摘 要

无人AGV（自动导引运输车Automated Guided Vehicle）在制造业和仓储物流行业已经得到广泛的应用，且反响很好。尤其是在仓储物流行业，无人AGV以其灵活简单效率高等优点迅速被该行业接纳和推广，更因此出现了许多新的工作方式，例如“货到人”的拣选方式便是依托于AGV小车群的配合工作，大大减低了仓储物流业对劳动力的需求；同样以无人AGV为主体的分拣方式也使得仓储物流基本实现无人化、自动化的发展目标。

本文主要对无人AGV在仓储物流中的实际应用场景进行了归纳和剖析，基本阐明了无人AGV在仓储物流业的发展现状。并针对实习所得，对无人AGV在实际工作中常出现的问题进行了分析并提供了相应的解决方案。另一方面，根据实际生产中遇到的大批量货品在出库、移库、投放分拣流水线时出现的延误问题，设计了无人AGV自动搬运系统，该系统中AGV选用是在国内不太常见的叉车式AGV。用此方案代替传统的由叉车工人驾驶叉车完成整托货品搬运任务，优点在于随时都可以进行工作，有固定的行进路线并且可自动完成货品搬运及投放任务。同时采用了AnyLogic仿真对此无人AGV搬运系统在正常工作时的仿真演示。

关键词：无人AGV；自动化物流；货物自动运输；AnyLogic仿真

Abstract

Automated Guided Vehicle (AGV) has been widely used in the manufacturing and warehouse logistics industries and has been well received. Especially in the warehousing and logistics industry, unmanned AGV has been quickly accepted and promoted because of their advantages of flexibility, simplicity and high efficiency. As a result, many new working methods have emerged. For example, the selection method of "goods to people" relies on the coordination work of AGV carts, which greatly reduces the demand for labor in the warehousing and logistics industry. Similarly, the sorting method with unmanned AGV as the main body also enables warehousing and logistics to basically achieve the development goal of unmanned and automation.

This paper mainly summarizes and analyzes the practical application scenarios of unmanned AGV in warehousing and logistics, and basically expounds the development status of unmanned AGV in the warehousing and logistics industry. Based on the internship results, this paper analyzes the common problems of unmanned AGV in practical work and provides corresponding solutions. On the other hand, according to the delays of large quantities of goods in the process of warehouse delivery, warehouse transfer and delivery and sorting, an unmanned AGV automatic handling system was designed. In this system, the AGV used is forklift truck type AGV, which is not common in China. This scheme can replace the traditional forklift truck which is driven by forklift truck workers to complete the loading and unloading of goods. The advantage is that the work can be carried out at any time, the route is fixed and the loading and unloading of goods can be completed automatically. At the same time, AnyLogic simulation is used to demonstrate the unmanned AGV handling system in normal operation.

Key Words： unmanned AGV; Automated logistics; Automatic carriage of goods；AnyLogic simulation

目录

第1章 绪论 1

1.1 课题的研究背景及意义 1

1.2 课题的国内外研究现状 2

1.2.1 国外研究现状 2

1.2.2 国内研究现状 2

1.3 课题的研究内容与结构安排 3

1.3.1 课题的主要研究内容 3

1.3.2 本文的结构安排 3

第2章 无人AGV的机械与控制原理 5

2.1 无人AGV在仓储物流中的功能简介 5

2.2无人AGV的机械构造 6

2.3无人AGV的部分电气组成 9

2.4 本章小结 11

第3章 无人AGV的导航及应用 12

3.1无人AGV的导航 12

3.1.1磁导航 12

3.1.2视觉导航 12

3.1.3激光导航 13

3.1.4 GPS 导航 13

3.1.5惯性二维码导航 13

3.2无人AGV的应用 14

3.2.1 无人AGV在制造业的应用 14

3.2.2 无人AGV在仓储中的应用 15

3.3 本章小结 17

第4章 无人AGV在京东物流中的应用研究 18

4.1 无人AGV搬运物料场景分析 18

4.2 无人AGV参与拣选场景分析 19

4.2.1 无人AGV完成拣选任务过程 19

4.2.2 经常发生的问题及分析 20

4.2.3 应用方式优缺点分析 25

4.3 使用AGV进行分拣场景分析 25

4.4 本章小结 27

第5章 无人AGV应用场景的探索 28

5.1 传统应用场景分析 28

5.2 无人AGV应用场景设计 29

5.3 设计结果的仿真演示 30

5.4 本章小结 31

第6章 总结及展望 32

6.1全文总结 32

6.2不足与展望 32

参考文献 33

附录 35

致谢 39

第1章 绪论

现如今仓储物流行业的自动化程度越来越高，AGV（自动导引运输车Automated Guided Vehicle）因其结构简单、可控性强、工作效率高以及活动区域不受场地、道路和空间的限制等优点脱颖而出，广泛应用于仓储物流行业，成为其不可或缺的一部分。AGV的应用与发展节省了仓储物流的人力成本、改善了工作环境，同时也把工人从枯燥重复的工作中解放了出来，也是工业4.0的重要组成部分。

1.1 课题的研究背景及意义

随着时代的发展，人类社会的生产方式也逐渐趋向于自动化与无人化，一些具有一定危险性或是不断重复的枯燥的工作逐渐由各种各样的机器来代替。而人们的生活方式也发生了翻天覆地的变化，生活追求也逐渐向着舒适、方便的方向发展。在这个大环境之下，电子商务逐渐发展成为人们生活中不可缺少的一部分，足不出户便可以享受购物后送货上门的乐趣也使得该行业急剧发展。与电商行业密切相关的便是电商物流行业，而电子商务物流与传统的物流产业又有很大的不同，其特点是订单总数大，种类繁杂，但单个订单的运输量又很小^[1]。这些因素也决定仓储物流内部工作的模式，传统全靠人工来进行相关的类似分拣、拣选等工作，不仅工作量大且重复枯燥之外，出错的概率也是高居不下，人力成本对仓储物流行业也成为一个不可忽视的因素。这些大大小小的问题也在制约着物流行业以及电商行业的发展；因此，集高效与灵活于一身的无人AGV的出现就为解决这些问题提供了一个新的方向。

AGV的发明本身就是为了解决仓储物流中的物料搬运等工作，所以AGV的发展与仓储物流业也是息息相关的。第一台AGV就是在1954年美国的South Carolina州的Mercury Motor Freight公司的仓库内投入运营，用于实现出入库货物的自动搬运^[2]。在上世纪80年代，以AGV为主体的应用方式已经在仓储物流行业内形成了自己独有的体系，成为仓储物流行业必不可少的一部分。AGV技术在国外的发展较为迅速，应用也十分广泛。而我国的AGV技术相对落后，发展相对缓慢。近年来我国的仓储物流业越来越向自动化、系统化方向发展，AGV的应用场景越来越多，其用途也是越发广泛。

1.2 课题的国内外研究现状

1.2.1 国外研究现状

AGV在国外的发展一直较为领先，应用领域也十分丰富，从最原始的单纯作为仓储物流行业内的物料搬运车到现在广泛应用于汽车、飞机等各种柔性制造系统当中。经过多年的积累与探索，AGV应用技术已日渐趋于成熟。目前，瑞典的Atab AGV也是种类繁多，功能齐全，其中，叉车式AGV与辊筒式AGV更是独具特色；能适应的环境更加复杂，承担的任务也越发广泛。