無人搬運車多車管理技術介紹

摘要：由於自動化運載系統可有效地降低物料搬運的時間，進而縮短製程周期時間與提高設備的使用率，故運載系統乃是工廠導入自動化之關鍵。目前有許多製造大廠皆已導入自動化運載系統以提升其產能。在導入自動化運載系統時，決策者需考慮到許多系統設計相關之議題，如系統中之軌道配置、所需之車數、車輛之控制指派與路徑規劃等問題。另一方面，自動化運載系統乃是一高度複雜系統，其中包含許多的隨機性因素，而不同的決策法則或情境，亦或者決策者所在意之績效指標不只一個時，更會增加此問題的複雜度。如何決定一個適當的車數配置以及適當之車輛指派及路徑規劃方法，使得系統績效指標最佳化並降低作業成本及提升製造產出，便成為有意導入自動運載系統業者必須解決之重要課題。

Abstract: Automated materials handling system (AMHS) is one of the key factors for implementing factory automation. AMHS can effectively reduce the material transportation time and subsequently shorten the process cycle time, and thus, improve the utilization of the equipment. Therefore, many manufacturing firms have introduced AMHS to enhance their production capacity. Decision-makers need to take into consideration the following when introducing AMHS: track placement, the number of vehicles required, control assignment and path planning of the AGV…etc. Complexity will be increased when introducing AMHS into the process because of different performance indicators or conditions, or when there are more than one key performance indicator. Determining an appropriate number of AGV and route planning method to optimize system performance and reduce operating costs while increase production output becomes an important issue when decision-makers introduce AMHS.

關鍵詞：車輛派送、軌道佈置、無人搬運車

Keywords：Dispatching, Track Layout, Automated Guided Vehicle

前言
依據研究指出[1]，製造業物料搬運成本預估占總加工成本20 %到50 %，如果進行有效的設施規劃改善，並選擇一個適當的物料搬運系統，將可以使物料搬運成本降低10 %至30 %。物料搬運系統的設備包括有自動倉儲、天車、台車、無人搬運車、工作站和輸送帶等。在眾多的搬運系統之中，無人搬運車（automated guided vehicle, AGV）為最具彈性特質的物料搬運設備，可隨時配合製程需求進行運輸任務改變，具備彈性製造與即時反應的能力。AGV主要使用電池及馬達驅動提供運作所需動力，非常適合在封閉的生產環境或是潔淨度要求高的無塵室環境運行。

近年來隨著智慧智動化技術、德國工業4.0以及台灣生產力4.0等產業升級推廣，製造業將朝向電腦化、數位化與智能化之發展，目標是為建立具有適應彈性、資源效率與人機共事的智慧工廠（smart factory），其技術基礎是在於智慧整合感控系統（cyber-physical system, CPS）以及互聯互通的網絡（internet of things, IoT）。而工業之轉型也由「工業自動化」朝向更先進之「智慧自動化」，工業自動化中無人搬運車乃是工廠導入自動化關鍵之一，原因在於它可有效地降低物料搬運的時間，進而縮短製程周期時間與提高設備的使用率。無人搬運車系統長久以來已廣泛應用於各種傳統重工業（如汽車製造業）或先進的半導體製程中（如晶圓與面板產業）進行自動化物料搬運作業，結合電腦運算領域以及感測器和致動器裝置的整合控制與網路之互通聯繫，無人搬運車系統已可成為名符其實之「可移動機器人」。可移動機器人可自動輸送物料與設備、判斷最佳路徑，再結合交通管理系統與製造生產執行監控系統（manufacturing execution system, MES）後能掌握所有物料儲存現況及運載間之即時資訊。另一方面，可移動機器人具較佳之作業彈性並可改善單調之人力作業，是未來智慧工廠中不可缺少之元素。圖1為具生產力4.0技術內涵之無人搬運車系統示意圖。