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  • 機器人技術

    移動機器人解決方案在汽車零部件廠內物流中的應用

    轉載 :  zaoche168.com   2022年09月30日
            近年來,隨著工業4.0的開展以及消費者對于汽車的個性化需求不斷增加,汽車行業競爭加劇,利潤收窄,汽車廠商對于降本增效的訴求迫在眉睫,汽車制造成為自動化程度最高的行業之一。加之疫情下汽車行業需要平衡防疫和穩產高產,廠內物流各環節的無人化(少人化)、智能化,既是最優解,也迫在眉睫,移動機器人解決方案在汽車零部件物流領域的應用價值得到凸顯。

    一、汽車零部件廠內物流自動化解決方案
            汽車零部件物流包括入廠物流和廠內物流,前者指供應商將物料運輸到倉庫的過程,后者則是將倉庫內物料送至線邊的流動過程,通常涵蓋進廠卸貨、收貨入庫、存儲、備料、配送、線邊管理等環節。相較之下,廠內物流的難度和復雜度更大,通常一個汽車總裝車間大概有幾千種零部件。
            汽車零部件廠內物流采用面向生產線的多種物料拉動方式、精確的庫存管理,滿足未來柔性化、大規模定制生產的物流需求;供應鏈方向為客戶-工廠-供應商-工廠-客戶的模式,由需求驅動生產,生產拉動原材料;實物的流通伴隨著信息的傳遞,從客戶到供應商涵蓋包括了SAP(ERP)、 MES、 LES、WMS、DAS、TMS等信息系統,保證了物流網絡可視化,物料質量可追溯,賬實一致。目前主要環節常用的自動化解決方案如下:


    某日資汽車零配件倉圖1

    1.卸貨環節
            第一種是叉車,這也是目前應用較為普遍的設備;第二種是自動卸貨系統,即在卡車內設有一個軌道鏈,在工廠卸貨口同樣設有一個軌道鏈,兩個軌道鏈一對接,卡車里面的貨物就可以直接卸到工廠里面;第三種是無人叉車卸貨,目前它只適合于包裝完全統一,堆碼高度也完全統一的作業場景。
    2.存儲環節
            應用在存儲環節的自動化解決方案主要分為兩大類:一類是針對小件物料,主要采用料箱式機器人系統,配合立體庫存儲;另一類是針對大件物料,一般用潛伏式機器人直接入庫,配合地面平鋪的存儲形式。
    3.分揀環節
            分揀環節主要有三種自動化解決方案:第一種是最為常用的“貨到人”揀選解決方案;第二種是復合式機器人揀選;第三種是針對特別大的零部件,比如汽車前風擋玻璃、后風擋玻璃、天窗、蓄電池等零部件,由于這些零部件特別重,人工排序比較耗時耗力,部分工廠會用機械臂等設備做排序。
    4.配送環節
            分揀備料之后是配送環節。在配送環節,比較大的物料,汽車工廠可以采用潛伏式機器人完成線邊配送;針對部分特大件物料,如座椅、保險杠等,通常會通過自動輸送鏈直接輸送到線邊;工序間一些物料的轉運,可以通過在潛伏式機器人上面安裝載具或者對接設備來實現。


    某日資汽車零配件倉圖2

    二、機器人解決方案主要應用場景與作業流程
            不難看出,從卸貨、收貨、存儲到備料、配送,包括生產線,移動機器人在汽車行業里面都是有大量的應用。移動機器人解決方案具體應用場景及主要作業流程如下。


    長安民生倉庫內的移動機器人解決方案圖1

    1.倉庫內零部件分揀
            通常用到的是“貨到人智能揀選”整體解決方案。其作業流程為:根據產線的生產情況,生成物流倉庫內的拉動任務,拉動系統任務給到移動機器人系統之后,機器人將對應的零部件搬到揀選工作站,人工再根據整個系統的提示進行揀選。揀選又分為整箱揀選及拆零揀選兩種方式。
    2.產線搬運
            產線搬運也分幾種類型。一種是分揀好的零部件通過移動機器人由線邊倉或者暫存區搬運到產線具體的工位。還有一類比如排序件、JIS件或者大件,這些也是由機器人從線邊倉搬運至產線工位。
            因此,移動機器人在汽車零部件廠內物流中的應用主要包括兩種解決方案:貨到人解決方案和智能搬運解決方案。其整體的作業流程及主要功能為:
            入庫環節,員工進行分揀完成后,呼叫移動機器人將空貨架移出到入庫工位,人工把對應的物料放上去之后進行入庫確認,機器人就會把這部分物料按照出庫時效性要求,以及相關的熱度要求在庫內進行轉運到合適的位置,該位置由WMS進行控制。當處于非作業狀態下,客戶會下發一些理庫任務或者盤點任務,機器人就會把盤點、理貨需求對應的物料搬運到相應的工作站,然后由人工進行相關作業。此外,還具備熱度移位功能,即還沒有相關任務下發時,已經有一些預判式的訂單進入后臺,這時候后臺就會進行熱度移位處理,也會自主生成一些任務訂單,要求機器人之間互相進行貨架的調換,把下一批次或者明天、后天要出庫的物料放到前置小倉,方便人工快速揀選。
            出庫環節,由出庫訂單直接下發到工作站,人工確認開始揀選后,由機器人將相關的物料搬運到需求的工作站,由人工確認物料揀出之后,會把這個貨架直接退回。


    長安民生倉庫內的移動機器人解決方案圖2

    三、機器人解決方案應用案例及價值
            某中德合資汽車廠倉庫面積3000平方米,存儲容量18000種,要求倉庫必須具備非常高的空間利用率。此外,維修物料的分揀量具有隨機性且不可預測,而且設備一旦出現故障停產會造成巨大的損失,因此維修物流需要快速分揀并送至線邊,這對分揀時效性提出了很高的要求。


    某中德合資汽車廠的非生產性物料倉圖1

            在項目實施前,該倉庫已經具備很高的自動化和信息化水平,統一使用SAP iPro系統實現對內部物流的全流程覆蓋,在此基礎上進行功能的提升和擴展,本身也是不小的挑戰。
            為此,快倉智能將多年來對汽車行業客戶需求的深刻把握融入到方案整體設計中,定制開發WCS系統,輔助SAP iPro系統實現物料的批次管理、先進先出、掃碼移庫、快速查詢、有效期管理等。
            WCS系統采用“貨到人”的設計方案,以快倉智能第三代玄武M100為硬件主體,實現一站式作業,快速完成貨物出庫、入庫的核對、揀選工作,提高工作效率;方案采用的圖形化操作界面,可降低操作人員使用難度,提高物料存取準確率,保障庫房物料的賬實準確。


    某中德合資汽車廠的非生產性物料倉圖2

            該倉庫的貨架采用柔性化設計,無需地面固定并可以快速部署。存放小型零配件的輕型貨架采用多層貨架的設計,層高及每一層的貨格分配都可以結合客戶需求靈活調節,提升了貨架利用率。放置大型零配件的重型貨架采用分體式設計,由貨架疊盤機進行堆疊碼放,提高倉庫單位面積存儲量。
            考慮到倉庫結構狹長,部署緊湊的特點,快倉智能將柔性化理念同樣融入到工作站設計中。倉庫內三個工作站在滿足入庫、出庫、盤點需求的同時,可以根據產線的突發任務進行靈活切換,提升整體運行效率。
            自投入運營以來,該倉庫的庫存投資比降低30%,庫存周轉率提升25%,空間利用率提升30%,成為該品牌在汽車智能倉庫領域的又一個新標桿。

    四、汽車行業移動機器人產品升級趨勢及快倉優勢
            作為衡量一個國家消費趨勢和制造業水平的風向標,汽車工業是最早引入移動機器人的行業之一,而2019年汽車零部件廠內物流領域才真正有樣板項目落地,行業實現大規模應用還有很長的距離。
            未來的汽車智能工廠,將從制造為中心,轉向服務型供應鏈為中心,工業互聯、感知技術、大數據分析將會在供應鏈上下游大范圍推廣應用。汽車行業對穩定性和安全性的超高標準,考驗著移動機器人廠商在調度效率、單機可靠性等各個方面的“看家功底”。汽車零配件物流需求場景復雜,技術難度較大,也對機器人解決方案的穩定性、準確率提出更高的要求。移動機器人要同時滿足工藝、包裝、上線方式、運行環境、生產節拍、信息系統等方面的嚴苛要求,這意味移動機器人必須是集產品線完整性、適配性、系統調度及運行邏輯能力、安全性、穩定性、廠商系統集成能力于一身的“六邊形戰士”。在這方面,快倉智能也有一些自己的經驗和感悟供行業借鑒交流。
            硬件方面,快倉智能根據客戶的現場問題和需求,提供包括玄武、霸下等一系列產品,滿足汽車行業的要求。
            軟件方面,快倉智能可以根據汽車行業特點進行行業級定制,形成一套從容應對業務場景需求的系統,特別是針對客戶項目中已安裝的第三方平臺,快倉智能會進行優化甚至重構以推進項目落地。
            此外,項目落地過程中行業經驗積累更是不可或缺的要因,行業know-how能力并不能在實驗室或研發工位上憑“靈光一現”而獲得,而是需要在實際場景中不斷摸索、長期沉淀而來。憑借創新性產品與行業know-how能力,快倉智能面向汽車零配件形成了產線搬運、產前倉貨到人(RDC/LOC)、售后倉/貿易倉貨到人等多種解決方案。

    標簽:移動機器人 我要反饋 
    品牌導航
    機械行業數字化
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