【機(jī)床商務(wù)網(wǎng)欄目 科技動(dòng)態(tài)】客戶從來無需為零件在車間內(nèi)的運(yùn)輸付費(fèi)。但假如不移動(dòng)零件，那么那些創(chuàng)造價(jià)值的工序——切割、折彎、焊接、涂裝——就都不可能實(shí)現(xiàn)了。沒有內(nèi)場(chǎng)運(yùn)輸，什么后續(xù)作業(yè)都不會(huì)發(fā)生。更糟糕的是，不當(dāng)?shù)牟牧咸幚矸椒〞?huì)增加不可預(yù)測(cè)性，這就需要在流程之間設(shè)置更大的在制品(WIP)緩沖區(qū)。然而，WIP緩沖區(qū)越大，交貨時(shí)間就越長(zhǎng)，制造商的競(jìng)爭(zhēng)力就越低。這個(gè)惡性循環(huán)需要打破。
 

　　80-20規(guī)則
 

　　根據(jù)LogisticsIQ研究報(bào)告，到2026年，全球AGV和AMR市場(chǎng)預(yù)計(jì)將達(dá)到140億美元，將有270多家供應(yīng)商服務(wù)于制造和物流領(lǐng)域。其中AMR勢(shì)頭特別強(qiáng)勁，2020年至2026年期間年增長(zhǎng)率約為45%。
 

　　與自動(dòng)化領(lǐng)域一樣，AGV和AMR技術(shù)還在不斷發(fā)展中。例如，AGV也開始擁有與機(jī)器交互的性能了。德國(guó)AGV供應(yīng)商永恒力(Jungheinrich)公司與德馬吉森精機(jī)(DMG MORI)公司就AGV系統(tǒng)建立了合作伙伴關(guān)系。該系統(tǒng)能夠裝載零件，實(shí)現(xiàn)技術(shù)交互，還能簡(jiǎn)化機(jī)加工車間的工序。
 

　　自動(dòng)化車輛制造商需要與機(jī)械制造商達(dá)成協(xié)議。例如，永恒力公司與通快公司建立了合作伙伴關(guān)系，但后者也同時(shí)擁有能與各種MES及生產(chǎn)控制系統(tǒng)通信的中間軟件。“現(xiàn)在，自動(dòng)駕駛車輛供應(yīng)商需要遵循客戶的要求，而不是反過來。”MCJ供應(yīng)鏈解決方案公司總裁Kai BeckhausBeckhaus說，該公司是三菱Logisnext Americas公司和永恒力公司的合資企業(yè)。
 

　　在芝加哥附近的通快智能工廠，一輛帶貨叉的自動(dòng)導(dǎo)引車 (AGV) 隨時(shí)準(zhǔn)備取回一托盤零件。照片來源：MCJ 供應(yīng)鏈解決方案。
 

　　今天，通快公司位于芝加哥郊外的智能工廠擁有一支永恒力公司出品的AGV車隊(duì)，用于運(yùn)送、取回切割坯料和成型零件。通快智能工廠主管Kartik Iyer解釋說：與金屬制造領(lǐng)域一樣，80-20規(guī)則也適于自動(dòng)駕駛車輛。“不要在開展一個(gè)項(xiàng)目時(shí)，認(rèn)定自動(dòng)化程度會(huì)達(dá)到百分百。您需要運(yùn)用80-20規(guī)則，找到需要頻繁運(yùn)輸?shù)墓ば蚧虼笈苛慵瑖L試創(chuàng)建自動(dòng)運(yùn)輸這些零件的流程。”
 

　　他補(bǔ)充說：您要考慮的一大要素就是零件尺寸。“零件尺寸越大，您需要的AGV就越大，需要的過道也越寬，安全區(qū)也越大。”
 

　　Beckhaus告訴我們，一旦車間確定了將要自動(dòng)化的產(chǎn)品，就需要知道在產(chǎn)能高峰期間需要處理什么樣的材料，以及高峰出現(xiàn)的頻次。大多數(shù)自動(dòng)駕駛車輛都是電池充電的，不用時(shí)會(huì)自動(dòng)返回充電站。因此，確定是偶爾出現(xiàn)高峰需求，例如每周一次或每輪班一次，還是每隔幾個(gè)小時(shí)一次，對(duì)于使用AGV的數(shù)量來說尤為重要。
 

　　還有一個(gè)自動(dòng)駕駛車輛總體配置策略，就是通過減少不確定性來避免復(fù)雜性。AGV上有各種各樣、花里胡哨的功能，但只要流程穩(wěn)定且需運(yùn)送的零件固定、尺寸精準(zhǔn)，就沒必要配置很多。
 

　　例如，AGV上配有液壓傳感器，可以估計(jì)所載重量(確保所載物品能夠安全升降)，但它不是精密秤。理論上講，可以將精密秤集成到AGV上以稱量頂部托盤里的物品，如果某個(gè)批次的重量不對(duì)頭，它可以向MES報(bào)告，因?yàn)槟承┝慵芸赡苋笔Я恕?br /> 

　　車間里的作業(yè)識(shí)別應(yīng)用的也是類似理念。Beckhaus描述說：一些制造應(yīng)用是利用托盤的被動(dòng)識(shí)別進(jìn)行的。盡管托盤上的各項(xiàng)作業(yè)都有帶QR或條形碼的工單，但托盤本身很可能不帶識(shí)別條形碼。因?yàn)樵谌魏谓o定情況下，收到MES指令的AGV只需要取回一個(gè)托盤。“您知道托盤的位置，指示AGV將托盤從A處帶到B處。因?yàn)槟簧a(chǎn)了一種零件，所以只會(huì)有一個(gè)托盤，不會(huì)混淆。”這體現(xiàn)了單一零件流程的優(yōu)勢(shì)。需操作的在WIP緩沖區(qū)越少，就越容易識(shí)別。
 

　　在芝加哥附近的通快智能工廠，一輛帶貨叉的自動(dòng)導(dǎo)引車 (AGV) 隨時(shí)準(zhǔn)備取回一托盤零件。照片來源：MCJ 供應(yīng)鏈解決方案。
 

　　當(dāng)然，某些操作可能需要更復(fù)雜的分段運(yùn)輸方法。對(duì)此Beckhaus表示，AGV可以與條碼掃描儀或RFID配合使用，“但用戶也同樣不希望此類應(yīng)用過多，因?yàn)閼?yīng)用越復(fù)雜，失敗的概率也會(huì)增加。”
 

　　第一步
 

　　一個(gè)整潔的環(huán)境是引入AGV與AMR的首要條件。理想情況是，車間過道秩序井然，干凈沒有雜物。如果需要AGV從貨架上取下物料，那么貨架本身需要位置固定；某些貨架梁柱在承重條件下會(huì)發(fā)送彎曲，可能出問題。“您需要一個(gè)可靠的環(huán)境，以確保AGV穩(wěn)定運(yùn)行。”Beckhaus說。
 

　　AMR依賴傳感器，因此需要相當(dāng)光滑的地板。Robex公司專注于業(yè)績(jī)?cè)鲩L(zhǎng)的副總裁Cal Bowers說：“如果AMR在非常不平整的地面上行駛，就可能觸發(fā)傳感器，因此我們?cè)诔醮伟菰L客戶的生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)時(shí)就會(huì)查看其地板條件。”
 

　　Beckhaus補(bǔ)充說：一些塵土飛揚(yáng)的環(huán)境可能不適合應(yīng)用AGV，主要因?yàn)榕K空氣有可能妨礙車輛傳感器的使用。盡管如此，大多數(shù)擁有適當(dāng)通風(fēng)、除塵條件的精密鈑金環(huán)境是完全適合自動(dòng)駕駛車輛的。如果有灰塵覆蓋了車輛的傳感器，車輛“失明了”，只要停下來就好。最糟糕的情況也不過是安排人員定期用干凈的布擦拭車輛傳感器。
 

　　應(yīng)用移動(dòng)自動(dòng)化需邁出的另一步，就是設(shè)置裝載單元——在鈑金工廠環(huán)境中，指的就是作業(yè)零件所在的托盤。“我們關(guān)心裝載單元，”Beckhaus說，“但我們并不關(guān)心它里面裝了什么。自動(dòng)駕駛車輛會(huì)按照指令拿起一個(gè)裝載單元，將其從A處帶到B處。”
 

　　所裝載的重量不能超過最大載重，也不能偏離中心位置，那會(huì)讓車輛傾翻。裝載的零件也不能是會(huì)在運(yùn)輸過程中松動(dòng)的。工件本身不會(huì)意外地懸垂在托盤上，干擾車輛安全系統(tǒng)的運(yùn)行。Beckhaus解釋說，AGV可以應(yīng)對(duì)某些零件的懸垂問題，但“懸垂出很多很可能不行。”
 

　　Beckhaus還補(bǔ)充說：任何涉及安全的操作“都必須為AGV應(yīng)用留出冗余量。”傳感器可能發(fā)生故障，因此必須有備用傳感器，確保自動(dòng)駕駛車輛及其運(yùn)送的物品均不會(huì)受損。
 

　　這就是保證流程持續(xù)穩(wěn)定以及簡(jiǎn)單是非常重要的原因。一個(gè)流程工序的可預(yù)測(cè)性越低，需要的傳感器就越多。如果這些傳感器還涉及安全領(lǐng)域，那么它們也需要有內(nèi)置冗余量。最好提前就將不安全的情況“設(shè)計(jì)出來”，從一開始就杜絕危險(xiǎn)。
 

　　簡(jiǎn)化間接流程
 

　　移動(dòng)自動(dòng)化為簡(jiǎn)化零件流程方案打開了大門。人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)的新興發(fā)展，為移動(dòng)自動(dòng)化如何與周圍環(huán)境交互學(xué)習(xí)提供了新的可能性。但在短期內(nèi)，將零件托盤從一個(gè)工作站移到另一個(gè)工作站的自動(dòng)化操作，可以緩解雇不到足夠的叉車司機(jī)以及其他材料處理人員的危機(jī)。
 

　　Iyer說：目標(biāo)是簡(jiǎn)化間接流程。“間接流程是隱藏于生產(chǎn)中的遲滯因素，制造更快的機(jī)器也解決不了這些問題。”
 

　　他說：總的來說，只有大約20%的金屬制造涉及直接加工流程——激光切割、折彎、焊接——大約80%的金屬制造流程都是間接的。“材料管理是其中的重要組成部分。”