作為工程機(jī)械行業(yè)領(lǐng)先制造商的某集團(tuán)企業(yè)，致力于在微型挖掘機(jī)制造工廠打造“無人化、智能化”的物流場景。為此，國自機(jī)器人深入分析和優(yōu)化物流布局，雙方攜手打造工程機(jī)械行業(yè)微型挖掘機(jī)產(chǎn)線AGV柔性物流系統(tǒng)。
隨著“一帶一路”以及新基建政策的持續(xù)推進(jìn)，我國工程機(jī)械行業(yè)取得高速發(fā)展，挖掘機(jī)市場需求不斷攀升。根據(jù)中國工程機(jī)械工業(yè)協(xié)會發(fā)布的2022年1月統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示，2021年1～12月共銷售挖掘機(jī)34.28萬臺，同比增長1.52萬臺，增幅為4.63%。其中，國內(nèi)銷售27.44萬臺;出口6.84萬臺，同比增長97%?？梢灶A(yù)見以挖掘機(jī)為代表的工程機(jī)械行業(yè)將迎來一輪新的增長。某集團(tuán)企業(yè)是工程機(jī)械行業(yè)全球頭部制造商之一，業(yè)務(wù)覆蓋150多個國家和地區(qū)，各型挖機(jī)系列裝備是其拳頭產(chǎn)品。其中，微型挖掘機(jī)制造工廠深度融合信息技術(shù)與制造工藝，具有信息深度自感知、智慧優(yōu)化自決策、精準(zhǔn)控制自執(zhí)行等智能制造工功能，是工程機(jī)械行業(yè)少人化、數(shù)字化、智能化的標(biāo)桿“燈塔工廠”。該工廠原本依靠人工吊裝、叉車轉(zhuǎn)運等傳統(tǒng)生產(chǎn)模式，制約了物料運轉(zhuǎn)效率的提升，對企業(yè)產(chǎn)能的快速提升也形成掣肘。而新冠疫情帶來的人員不確定性，進(jìn)一步造成用工緊張，企業(yè)的實際開工率受到較大影響。原有以人力為主的料件物流周轉(zhuǎn)模式，成為企業(yè)制造產(chǎn)能提升的瓶頸，面對交期緊急的優(yōu)質(zhì)訂單，企業(yè)卻是“心有余而力不足”，從而錯失掉一部分市場。面對迅猛增長的市場需求，以及疫情帶來的用工不確定性，該集團(tuán)企業(yè)在2021年初提出，在生產(chǎn)制造的物流場景運用先進(jìn)裝備打造“無人化、智能化”，實現(xiàn)“提質(zhì)增效”，提升產(chǎn)能及智能化程度，并進(jìn)一步打造“燈塔工廠”的遠(yuǎn)景目標(biāo)。
料框搬運
項目概況
2019～2020年，國自機(jī)器人已成功為該集團(tuán)下屬的大型挖掘機(jī)、中型挖掘機(jī)、小型挖掘機(jī)等多個制造車間進(jìn)行物流智能化升級，2021年該集團(tuán)再次攜手國自機(jī)器人，對其微型挖掘機(jī)制造車間進(jìn)行升級改造。
針對用戶已有的結(jié)構(gòu)件與總裝車間生產(chǎn)工藝，國自機(jī)器人深入分析和優(yōu)化物流布局，為其量身定制AGV柔性物流解決方案，僅用121臺AGV即實現(xiàn)了微型挖掘機(jī)設(shè)備的柔性裝配產(chǎn)線，以及結(jié)構(gòu)件車間與總裝車間的柔性物流轉(zhuǎn)運，雙方攜手共同打造工程機(jī)械行業(yè)微型挖掘機(jī)產(chǎn)線AGV柔性物流系統(tǒng)。
在微型挖掘機(jī)制造車間，目前有121臺各型號AGV穩(wěn)定運行，通過國自REX調(diào)度系統(tǒng)，按照生產(chǎn)指令有序協(xié)作、共同完成生產(chǎn)物料的轉(zhuǎn)運任務(wù)。在柔性裝配線上，通過AGV拉動挖掘機(jī)的上下車身運至各工位進(jìn)行裝配，而線邊的物料則通過各種類型的AGV按時按需搬運到指定位置。
以數(shù)據(jù)驅(qū)動算法，實現(xiàn)智能化排產(chǎn)，AGV柔性物流系統(tǒng)幫助該集團(tuán)企業(yè)實現(xiàn)81.89%的自動化下料，整體制造周期縮短54.55%，通過數(shù)字孿生、物流仿真、在線測量等應(yīng)用，實現(xiàn)生產(chǎn)實時數(shù)據(jù)采集，助力其達(dá)到全新高效經(jīng)營模式，凝聚智造核心競爭力。
小件物料AGV等待區(qū)
AGV柔性物流系統(tǒng)介紹
國自機(jī)器人對挖機(jī)制造場景的物流調(diào)配，擁有豐富經(jīng)驗，已成功為不同客戶提供了大型、中型和小型挖掘機(jī)的產(chǎn)線及裝配線物流解決方案。該項目中的AGV采用激光SLAM導(dǎo)航技術(shù)，針對車間各通道、設(shè)備的位置與布局，構(gòu)建完整電子地圖，AGV可對比電子地圖與周圍實際環(huán)境，自動識別實時位置;通過REX調(diào)度算法，AGV之間彼此分工協(xié)作，分配任務(wù)點位周圍的AGV，按照最優(yōu)路徑去完成搬運任務(wù)。在任務(wù)空閑時，AGV自動前往充電樁進(jìn)行自動補(bǔ)電，充滿電后前往休息位待命，整個任務(wù)的下發(fā)、執(zhí)行過程，已完全實現(xiàn)后臺自動調(diào)度。
全流程任務(wù)數(shù)據(jù)通過開放接口實時匯總至客戶上層管理系統(tǒng)，從車間管理人員到企業(yè)高管均只需登錄后臺管理軟件，即可實時查看車間當(dāng)前生產(chǎn)任務(wù)數(shù)據(jù)，了解生產(chǎn)計劃的執(zhí)行與達(dá)成情況，進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整。
國自機(jī)器人提供的微型挖掘機(jī)產(chǎn)線AGV柔性物流系統(tǒng)，上層架構(gòu)先進(jìn)、中層接口豐富、底層應(yīng)用可靠，切實解決了微挖結(jié)構(gòu)件、總裝車間的物流管理痛點。
主線柔性裝配場景
1.上車線AGV運作流程
線體包含多個工位，主要組裝微型挖掘機(jī)上車體(上車最大重量3噸);AGV可以在系統(tǒng)控制下實現(xiàn)從起始工位到末尾工位的自動同步運行，AGV在起始上線工位，通過空中EMS將上車體轉(zhuǎn)移至AGV上，在末尾工位通過空中EMS將組裝好上車體調(diào)走;整個流程也可以采用手動運行，工位向下一工位移動前需進(jìn)行雙向安全確認(rèn)。
微型挖掘機(jī)上車身AGV裝配線
2.下車線AGV運作流程
線體包含多個工位，主要組裝微型挖掘機(jī)下車架(下車最大重量3噸)。AGV在系統(tǒng)控制下可以實現(xiàn)從起始工位到末尾工位的自動同步運行，AGV在起始上線工位，通過空中EMS將下車架轉(zhuǎn)移至AGV上，在末尾工位通過空中EMS將組裝好下車架調(diào)走;整個流程也可以采用手動運行，工位向下一工位移動前需進(jìn)行雙向安全確認(rèn)，AGV具備升降功能。
微型挖掘機(jī)下車身AGV裝配線
車間物流搬運流轉(zhuǎn)
1.物料流轉(zhuǎn)可分為成型、焊裝、涂裝三大功能區(qū)之間轉(zhuǎn)運，以及同一功能區(qū)之間的流轉(zhuǎn)，比如校平、坡口、折彎等工序的銜接。
2.加工完的物料，由AGV按照下道工藝要求的數(shù)量，自動轉(zhuǎn)運至下道工序。
3.上道工藝富余的物料，AGV則會自動歸置于暫存區(qū)緩存;等下道工序發(fā)出需求后，再去選取轉(zhuǎn)運。
技術(shù)難點與創(chuàng)新點
隨著柔性制造的需求越來越迫切，一條生產(chǎn)線往往需要生產(chǎn)多種不同的車型，隨著鋼材漲價，傳統(tǒng)的板鏈及RGV生產(chǎn)模式不僅成本較高，需要對地面進(jìn)行破壞性改造，不僅影響美觀，而且無法滿足柔性裝配的要求。而柔性的AGV物流系統(tǒng)可根據(jù)生產(chǎn)訂單便捷的增減工位，完美解決這些問題。在生產(chǎn)過程中，若單臺車出現(xiàn)器件缺失，也可將后續(xù)訂單前提，不會造成生產(chǎn)停線，有效提升裝配效率，工程機(jī)械裝配車間采用AGV來進(jìn)行設(shè)備的裝配將是大勢所趨。
微型挖掘機(jī)制造車間的物流轉(zhuǎn)運，呈現(xiàn)“物料繁、流程雜，路線多”的特點。
小件物料AGV配送
物料繁
由于行業(yè)特點，生產(chǎn)的物料批次較多，一個工廠的物料有上萬種，分為大中小不同種類，大件的長度有近10m，需要用不同種類的設(shè)備進(jìn)行搬運。
國自針對物料的尺寸重量及外形特點，采用與物料規(guī)格相匹配的AGV及工裝托盤，通過受力仿真驗證，最大化地減少、統(tǒng)一工裝托盤類型，減少企業(yè)不必要的支出。針對結(jié)構(gòu)件車間線邊存儲區(qū)域局促情況，使用叉車AGV，單次可叉取四層貨架，充分利用有限的地堆區(qū)域完成多層貨架存儲，實現(xiàn)線邊緩存容量最大化，確保存儲區(qū)每天物料供應(yīng)量，并實現(xiàn)一定冗余。
流程雜
現(xiàn)場的物料需要經(jīng)過成型、焊接、涂裝等多個工藝環(huán)節(jié)，這些物料需要頻繁搬運，導(dǎo)致搬運任務(wù)多，同時上位系統(tǒng)會直接下發(fā)搬運任務(wù)，系統(tǒng)需要識別后，根據(jù)優(yōu)先級進(jìn)行排序。
在焊接區(qū)域，改變以往板鏈線或RGV這種呆板的轉(zhuǎn)運方式，采用17臺2T AGV，可根據(jù)調(diào)度任務(wù)的指示，隨時更改每臺車的任務(wù)順序，靈活完成全部轉(zhuǎn)運任務(wù)，實現(xiàn)柔性生產(chǎn);車間現(xiàn)場地面無需開槽、鋪設(shè)軌道等地面施工，提升了現(xiàn)場6S生產(chǎn)管理水平。
線路多
整廠包括結(jié)構(gòu)件車間和總裝車間，涉及工藝環(huán)節(jié)較多，因此而產(chǎn)生的搬運路線也較多，人工搬運容易導(dǎo)致路線擁堵，降低搬運效率。通過國自自主研發(fā)的AGV紅綠燈交管系統(tǒng)，可有機(jī)分配調(diào)度任務(wù)，使現(xiàn)場的121臺AGV根據(jù)各自路徑的遠(yuǎn)近、任務(wù)空閑程度，分工協(xié)作有序完成調(diào)度任務(wù)。
AGV還可實時采集任務(wù)完成度、差錯率、任務(wù)耗時與調(diào)度效率等生產(chǎn)數(shù)據(jù)，并上傳反饋至上層WMS系統(tǒng)，通過“數(shù)字孿生”、“物流仿真”等手段，輸出至現(xiàn)場大屏，實現(xiàn)可視化操作管理;借助國自REX調(diào)度系統(tǒng)，驅(qū)動AGV任務(wù)優(yōu)化算法，助力用戶智能化調(diào)整排產(chǎn)，提升效率、縮短制造周期。
中件物料搬運
項目效果與改善提升
微型挖掘機(jī)AGV柔性物流系統(tǒng)投運后，用戶只需調(diào)整當(dāng)天整車臺套數(shù)，系統(tǒng)即可自動排產(chǎn)當(dāng)天物料，并生成當(dāng)天的AGV流轉(zhuǎn)任務(wù)來進(jìn)行物料運輸管理、按照生產(chǎn)節(jié)拍配貨、智能定位存放等，從而大幅降低無效周轉(zhuǎn)，提高生產(chǎn)效率;同時，所有過程信息流均實時傳輸?shù)缴衔粰C(jī)，后臺進(jìn)行自動匹配糾錯，降低物料差錯率。
1.提高生產(chǎn)效率：因全線實現(xiàn)智能化調(diào)度，提高了生產(chǎn)節(jié)拍，車間生產(chǎn)效率提高30%以上。
2.減少資金積壓：由于物流規(guī)劃合理，改變原來臃腫的備料方式，降低原材料庫存、周轉(zhuǎn)材料、成品庫存。
3.產(chǎn)能的提升帶動經(jīng)濟(jì)效益：柔性AGV轉(zhuǎn)運系統(tǒng)切實提升了用戶的產(chǎn)能，并且隨著對系統(tǒng)的使用逐漸熟練，現(xiàn)場呈現(xiàn)的功能效果也會越來越好，減員增效，減少內(nèi)耗，可大幅提升企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益。
截至目前，該集團(tuán)企業(yè)已經(jīng)在歐、美、南亞等幾個國家實現(xiàn)了本地化試產(chǎn)，2022年開始，將與國自機(jī)器人攜手把AGV柔性轉(zhuǎn)運系統(tǒng)逐步應(yīng)用到海外制造基地，將在降低庫存、提高生產(chǎn)效率與周轉(zhuǎn)率、降低人工成本、職業(yè)安全管理等方面大幅提升制造水平，打造智慧工廠。
托盤物料配送AGV
2019～2021年是國內(nèi)工程機(jī)械高速發(fā)展階段，國自機(jī)器人在這一領(lǐng)域的表現(xiàn)十分搶眼，目前已經(jīng)承接了近百個項目。國自的重載系列機(jī)器人為國內(nèi)外多個“燈塔工廠”實現(xiàn)了無人化智能產(chǎn)線。重載系列機(jī)器人及其柔性解決方案應(yīng)用場景不僅適用于工程機(jī)械，在農(nóng)業(yè)機(jī)械、礦山機(jī)械、高空機(jī)械、海洋機(jī)械、風(fēng)電設(shè)備、商用汽車制造等行業(yè)都有廣泛的應(yīng)用場景，進(jìn)一步助力重型制造行業(yè)實現(xiàn)快速發(fā)展。
（轉(zhuǎn)載）
