车身车间AGV物料搬运系统小车数量配置规划
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从已经实施的ＡＧＶ项目看，ＡＧＶ小车成本占 了近７０％的总体采购成本，因此工厂在前期规划 ＡＧＶ搬运系统时不得不重点考虑如何将有限的预 算合理运用，最大限度地发挥ＡＧＶ系统的价值。 在完成零件选取的情况下，采购多少台ＡＧＶ小车 是最经济的，是实际项目规划与实施过程中需要解 决的关键问题。
２文献综述
通过中外文献整理总结，解析方法与仿真分析 是两类常用的ＡＧＶ系统小车数量配置规划方法。
一１ ５７—
万方数据
第２０卷
黄一钧：车身车间ＡＧＶ物料搬运系统小车数量配置规划
负载行驶、空箱负载行驶四种作业状态。作业模型 简述如图１所示。
物料区域
生产区域
②库区备料：ＡＧｖ装载ｌ
①库区 等待
③生产工位上料 空满料箱转换
④一库…区一卸空 ，箱－—：—ＡＧＶ—装—载—：＋－————－－
空载行驶 负载行驶（满箱） 负载行驶（空箱）
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｍａｔｅｒｉａｌ ｈａｎｄｌｉｎｇ；ＡＧＶ ｑｕａｎｔｉｔｙ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ；ｑｕｅｕｉｎｇ ｔｈｅｏｒｙ
收稿日期：２０１５—０１—２０；修回日期：２０１５—０３—２０ 作者简介：黄一钧（１９８１一），助理工程师，主要研究方向为汽车企业生产物流管理、包装开发设计及物流规划实施，Ｅ－ｍａｉｌ：ｙｉｊｕｎ＿ｈｕａｎｇ＠
图１ ＡＧＶ小车作业流程图
３．２ ＡＧＶ小车数量规划模型分析 根据研究现状，ＡＧＶ系统的小车数量配置很
大程度上会受到ＡＧＶ系统中小车任务调度方式的 影响，可以将调度模式分为静态与动态两类进行分 析。静态调度模式即生产工位与对应的ＡＧＶ小车 形成固定的客户与服务组合，路径设置也是固定的， ＡＧＶ小车在预先规划的特定路径中，按照生产工 位产生的物料呼叫需求完成送料响应，控制系统的 逻辑设置非常简单。动态调度模式，则是将多台 ＡＧＶ小车组成一个ＡＧＶ系统（ＡＧＶＳ），在工作区 域的路网中，由ＡＧＶ系统的上位机根据不同工位 产生的物料呼叫系统，由调度系统根据一定的控制 逻辑，实时分解并分配服务任务至ＡＧＶ小车，由单 一ＡＧＶ小车或者多台ＡＧＶ小车组合完成送料响 应，控制系统的逻辑较为复杂，ＡＧＶ小车的每次行 驶路径是动态规划的，由ＡＧＶ上位系统或者小车 随车控制系统完成行驶路径的实时规划选择。两种 调度模式差异可以通过图２简单说明。
（４）多ＡＧＶ系统也利于在出现单台ＡＧＶ小 车故障的情况下，由系统调度其他小车去完成任务 响应，从而提高系统的可靠性。
但另一方面，多ＡＧＶ系统也因为系统复杂性 提高了，随之带来了小车冲突管理，任务分配管理， 小车间信息通讯等新的问题需要在整个系统开发设 计中得到有效解决。不同的用户应根据当前的应用 需求以及技术条件，在前期规划阶段时，从静态调度 与动态调度两种规划方向中按需选择。
３ ＡＧＶ小车数量规划分析
３．１ ＡＧＶ小车工作流程规划
ＡＧＶ物料搬运系统中的小车是替代原先人工 上线作业，因此其工作流程类似于人工上线的操作 流程，大致分为四个步骤：①在物料准备区域等待 需求指令；②在得到线旁的需求指令后完成满箱物 料的装载（一般采用人工铲车操作将满箱料架铲运 至ＡＧＶ小车所牵引的台车上，由ＡＧＶ小车自动完 成与台车的对接）；③ＡＧＶ小车拖行满箱物料至生 产工位边，完成空箱与满箱的物料切换；④ＡＧＶ小 车拖行空箱料架至库区，并卸载空料架后反馈等待 区，等待下一次的任务。整个过程中，按照ＡＧＶ不 同的负载状态可以分为：空车等待、空车行驶、满箱
匝翌｝徊 静态调度模式下：
囊匿匝卫捌封艇题亟
函
ＡＧＶｄ＇车与工位物料 Ｎ对ｌ（１对１１的调度关系
图２两种调度模式下的ＡＧＶ小车任务分配情况对比
静态调度模式属于单台ＡＧＶ控制范畴，该模 式控制逻辑简单，稳定性高，但是资源利用率受限于
－—－——１５８－－－——
系统需求与路径规划。在智能化技术的发展下，伴 随自动化与计算机技术的发展，多ＡＧＶ系统 （ＡＧＶＳ）已是当前研究的主流方向，动态调度模式 也正是在这样的基础上被提出，其优点有以下几个 方面：
小车数量配置问题为研究对象，对ＡＧＶ系统中的小车数量计算与规划方法进行了研究，在整理总
结现有研究现状的基础上，首先归纳提出一种快速简便的理论计算模型，可以帮助企业在前期规划
时参考使用；其次，借助排队论模型以最小总成本为目标，建立另一种数量配置计算模型，并对两种
不同模型的计算结果进行了分析讨论，为企业在后续同类项目中合理规划ＡＧＶ小车数量提供了
仿真方法则是借助仿真软件，结合实际业务规 划场景进行建模分析。Ｎｅｗｔｏｎ（１９８５）提出了连续 性仿真模型来计算ＡＧＶ数量，Ｇｏｂａｌ和Ｋａｓｉｌｉｎｇａｍ （１９９１、１９９６）根据小车和设备的闲置时间以及搬运 过程中的物料等待时问建立仿真模型，并指出小车 数量的增加可以降低物料等待时间和设备闲置时 间，但同时增加了小车的闲置时间，降低了ＡＧＶ小 车利用率。张远春、范秀敏等人（２０１１）以生产线产 能最大化为目标，以生产工艺、ＡＧＶ路径、调度规 则等为约束条件，建立了以ＡＧＶ的数量为决策变 量的数学模型来描述ＡＧＶ的数量配置问题，针对 该问题的复杂性，提出了基于仿真的优化方法。该 方法利用仿真模型模拟ＡＧＶ运行状态，并通过遗 传算法确定ＡＧＶ的配置数量。陶翼飞、陈君若等 人（２０１２），采用仿真优化的方法，以仿真软件Ｐｌａｎｔ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ为平台建立系统仿真优化模型求解，该 模型由估算、仿真、优化三大模块组成，通过估算，仿 真实验，仿真结果方差分析，优化算法与仿真实验迭 代，最终得到最优解。经过不断研究证明，采用解析 方法计算得到的小车数量较仿真分析的结果偏低， 仿真方法的计算结果更接近于实际情况。
ＳｈａｎｇｈａｉＧＩＶｋ ｃｏｒｎ。
一１５６—
万方数据
工业工程与管理
第４期
１ 引言
随着汽车制造业在国内新一轮的产能扩张与迅 速发展，市场竞争日益激烈，越来越多车厂将制造方 面的降本增效工作重点投向了生产物流的改善。基 于企业打造“智慧物流、绿色物流、敏捷物流”战略， 在生产物流构建中运用ＡＧＶ系统实现自动化物料 搬运上线方式是降低企业生产物流成本，提高生产 能级的重要手段之一。在企业产能扩张所带来新工 厂建设的机遇下，通过合理规划与实施ＡＧＶ搬运 系统既是实现精益物流运营目标的关键也是提高自 动化技术在整车生产车间物料搬运系统中的应用 重点。
参考分析方法。
关键词：物料搬运；ＡＧＶ数量配置；排队论
中图分类号：Ｆ２５３．９
文献标识码：Ａ
Ｐｌａｎｎｉｎｇ ｏｎ ｔｈｅ Ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ｆｏｒ Ｂｏｄｙ Ｓｈｏｐ ＡＧＶ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｈａｎｄｌｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ
ＨＵＡＮＧ Ｙｉ—ｊ ｕｎ （Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２００２４０，Ｃｈｉｎａ）
笺２，０，耄筻！．期
２１２业２１２程与管理
』坚墅旦—————一： ！些墅！兰坚堕墼！堡兰！呈！曼竺！些
文章编号：１００７—５４２９（２０１５）０４—０１５６—０７
Ｖ０１．２０ Ｎｏ．４
蔓：运
车身车间ＡＧＶ物料搬运系统小车数量配置规划
黄一钧 （上海交通大学，上海２００２４０）
摘要：随着人力成本的不断高涨以及ＡＧＶ技术的发展与应用，越来越多的汽车制造企业在构
（１）多ＡＧＶ系统可以分布在工作区域内的不 同位置，以提高系统资源利用率，提高物料搬运响应 速度。
（２）通过上位系统的控制，多ＡＧＶ系统可以将 任务分解为不同的子任务，由系统中的不同ＡＧＶ 小车分别执行子任务，同时进行，缩短响应周期，比 如通过串联路径的规划。
（３）将多ＡＧＶ系统内的小车统筹规划调度，有 助于消除或减少路径中的冲突情况，以此减少因避 让等待所产生的浪费。
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｃｏｓｔ ｏｆ ｌａｂｏｒ ｆｏｒｃｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ＡＧＶ，ａ ｇｒｅａｔｅｒ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ａｕｔｏ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｒｓ ｉｓ ｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄ ｔｏ ａｐｐｌｙ ＡＧＶ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｔｏ ｔｈｅ ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｒａｗ ｍａｔｅｒｉａｌ ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ ｔｏ ｒｅｄｕｃｅ ｃｏｓｔ ａｎｄ ｒａｉｓｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｌｅｖｅｌ ｗｈｅｎ ｐｌａｎｎｉｎｇ ｌｏｇｉｓｔｉｃ ｓｙｓｔｅｍｓ．Ｆｒｏｍ ｗｈａｔ ｈａｓ ｂｅｅｎ ａｃｈｉｅｖｅｄ ＳＯ ｆａｒ，ＡＧＶ ｖｅｈｉｃｌｅ ｃｏｓｔ ｈａｓ ａｃｃｏｕｎｔｅｄ ｆｏｒ ７０％ｏｆ ｔｈｅ ｔｏｔａｌ ｃｏｓｔ，ａｎｄ ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｈｅ ｐｌａｎｎｉｎｇ ｆｏｒ ｔｈｅ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｖｅｈｉｃｌｅｓ ｈａｓ ｂｅｃｏｍｅ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｋｅｙ ｉｓｓｕｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌ ｐｌａｎｎｉｎｇ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ＡＧＶ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ ａｕｔｏｍａｔｅｄ ｌｏｇｉｓｔｉｃ ｓｖｓｔｅｍｓ．Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｆｏｃｕｓｅｓ ０ｎ ｔｈｅ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｖｅｈｉｃｌｅｓ ｒｅｑｕｉｒｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｂｏｄｙ ｓｈｏｐ ｉｎ ａ ＧＭ ｆａｃｔｏｒｖ，ｈａｓ ｓｔｕｄｉｅｄ ｈｏｗ ｔｈｅ ｐｒｏｊｅｃｔ ｗａｓ ｐｌａｎｎｅｄ ａｎｄ ｈａｓ ｓｅｔ ｕｐ ａ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ ｍｏｄｅｌ ｆｏｒ ｆａｓｔ ａｎｄ ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎｓ，ａｎｄ ａｎｏｔｈｅｒ ｍｏｄｅｌ ｆｏｒ ｍｉｎｉｍｉｚｉｎｇ ｔｏｔａｌ ｃｏｓｔ ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｑｕｅｕｉｎｇ Ｔｈｅｏｒｙ．Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎｓ ｏｎ ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｔｗｏ ｍｏｄｅｌｓ ｗｉｌｌ ｐｒｏｖｉｄｅ ｖａｌｕａｂｌｅ ｉｎｆｏｎｎａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｃｏｒＤｏｒａｔｉｏｎｓ ｉｎ ｔｈｅｉｒ ｌａｔｅｒ ｐｒｏｊ ｅｃｔｓ ｗｈｅｎ ｐｌａｎｎｉｎｇ ｔｈｅ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｖｅｈｉｃｌｅｓ ｆｏｒ ＡＧＶ ｍａｔｅｒｉａｌ ｈａｎｄｌｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍｓ．
物流系统中所含ＡＧＶ小车的最优数量的问题进行 了探究，总结出如何利用排队论的算法根据物流系 统所满足的性能指标的分析，来确定系统内所含的 ＡＧＶ车的最优数量。简单小结，解析模型可以分 为确定型和随机型两大类别。确定型，在ＡＧＶ系 统规划阶段，通过建立线性规划等模型对车辆规模 进行求解，求解较容易，但建模过程相对实际有所简 化，存在一定偏差；随机型，如排队模型，约束条件与 实际问题相似，但求解较确定性模型困难。
解析方法是将具体问题归纳整理后形成抽象的 数学模型，并通过对模型计算求解获得小车数量配 置需求的一种规划方法。Ｍｕｌｌｅｒ（１９８３）提出了基于 运输时间以及运输频次需求的简单数学公式来计算 数量配置，Ｅｇｂｅｌｕ（１９８７）通过分析指出：路径规划、 ＡＧＶ的装卸点设置、ＡＧＶ的调度策略是影响ＡＧＶ 系统数量配置的三个主要因素，并据此建立了相对 应的计算模型。Ｅｇｂｅｌｕ的模型求解结果较实际情 况偏低，造成偏差的主要（１９８７）基于ＡＧＶ系统的稳定表现状态建立了一个 基于排队论的估算模型，Ｗｙｓｋ等人（１９８７）同样做 了相关排队论模型的研究。Ｔａｌｂｏｔ（２００３）基于系统 服务效率根据排队论建立了ＡＧＶ数量配置模型， 该方法在低交通负荷的情况下，数量计算偏高。 Ａｒｉｆｉｎ和Ｅｇｂｅｌｕ（２０００）运用统计学方法建立回归 模型来计算ＡＧＶ数量，Ｖｉｓ等人（２００１）使用网络图 建立一种整数线性规划模型求解ＡＧＶ数量配置。 国内学者，刘洋、金亚等人（２０１３）根据排队论的数学 模型得出了物流系统性能指标的计算方法，依此对
建生产物流体系时都在考虑运用ＡＧＶ技术实现物料搬运自动化，从而降低企业的生产物流成本，
提高生产物流的技术能级。从已实施的ＡＧＶ自动化物料搬运项目看，ＡＧＶ小车成本占了近７０％
的项目总体采购成本，因此ＡＧＶ系统的小车数量规划问题是成功规划与实施ＡＧＶ自动化物料搬
运项目的关键问题之一。以上海通用汽车Ｘ工厂车身车间ＡＧＶ自动化物料搬运项目中的ＡＧＶ
２文献综述
通过中外文献整理总结，解析方法与仿真分析 是两类常用的ＡＧＶ系统小车数量配置规划方法。
一１ ５７—
万方数据
第２０卷
黄一钧：车身车间ＡＧＶ物料搬运系统小车数量配置规划
负载行驶、空箱负载行驶四种作业状态。作业模型 简述如图１所示。
物料区域
生产区域
②库区备料：ＡＧｖ装载ｌ
①库区 等待
③生产工位上料 空满料箱转换
④一库…区一卸空 ，箱－—：—ＡＧＶ—装—载—：＋－————－－
空载行驶 负载行驶（满箱） 负载行驶（空箱）
Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｍａｔｅｒｉａｌ ｈａｎｄｌｉｎｇ；ＡＧＶ ｑｕａｎｔｉｔｙ ｃｏｎｆｉｇｕｒａｔｉｏｎ；ｑｕｅｕｉｎｇ ｔｈｅｏｒｙ
收稿日期：２０１５—０１—２０；修回日期：２０１５—０３—２０ 作者简介：黄一钧（１９８１一），助理工程师，主要研究方向为汽车企业生产物流管理、包装开发设计及物流规划实施，Ｅ－ｍａｉｌ：ｙｉｊｕｎ＿ｈｕａｎｇ＠
图１ ＡＧＶ小车作业流程图
３．２ ＡＧＶ小车数量规划模型分析 根据研究现状，ＡＧＶ系统的小车数量配置很
大程度上会受到ＡＧＶ系统中小车任务调度方式的 影响，可以将调度模式分为静态与动态两类进行分 析。静态调度模式即生产工位与对应的ＡＧＶ小车 形成固定的客户与服务组合，路径设置也是固定的， ＡＧＶ小车在预先规划的特定路径中，按照生产工 位产生的物料呼叫需求完成送料响应，控制系统的 逻辑设置非常简单。动态调度模式，则是将多台 ＡＧＶ小车组成一个ＡＧＶ系统（ＡＧＶＳ），在工作区 域的路网中，由ＡＧＶ系统的上位机根据不同工位 产生的物料呼叫系统，由调度系统根据一定的控制 逻辑，实时分解并分配服务任务至ＡＧＶ小车，由单 一ＡＧＶ小车或者多台ＡＧＶ小车组合完成送料响 应，控制系统的逻辑较为复杂，ＡＧＶ小车的每次行 驶路径是动态规划的，由ＡＧＶ上位系统或者小车 随车控制系统完成行驶路径的实时规划选择。两种 调度模式差异可以通过图２简单说明。
（４）多ＡＧＶ系统也利于在出现单台ＡＧＶ小 车故障的情况下，由系统调度其他小车去完成任务 响应，从而提高系统的可靠性。
但另一方面，多ＡＧＶ系统也因为系统复杂性 提高了，随之带来了小车冲突管理，任务分配管理， 小车间信息通讯等新的问题需要在整个系统开发设 计中得到有效解决。不同的用户应根据当前的应用 需求以及技术条件，在前期规划阶段时，从静态调度 与动态调度两种规划方向中按需选择。
３ ＡＧＶ小车数量规划分析
３．１ ＡＧＶ小车工作流程规划
ＡＧＶ物料搬运系统中的小车是替代原先人工 上线作业，因此其工作流程类似于人工上线的操作 流程，大致分为四个步骤：①在物料准备区域等待 需求指令；②在得到线旁的需求指令后完成满箱物 料的装载（一般采用人工铲车操作将满箱料架铲运 至ＡＧＶ小车所牵引的台车上，由ＡＧＶ小车自动完 成与台车的对接）；③ＡＧＶ小车拖行满箱物料至生 产工位边，完成空箱与满箱的物料切换；④ＡＧＶ小 车拖行空箱料架至库区，并卸载空料架后反馈等待 区，等待下一次的任务。整个过程中，按照ＡＧＶ不 同的负载状态可以分为：空车等待、空车行驶、满箱
匝翌｝徊 静态调度模式下：
囊匿匝卫捌封艇题亟
函
ＡＧＶｄ＇车与工位物料 Ｎ对ｌ（１对１１的调度关系
图２两种调度模式下的ＡＧＶ小车任务分配情况对比
静态调度模式属于单台ＡＧＶ控制范畴，该模 式控制逻辑简单，稳定性高，但是资源利用率受限于
－—－——１５８－－－——
系统需求与路径规划。在智能化技术的发展下，伴 随自动化与计算机技术的发展，多ＡＧＶ系统 （ＡＧＶＳ）已是当前研究的主流方向，动态调度模式 也正是在这样的基础上被提出，其优点有以下几个 方面：
小车数量配置问题为研究对象，对ＡＧＶ系统中的小车数量计算与规划方法进行了研究，在整理总
结现有研究现状的基础上，首先归纳提出一种快速简便的理论计算模型，可以帮助企业在前期规划
时参考使用；其次，借助排队论模型以最小总成本为目标，建立另一种数量配置计算模型，并对两种
不同模型的计算结果进行了分析讨论，为企业在后续同类项目中合理规划ＡＧＶ小车数量提供了
仿真方法则是借助仿真软件，结合实际业务规 划场景进行建模分析。Ｎｅｗｔｏｎ（１９８５）提出了连续 性仿真模型来计算ＡＧＶ数量，Ｇｏｂａｌ和Ｋａｓｉｌｉｎｇａｍ （１９９１、１９９６）根据小车和设备的闲置时间以及搬运 过程中的物料等待时问建立仿真模型，并指出小车 数量的增加可以降低物料等待时间和设备闲置时 间，但同时增加了小车的闲置时间，降低了ＡＧＶ小 车利用率。张远春、范秀敏等人（２０１１）以生产线产 能最大化为目标，以生产工艺、ＡＧＶ路径、调度规 则等为约束条件，建立了以ＡＧＶ的数量为决策变 量的数学模型来描述ＡＧＶ的数量配置问题，针对 该问题的复杂性，提出了基于仿真的优化方法。该 方法利用仿真模型模拟ＡＧＶ运行状态，并通过遗 传算法确定ＡＧＶ的配置数量。陶翼飞、陈君若等 人（２０１２），采用仿真优化的方法，以仿真软件Ｐｌａｎｔ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ为平台建立系统仿真优化模型求解，该 模型由估算、仿真、优化三大模块组成，通过估算，仿 真实验，仿真结果方差分析，优化算法与仿真实验迭 代，最终得到最优解。经过不断研究证明，采用解析 方法计算得到的小车数量较仿真分析的结果偏低， 仿真方法的计算结果更接近于实际情况。
ＳｈａｎｇｈａｉＧＩＶｋ ｃｏｒｎ。
一１５６—
万方数据
工业工程与管理
第４期
１ 引言
随着汽车制造业在国内新一轮的产能扩张与迅 速发展，市场竞争日益激烈，越来越多车厂将制造方 面的降本增效工作重点投向了生产物流的改善。基 于企业打造“智慧物流、绿色物流、敏捷物流”战略， 在生产物流构建中运用ＡＧＶ系统实现自动化物料 搬运上线方式是降低企业生产物流成本，提高生产 能级的重要手段之一。在企业产能扩张所带来新工 厂建设的机遇下，通过合理规划与实施ＡＧＶ搬运 系统既是实现精益物流运营目标的关键也是提高自 动化技术在整车生产车间物料搬运系统中的应用 重点。
参考分析方法。
关键词：物料搬运；ＡＧＶ数量配置；排队论
中图分类号：Ｆ２５３．９
文献标识码：Ａ
Ｐｌａｎｎｉｎｇ ｏｎ ｔｈｅ Ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ Ｖｅｈｉｃｌｅ Ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔ ｆｏｒ Ｂｏｄｙ Ｓｈｏｐ ＡＧＶ Ｍａｔｅｒｉａｌ Ｈａｎｄｌｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ
ＨＵＡＮＧ Ｙｉ—ｊ ｕｎ （Ｓｈａｎｇｈａｉ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ ２００２４０，Ｃｈｉｎａ）
笺２，０，耄筻！．期
２１２业２１２程与管理
』坚墅旦—————一： ！些墅！兰坚堕墼！堡兰！呈！曼竺！些
文章编号：１００７—５４２９（２０１５）０４—０１５６—０７
Ｖ０１．２０ Ｎｏ．４
蔓：运
车身车间ＡＧＶ物料搬运系统小车数量配置规划
黄一钧 （上海交通大学，上海２００２４０）
摘要：随着人力成本的不断高涨以及ＡＧＶ技术的发展与应用，越来越多的汽车制造企业在构
（１）多ＡＧＶ系统可以分布在工作区域内的不 同位置，以提高系统资源利用率，提高物料搬运响应 速度。
（２）通过上位系统的控制，多ＡＧＶ系统可以将 任务分解为不同的子任务，由系统中的不同ＡＧＶ 小车分别执行子任务，同时进行，缩短响应周期，比 如通过串联路径的规划。
（３）将多ＡＧＶ系统内的小车统筹规划调度，有 助于消除或减少路径中的冲突情况，以此减少因避 让等待所产生的浪费。
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ ｃｏｓｔ ｏｆ ｌａｂｏｒ ｆｏｒｃｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ＡＧＶ，ａ ｇｒｅａｔｅｒ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ａｕｔｏ ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｒｓ ｉｓ ｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄ ｔｏ ａｐｐｌｙ ＡＧＶ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｔｏ ｔｈｅ ａｕｔｏｍａｔｉｏｎ ｏｆ ｒａｗ ｍａｔｅｒｉａｌ ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ ｔｏ ｒｅｄｕｃｅ ｃｏｓｔ ａｎｄ ｒａｉｓｅ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｌｅｖｅｌ ｗｈｅｎ ｐｌａｎｎｉｎｇ ｌｏｇｉｓｔｉｃ ｓｙｓｔｅｍｓ．Ｆｒｏｍ ｗｈａｔ ｈａｓ ｂｅｅｎ ａｃｈｉｅｖｅｄ ＳＯ ｆａｒ，ＡＧＶ ｖｅｈｉｃｌｅ ｃｏｓｔ ｈａｓ ａｃｃｏｕｎｔｅｄ ｆｏｒ ７０％ｏｆ ｔｈｅ ｔｏｔａｌ ｃｏｓｔ，ａｎｄ ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ，ｔｈｅ ｐｌａｎｎｉｎｇ ｆｏｒ ｔｈｅ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｖｅｈｉｃｌｅｓ ｈａｓ ｂｅｃｏｍｅ ｏｎｅ ｏｆ ｔｈｅ ｋｅｙ ｉｓｓｕｅｓ ｉｎ ｔｈｅ ｓｕｃｃｅｓｓｆｕｌ ｐｌａｎｎｉｎｇ ａｎｄ ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ ｏｆ ＡＧＶ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｉｎ ａｕｔｏｍａｔｅｄ ｌｏｇｉｓｔｉｃ ｓｖｓｔｅｍｓ．Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅ ｆｏｃｕｓｅｓ ０ｎ ｔｈｅ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｖｅｈｉｃｌｅｓ ｒｅｑｕｉｒｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｂｏｄｙ ｓｈｏｐ ｉｎ ａ ＧＭ ｆａｃｔｏｒｖ，ｈａｓ ｓｔｕｄｉｅｄ ｈｏｗ ｔｈｅ ｐｒｏｊｅｃｔ ｗａｓ ｐｌａｎｎｅｄ ａｎｄ ｈａｓ ｓｅｔ ｕｐ ａ ｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌ ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ ｍｏｄｅｌ ｆｏｒ ｆａｓｔ ａｎｄ ｓｉｍｐｌｉｆｉｅｄ ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎｓ，ａｎｄ ａｎｏｔｈｅｒ ｍｏｄｅｌ ｆｏｒ ｍｉｎｉｍｉｚｉｎｇ ｔｏｔａｌ ｃｏｓｔ ｂａｓｅｄ ｏｎ Ｑｕｅｕｉｎｇ Ｔｈｅｏｒｙ．Ｄｉｓｃｕｓｓｉｏｎｓ ｏｎ ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｏｆ ｔｈｅ ｔｗｏ ｍｏｄｅｌｓ ｗｉｌｌ ｐｒｏｖｉｄｅ ｖａｌｕａｂｌｅ ｉｎｆｏｎｎａｔｉｏｎ ｆｏｒ ｃｏｒＤｏｒａｔｉｏｎｓ ｉｎ ｔｈｅｉｒ ｌａｔｅｒ ｐｒｏｊ ｅｃｔｓ ｗｈｅｎ ｐｌａｎｎｉｎｇ ｔｈｅ ｎｕｍｂｅｒ ｏｆ ｖｅｈｉｃｌｅｓ ｆｏｒ ＡＧＶ ｍａｔｅｒｉａｌ ｈａｎｄｌｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍｓ．
物流系统中所含ＡＧＶ小车的最优数量的问题进行 了探究，总结出如何利用排队论的算法根据物流系 统所满足的性能指标的分析，来确定系统内所含的 ＡＧＶ车的最优数量。简单小结，解析模型可以分 为确定型和随机型两大类别。确定型，在ＡＧＶ系 统规划阶段，通过建立线性规划等模型对车辆规模 进行求解，求解较容易，但建模过程相对实际有所简 化，存在一定偏差；随机型，如排队模型，约束条件与 实际问题相似，但求解较确定性模型困难。
解析方法是将具体问题归纳整理后形成抽象的 数学模型，并通过对模型计算求解获得小车数量配 置需求的一种规划方法。Ｍｕｌｌｅｒ（１９８３）提出了基于 运输时间以及运输频次需求的简单数学公式来计算 数量配置，Ｅｇｂｅｌｕ（１９８７）通过分析指出：路径规划、 ＡＧＶ的装卸点设置、ＡＧＶ的调度策略是影响ＡＧＶ 系统数量配置的三个主要因素，并据此建立了相对 应的计算模型。Ｅｇｂｅｌｕ的模型求解结果较实际情 况偏低，造成偏差的主要（１９８７）基于ＡＧＶ系统的稳定表现状态建立了一个 基于排队论的估算模型，Ｗｙｓｋ等人（１９８７）同样做 了相关排队论模型的研究。Ｔａｌｂｏｔ（２００３）基于系统 服务效率根据排队论建立了ＡＧＶ数量配置模型， 该方法在低交通负荷的情况下，数量计算偏高。 Ａｒｉｆｉｎ和Ｅｇｂｅｌｕ（２０００）运用统计学方法建立回归 模型来计算ＡＧＶ数量，Ｖｉｓ等人（２００１）使用网络图 建立一种整数线性规划模型求解ＡＧＶ数量配置。 国内学者，刘洋、金亚等人（２０１３）根据排队论的数学 模型得出了物流系统性能指标的计算方法，依此对
建生产物流体系时都在考虑运用ＡＧＶ技术实现物料搬运自动化，从而降低企业的生产物流成本，
提高生产物流的技术能级。从已实施的ＡＧＶ自动化物料搬运项目看，ＡＧＶ小车成本占了近７０％
的项目总体采购成本，因此ＡＧＶ系统的小车数量规划问题是成功规划与实施ＡＧＶ自动化物料搬
运项目的关键问题之一。以上海通用汽车Ｘ工厂车身车间ＡＧＶ自动化物料搬运项目中的ＡＧＶ