汽车厂内物流搬运系统中AGV应用研究

张贺安

广东嘉腾机器人自动化有限公司广东佛山528000

摘要：随着物流行业的快速发展和人力成本的上涨，基于提高效率和降低成本的目的，物流自动化技术得到全面推广，以AGV为核心的自动运输系统在其中扮演着越来越重要的角色。本文阐述了物流领域自动化设备应用的必要性与趋势，并以汽车厂内物流搬运系统为例，构建模型定量分析了企业使用替代AGV人力前后的成本，结合实例分析了影响成本变化的相关因素，结果表明满足一定条件下，使用AGV替代人力能够降低汽车制造企业的运输成本，提升服务质量。

关键词：厂内物流；AGV；自动化设备

引言：

近年来，随着“用工荒”和劳动力成本的快速上涨，劳动密集型的物流企业面临着严峻的成本压力。为应对人力上涨的挑战，以自动化替代人工操作已是当前物流业的共识。其中，AGV（AutomatedGuidedVehicle，即“自动导引车”）作为物料搬运的自动化装置，在物流业中开始得到了的应用，成为应用最广泛的物流自动化设备之一。在发达国家，物流企业早已开始在工厂内部大规模使用AGV替代人力。在我国，AGV逐渐受到物流企业的重视，成为物流自动化的重要选择。上海大众汽车安亭生产基地总装车间配备了200辆智能型自动牵引小车进行装配物料的输送，通过AGV物流系统，实现从卸货道口上线至流水线工位的全程自动化流转，不仅减少了叉车的数量，降低了装配人工的体能消耗，同时也更加高效。AGV具有诸多人工作业无法比拟的优势。AGV工作效率高，能够实现近乎24小时的满负荷作业；AGV可靠性高，定位停车精准，可以提高物料搬运的准确性。AGV充电装置和驱动系统耗能较少，噪音较小，可以达到清洁生产，提高观赏度。不过AGV小车的智能程度较低，还无法灵活地对预先给定程序以外的事件进行处理，只能进行较为简单的搬运工作。如何权衡以AGV取代人力的成本节约?哪些因素影响成本节约?是企业在实施物流搬运系统自动化时必须考虑的问题。然而目前学术界对这一问题的研究还不够充分，缺少定量模型的分析。

一、研究现状

（一）目前学术界对AGV研究主要集中在AGV的技术设计以及线路规划方面。主要采用模糊控制技术进行。AGV在未知环境中的导航研究。韩国LEE．Young．Jin和Suh．Jin—Ho曾对AGV的转向进行控制。还有不少学士在单AGV路径规划的基础上，对多AGV系统的路径规划算法进行研究并分析各算法特点，选择基于有向图的算法进行多AGV路径规划。并阐述了AGV总体方案，根据7b-案的设计要求，对其机构构型、驱动方式、传动方式和转向方式进行了选取。关于AGV在汽车工厂内应用的文献较少，针对AGV的效益进行定量分析的文献更是稀缺。

（二）装卸技术方面，传统方法大多使用铲车操作，而根据卡车停靠及车厢开门方向分为侧卸和后卸两种形式。近年来，随着自动化仓储技术的发展，装卸模式也逐步开始变化，并出现了不同形式的自动化装卸方法，但大多仅针对型号规格一致的器具形式，如以大众集团及零部件供应商延峰江森为代表的厂商针对轮胎、座椅等高消耗零件采取自动化装卸和机运链输送的解决方案。在汽车行业，由于零件包装形式的多样化，自动化装卸仍存在诸多技术难题。但这也不妨碍各大汽车制造商在这方面做成尝试和努力，例如北京现代、东风悦达起亚以及上海汽车均尝试了平台装卸模式，减少叉车对零部件包装的损坏，提高安全性能，并降低人力成本。上海大众于2012年在安亭二厂投入使用平台装卸模式，其使用范围针对外部仓库排序零件，该技术的应用解决了平台卡车配合、卡车停靠等关键问题，为下一步的批量自动化技术开发奠定了技术基础。此外，上海大众还在尝试开发自动化堆垛、叉车式AGV及机运链组合的自动化装卸系统的可能性。对于传统的装卸方式，其技术仍需改进，如近期出现了一些快速高效充电技术，可降低电能消耗以提高能源利用率。

二、模型的建立

（一）模型假设

（1）假设所有零件配送的初始位置与终止位置皆相同，即为点对点的运输

（2）改造前无AGV时，由司机进行库内集配和线边置换

（3）每名员工的人工成本皆相同

（4）不同零件的库内集配和线边置换时间皆相同

（5）无AGV时和有AGV时物流管理成本相同

（6）1个台车上只放置1个托盘

（7）改造前和改造后班次一致

（二）模型建立

定量模型的思想为通过对比在AGV实施前后，同一流程所需的人员、设备数量以及对应的成本，来探讨实施AGV时的成本节约值和人员减少量。

结论

从研究模型中可看出，引入AGV，虽然现在成本稍高，但能达到减人效果，随着时间推移，人工成本会进一步上升，而技术提升，AGV采购价格也很可能下降，所以从长久考虑，建议引入AGV。在AGV运行路径上减少障碍和干扰，提升AGV速度。可考虑安排专人进行库内集配和线边置换，缩短运输过程外的时间，缩短成本。随着汽车行业的发展，我国汽车生产厂内物流技术在近几年取得较大的进步，但发展并不均衡，与国际先进水平仍存在较大差距。国内汽车物流技术装备行业应抓住国民经济与汽车行业发展的良好时机，引进吸收行业外及国际先进技术，积极创新，提高自身的技术水平以及提供解决方案的能力。另一方面，汽车制造商应加强对低成本解决方案的探索以及物流新技术的推广和应用，提倡绿色物流。汽车生产物流是系统化的工程，产业链各方及政府应共同努力，降低汽车制造成本，提高自动化，共享“第三利润源泉。

参考文献：

[1]李贤杰，张钦红.汽车厂内物流搬运系统中AGV应用研究[J].上海管理科学，2016，38（06）：84-88

[2]雷毅.CZ汽车总装厂生产物料布局优化分析[D].北京交通大学，2016