智能化AGV系统在军方仓库中的应用
摘要：本文以三种不同形式的柔性搬运AGV系统在军事物流行业中的应用为例，通过集成先进的智能化柔性搬运技术和数字化仓储管理系统赋能军方后勤仓储体系，实现物资保障的“机械化、信息化、智能化”建设目标，大幅提高了后勤仓库的信息化程度和智能化水平。本文旨在为今后推进军地融合发展以及军事物流行业的智能化、自动化建设提供思路与参考依据。
关键词：军事物流、AGV系统、军地融合、数字化、智能化
一、引言
随着我国经济水平和科技水平的飞速发展，国家对军事物流也提出了更高的要求。现代军事物流是维持国家安全利益的动脉，是打赢现代化局部战争的保障[1]。今年正处于“十四五”发展的重要时期，在伴随着国防和军队的深化改革的同时顺应一体化军队建设发展的趋势下，重塑新型军队改革下的现代军事物流体系，打造军地一体的现代化军事物流是当务之急。
现代化军事物流是运用系统工程方法和现代信息技术，整合军队和社会资源，对物资计划、筹措、运输、仓储、配送、结算等环节实施统一规划与控制，实现军用物资从供应地到接收地快速、精确、经济、可靠保障的军事活动[2]。相较于传统物流行业来说军事物流行业最大的特点是“平时缓，战时急”，即重在战时，兼顾平时。在完成军事物流智能化建设时不仅需要保障平时物流业务活动，更要重点聚焦作战时期的物流保障，形成“平战一体、以战为主”的体系格局。
仓储物流作为现代化军事物流体系的重要组成部分，也是后勤物资保障建设的重中之重。在进行军方仓储物流方案规划时，不仅需要以现代军事物流体系建设思想为依据，也要着眼于物资仓储发展的趋势，突出机械化、信息化的优势，并针对性地提出仓储系统模块化、标准化和智能化设计，最终满足军用物资仓储系统精准、快速、高效的要求。
目前，军事物流体系的建设正处于快速发展阶段，而我军现有库房以平库、楼库和洞库居多，存储方式以地堆为主，存取作业依托于人工叉车完成，不具备信息化管理手段，仓库空间利用率和出/入库作业效率低下。亟需对现有库房进行升级改造，配套相应智能化物流设备和先进的信息管理系统，以完成军用物资仓储的机械化、信息化建设。
自动导引车（Automated Guided Vehicle, AGV）作为现代物流体系的常用自动化物流设备，能在其系统的控制下，按路径规划和作业要求，运用电磁、视觉、激光导引等导航技术使小车精确地行走并停靠到指定地点，完成一系列移载、搬运等作业功能。在实际应用中，通过AGV自动完成各种不同形状和状态的物资搬运工作，能够有效地提高仓库的无人化、智能化水平。通过结合现代军事物流“平时缓，战时急”的特点，采用柔性搬运AGV系统实现对库房的智能化建设成为库房升级的最佳方案。
二
二、AGV系统
广义的AGV系统由AGV小车本体和AGV控制系统所构成。AGV是一种无人自动导引运输车，通常也称为AGV小车，AGV小车一般配备有自动引导装置（如电磁或光学装置）[3]。AGV可利用激光雷达、视觉导航等传感器，对周围工作环境进行感知，根据工作环境和任务要求，在预先设置编程的路径和速度进行移动，实现自动定位和智能化控制。另外，它还可以通过感知定位技术躲避障碍物，有效防止发生意外碰撞，避免对人员和所搬运的物资造成不必要的伤害。
AGV控制系统是任务执行层的应用系统，由AGV地面控制系统和AGV图形监控系统组成。昆船AGV控制系统采用公司自主研发ATIS系统最新平台，可完全满足军方有关国产自主可控的相关要求；昆船ATIS系统历经众多项目实施与验证，具备较高的稳定性和可靠性。
AGV地面控制系统是整个AGV系统的核心，它根据上级物流系统或任务呼叫系统下达的搬运任务，按照一定的优先级把任务分配给空闲的AGV，统筹调度系统中所有的AGV小车，以最优的方案完成搬运任务，并统一指挥交通，避免AGV小车发生相互碰撞，同时管理AGV小车的自动充电，并完成与外围设备的通信。
AGV图形监控系统是AGV系统的人机交互接口，它通过提供图形化的操作界面，使相关人员能够直观、方便地监控AGV系统的运行情况，如车辆行走、操作状况、任务执行的情况等。三
三、典型应用案例
目前AGV系统已在军事物流行业中广泛运用，军事物流行业具有严格的网络安全和保密要求，在该行业的应用案例中昆船所采用的AGV无线网络通讯系统软硬件选型均符合国家军用安全保密标准，能够完全满足军方无线网络安全管理的要求。
下文将通过对三种AGV车型在军方三地不同场景的应用案例阐述AGV系统的设计思路与应用。
图1 全向式AGV应用项目示意图
1. 全向式AGV的应用
（1）项目概述
A地某项目库房建设于20世纪，主要用于某军用物资的管理和存储。库房采用传统地堆方式将物资直接堆码于库房内，并通过人工搬运完成物资收发货作业，物资收发信息管理通过人工台账的方式进行，收发效率不高，智能化水平低。
（2）改造目标
为了提高该库房自动化、智能化程度，项目通过配置自动输送系统、AGV系统、仓库管理系统（Warehouse Management System，WMS）和仓库控制系统（Warehouse Control System，WCS）等系统与设备对库房进行现代化物流建设，充分利用智能化、信息化技术，完成物资仓储管理的机械化与信息化建设，为军用物资的入库计划、出库计划、分发与配送等工作提高了准确性和快捷性。
（3）总体规划设计
如图1所示，本项目由货架系统、自动输送系统、AGV系统、电动叉车、信息管理系统及相关设备构成。立足于现有库房的空间布局，系统的工艺设计结合了用户需求，同时整合了库房的业务流程、物流动线、作业节点等关键管控因素。业务流程活动区域按照作业特点设置，既实现了物资的分类管理，又增加了人员作业面积和物资存储的垂直空间利用率；改造完成后，仓库垂直空间利用率约为90%，较原库房的地堆作业模式下的空间利用率增加近3倍，实现了建筑空间的最大化利用。
（4）单机介绍
为了满足使用单位的物资存储货位数量要求，提高库房的空间利用率，最大程度减少AGV通道所占用的空间，该项目结合现有库房条件选用全向式AGV（如图2所示）作为物资搬运的主要载具。
图2 全向式AGV
项目所用车型主要技术参数和特点如下：
额定承载：1000kg；
托盘尺寸：1400mm（长）×1400mm（宽）×150mm（高）；
行驶速度：60m/min；
最大举升高度：4000mm；
驱动轮采用舵轮方式，具备平移、自旋等多种功能。
（5）建设成果
该项目现已交付用户使用。通过此次改造，现有订单信息可以通过直接导入的方式传递至WMS系统，货车车厢与输送设备对接后，通过操作人员对物资进行卸货、贴标和组盘等作业，同时WMS系统分解订单任务，WCS系统调度输送设备和AGV对物资自动完成搬运和存储，库房内物资收发、存储、搬运等业务实现了信息化、智能化、自动化的升级改造。
2.窄巷道三向叉式AGV的应用
（1）项目概述
B地某项目库房类型为新建楼库，库房的一层主要用于某军用物资托盘的存储。该新建库房需基于现代军事物流思想，通过配置自动化物流设备和信息化管理系统，以达到降低劳动强度，提高保障效率的整体要求。
（2）建设目标
为顺应现代军事物流系统的发展趋势，兼顾物资保障业务及管控职能，突出器材精细化和信息化管理优势，以实现智能化仓储、自动化搬运以及物资的分类管理作业等需求。
（3）总体规划设计
如图3所示，本项目根据库房建筑实际条件，通过配置三向叉式AGV、横梁式货架、仓库管理系统（WMS）和仓库控制系统（WCS）等系统与设备，提高库房整体利用率，利用智能化物流设备，缓解人员作业压力，提升仓库态势掌控和任务调度能力。
图3 三向叉式AGV应用项目示意图
（4）单机介绍
该项目中，使用单位对该区域货架的存储能力有较高要求，规划设计需考虑在有限空间内最大化增加库容量，结合客户需求和现有库房条件，本项目选用窄巷道三向叉式AGV（如图4所示）作为自动化搬运载具。
图4 窄巷道三向又式AGV
本项目所用窄巷道三向叉式AGV车型的主要技术参数和特点如下：
额定载荷：1500kg；
巷道宽度：1700mm；
最大取货高度：7000mm；
最大走行速度：90m/min；
托盘尺寸：1200mm（长）×1000mm（宽）×150mm（高）；
货叉具备自动旋转180°功能。
（5）建设成果
该项目现已交付部队使用。项目完成后，操作人员仅需要完成装/卸车、人工组盘和信息绑定等工作后，系统自动调度AGV小车完成搬运和存取作业，不仅有效提高了库房日常出入库任务的无人化和智能化作业能力，还大幅度增加了库房物资存放密度和仓库垂直空间利用率（较原有地堆模式提升42%以上）。与此同时，大幅缓解了该库房人员作业压力，人员作业能力和作业效率较原库房作业模式提高近2倍，仓库人员配置由原库房的4人/班精简至2人/班，实现了提升仓库态势掌控和任务调度能力的建设目标。
3. 前移式AGV的应用
（1）项目概述
C地某项目库房于20世纪建设，目前通过钢制托盘作为载具存储某军用物资，现需要在原有货架利旧使用的情况下对库房进行智能化升级改造。现有库房配置若干台电动叉车和4米高横梁式货架，日常通过纸质台账记录的方式完成物资的出入库作业，信息化、自动化水平低。
（2）改造目标
为了提高物资仓库管理智能化水平，实现对存储搬运的自动化，本项目将对物资仓库进行智能化建设。通过增加自动输送设备、升级现有叉车为AGV小车、调校并加高现有货架至9米、新增仓库管理系统（WMS）和仓库控制系统（WCS）等手段，降低人员劳动强度，增加库房垂直空间利用率，以快速、准确的自动化物流技术保障物资的供应。
（3）总体规划设计
如图5所示，根据仓库场地空间以及原有货架布置情况，为了达到空间利用率的最大化，规划布置高位货架配合AGV系统作业模式，物资在立体货架存储，AGV进行物资自动搬运，达到物资仓储最大化、物资搬运自动化、仓库管理信息化的仓库物资存储作业方案。
图5前移式AGV应用项目示意图
（4）单机介绍
该项目中将现有前移式电动叉车通过配置激光导航器、无线充电桩和AGV控制系统等自动化手段，升级改造为前移式AGV，在有效控制成本的同时完成了对老旧库房的自动化、智能化升级改造工作。
图6 前移式AGV
本项目所用前移式AGV车型（如图6所示）的主要技术参数和特点如下：
额定载荷：1500kg；
最大取货高度：9000mm；
最大走行速度：120m/min；
托盘尺寸：1200mm（长）×1000mm（宽）×150mm（高）；
具备自动盘点的功能。
（5）建设成果
该项目现已交付部队使用。项目通过对现有货架进行调校、增高以及将现有电动叉车升级为AGV小车等手段，充分利用仓库现有装备，以高性价比的方式提高了仓库物资管理的智能化水平。建设完成后，库房物资存量提高了45%以上。此次升级建设，不仅实现了物资出/入库任务和盘点任务的无人化作业，还实现了库房物流设备以及存储物资的可视化和信息化管理功能。
四、结论
现代军事物流是军事物流在自动化和信息化技术发展的背景下的时代产物，也是我国军事国防建设中的关键构成部分。随着军地结合发展逐步上升为国家战略，依托地方物流行业的先进技术，利用各行业智能物流的发展经验建立现代军事物流体系已成为高效发展军事物流的主要手段。而AGV作为智能仓储物流系统中的代表产品，在地方物流行业中已经具备坚实的技术基础和丰富的实践经验，因此AGV在军事物流后勤保障体系的建设中仍具有广阔的应用前景。本文通过对军方三地不同典型场景中AGV系统的应用进行研究与阐述，为军方军地融合发展以及后勤保障体系中同类型仓库进行智能化升级改造提供了借鉴和参考。
参考文献:
[1]戴剑民.智慧供应链加速现代军事物流价值重构[J].中国军转民,2023,(02):52-54.
[2]沈其聪.物联网技术及其在军事中的应用[J].物流工程与管理,2011(6):106-107.
[3]金鑫.AGV小车的发展现状与应用趋势[J].北京工业职业技术学院学报,2021,20(01):10-13.