中國報告大廳網訊，在2025年的壓鑄機行業，市場競爭愈發激烈。隨著行業的快速發展，眾多企業紛紛投入到這一領域，試圖搶占更多市場份額。對於中小型壓鑄機企業而言，提高生產效率、降低成本成為了在競爭中脫穎而出的關鍵。而自動導引小車(AGV)在裝配車間的路徑規劃是否合理，直接影響著物料配送效率和生產的穩定性，因此對AGV路徑規劃的研究與優化顯得尤為重要。
《2025-2030年全球及中國壓鑄機行業市場現狀調研及發展前景分析報告》指出，壓鑄機裝配作為中小型壓鑄機製造過程的關鍵環節，涵蓋機架部裝、電氣部裝等6個步驟，物料配送主要依靠 AGV 從暫存區運送至裝配工位。裝配車間內，區域情況複雜，暫存區及工位間可行區域大小不一，單個裝配工位零部件擺放密集。並且，AGV配送的零部件大多體積大、重量重，在密集區域和轉彎處，對AGV行駛穩定性要求極高。
路徑規劃是實現 AGV 自主導航的核心部分，合理的路徑規劃對提升配送效率和安全性意義重大。當前，針對特定環境的路徑規划算法主要分為兩類。一類是基於已知環境模型的全局路徑規划算法，如 A算法、Dijkstra 算法和遺傳算法等;另一類是基於傳感器信息的局部避障算法，包括動態窗口方法(DWA)算法、TEB 算法和人工勢場法等。考慮到 A算法憑藉啟發式評價函數能確保搜索方向與目標一致，可快速實現最短路徑規劃，所以將其作為全局路徑算法。而 DWA 算法綜合考慮 AGV 運動模型與環境因素，更契合實際運行需求，因此被選作局部路徑算法。
A * 算法依據給定的起點和終點信息，通過搜索和評價可行節點來求解最短路徑。在節點搜索過程中，已確定為路徑的節點存儲於 Closed 集合(父節點)，與父節點相鄰且可達的節點(子節點)存於 Open 集合。是當前子節點到終點的成本估計值，成本值最小的子節點會被視為新的父節點。其具體步驟如下：首先初始化 Open 集合和 Closed 集合，將起點添加到 Open 集合;接著獲取起點鄰近可達節點作為子節點加入 Open 集合，並把起點從 Open 集合移至 Closed 集合;選取值最小的點作為新父節點並轉移至 Closed 集合;之後檢查新父節點鄰近節點，按規則處理;重複上述步驟，直到 Open 集合出現目標點或集合為空。
A算法規劃的路徑常存在大量拐點，平滑度低，影響 AGV 平穩運行。經仿真對比，改進後的 A * 算法將路徑從 8.66cm 縮短到 8.3cm，最大轉角從 45° 縮小到 30°。
DWA 算法把滿足約束的速度採樣空間定義為動態窗口，遍歷窗口中的線速度和角速度，結合運動模型推算多條路徑，再用評價函數評分，選取得分最高的路徑作為最優路徑。
在壓鑄機裝配車間，對 AGV 行駛平穩性要求高，而 DWA 算法路徑規劃效果取決於評價函數設定。
以某壓鑄機裝配車間作為 AGV 應用環境，該車間各裝配工位有物料車裝載零部件，由 AGV 從暫存區配送至裝配區。考慮到 AGV 轉彎和避障時路徑平滑度的重要性，採用 SLAM 創建柵格地圖，白色為可通行區域，黑色為不可通行區域，灰色為未知區域。
全局路徑規劃結果顯示，改進後的路徑比優化前更加平滑。局部路徑規劃方面，改進前局部路徑與全局路徑方向不一致，小車易繞行;改進後二者更貼合，轉角幅度更小。從角速度變化曲線來看，改進后角速度集中在 0.00 - 0.25 區間，突變情況減少。在密集環境測試中，將 AGV 小車置於其中，對改進前後算法分別執行 50 次，改進前算法成功率為 30%，改進後提升至 76%。
為應對2025年壓鑄機行業激烈的競爭，中小型壓鑄機企業在提升生產效率方面不斷探索。本文針對壓鑄機裝配車間 AGV 路徑規劃問題，提出基於 A算法和 DWA 算法的優化方案。通過改進 A算法，識別並去除冗餘路徑，增加節點密度、調整轉角大的節點坐標，有效提高了路徑平滑度;改進 DWA 算法的評價函數，引入全局方向成本函數，彌補了 AGV 易繞行的缺陷。實例驗證表明，優化後的路徑規划算法使 AGV 在運輸物料時行駛更平穩，在車間密集區域的成功通過率提高了 46%。不過，該方法仍存在不足，未來還需全面考慮更多影響因素，進一步提升 AGV 在車間環境中的適用性，助力中小型壓鑄機企業在競爭中取得優勢。
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