在中國推進(jìn)智能制造大背景下,工廠(chǎng)的制造模式、運營(yíng)模式、管理模式正逐步向自動(dòng)化、數字化、智能化的方向發(fā)展。智能物流已成為制造企業(yè)邁向無(wú)人化、智能化轉型的有效途徑之一。"無(wú)人叉車(chē)"作為工業(yè)自動(dòng)化物流的主要實(shí)現方式,被廣泛應用在重復性搬運、搬運工作強度大、工作環(huán)境惡劣、環(huán)境要求高的領(lǐng)域。據新戰略機器人產(chǎn)業(yè)研究所統計、中國移動(dòng)機器人(AGV)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟數據,2019年中國叉車(chē)AGV(含視覺(jué)導航)銷(xiāo)量達2700臺,較之于2018年度增長(cháng)幅度為80%,市場(chǎng)規模達13億元,較之于2018年增長(cháng)44%。隨著(zhù)"機器換人"的逐步深入,無(wú)人叉車(chē)剛需明顯,市場(chǎng)潛力巨大。
"無(wú)人叉車(chē)"又稱(chēng)"叉車(chē)AGV",是一種智能工業(yè)車(chē)輛機器人。無(wú)人叉車(chē)作為現代物流自動(dòng)化和柔性制造的關(guān)鍵設備,是智能物流的應用熱點(diǎn)。無(wú)人叉車(chē)融合了叉車(chē)技術(shù)和AGV技術(shù),通過(guò)加載各種先進(jìn)導引技術(shù)、構圖算法、嵌入式車(chē)體軟件、安全避讓技術(shù)等,能夠實(shí)現車(chē)輛的自動(dòng)導引、搬運與堆垛功能,進(jìn)而實(shí)現了叉車(chē)的無(wú)人化作業(yè)。通過(guò)無(wú)人叉車(chē)的應用可以解決工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中物流量大,人工搬運勞動(dòng)強度高等問(wèn)題。基于多無(wú)人叉車(chē)協(xié)作的物流優(yōu)化系統,可以解決搬運過(guò)程中被動(dòng)等待時(shí)間過(guò)長(cháng),搬運效率低下的問(wèn)題。
無(wú)人叉車(chē)VS人工叉車(chē)
無(wú)人叉車(chē)與傳統叉車(chē)最大的區別是無(wú)需人工駕駛,采用導航技術(shù),能實(shí)現24小時(shí)自動(dòng)完成各種搬運和運輸任務(wù)。無(wú)人叉車(chē)與傳統叉車(chē)相比:
1、更加安全。無(wú)人叉車(chē)比叉車(chē)司機更高效、穩定、精準、安全性好。無(wú)人叉車(chē)有緊急接觸保險裝置、自動(dòng)報警裝置,急停按鈕裝置及物體探測器等多個(gè)保護裝置,可以避免傷害工人和損毀庫存,其他設備及建筑物,工作風(fēng)險減少。無(wú)人叉車(chē)嚴格按照規定路線(xiàn)行駛,當行駛路線(xiàn)上有障礙物或行人時(shí)會(huì )自動(dòng)停車(chē)或主動(dòng)避讓?zhuān)蓽p少與搬運有關(guān)的磕碰損傷,保證物料完好運到指定的位置,大大降低了人工開(kāi)叉車(chē)帶來(lái)的不確定性。據統計,美國每年在叉車(chē)相關(guān)的事故中有100名工人喪生,20000人嚴重受傷。使用無(wú)人叉車(chē),可以大幅降低事故發(fā)生率。
2、節省成本。無(wú)人叉車(chē)可按照提前設定的路線(xiàn)、任務(wù)進(jìn)行搬運,無(wú)需人工參與,可24小時(shí)持續工作。大大提升了工作效率,減少人員投入。相關(guān)數據顯示,無(wú)人叉車(chē)的應用可以使倉內成本下降30%,毛利潤增加7%。此外,通過(guò)監控系統,可以看到每臺叉車(chē)的位置和運行情況,同時(shí)可以發(fā)布指令指揮叉車(chē)的運行和工作,1個(gè)人就可以實(shí)現對多臺叉車(chē)的調度和使用,節省了人力。
3、抗干擾能力強,節拍穩定可靠。無(wú)人叉車(chē)機動(dòng)靈活,無(wú)地面障礙,它能充分利用現有空間和場(chǎng)地,線(xiàn)路通道設置靈活,且抗干擾能力強,灰塵、噪音、地板上的細小物體都不能干擾搬運工作,如遇到較大物體,它將開(kāi)動(dòng)安全保險裝置并制動(dòng)搬運車(chē)或是自動(dòng)避障。這使得無(wú)人叉車(chē)運行節拍連續可靠,不會(huì )造成大范圍停工。適用于大規模作業(yè),多輛同時(shí)行駛,自動(dòng)避讓?zhuān)浳飻[放精確規范,適應生產(chǎn)的自動(dòng)化、連續性、柔性化需求。
4、適用于特殊環(huán)境。無(wú)人叉車(chē)具有智能,低成本,高服從和安全運轉的特點(diǎn)。可以應用在高危行業(yè)或特種行業(yè),在寒冷和炎熱氣候下,以及在光線(xiàn)很差甚至沒(méi)有光線(xiàn)的區域工作。
2019年11月23日,智久和德邦聯(lián)合舉辦了無(wú)人叉車(chē)和叉車(chē)司機的對抗賽,結果證明,在速度方面二者不分伯仲,但無(wú)人叉車(chē)在多機調度、多車(chē)協(xié)同、行走路徑優(yōu)化等方面更具備優(yōu)勢,而且一方面無(wú)人叉車(chē)的狀態(tài)不會(huì )像叉車(chē)司機那樣出現下滑;另一方面,叉車(chē)司機的精力體力有限,而在技術(shù)的加持下,無(wú)人叉車(chē)性能的上升空間非常巨大。
無(wú)人叉車(chē)VS傳統AGV小車(chē)
AGV小車(chē)的負載比較小,通常采用雙輪差速旋轉,轉彎半徑為零,因此顯得比較靈活。拋開(kāi)靈活性、轉彎半徑,從負載和功能性上面來(lái)說(shuō),無(wú)人叉車(chē)更具優(yōu)勢。常見(jiàn)的無(wú)人叉車(chē)負載都在2噸以上,尤其是托盤(pán)車(chē),更是可以根據客戶(hù)需求定制,負載區間更大。至于功能性,AGV小車(chē)只能提供一個(gè)搬運的功能,無(wú)人叉車(chē)不一樣,有堆高的、牽引的、搬運的、窄通道三向插取的、前移式的。就系統完整性來(lái)說(shuō),無(wú)人叉車(chē)更容易與原有的生產(chǎn)系統形成工作閉環(huán)。
無(wú)人叉車(chē)VS全自動(dòng)化立體倉庫
全自動(dòng)化立體倉庫利用立體倉庫設備實(shí)現倉庫高層合理化、存取自動(dòng)化、操作簡(jiǎn)便化,也是當前智能物流的應用熱點(diǎn)之一。全自動(dòng)化立體倉庫(AS/RS)是由立體貨架、有軌巷道堆垛機、出入庫托盤(pán)輸送機系統、尺寸檢測條碼閱讀系統、通訊系統、自動(dòng)控制系統、計算機監控系統、計算機管理系統以及其他如電線(xiàn)電纜橋架配電柜、托盤(pán)、調節平臺、鋼結構平臺等輔助設備組成的復雜的自動(dòng)化系統。運用一流的集成化物流理念,采用先進(jìn)的控制、總線(xiàn)、通訊和信息技術(shù),通過(guò)以上設備的協(xié)調動(dòng)作進(jìn)行出入庫作業(yè)。然而,由于其造價(jià)較高,投入較大,建造完成后不易更改等問(wèn)題。有些制造企業(yè)已經(jīng)應用無(wú)人叉車(chē)與普通高架庫協(xié)同的解決方案替代全自動(dòng)化立體倉庫。
杭叉智能的總經(jīng)理任海華先生也表示,在貨架高度不超過(guò)12米的普通高架庫里應用無(wú)人叉車(chē)是可以替代全自動(dòng)化立體倉庫的,且杭叉智能已經(jīng)有了非常成熟的解決方案。他們在一家光伏制造企業(yè)的4000平米的普通窄巷道(巷道1.9米)高架庫內(貨架高度11米左右),通過(guò)6臺叉車(chē)AGV就成功實(shí)現了自動(dòng)化倉儲作業(yè)。另外,在一家從事國際海運拆裝箱業(yè)務(wù)的知名物流企業(yè)——龍星物流,也成功應用了杭叉的解決方案,通過(guò)杭叉AGV混合調度系統,連同3臺前移式AGV、7臺堆垛AGV與該公司的WMS倉庫管理系統、AMS自動(dòng)艙單系統對接。WMS將物流任務(wù)下發(fā)給AMS,AMS針對任務(wù)進(jìn)行管理下發(fā)作業(yè)指令給AGV,AGV執行并隨時(shí)反饋信息給AMS,從而實(shí)現多AGV的協(xié)同作業(yè)。AGV叉車(chē)保證該物流中心的卸貨和裝箱的搬運任務(wù),同時(shí)完成堆高儲存任務(wù),堆高能力達到9米,并在低能量時(shí)自動(dòng)充電,實(shí)現24小時(shí)自動(dòng)化倉儲作業(yè)。
無(wú)人叉車(chē)使用情況:
1、朝陽(yáng)輪胎
杭州朝陽(yáng)輪胎作為中策橡膠旗下的著(zhù)名品牌,走在國內外輪胎行業(yè)的最前沿,是中國排名第一,世界排名前10的輪胎企業(yè),擁有13個(gè)國內外大型生產(chǎn)基地,年產(chǎn)5050萬(wàn)套輪胎的生產(chǎn)能力。為了降低成本、提升效率,朝陽(yáng)輪胎應用了11臺叉車(chē)AGV分布在不同的車(chē)間內,由MES系統通過(guò)定制化接口協(xié)議與AMMES進(jìn)行實(shí)時(shí)交互信息,下發(fā)至AGV系統進(jìn)行執行與反饋,從而形成整體智能物流信息閉環(huán)架構,AGV叉車(chē)自主調配自主充電,實(shí)現24小時(shí)不間斷工作,人工叉車(chē)量降低50%,達到了"機器換人"的目的。
2、青島塞輪集團
青島賽輪集團打造的智慧工廠(chǎng)中,無(wú)反光板激光叉車(chē)AGV成為該輪胎廠(chǎng)柔性化智能物流改造的主角。一方面53臺無(wú)反光板激光叉車(chē)AGV組成的智能物流系統在多達7.2萬(wàn)平方米的兩層廠(chǎng)房?jì)葘?shí)現物流無(wú)人化。另一方面以AGVS為實(shí)施主體,打通MES,WMS,ERP等系統的數據鏈,實(shí)現整個(gè)智能物流系統的信息實(shí)時(shí)管理,實(shí)現整個(gè)車(chē)間的無(wú)人化,智能化,成為全球首例無(wú)反光板激光導航叉車(chē)AGV在輪胎廠(chǎng)大規模應用案例。
3、龍星物流
龍星物流是一家從事國際海運拆裝箱業(yè)務(wù)的知名物流企業(yè),通過(guò)應用杭叉AGV混合調度系統,連同3臺前移式AGV、7臺堆垛AGV與該公司的WMS倉庫管理系統、AMS自動(dòng)艙單系統對接。WMS將物流任務(wù)下發(fā)給AMS,AMS針對任務(wù)進(jìn)行管理下發(fā)作業(yè)指令給AGV,AGV執行并隨時(shí)反饋信息給AMS,從而實(shí)現多AGV的協(xié)同作業(yè)。AGV叉車(chē)保證該物流中心的卸貨和裝箱的搬運任務(wù),同時(shí)完成堆高儲存任務(wù),堆高能力達到9米,并在低能量時(shí)自動(dòng)充電,實(shí)現24小時(shí)自動(dòng)化倉儲作業(yè)。
無(wú)人叉車(chē)未來(lái)發(fā)展方向
未來(lái),無(wú)人叉車(chē)將不僅僅是簡(jiǎn)單的把貨物搬運到指定的位置,而是要把5G技術(shù)、大數據、物聯(lián)網(wǎng)、云計算等貫穿于產(chǎn)品的設計中,讓無(wú)人叉車(chē)成為一種實(shí)時(shí)感應、安全識別、多重避障、智能決策、自動(dòng)執行等多功能的新型智能工業(yè)設備。作為智能單元的無(wú)人叉車(chē),還應該具有物聯(lián)網(wǎng)全面感知與硬件單元互聯(lián)與互操作功能,當多臺無(wú)人叉車(chē)組建叉車(chē)車(chē)隊系統時(shí),可以實(shí)現系統級的進(jìn)化,形成叉車(chē)車(chē)隊智慧系統;此外,叉車(chē)還應該可以與其他的物流智能硬件互聯(lián)互通與互操作。
1、大型化和高速化
大型化是指設備的規模、能力越來(lái)越大。高速化是指設備的運轉速度、運行速度、識別速度、運算速度大大加快。無(wú)人叉車(chē)未來(lái)應在載重和舉升方面做研發(fā)升級,在運行速度等方面做升級,但是前提還是需保證產(chǎn)品的可靠安全。
2、實(shí)用化和輕型化
由于無(wú)人叉車(chē)是在通用的場(chǎng)合使用,作業(yè)按生產(chǎn)線(xiàn)節拍來(lái)定,因此應好用,易維護、操作,具有耐久性、無(wú)故障性和良好的經(jīng)濟性,以及較高的安全性、可靠性和環(huán)保性。考慮到綜合效益,未來(lái)無(wú)人叉車(chē)可在簡(jiǎn)化結構、優(yōu)化叉車(chē)性能及結構方面等做部分調整。
3、專(zhuān)用化和標準化
隨著(zhù)生產(chǎn)工藝流程的多樣性,無(wú)人叉車(chē)的品種越來(lái)越多且不斷更新。搬運活動(dòng)的系統性、一致性,經(jīng)濟性、機動(dòng)性、快速化,要求一些AGV廠(chǎng)商向通用化、標準化方向發(fā)展。
4、成套化和系統化
只有當組成生產(chǎn)系統的設備成套匹配時(shí),生產(chǎn)流程才是最有效、最經(jīng)濟的。在無(wú)人叉車(chē)基礎上,通過(guò)其中央控制系統與MES、ERP、RFID等其他系統無(wú)縫對接,協(xié)調配合,發(fā)揮出整個(gè)生產(chǎn)流程最佳效用。為此,成套化和系統化具有廣闊的發(fā)展前景。未來(lái)無(wú)人叉車(chē)企業(yè)更多的是給應用企業(yè)提供一個(gè)完整的解決方案,而不是單獨一臺兩臺無(wú)人叉車(chē)產(chǎn)品去賣(mài)。要與應用企業(yè)完整的生產(chǎn)體系以及相關(guān)軟件對接,這樣才能真正把枯燥的工業(yè)制造通過(guò)無(wú)人叉車(chē)產(chǎn)品改善整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程,并且在實(shí)踐過(guò)程中不斷優(yōu)化無(wú)人叉車(chē)解決方案。
轉自《中國物流與采購網(wǎng)》