 從市場規(guī)模來講，我國工業(yè)機器人市場規(guī)模不斷增長，已成為世界上增長最快的市場。2003年我國工業(yè)機器人的需求僅約為1500臺，到了2016年需求量達到了88200臺，在13年的時間內增長了50倍左右。其中AGV市場規(guī)模2016年突破11億元大關，2016年我國已經成為全球最大的AGV應用市場，AGV產業(yè)鏈由零部件企業(yè)、本體企業(yè)、系統(tǒng)集成商、代理商、終端客戶構成。當前AGV應用領域正不斷拓寬，種類更加繁多，功能越來越強，自動化和智能化水平顯著提高。我國AGV市場已呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的態(tài)勢。從2010年開始我國工業(yè)機器人需求量激增，目前我國新增AGV中超過85%為自主產品。
2011年-2016年中國AGV市場規(guī)模與增長率
從行業(yè)應用的角度來分析，AGV應用已經拓展到各個行業(yè)，除了工業(yè)級的應用外，也向商業(yè)服務業(yè)開始推廣應用，以往的AGV使用大戶如汽車、煙草這些行業(yè)仍然是使用量較大的行業(yè)。從AGC 銷量來看，其中汽車行業(yè)使用占比超60%，家電制造行業(yè)占25%左右。其中3C行業(yè)的應用較去年穩(wěn)中有升，3C行業(yè)的機器人使用與推廣處于萌芽階段。另外，需要強調的是電商快遞行業(yè)物流智能化的快速發(fā)展，帶動倉儲AGV的崛起與大量的應用，2016年倉儲AGV銷量接近1500臺，占整體AGV銷量的15%。(注：上面部分數(shù)據(jù)采用新戰(zhàn)略機器人產業(yè)研究所發(fā)布的數(shù)據(jù))
2016年AGV/C產品行業(yè)應用占比
AGV的技術發(fā)展和創(chuàng)新
AGV系統(tǒng)主要包括：AGV地面管理系統(tǒng)、AGV車載控制系統(tǒng)、AGV自主定位及導引系統(tǒng)、AGV運動控制驅動系統(tǒng)、AGV能源系統(tǒng)、AGV無線通信系統(tǒng)等，下面分別介紹各子系統(tǒng)相關技術的國內外發(fā)展現(xiàn)狀。AGV管理監(jiān)控系統(tǒng)AGV管理監(jiān)控系統(tǒng)的主要功能是管理、監(jiān)控和調度AGV執(zhí)行搬運作業(yè)任務。AGV管理監(jiān)控計算機一方面與上一級的信息管理系統(tǒng)(SAP/ERP/WMS/MES等)主機進行通信，產生、發(fā)送以及回饋搬運作業(yè)任務;另一方面通過無線網(wǎng)絡系統(tǒng)與AGV進行通信，按照一定規(guī)則發(fā)送物料的搬運任務;并進行智能化交通管理、自動調度相應的AGV完成搬運物料任務，同時接受AGV反饋的狀態(tài)信息，監(jiān)控系統(tǒng)的任務執(zhí)行情況，并向上一級信息管理系統(tǒng)主機報告任務的執(zhí)行情況。
AGV管理監(jiān)控系統(tǒng)是一個復雜的軟、硬件系統(tǒng)，目前國內外中高端的AGV系統(tǒng)均有AGV管理監(jiān)控系統(tǒng)。硬件由服務器、管理監(jiān)控計算機、網(wǎng)絡通信系統(tǒng)以及相關接口等組成，軟件由相關的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)、管理監(jiān)控調度軟件等組成。
AGV管理監(jiān)控調度軟件是AGV系統(tǒng)重要核心技術之一。系統(tǒng)軟件的成熟程度制約著AGV的發(fā)展與推廣，國外軟件技術不開放也制約了國內AGV的發(fā)展與推廣。近年來，管理監(jiān)控調度軟件的研發(fā)工作得到了重視，國內AGV生產廠家紛紛建立自己的AGV管理監(jiān)控調度軟件系統(tǒng)研發(fā)平臺，研制出自己的AGV管理監(jiān)控調度軟件產品。
AGV車載控制器
AGV車載控制器是AGV控制系統(tǒng)的核心，負責完成人機交互、路徑規(guī)劃、任務執(zhí)行、定位與導航控制、電源管理、自主避障、安全信息提示，以及與AGV管理監(jiān)控計算機進行通信，反饋AGV的當前狀態(tài)，并接受AGV管理監(jiān)控系統(tǒng)的調度和工作指令等任務。AGV車載控制器的性能和可靠性直接影響AGV產品的性能和可靠性。早期的AGV車載控制器硬件通常采用工控機或通用PLC作為主控單元，通過比較復雜的控制軟件和多種A/D、D/A接口完成人機交互、路徑設定、任務調度、定位與導航控制、運動控制、電源管理、自主避障、安全信息提示，并與管理監(jiān)控計算機進行通信、反饋AGV的當前狀態(tài)、接受調度和工作指令等任務。
近年來，隨著計算機技術的飛速發(fā)展，嵌入式計算機的軟硬件水平都得到很大提高，已經可以滿足AGV產品的各種需要。此外，與工控機相比，嵌入式計算機系統(tǒng)具有結構緊湊、成本低、功耗小等明顯優(yōu)勢，而這些對于必須使用自身攜帶電源的AGV產品尤其重要。因此，AGV車載控制器硬件采用嵌入式計算機系統(tǒng)將是未來的技術發(fā)展趨勢。
