1、本选题的研究目的及意义

实体经济是一国经济之本，是财富之源，制造业作为实体经济的核心成分，对于一国的经济发展起着至关重要的作用，因此如何提高生产效率成为了需要密切关注的问题。据统计，在西方发达国家，一件产品的生产过程中，加工及其制造所耗费的时间不超过总时间的25%，而在产品生产过程中的运输、装卸以及产品的储存等环节耗费了大量的时间。2013年“工业4.0”战略由德国提出，其核心是智能制造。紧接着在2015年，中国提出了“中国制造2025”战略，旨在通过网络化和智能化的技术提升制造业。

在此背景下，无人物流车以其智能化、能够自动完成物流运输的优点，在近年来迅速发展。现代生产中的厂内运输物流系统与AGV密不可分，早期AGV系统是在大学和研究所中开发的，通常被称为移动机器人，后来在工业中发展成为了具有自主运输的优势的重复运输任务的车辆。近年来，自动导引车（AGV）已发展成为一种可靠，高效的技术设备被用于许多应用中，例如工厂自动化，仓库，集装箱码头，高尔夫球车和医院。因为制造成本和制成品中的缺陷数量减少，同时生产率，灵活性和稳定性得到改善AGV在柔性制造系统（FMS）中的工厂自动化中的应用已经变得流行。在AGV制导系统中，采用各种方法来获得有效的控制，例如磁感应线引导，激光制导和使用相机的视觉引导。AGV最显著的优点是工作效率高，能够节省大量的在管理上所花费的精力，另外它还具有可靠性和安全性，成本费用低等优点。在工厂的实际生产操作过程中，物流运输所占用的时间比重远远超过产品的加工制造，因此提升物流运输的效率也就大大提高了工厂的生产效率。另外，我国正面临着人口老龄化严重、劳动力成本上升和产业结构升级的压力，制造业等行业激烈的竞争将促使各种产业的升级与优化。AGV作为一项智能化运输工具对于物流运输的提升是十分显著的，在它的帮助下，物流运输从原来的人力作业向着智能化、自动化的方向发展。不但减少了人力成本，更是提升了效率。

综上所示，深入对于无人物流车的研究与学习，设计并开发一款无人物流车对于提升制造业的生产效率有着十分重要的意义。

本课题的目的是得到计一个既能满足基本的自动运输货物功能，又能够减少工业运输中的成本并提升运输的效率的AGV自动引导小车。本课题意义在于不仅为以后的无人物流车的设计与开发提供参考和借鉴，而且希望可以促进无人物流车的发展，使AGV小车能更好地提升在工业运输过程中的作用。

2、国内外研究状况评述

2.1国外研究状况

世界上第一台AGV是由美国Barrett电子公司于20世纪50年代初开发成功的，它是一种牵引式小车系统，可十分方便地与其他物流系统自动连接，显著地提高劳动生产率，极大地提高了装卸搬运的自动化程度。AGV小车的发展由此开始。电磁感应导向的AGV小车在1954年由英国成功研发出来，由于它的显著的特点致使其得到了广泛的应用。到了70年代中期，由于微处理器及计算机技术的普及，伺服驱动技术的成熟促进了复杂控制器的改进，并设计出更为灵活的AGV。20世纪80年代末，国外的AGV达到发展的成熟阶段。

近年来国外对AGV的研究更加深入透彻。在AGV小车的调度方面，Philippe Lacomme在2013年通过介绍了一个基于析取图的框架来模拟联合调度问题，并介绍了机器和AGV调度的模因算法，最终解决机器和同一自动导引车（AGV）的同步调度问题。Choe R在2016年提出了一种名为OnPL的在线偏好学习算法，该算法可以动态地适应将AGV调度到自动化集装箱终端中不断变化的情况的策略，反复应用于多个作业任务，来找出最好的一个。Mingyao Qi等人在2018年在AGV的运输调度方面做出了研究，基于有向图理论和实时控制，提出了两种具有多项式时间复杂度的有效流量控制策略，以避免冲突并解决死锁问题。

长期以来，自动导引车（AGV）一直被认为是提高系统效率和降低物料搬运系统劳动力成本的潜在动力。因此，AGV系统的可靠性和可用性对于确保这些系统的稳定性和效率至关重要。Rundong Yan等人在2018年在AGV系统的可靠性问题和维护策略方面做出研究。研究考虑了由三个AGV组成的多AGV系统，以开发用于优化多AGV系统的布局设计，操作和维护的科学方法。智能AGV系统的可重新配置性，灵活性和可定制性三个方面很少被谈论到，Jasprabhjit Mehami在2018年演示了真实工厂的AGV利用RFID技术识别标签，对可重新配置性，灵活性和可定制性进行了强调。Villagra J在2012年通过对模糊控制，矢量追踪控制和基于平坦度的控制三种模式的对比，提出了一种对AGV的路径跟踪控制方法，解决了AGV在负载转移操作中使用的工业引导系统的路径跟踪问题。Johannes Schmidt在2015年研究电池供电的AGV与传统的运输车队比较得出B-AGV具有经济，环境和技术的优势，并通过运筹学和信息学领域的研究方法，以提高B-AGV的盈利能力。