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无人叉车挑战汽车汽配6大应用难点

时间：2022-07-22 来源：移动机器人产业联盟

【本文为新战略移动机器人产业研究所原创 转载请注明出处】

      根据中国移动机器人（AGV/AMR）产业联盟数据，新战略移动机器人产业研究所统计，2021年工业移动机器人主要市场占比中，汽车汽配行业占比为14.40%，仍然是移动机器人移动的主要市场。作为近几年最受关注的移动机器人细分品类之一，无人叉车近年来在汽车汽配行业产线与仓储的应用逐渐增多。以下盘点了未来机器人的6大经典落地案例，看未来机器人如何突破场景难点，充分运用无人叉车的技术优势赋能企业。

难点一： 密集型仓储、突破举升9.4米

      为了提高存储密度，有些仓库采取密集存放的方案，这导致移动机器人行驶路径狭窄，同时还涉及到高位存储。

      未来机器人为华东某汽车零部件著名生产厂商提供了智能化解决方案。

      为提高车间运作效益，提高搬运效率降本增效，该企业联手未来机器人，针对产线到产线和原料仓到产线的2个关键物流环节，部署了未来机器人前移式无人叉车和机器人管理系统。此项目的难点在于极限通道宽度内高达8.5米的5层货架出入库，该场景对于无人叉车的感知能力、精细控制和安全防护能力是较大的挑战。

      未来机器人采用前移式无人叉车，最大举升为9.4米，叉臂根部安装了感知模块，可以对横梁状况、库位占用情况进行安全检测，为后续入库作业提供信息输入，克服高位库视野盲区大的痛点难点。同时，针对货架老化变形、货物存放位姿、货物入叉位置等无人仓储中影响安全作业的关键因素，未来机器人前移式无人叉车所具备了自适应模块，可以很好地满足多次重复精准叉取需求，克服了“货物多SKU、中心不一”等困难，提高作业的安全系数。

难点二：全域智能管理、外设备自动对接

      全域智能管理与自动对接外设备的难点主要在于，要求AGV本体企业的车体调度系统与中央控制系统有较高柔性，可以适配多种设备的不同软件并进行集成。

      未来机器人已有相关全域智能规划方案落地，系与华东某汽车零部件著名生产厂商（与难点一同）联手打造。

      此次项目的场景中涵盖多个自动化设备，基地内车间之间有常闭的卷闸门作为间隔，每当货物通过时都需要人工通知管理员开门，一旦人工响应不及时，很容易因为人为原因造成货物堵塞，严重时甚至影响生产效率。

      未来机器人将机器人管理系统直接对接卷闸门控制系统，使得无人叉车行驶到卷闸门附近时，系统提前发出指令到卷闸门，避免了人工通知管理员开门带来的延迟和堵塞，进一步提高生产效率。项目实施后，仓库到车间、车间与车间之间的物流得到了无人化升级。由于无人叉车和智能管理系统的引入，实现了7*24小时不间断物流作业，大大的提升了供应链效率和灵活性。同时，因为新技术的引用，出入库准确率和作业安全性也得到了提高。

难点三：窄通道、0.1米转弯半径

      很多工厂车间的现场通道空间非常有限，转弯半径过大会严重影响搬运的效率。让平衡重无人叉车应用在窄通道场景中，行驶通道同时对行驶与转弯半径做出限制，将对车体的感知和定位精度和控制能力提出极高的要求。

      未来机器人通过导入VNP15平衡重无人叉车，为华北某汽配零件企业打造了平衡重叉车的窄通道场景应用案例。

      项目实施难点在于客户现场仓储空间有限，项目现场货架通道区域仅足够一般的无人叉车运行，但通道宽度窄于平衡重无人叉车标准转弯半径。

      未来机器人通过打磨产品高柔性核心能力，将转弯半径由原先的0.3m缩减到0.1m，同时提高无人叉车感知和定位精度和控制能力，成功实现0.1米转弯内半径，让平衡重无人叉车也能完成窄通道内货物存取。

难点四：载具种类多样标准载具和非标载具混场

      汽车零部件种类多达数千种，工艺生产流程繁杂，各个车间生产节奏不同，为汽车汽配行业实现柔性化的生产带来更多挑战。而汽配零部件种类繁多、形态各异，专属非标载具多，库位管理混乱，不同载具的叉取方式与堆叠方式不尽相同，则要求无人叉车的叉取放置精度高，同时需要配备多传感器。

      未来机器人为某华南地区上市车企打造了多种载具混场的解决方案。

      通过采用视觉+激光多种混合传感器，未来机器人的无人叉车根据扫描提取的信息数据判断相应的载具类别，再通过自适应调整货叉叉臂，提升末端操作精度与准确性，精准叉取载具。

难点五：国内首例项目应用、六层以上料框精准堆叠

      在仓储笼六层堆叠中，要让仓储笼支架与下层精准对接，其叉取精度需要精确到毫米级。

      未来机器人助力某国内车企制造基地打造智能物流模块单元。

      该企业制造基地占地面积约2000亩，车间生产根据业务波动要求24小时作业，工作时间长、劳动强度大，人员运维成本水涨船高，且为了提升仓储效率，基地内采用仓储笼多层堆叠方式，传统模式中纯人工搬运堆叠效率低，安全风险大，仓储笼四根支柱脚墩是人工插入支撑，存在支柱不稳定，高低不平整的现象，对无人叉车进行堆叠作业时的末端感知控制精度要求极高；同时，因零配件种类繁多，车企货物信息与物流信息在各个数据系统中难以及时同步，信息不对称，货物追溯难。

      为有效解决客户痛点难点，未来机器人根据客户需求实现生产车间物料自动化搬运，在车间交接区、存储区、待发区之间转运，及完成2到6层物料堆垛。未来机器人通过配置2台VNP15平衡重堆高式无人叉车，实现24小时作业。

      未来机器人VNP15平衡重无人叉车拥有高精度视觉伺服控制技术，结合图像识别计算，对仓储笼支柱特征进行信息提取、位姿计算，进而精准叉取，降低人工堆垛带来的安全风险和货损率；针对仓储笼支柱高度不一的情形，无人叉车自动开启高度自适应，通过一边抬升货叉一边检测插孔上方横梁位置的方式，输出检测数据，从而对无人叉车的动作进行控制调整，完成六层精准堆叠。

      当有入库需求时，只需要给无人叉车下达作业指令，无人叉车收到指令后，将交接区两托一叠的物料运至存储区，堆叠至6托一叠，并同步更新 WMS库位状态；出库则是WMS下达出库任务，无人叉车通过中控调度系统接受任务，将存储区的6托一叠货物，拆分成2托一叠，运送至待发区，并更新库位空满状态。通过智能化物流模块单元新升级，六层仓储笼精准堆叠提升了3倍仓储空间利用率，有效降低人工运维成本，解决了招工难题；中控调度系统与客户项目系统的对接，货物信息、库位状态、物流信息实时同步更新，让货物的入库出库更智能，管理更便捷，提升车间物流生产效率。

难点六：轮胎产线旧仓改造、跨楼层规划

      多层联动配合需要调度软件的高度柔性，前期方案规划工作量大，实施起来也具备一定难度。

      2021年，未来机器人与世界前十、中国制造业500强的轮胎制造企业达成合作，为该企业某物流仓库提供旧仓改造、自动化升级的服务，旨在全面提升仓库的库容和物流效率。

      在此项目中，难点主要在：①跨楼层规划。每层存储区438*95m，面积较大，客户库容要求高，前期重新规划库位工作量大，且多层联动配合，要求自动对接货梯；②系统对接柔性高。对接既有WMS系统，承接大量SKU的入库和出库任务，并对接产线机械臂和月台装车人工终端；③精度要求高。单料架货物重量大（856kg），料架插孔开口小、孔距不一，4个内扣型底座开口小，要求自适应叉取并完成超过6层堆叠，作业精度要求高；效率要求高。出入库节拍快，每天入库11万个轮胎，出库12~20万个轮胎。

      客户现场有两个40000平米的存储区，两个存储区均含多个楼层，客户要求将入库区的轮胎料架通过无人叉车自动转运至仓库内部并进行堆叠存储，最高堆叠达6层；每个料架内仅存放同一SKU同一批次的轮胎。共计约1600种SKU，按照先进先出的原则，根据订单需求出库至出库区；以及空料架在库内周转搬运等流程。

      综合考量了项目规模与客户预期，未来机器人为此次旧仓改造项目解决方案部署了多种类型合计69辆无人叉车作为硬件支撑，同时配套了库位管理系统、无人叉车中控系统等软件集成，让无人叉车具备自动识别叉取位和自适应车身调整能力；采用任务串形式下发指令，实现了大库位仓储场景AGV无人叉车的多层联动配合，无人叉车中控系统的高计算力、多系统对接数以及兼容性让AGV得以自动对接货梯、产线机械臂和月台装车人工终端，满足了客户生产节拍需求，革新了整个供应链管理流程，减轻了人工工作强度。

      旧仓改造后，两个存储区合计存储量将达到200万+个轮胎，增加了1.5倍库容。7*24小时作业，高强度作业环节实现“人工替代”，降低生产成本的同时提高了工作效率，完美承接了客户需求的出入库节拍，实现出入库环节的全自动、科学化管理。

      结语：汽车制造厂的物流体系复杂，物流体量巨大，根据服务的目标不同，分为整车物流和零部件物流，其中零部件物流又可以细分为更多种类领域。实现汽车制造工厂的智能化规划需要从多方面逐步推进，不断完善。未来机器人凭借着独特的技术路线和优秀的物流无人化方案，在汽车汽配行业取得快速增长。 
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