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This article mainly introduces the application innovation of Automatic Guided Vehicle (AGV) systems in the application scenarios of material transportation, storage, and sorting between production lines, in process planning layouts, intelligent system design, upward and downward circulation, consolidated sorting processes, and the technique of keeping materials moving continuously. Additionally, it covers multi-path planning with intelligent adjacent scheduling and digital network connectivity innovations. These advancements not only reduce the production area but also provide a more convenient and cost-effective response to the rapidly growing need for flexible, modular production lines in the automotive industry, driven by the increasing demand for personalized customized vehicles.

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重点介绍了自动导引车（AGV）系统在生产线之间的输送存储、排序以及作为调整线的应用场景下，在工艺规划布局、智能化系统化设计方面的应用案例，包括上下循环、集配排序工艺创新及料停机不停、多路径规划智能相邻调度、数字网联化等方面的应用创新，其应用不仅减少了生产面积，而且可更加方便和低成本地应对日益加速的个性化定制汽车发展对柔性模块化生产的汽车产线的改造需求。

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王永才（1973—），男，学士学位，工程师，主要研究方向为焊装工程生产线及设备的规划建设。

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王永才（1973—），男，学士学位，工程师，主要研究方向为焊装工程生产线及设备的规划建设。

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王永才（1973—），男，学士学位，工程师，主要研究方向为焊装工程生产线及设备的规划建设。

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ArticleFig(id=1203069830531358753, tenantId=1146029695717560320, journalId=1189873562199433220, articleId=1203042821986017777, language=EN, label=null, caption=null, figureFileSmall=o18jpXK5NDyIU+PgM/dGYA==, figureFileBig=X7vpCstlx9M37GDk+GC8Ow==, tableContent=null), ArticleFig(id=1203069830598467619, tenantId=1146029695717560320, journalId=1189873562199433220, articleId=1203042821986017777, language=CN, label=图13, caption=AGV本体防水和爬坡设计开发, figureFileSmall=o18jpXK5NDyIU+PgM/dGYA==, figureFileBig=X7vpCstlx9M37GDk+GC8Ow==, tableContent=null), ArticleFig(id=1203069830665576485, tenantId=1146029695717560320, journalId=1189873562199433220, articleId=1203042821986017777, language=EN, label=null, caption=null, figureFileSmall=ZLl44wYmkIx2o4FOFuj2vQ==, figureFileBig=1jQFXHLOG7XXINNeyyeGwg==, tableContent=null), ArticleFig(id=1203069830736879655, tenantId=1146029695717560320, journalId=1189873562199433220, articleId=1203042821986017777, language=CN, label=图14, caption=AGV本体作业和语音提示开发创新, figureFileSmall=ZLl44wYmkIx2o4FOFuj2vQ==, figureFileBig=1jQFXHLOG7XXINNeyyeGwg==, tableContent=null), ArticleFig(id=1203069830816571433, tenantId=1146029695717560320, journalId=1189873562199433220, articleId=1203042821986017777, language=EN, label=null, caption=null, figureFileSmall=nBXoh9ysRJZDuQQ+vtEjjQ==, figureFileBig=AhwQSXCvCOuxiw0SofsHcA==, tableContent=null), ArticleFig(id=1203069830908846123, tenantId=1146029695717560320, journalId=1189873562199433220, articleId=1203042821986017777, language=CN, label=图15, caption=需求任务型AGV智能调度和智能路径规划, figureFileSmall=nBXoh9ysRJZDuQQ+vtEjjQ==, figureFileBig=AhwQSXCvCOuxiw0SofsHcA==, tableContent=null), ArticleFig(id=1203069830975954989, tenantId=1146029695717560320, journalId=1189873562199433220, articleId=1203042821986017777, language=EN, label=null, caption=null, figureFileSmall=bERzXuWQe4+EWDyAzcs2nA==, figureFileBig=7M8g+T4qBfFldfW/sb2tjg==, tableContent=null), ArticleFig(id=1203069831064035375, tenantId=1146029695717560320, journalId=1189873562199433220, articleId=1203042821986017777, language=CN, label=图16, caption=AGV自动智能会车避让示意, figureFileSmall=bERzXuWQe4+EWDyAzcs2nA==, figureFileBig=7M8g+T4qBfFldfW/sb2tjg==, tableContent=null), ArticleFig(id=1203069831135338545, tenantId=1146029695717560320, journalId=1189873562199433220, articleId=1203042821986017777, language=EN, label=null, caption=null, figureFileSmall=o/RdyaB+KHctQml0TlN+HA==, figureFileBig=71nHPSTAvWsrleIiDvFozg==, tableContent=null), ArticleFig(id=1203069831202447411, tenantId=1146029695717560320, journalId=1189873562199433220, articleId=1203042821986017777, language=CN, label=图17, caption=网络拓扑图, figureFileSmall=o/RdyaB+KHctQml0TlN+HA==, figureFileBig=71nHPSTAvWsrleIiDvFozg==, tableContent=null), ArticleFig(id=1203069831282139189, tenantId=1146029695717560320, journalId=1189873562199433220, articleId=1203042821986017777, language=EN, label=null, caption=null, figureFileSmall=sSkNzwfI9bXy+bn61nqJZQ==, figureFileBig=Hn0b1lGFJ/F/Q+qu73yS5w==, tableContent=null), ArticleFig(id=1203069831349248054, tenantId=1146029695717560320, journalId=1189873562199433220, articleId=1203042821986017777, language=CN, label=图18, caption=IOT共享, figureFileSmall=sSkNzwfI9bXy+bn61nqJZQ==, figureFileBig=Hn0b1lGFJ/F/Q+qu73yS5w==, tableContent=null), ArticleFig(id=1203069831416356920, tenantId=1146029695717560320, journalId=1189873562199433220, articleId=1203042821986017777, language=EN, label=null, caption=null, figureFileSmall=VIiekR90qNc+gf49Gl1g3Q==, figureFileBig=+2KUe3cBU/tsuX9wy3DO4A==, tableContent=null), ArticleFig(id=1203069831504437306, tenantId=1146029695717560320, journalId=1189873562199433220, articleId=1203042821986017777, language=CN, label=图19, caption=实时监控, figureFileSmall=VIiekR90qNc+gf49Gl1g3Q==, figureFileBig=+2KUe3cBU/tsuX9wy3DO4A==, tableContent=null), ArticleFig(id=1203069831579934780, tenantId=1146029695717560320, journalId=1189873562199433220, articleId=1203042821986017777, language=EN, label=null, caption=null, figureFileSmall=null, figureFileBig=null, tableContent=
编号 KPI 计算指标 目标 备注
必达 挑战
1 品质 零件输送过程中无
变形		 无变形零件比例/% 100
2 品质 设备OEE 设备正常运行时间比例/% 90 93 标杆
3 成本TDC 设备
投资		 实际设备投资金额/万元 ≤700 ≤650 按投资回收2年
4 成本TDC 生产
节拍		 每小时生产台数/JPH 60 按稼动率80%计算
5 成本TDC IFA自动化方案
评价		 东风日产IFA自动化方案评价评分 ≥4.0 ≥4.3 追求理想姿态
6 成本TDC 物流人员递减率 (HD#3输送人员-WH输送人员)/HD#3物流人员×100% ≥50 ≥60 双班
12人
（花都#3）
7 成本TDC 物流
自动化率		 (出料+输送+投料自动化岗位)/总物流岗位×100% ≥55 ≥60 8岗位（花都#3）
8 成本TDC 生产
车型数		 实际可通过
车型数		 4 6
9 成本TDC 顺序生产率 顺序生产车体比例/% 100
10 绿色环保 人机工程FSSE评价 人工重体力岗位比例/% 0
11 绿色环保 作业指示及手边化 电子化人工作业指示岗位比例/% 100
12 绿色环保 噪声 设备噪声声压级/dB <80 <75
13 智能化 智能化方案评价 东风日产智能化评价四级以上评分 ≥3.8 ≥3.9 智能制造优化级以上
), ArticleFig(id=1203069831663820862, tenantId=1146029695717560320, journalId=1189873562199433220, articleId=1203042821986017777, language=CN, label=表1, caption=

AGV智能系统设定目标

, figureFileSmall=null, figureFileBig=null, tableContent=
编号 KPI 计算指标 目标 备注
必达 挑战
1 品质 零件输送过程中无
变形		 无变形零件比例/% 100
2 品质 设备OEE 设备正常运行时间比例/% 90 93 标杆
3 成本TDC 设备
投资		 实际设备投资金额/万元 ≤700 ≤650 按投资回收2年
4 成本TDC 生产
节拍		 每小时生产台数/JPH 60 按稼动率80%计算
5 成本TDC IFA自动化方案
评价		 东风日产IFA自动化方案评价评分 ≥4.0 ≥4.3 追求理想姿态
6 成本TDC 物流人员递减率 (HD#3输送人员-WH输送人员)/HD#3物流人员×100% ≥50 ≥60 双班
12人
（花都#3）
7 成本TDC 物流
自动化率		 (出料+输送+投料自动化岗位)/总物流岗位×100% ≥55 ≥60 8岗位（花都#3）
8 成本TDC 生产
车型数		 实际可通过
车型数		 4 6
9 成本TDC 顺序生产率 顺序生产车体比例/% 100
10 绿色环保 人机工程FSSE评价 人工重体力岗位比例/% 0
11 绿色环保 作业指示及手边化 电子化人工作业指示岗位比例/% 100
12 绿色环保 噪声 设备噪声声压级/dB <80 <75
13 智能化 智能化方案评价 东风日产智能化评价四级以上评分 ≥3.8 ≥3.9 智能制造优化级以上
), ArticleFig(id=1203069831756095552, tenantId=1146029695717560320, journalId=1189873562199433220, articleId=1203042821986017777, language=EN, label=null, caption=null, figureFileSmall=null, figureFileBig=null, tableContent=
序号 行业应用 常用类型
拖头式AGV 背负式AGV 潜伏式AGV
1 应用场所 室外/室内 室内 室内
2 卸料方式 人工对接 人工/机器人对接
), ArticleFig(id=1203069831856758849, tenantId=1146029695717560320, journalId=1189873562199433220, articleId=1203042821986017777, language=CN, label=表2, caption=

AGV智能系焊装应用场景和选型

, figureFileSmall=null, figureFileBig=null, tableContent=
序号 行业应用 常用类型
拖头式AGV 背负式AGV 潜伏式AGV
1 应用场所 室外/室内 室内 室内
2 卸料方式 人工对接 人工/机器人对接
), ArticleFig(id=1203069831932256322, tenantId=1146029695717560320, journalId=1189873562199433220, articleId=1203042821986017777, language=EN, label=null, caption=null, figureFileSmall=null, figureFileBig=null, tableContent=
序号 项目 导航方式
磁条 二维码 惯性 激光
1 导航介质 地面贴磁条 地面贴二维码 地面埋磁钉 不需要
2 导航精度/mm ±10 ±20 ±20 ±10
3 导航传感器检测介质的距离/mm 20 40 30 不需要
4 底盘高度限制
/mm		 ≤20 ≤40 ≤30 无限制
5 爬坡度限制/(°) ≤1 ≤5 ≤2 无限制
), ArticleFig(id=1203069832007753795, tenantId=1146029695717560320, journalId=1189873562199433220, articleId=1203042821986017777, language=CN, label=表3, caption=

AGV智能系导航方式选择

, figureFileSmall=null, figureFileBig=null, tableContent=
序号 项目 导航方式
磁条 二维码 惯性 激光
1 导航介质 地面贴磁条 地面贴二维码 地面埋磁钉 不需要
2 导航精度/mm ±10 ±20 ±20 ±10
3 导航传感器检测介质的距离/mm 20 40 30 不需要
4 底盘高度限制
/mm		 ≤20 ≤40 ≤30 无限制
5 爬坡度限制/(°) ≤1 ≤5 ≤2 无限制
), ArticleFig(id=1203069832091639876, tenantId=1146029695717560320, journalId=1189873562199433220, articleId=1203042821986017777, language=EN, label=null, caption=null, figureFileSmall=null, figureFileBig=null, tableContent=
编号 支柱 评价内容 方案评价说明 评分 备注
1 布局路线设计（L） 回避工艺墙
L1（线路）		 迁引车和AGV是非生根设备，不存在工艺墙 5
2 缩短二次物流距离L2
（线路）		 内外板集中配送，外板物流距离缩短50%；
单程≤200 m		 4 标准包装
容纳数为8
3 回避物流路线交叉L8
（线路）		 一\二次物流分开，实车\空车道分开，不同滚边线入料口AGV系统自动调配 5
4 物流自动化（A） 线体出料投料自动化A1
（自动化）		 内板出料自动化，滚边线投料手工，集配手工 3
5 物流搬运自动化A2
（自动化）		 内外板AGV全自动输送，无需人员干预 5
6 物流作业（O） 回避巡视供给O2
（作业）		 自动输送，系统实时监控，不会发生缺料，无需缺料巡视 5
7 工位作业（P） 最少步行作业P2
（单工位作业）		 滚边线边和集配区边都是3个料架，步行≤ 2 m 4 增加铁内板岛后料架增加至3个
8 消减选择作业部品损失P3
（单工位作业）		 内外板集配后顺序送至滚边线，集配区有电子显示，无选择作业 5
9 消除非定型作业P4
（单工位作业）		 滚边线投料和集配区集配作业均无非定型作业 5 非定型作业如倒换料架等
10 集配作业改善P5（单工位作业） 集配区集中化（2个），作业电子指示 4
综合评分 4.6
), ArticleFig(id=1203069832179720261, tenantId=1146029695717560320, journalId=1189873562199433220, articleId=1203042821986017777, language=CN, label=表4, caption=

AGV智能系统IFA评价

, figureFileSmall=null, figureFileBig=null, tableContent=
编号 支柱 评价内容 方案评价说明 评分 备注
1 布局路线设计（L） 回避工艺墙
L1（线路）		 迁引车和AGV是非生根设备，不存在工艺墙 5
2 缩短二次物流距离L2
（线路）		 内外板集中配送，外板物流距离缩短50%；
单程≤200 m		 4 标准包装
容纳数为8
3 回避物流路线交叉L8
（线路）		 一\二次物流分开，实车\空车道分开，不同滚边线入料口AGV系统自动调配 5
4 物流自动化（A） 线体出料投料自动化A1
（自动化）		 内板出料自动化，滚边线投料手工，集配手工 3
5 物流搬运自动化A2
（自动化）		 内外板AGV全自动输送，无需人员干预 5
6 物流作业（O） 回避巡视供给O2
（作业）		 自动输送，系统实时监控，不会发生缺料，无需缺料巡视 5
7 工位作业（P） 最少步行作业P2
（单工位作业）		 滚边线边和集配区边都是3个料架，步行≤ 2 m 4 增加铁内板岛后料架增加至3个
8 消减选择作业部品损失P3
（单工位作业）		 内外板集配后顺序送至滚边线，集配区有电子显示，无选择作业 5
9 消除非定型作业P4
（单工位作业）		 滚边线投料和集配区集配作业均无非定型作业 5 非定型作业如倒换料架等
10 集配作业改善P5（单工位作业） 集配区集中化（2个），作业电子指示 4
综合评分 4.6
), ArticleFig(id=1203069832255217734, tenantId=1146029695717560320, journalId=1189873562199433220, articleId=1203042821986017777, language=EN, label=null, caption=null, figureFileSmall=null, figureFileBig=null, tableContent=
编号 评价项目 评价说明 评分 加权评分 权重
/%		 评价标准 评价结果
1 自动化 物流装备 输送自动化 5 0.65 15 0.8~1.8一级
1.8~2.8二级
2.8~3.8三级
3.8~4.8四级
4.8~5.0五级		 3.9
2 辅助装备 搬出自动化，集配和滚边线投料手工 3
3 数据获取 从滚边线自动获取数据 5
4 数字化 设计措施 3D数字化设计 5 0.75 25
5 工艺文件 集配电子化 5
6 网联化 数据采集 AGV状态、车型通过二维码及视觉自动采集跟踪 5 1.75 35
7 数据共享 通过IOT接入公司数据中心 5
8 设备监控 设备状态无线网监控 5
9 智能化 数据分析 AGV电池状态提示 3 0.75 25
10 故障处理 停机\故障报警提示 3
综合评价得分 3.9 四级
), ArticleFig(id=1203069833341542471, tenantId=1146029695717560320, journalId=1189873562199433220, articleId=1203042821986017777, language=CN, label=表5, caption=

AGV智能系综合智能化评价

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编号 评价项目 评价说明 评分 加权评分 权重
/%		 评价标准 评价结果
1 自动化 物流装备 输送自动化 5 0.65 15 0.8~1.8一级
1.8~2.8二级
2.8~3.8三级
3.8~4.8四级
4.8~5.0五级		 3.9
2 辅助装备 搬出自动化，集配和滚边线投料手工 3
3 数据获取 从滚边线自动获取数据 5
4 数字化 设计措施 3D数字化设计 5 0.75 25
5 工艺文件 集配电子化 5
6 网联化 数据采集 AGV状态、车型通过二维码及视觉自动采集跟踪 5 1.75 35
7 数据共享 通过IOT接入公司数据中心 5
8 设备监控 设备状态无线网监控 5
9 智能化 数据分析 AGV电池状态提示 3 0.75 25
10 故障处理 停机\故障报警提示 3
综合评价得分 3.9 四级
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AGV智能系统在汽车焊装车间的开发应用
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王永才 , 方波 , 高宏 , 许金龙 , 仝雷 , 崔宏亮
汽车工艺与材料 | 2024中国汽车工程学会年会优秀论文（选登） 2024,(10): 50-59
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汽车工艺与材料 | 2024中国汽车工程学会年会优秀论文（选登） 2024, (10): 50-59
AGV智能系统在汽车焊装车间的开发应用
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王永才, 方波, 高宏, 许金龙, 仝雷, 崔宏亮
作者信息
  • 东风汽车有限公司东风日产乘用车公司， 广州 510800

    • 王永才（1973—），男，学士学位，工程师，主要研究方向为焊装工程生产线及设备的规划建设。

Development and Application of AGV Intelligent System in Automotive Body Shop
Yongcai Wang, Bo Fang, Hong Gao, Jinlong Xu, Lei Tong, Hongliang Cui
Affiliations
  • Dongfeng Motor Co., Ltd. Dongfeng Nissan Passenger Vehicle Company, Guangzhou 510800
出版时间: 2024-10-20 doi: 10.19710/J.cnki.1003-8817.20240300
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摘要
收起

重点介绍了自动导引车（AGV）系统在生产线之间的输送存储、排序以及作为调整线的应用场景下，在工艺规划布局、智能化系统化设计方面的应用案例，包括上下循环、集配排序工艺创新及料停机不停、多路径规划智能相邻调度、数字网联化等方面的应用创新，其应用不仅减少了生产面积，而且可更加方便和低成本地应对日益加速的个性化定制汽车发展对柔性模块化生产的汽车产线的改造需求。

上下循环  /  集配排序  /  自动脱挂车  /  相邻调度算法  /  多路径选择

This article mainly introduces the application innovation of Automatic Guided Vehicle (AGV) systems in the application scenarios of material transportation, storage, and sorting between production lines, in process planning layouts, intelligent system design, upward and downward circulation, consolidated sorting processes, and the technique of keeping materials moving continuously. Additionally, it covers multi-path planning with intelligent adjacent scheduling and digital network connectivity innovations. These advancements not only reduce the production area but also provide a more convenient and cost-effective response to the rapidly growing need for flexible, modular production lines in the automotive industry, driven by the increasing demand for personalized customized vehicles.

Cycle up and down  /  Consolidated sorting  /  Automatic trailer detachment  /  Adjacent scheduling algorithm  /  Multi-path selection
王永才, 方波, 高宏, 许金龙, 仝雷, 崔宏亮. AGV智能系统在汽车焊装车间的开发应用. 汽车工艺与材料, 2024 , (10) : 50 -59 . DOI: 10.19710/J.cnki.1003-8817.20240300
Yongcai Wang, Bo Fang, Hong Gao, Jinlong Xu, Lei Tong, Hongliang Cui. Development and Application of AGV Intelligent System in Automotive Body Shop[J]. Automobile Technology & Material, 2024 , (10) : 50 -59 . DOI: 10.19710/J.cnki.1003-8817.20240300
正文
收起
1 前言
收起
汽车的生产模式包括规模化的批量生产和个性定制化柔性生产。自动导引车（Automatic Guided Vehicle，AGV）电池续航、自动充电、高定位精度控制以及无线网络和系统集成数字化智能制造等技术的发展，以及AGV智能系统在个性定制化多车型柔性模块化生产、降低制造成本的优势，使得AGV智能系统在汽车焊装、总装等领域的应用越来越广泛。重点介绍AGV智能系统在汽车焊装领域的技术应用。
2 应用场景
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现阶段，AGV智能系统在焊装车间的应用，主要是替代传统的搬运输送和存储缓冲（Buffer），如机器人第七轴搬运、 积放站 （Accumulating pallet Conveyor，APC）、往复杆、积放链、空中摩擦积放输送线（Overhead conveyor，OHC）、板链等，包括分拼至分拼、分拼至主线、主线至调整线、调整线等，主要实现以下功能。
2.1 输送存储
汽车焊装车间主要是将内外制的冲压件，通过车身（焊接、涂胶、装配等）制造加工工艺，制造成白车身的生产车间，如图1所示。
如图2所示，从上游工序到下游工序，包括机舱分拼、机舱总成，前地板分拼、前地板总成，后地板分拼、后地板总成，侧围分拼、侧围总成，顶盖分拼、顶盖总成，地板主拼、地板补焊，车身主拼、车身补焊，门盖内板分拼、门盖总成，以及门盖装配和调整。
为了避免设备故障、品质异常以及缺件等对各工序生产的相互影响，根据车间规划的生产线关键评价指标（Key Performance Indicators，KPI）项目中的交车时间（Lead time，LT）、设备综合稼动率（Overall Equipment Effectiveness，OEE）及工序的复杂性，各工序之间设定一定的库存缓冲（Buffer）。以往，在AGV技术未发展成熟时，库存是通过APC、积放链、摩擦线OHC等输送线方式实现；现阶段，可全部用AGV智能输送系统替代。
2.2 柔性顺序生产排序输送
AGV智能输送系统除了可实现正常的上游生产线工序向下游的生产线或部品的输送和存储外，因为同一条生产线生产的多车型汽车产品平台和车型零件外形、材质等的差异，以及对应的制造工艺的差异，分拼及门盖线无法实现通用化，所以一般对于特殊构造、特殊材质及特殊制造工艺，采用专用线生产应对；在顺序柔性生产的前提下，各车型专用生产线生产的中间产品至下游工序通用化生产线的输送，就需要排序输送。
2.2.1 串行筛选排序输送
例如，不同平台车型的同一分拼A的相对独立的A1、A2专用生产线生产的中间产品，向下游顺序生产的通用化生产线B的输送，根据生产顺序，AGV智能系统自动到A1、A2对应生产线接专用生产线生产的中间产品，输送到下游顺序生产的B通用化线；串行筛选排序如图3所示。
2.2.2 并行下游呼叫排序输送
例如，不同平台车型的同一分拼A的相对独立的A1、A2专用生产线生产的中间产品，向下游顺序生产的通用化生产线B的输送，根据生产顺序，AGV智能系统自动到A1、A2生产线接专用生产线生产的中间产品，分别将A1、A2车型产品分流送到对应产品存储通道；下游B通用化线根据车型生产顺序，将需求车型数据传给AGV智能系统，AGV智能系统根据需求顺序，放行A1或A2产品存储通道上的产品输送到下游顺序生产的B通用化线；并行下游呼叫排序如图4所示。
2.2.3 下游呼叫集配排序输送
例如，不同平台车型的同一分拼A的相对独立的A1、A2专用生产线生产的中间产品，向下游顺序生产的通用化生产线B的输送；同时，B生产线作业还需要C部品，根据生产顺序，AGV智能系统自动到A1、A2生产线接专用生产线生产的中间产品，分别将A1车型产品和A2车型产品送到存储成套零件（KIT）集配区，同时部品C也由仓库送到存储KIT集配区；下游B通用化线根据车型生产顺序，将需求车型数据传给集配系统将A、C配对集配，由AGV智能系统配套输送到下游顺序生产的B通用化线；下游呼叫集配排序如图5所示。
2.3 门盖装配调整线（替代板链）应用
传统的门盖装配和调整作业的生产线为板链形式，因其为很长的直线生根设备，会形成工艺墙，导致车间物流规划困难和物流成本增加（要避开工艺墙，物流线路增长）。同时，板链式调整线是连续运转，有3个弊病：一是各作业工位因为作业节拍不平衡相互影响，经常由于单个工位的作业节拍异常使全线停线而降低整线设备综合稼动率，降低生产效率；二是连续运转向前移动，目前阶段无法实现门盖的随动自动装配和调整，只能手工作业；三是连续运转，无法定义明确的工位，车体无法带生产车型数据，作业指示电子化无法实现，只能用纸板方式。基于此，新建的焊装车间都将调整线规划为AGV形式。
3 工艺规划
收起
现阶段AGV智能系统在汽车焊装车间主要用于二次物流部品仓库（集配区）至各生产线、各分拼生产线（集配区）至下游工序生产线以及调整装配线的输送、排序（集配）和存储。工艺规划主要包含主体线路规划（含车间内各线体间以及不同车间仓库或厂房间）、线头线尾接送料规划、生产顺序排序（集配）规划和各在制库存（Buffer）规划。
3.1 应用范围
从投资和运行效率、成本\改造便利性方面考虑，现阶段AGV智能系统一般应用在二次物流输送、排序（集配）存储和作为调整线的输送应用，AGV智能系统在焊装车间的应用范围如图6所示。
3.2 工艺布局形式
根据工厂规划生产平台和车型、节拍、生产方式等前提条件，规划各生产线及布局，并规划AGV智能系统。
3.2.1 平面循环线路
根据工艺需求，设计AGV平面循环输送线路：工艺简单的点对点的输送，设计简单的循环线路，AGV沿循环固定线路输送；工艺复杂的输送点位、集配排序或存储排序输送，设计复杂的循环线路，AGV可智能选取最佳的不固定路线实现高效输送[1]。AGV系统平面输送路线如图7所示。
3.2.2 双层上下循环线路
当车间面积有限或设备改造时，需在有限的面积内实现生产要求，AGV输送路线可设计为双层立体循环，充分利用空中空间，减少平面的面积。通过在AGV输送线的端头设置提升机，实现空车AGV和实车AGV分层输送，如图8所示。
3.3 在制库存及AGV数量
根据生产线节拍及整体设计KPI，一般设定15~30 min 在制库存（Buffer），消除各个生产线系统的相互影响；AGV智能系统设计自动脱挂车，实现料停机不停，提升AGV系统输送效率[2]。通过仿真模拟，进一步减少AGV数量，降低投资成本。
3.4 线头线尾自动接送料
为了减少生产线线头线尾的人工搬运，发挥AGV输送的优势，通过AGV智能系统设计，实现AGV自动到前序生产线的出料点接料并输送至后续生产线的上线点上料，从而消除人工的搬运。线头线尾自动接送料如图9所示。
4 系统方案
收起
AGV智能系统应用，一般从目标、思路、场景和方案及优化等方面考虑，满足质量、成本、周期、安全、环保等各方面需求。
4.1 应用目标
通AGV智能系统方案需满足如表1所列的目标。
4.2 设计思路
常用的设计方法有平台模块化设计、模拟仿真等；常用的评价分析优化工具有IFA平面布局改善和评价、智能化评价、QCTSE综合评价等。
4.3 系统设计
从应用场景考虑，系统设计包括运行布局、导航形式、智能控制方案及模拟仿真进一步实现方案优化。
4.3.1 应用工况和选型方案
AGV智能系统在焊装车间的应用场景和选型如表2所示。
4.3.2 运行布局规划
根据工艺规划，设计AGV智能系统的运行布局及线路，同时设计在线自动充电的位置和方案[1]。
4.3.3 运行导航方案
结合应用场景和工况，设计AGV智能系统运行导航方案如表3所示。
4.3.4 运行控制方案
AGV本体采用可编程控制器 （Programmable Logic Controller，PLC）控制，整个系统通过无线网络控制AGV个体；（Information system，IS）设立并规划频段用途，AGV按规定的频段接入，有效避免频段交叉及干扰。另外，AGV系统均接入工厂自动化办公（Office Automation，OA）网，可实现数据互通及大数据收集；AGV系统生产车型顺序信息从生产中心控制系统（Centre Control Room，CCR）或下序生产线控制主站接入，每个AGV带身频识别（Radio Frequency Identification，RFID）生产数据存储卡和全自动读取数据，接到车后和车体移出AGV后自动刷写和删除生产数据；AGV智能系统与作业指示系统相连，自动实时显示当前车型数据，保证多车型顺序生产作业防错。
4.3.5 系统运行仿真
通过Plant simulation 软件对设计的AGV智能系统进行仿真，找出方案中运行不畅区域并优化AGV数量，减少投资的同时，使系统处于最佳的高效运行状态，AGV系统优化模拟仿真如图10所示[4]。仿真模型通过遗传算法建立并持续优化。
4.4 系统评价
对AGV智能系统的自动化集成布局（Integrated Factory Automation，IFA）进行综合评价和改良，优化方案达成情况如表4、表5所示。
5 应用创新
收起
5.1 系统运行布局优化
AGV智能系统的运行布局路线设计对AGV智能系统至关重要。好的布局路线设计，在满足工艺要求前提下，可减少面积，提升系统运行效率，降低投资和减少运营成本。
5.1.1 AGV上下循环方式优化
通过改造调整线，将原板链调整线改造为双层上下循环的AGV调整线，节省2/3的面积，消除了地面物流交叉；充分利用原板链的地坑，投资和工期大幅削减；将AGV提升机和车体的提升移载机集成在一个工位，精准完成白车身存储（White Body Storage，WBS）输送线的AGV接车及AGV和空台车返回地坑的接车；AGV调整线及线头线尾升降机如图11所示。
5.1.2 AGV布局路线及集配工艺集成优化
开发设计不同材料4四门内板线内板总成向滚边线输送→内外板KIT集配→输送的AGV智能系统工艺布局路线，通过系统的智能调度和路径规划，消除干涉、等待和逆行，提升效率50%，减少面积60%，AGV门盖内外板集配输送系统布局如图12所示。
5.2 AGV本体防水和爬坡设计优化
通过将控制仓由前部改为中部，活动部分全部加装密封圈，实现防水等级提升至IP65，可以实现室外运输，应对雨天环境。将激光导航传感器安装在潜伏式AGV的车头位置，使AGV底盘脱离地面介质制约，将底盘加高至80 mm，爬坡角度高达10°，极大提升了AGV的通过性，轻松应对高落差环境。AGV本体防水和爬坡能力改善如图13所示。
5.3 AGV本体作业和安全提示优化
使用无线遥控，在零件下线检查及测量时，无需弯腰操作，作业更便利；使用智能语音进行故障提醒及恢复指导，使AGV的使用更简单。AGV本体作业改善和语音功能如图14所示。
5.4 AGV智能系统优化
通过包含料车自动脱挂和自动接送料、自动交通管制和路线自动智能调度的全自动化、生产数据从下游产线的PLC自动获取、数据存储RFID自动读写数字化、物联网（Internet of Things，IoT）互联及生产和设备在线实时监控等，使系统高效运行。
5.4.1 自动化创新
设计托盘自动顶升，AGV自动与料车脱离，实现料停机不停功能，AGV使用效率提升一倍，AGV数量减少一半，从而降低成本。同时托盘顶升后自动旋转，正对作业人员，方便作业。AGV自动运行到前序工位，通过料车自动固定加紧装置，与前序自动化工作的自动搬运机器人配合，从而完成自动接料；同理，AGV自动运行到后序工位，完成自动送料。
复杂的运输存储（或含集配）系统，设置四通八达输送存储路径，AGV根据任务通过就近调度原则自动调度AGV，从而实现AGV快速调度，减少等待[5]。需求任务型AGV调度和路径规划如图15所示。
同时，通过利用管理协议（Service Level Agreement Management，SALM）地图定位技术，在狭小空间设置避让带，通过两车会车时其中一车自动进入避让带避让，消除固定的交通管制带来的长时间等待。AGV自动会车避让功能如图16所示。
图16a中，当A、B处同时有AGV要通过该路段，采用交叉点管控，一处AGV处于等待状态，直至另一处通行离开AB段，AB段长度越长，会车时间越长；图16b中利用SALM地图定位技术，将立柱间的狭小空间设置成避障带，A、B车可同时进入，会车时B车进入避让区，等待A车通过后汇入主路，仅用100 s即可完成会车；图16c中使用全场景地图定位技术，结合实际环境编制算法，实现狭窄道路智能避让，缩短会车时间至100 s，满足30 JPH/102 s的节拍要求。
5.4.2 数字网联化创新
改变以往全部生产车型数据从CCR获取的计划型生产获取方式，下游AGV智能输送存储（或含集配）系统和生产线的生产车型数据由下序生产线根据生产任务向上游传输，下游生产线的生产数据从CCR获取；这种任务型的数据传输方式，减少了在制的库存，从而也减少了AGV的需求数量。
AGV智能系统和AGV本体均由PLC控制，系统与AGV通过以太网和无线网络进行通信；同时通过IoT数据平台与外部终端相连。系统对生产状态和AGV设备都实时监控，故障实时报警，通过设备运行情况统计分析，实现提前预防保全。智能AGV系统的网络拓扑图、共享及实时监控如图17~图19所示。
6 应用发展方向
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随着个性化定制化柔性生产需求的增加，结合视觉纠偏定位技术的发展应用，AGV智能系统在焊装车间的应用会逐步扩展。
6.1 应用范围
首先，通用化高的工位，包括车身主线的焊接工位、车身一级分拼总成的补焊工位等，可由AGV搭载通用的补焊定位工装台车和车身进行补焊作业和向下一个工位输送进一步，所有的车身分拼连接工位均可通过AGV智能系统调度和输送车型专用夹具进行相关连接、涂胶等作业。
6.2 发展方向
随着汽车车身工艺的多样化发展，以及车型造型的差异化的增加，在考虑高节拍和柔性生产的前提下，AGV智能系统的应用对于高效布局的设计要求更高，这包含2个方面，一是各车身生产线的整体布局，二是AGV智能系统以及夹具库的布局设计。这需要根据节拍、车型数、车型差异等前提条件，结合工厂KPI指标进行专业设计。另外，AGV搭载定位夹具在作业工位对夹具整体的二次精确定位，为了不影响生产线的柔性和减少投资，必要时可导入视觉纠偏定位。
7 结束语
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AGV智能系统由于其无生根的设备特性，无回避工艺墙、智能调度输送效率高、后期新车型追加改造容易、投资低等优势点，在焊装车间、还是总装车间，与传统的物流输送/存储排序的解决方案，如板链、积放线、摩擦线等相比，都有很大的优势。
文献
收起
参考文献 引证文献
排序方式：
[1]
利胜东, 蒋伟, 蒋志经. AGV在车身车间物料转运应用[J]. 装备制造技术, 2020(2): 4.
[2]
黄一钧. 汽车车身制造车间AGV物料搬运系统规划[D]. 上海: 上海交通大学, 2016.
[3]
彭西洋. AGV小车在车身制造车间的应用分析[J]. 中文科技期刊数据库(全文版)工程技术, 2023(4): 3.
[4]
葛能鹏, 陈金兰, 吴利清. 柔性制造车间AGV小车物料配送路径优化研究[J]. 装备制造技术, 2023(5): 70-73.
[5]
黄西利, 覃鑫. AGV小车在车身车间应用[J]. 装备制造技术, 2015(4): 201-203.
2024年第卷第10期
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doi: 10.19710/J.cnki.1003-8817.20240300
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  • 出版时间：2024-10-20
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2种不同金属材料的力学参数
科
Family		 属数
Number of
genus		 种数
Number of
species		 占总种数比例
Percentage of
total species (%)		 属
Genus		 种数
Number of
species		 占总种数比例
Percentage of total
species (%)
鹅膏菌科Amanitaceae 2 11 5.26 鹅膏菌属 Amanita 10 4.78
小菇科 Mycenaceae 2 12 5.74 丝盖伞属 Inocybe 5 2.39
多孔菌科 Polyporaceae 8 14 6.70 蜡蘑属 Laccaria 5 2.39
红菇科 Russulaceae 3 23 11.00 小皮伞属 Marasmius 6 2.87
小菇属 Mycena 11 5.26
光柄菇属 Pluteus 5 2.39
红菇属 Russula 17 8.13
栓菌属 Trametes 5 2.39
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