本书从制造系统组成入手，由制造系统的物料流引出了与制造过程密切相关的生产物流，提出了包含策略级管理控制、系统级调度控制、设备级运动控制、系统级仿真优化的生产物流控制架构，讲述了生产物流计划与控制、物流系统规划设计、连续式物流输送装备、有轨输送车的一般原理，重点研究了自动导引车的技术组成、定位导航、运动控制、调度管控与建模仿真。本书既包含自主导航、智能调度、协同控制等科技前沿理论的分析研究，又包含自动导引车、有轨输送车、链式输送机、辊子输送机、带式输送机等典型物流装备的技术开发，兼有理论研究深度和工程应用价值。 本书既可作为智能制造工程、机器人工程、机械工程、物流工程、工业工程等专业的高等院校学生的教材，又可供从事智能物流系统研究、设计、开发和应用的科技人员参考。

工厂内部的生产制造过程是由生产工艺与生产物流共同组成的，物流系统将整个制造系统的各加工工序有效地衔接起来。与制造系统的发展历程相似，物流系统的发展也经历了机械化、自动化、高柔性自动化和智能化4个阶段。在智能化时期，自动导引车与机器人、有轨车、有轨穿梭车等各种自动化物流输送装备有机结合，并配以自动导引车调度控制系统，与制造执行系统或仓储管理系统等无缝对接，不仅实现了生产物流输送的整体自动化与智能化，还将生产工艺与智能物流高度衔接，促进了整个智能工厂的物流与生产高度融合。 为了适应制造强国战略对智能制造高端技术人才的迫切需求，很多高等工科院校适时开办了智能制造工程专业。其中，智能制造物流系统设计与控制是智能制造工程专业的一门核心课程。当前，有关物流技术装备的教材主要面向物流管理、物流工程、工业工程、交通运输工程等专业，着重研究包含物流基础设施（公路、铁路、水路、管道等）、物流专用设施（物流园区、物流中心、配送中心、仓库等）、物流功能设备（运输、仓储、装卸、搬运、包装、流通加工等）的交通运输物流。然而，与智能制造密切相关的是面向工厂内部制造过程的车间生产物流，目前学术界尚未发现专门针对智能制造研究车间生产物流控制与调度的专业教材。 近十年来，编者主持了与智能制造物流系统设计与控制相关的国家自然科学基金（61105114、61973154）、国防基础科研计划智能制造专项（JCKY2018605CXXX）、江苏省重点研发计划（BE2014137）和中国博士后科学基金（2015M580421）等多项国家级/省部级科研项目。在国家部委的支持和项目组成员的共同努力下，我们在Robotics and Computer Integrated Manufacturing、Mechatronics、Journal of Intelligent ＆ Robotic Systems、IEEE Access、Applied Sciences、International Journal of Advanced Robotic Systems、Mathematical Problems in Engineering，以及《机械工程学报》《仪器仪表学报》《控制与决策》《控制理论与应用》《机器人》《中国机械工程》《计算机集成制造系统》《农业机械学报》《机械科学与技术》等国内外知名刊物发表学术论文50余篇，申请国家发明专利40余件，其中已授权20余件，不少专利技术已实现工程应用与成果转化。由于这些成果都是以分散的形式在学术期刊或专利文件上出现的，不方便查阅和交流，因此有必要将这些项目的研究成果汇集起来，以供智能制造物流系统设计与控制领域的研究者和关注者查阅。 本书从制造系统组成入手，由制造系统的物料流引出了与制造过程密切相关的生产物流，提出了包含策略级管理控制、系统级调度控制、设备级运动控制、系统级仿真优化的生产物流控制架构，讲述了生产物流计划与控制、物流系统规划设计、连续式物流输送装备、有轨输送车的一般原理，重点研究了自动导引车的技术组成、定位导航、运动控制、调度管控与建模仿真。本书既包含自主导航、智能调度、协同控制等科技前沿理论的分析研究，又包含自动导引车、有轨输送车、链式输送机、辊子输送机、带式输送机等典型物流装备的技术开发，兼有理论研究深度和工程应用价值，在一定程度上填补了智能制造物流控制领域的专业教材空白。 本书由武星（南京航空航天大学）、肖海宁（盐城工学院）任主编，楼佩煌（南京航空航天大学）任主审，王龙军（南京航空航天大学）、李苗苗（南京航空航天大学）、冷晟（南京航空航天大学）任副主编。本书共九章，第一章、第三章、第六章由武星编写；第二章由冷晟编写；第四章、第五章由李苗苗、武星编写；第七章由王龙军、武星编写；第八章、第九章由肖海宁、武星编写，全书由武星统稿。本书在编写和出版过程中得到了国内外许多专家、学者，以及参与了项目研究而没有参加本书编写工作的博士研究生和硕士研究生的热情帮助，谨此向各位表示感谢。 本书既可作为智能制造工程、机器人工程、机械工程、物流工程、工业工程等专业的高等院校学生的教材，又可供从事智能物流系统研究、设计、开发和应用的科技人员参考。 由于编者水平有限，书中难免存在不妥及疏漏之处，诚恳地希望各位读者和广大师生不吝赐教和指正，对此表示诚挚的感谢。 编 者

第一章 绪论 1 第一节 制造系统概述 1 第二节 生产物流的概念 8 第三节 生产物流控制 13 第四节 智能制造物流控制 17 第二章 生产物流计划与控制 24 第一节 基本理论 24 第二节 制造资源计划 32 第三节 生产调度排产 48 第三章 物流系统规划设计 56 第一节 工厂布局与物流管理 56 第二节 车间、仓库和设施布局 59 第三节 流水线设计 62 第四节 物流输送系统总体设计 71 第四章 连续式物流输送装备 89 第一节 带式输送机 89 第二节 辊子输送机 100 第三节 链式输送机 109 第五章 有轨输送车 129 第一节 概述 129 第二节 电动单轨车 130 第三节 有轨巷道式堆垛机 138 第四节 有轨穿梭车 153 第六章 自动导引车 158 第一节 概述 158 第二节 系统组成 167 第三节 感知和导引 174 第四节 运动底盘 199 第五节 运动控制 205 第七章 AGV智能导航控制 227 第一节 环境感知 228 第二节 地图表示 236 第三节 定位 240 第四节 路径规划 245 第八章 AGV系统设计与管控 255 第一节 AGV系统概述 255 第二节 AGV路径网络设计 263 第三节 AGV任务调度 279 第四节 AGV路径规划 293 第五节 AGV交通管控 294 第九章 系统仿真与优化 308 第一节 系统仿真基本原理 308 第二节 生产物流系统典型事件分析 312 第三节 Plant Simulation仿真软件 318 第四节 生产物流系统建模与仿真实例 326 参考文献 337

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