物流在汽車行業(yè)中的發(fā)展

汽車行業(yè)是最早開(kāi)始使用AGV的制造行業(yè)。在汽車誕生之初，其型號(hào)比較單一，生產(chǎn)制造都是由人工組裝完成，福特公司率先使用流水線方式進(jìn)行大批量生產(chǎn)，是汽車制造行業(yè)的一次創(chuàng)新。汽車生產(chǎn)制造的“二次革命”由豐田公司發(fā)起，提出TPS管理模式，滿足“小批量、多批次”的生產(chǎn)需求，從而使大規(guī)模定制模式下的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和生產(chǎn)成為現(xiàn)實(shí)。隨著客戶個(gè)性化需求不斷增長(zhǎng)，車輛的配置也越來(lái)越多，對(duì)“小批量、多批次”的生產(chǎn)要求 也越來(lái)越高。車輛制造過(guò)程中多使用摩擦線，工位多、生產(chǎn)線占地面積大，無(wú)法在流水線邊上提供更多空間用于生產(chǎn)物料的存放，而存放過(guò)多生產(chǎn)物料也容易增大用錯(cuò)物料的幾率。因此，企業(yè)在生產(chǎn)過(guò)程中 對(duì)物料的供應(yīng)提出了較高的要求，“水蜘蛛”應(yīng)運(yùn)而生。“水蜘蛛”是指產(chǎn)線上負(fù)責(zé)看板、物料準(zhǔn)備和搬運(yùn)的人員，負(fù)責(zé)將生產(chǎn)物料從倉(cāng)庫(kù)搬運(yùn)至生產(chǎn)線。在生產(chǎn)線的生產(chǎn)節(jié)拍加速后，生產(chǎn)物料消耗隨之加快，為了保證生產(chǎn)線的正常運(yùn)行，需要的“水蜘蛛”數(shù)量也隨之增加，生產(chǎn)物料配送頻次及數(shù)量也相應(yīng)增加，提升了企業(yè)的生產(chǎn)成本。20世紀(jì)六七十年代，牽引車式送料方式開(kāi)始流行，由工人開(kāi)著牽引車將生產(chǎn)物料由倉(cāng)庫(kù)搬運(yùn)至生產(chǎn)線，為各工位進(jìn)行配送，同時(shí)回收空料箱。而當(dāng)牽引車式配送方式再一次無(wú)法滿足高頻次的配送需求時(shí)，AGV配送方式逐步興起（見(jiàn)圖1）。

圖1  AGV在汽車制造場(chǎng)景中的應(yīng)用

磁導(dǎo)式AGV率先入駐制造工廠，通過(guò)設(shè)置，在固定點(diǎn)位進(jìn)行跑圈，到點(diǎn)即停，并通知生產(chǎn)線工人進(jìn)行生產(chǎn)物料的搬運(yùn)和空料箱的替換。這種送料方式在許多大型的主機(jī)廠應(yīng)用十分廣泛，但它也有很大的局限性。具體如下：

1. 磁導(dǎo)的線路不夠柔性，不能有過(guò)多的交叉路線，路徑規(guī)劃不夠靈活，且一旦某一輛車發(fā)生故障，將影響其他車輛運(yùn)行。

2. 在一般情況下， 磁導(dǎo)式AGV很難與MES、ERP等系統(tǒng)進(jìn)行交互，僅是作為生產(chǎn)物料的搬運(yùn)車，代替人工搬運(yùn)動(dòng)作，無(wú)法實(shí)現(xiàn)信息承載，這對(duì)于工業(yè)4.0或智能制造來(lái)說(shuō)有所欠缺。汽車制造業(yè)一直是工業(yè)制造中的領(lǐng)先行業(yè)，也是率先實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)的行業(yè)之一，在智能制造時(shí)代的當(dāng)下必然不能落后。

智能物流整體解決方案

實(shí)現(xiàn)智能制造需要依靠數(shù)據(jù)支持，其核心之一便是采集生產(chǎn)過(guò)程中人、機(jī)、料等諸多現(xiàn)時(shí)現(xiàn)地的數(shù)據(jù)，并基于數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合評(píng)估，使系統(tǒng)進(jìn)行自我決策，得出最優(yōu)生產(chǎn)策略。此時(shí)，制造業(yè)中物流系統(tǒng)將不僅僅是代替人工、實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)中的一個(gè)環(huán)節(jié)，更將成為智能制造的信息載體，為生產(chǎn)制定計(jì)劃，并為生產(chǎn)提供海量數(shù)據(jù)支持。這對(duì)AGV系統(tǒng)提出了更高的需求，在AGV實(shí)現(xiàn)靈活搬運(yùn)、降低空間需求、實(shí)現(xiàn)多點(diǎn)對(duì)接多點(diǎn)的同時(shí)，需要承載更多信息，結(jié)合自身WMS等上位軟件系統(tǒng)，為MES、ERP等后臺(tái)服務(wù)管理系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支持，并能夠快速、準(zhǔn)確地執(zhí)行系統(tǒng)決策和任務(wù)（見(jiàn)圖2）。

圖2 牧星智能物流整體解決方案

AGV在執(zhí)行決策和任務(wù)時(shí)會(huì)遇到如下問(wèn)題：要進(jìn)行什么樣的任務(wù)，為什么要這樣運(yùn)行，任務(wù)分配的邏輯是什么，AGV如何進(jìn)行調(diào)度等。想要解決這些問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)最高的ROI，就需要依靠強(qiáng)大的軟件和算法。強(qiáng)大的軟件和算法可根據(jù)生產(chǎn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)不斷優(yōu)化物流計(jì)劃，在多重輸入和輸出形成的多維矩陣中計(jì)算出任務(wù)與工作站的最優(yōu)組合，根據(jù)車輛的密集程度、剩余電量、距離、任務(wù)執(zhí)行狀態(tài)等因素，選擇出最適合當(dāng)前任務(wù)的AGV，通過(guò)實(shí)時(shí)調(diào)度避開(kāi)擁堵、規(guī)避障礙、避免死鎖，迅速完成工作任務(wù)。用最少的車，走最優(yōu)的路線，執(zhí)行最多的任務(wù)，才能真正解決客戶痛點(diǎn)，幫助客戶創(chuàng)造更大價(jià)值（見(jiàn)圖3）。

圖3 牧星智能在某新能源汽車廠的應(yīng)用

目前，AGV在全球汽車制造行業(yè)內(nèi)的應(yīng)用已經(jīng)有了更深一步的發(fā)展。如在某著名汽車品牌的樣板工廠里，已實(shí)現(xiàn)由AGV馱運(yùn)車體的島式生產(chǎn)方式來(lái)代替摩擦線的傳統(tǒng)生產(chǎn)方式。島式生產(chǎn)的優(yōu)點(diǎn)是每一臺(tái)在產(chǎn)車輛均由AGV進(jìn)行搬運(yùn)，可高度定制生產(chǎn)工序，更好適應(yīng)“小批量、多批次”的生產(chǎn)需求，同時(shí)相較傳統(tǒng)流水線的生產(chǎn)方式，在生產(chǎn)設(shè)備發(fā)生故障時(shí)對(duì)整體生產(chǎn)的影響大幅降低，使生產(chǎn)更加柔性、靈活。

牧星智能已實(shí)現(xiàn)使用島式生產(chǎn)方式量產(chǎn)AGV，從生產(chǎn)物料搬運(yùn)到產(chǎn)品制造均由多種AGV協(xié)同完成，并且能夠進(jìn)行不同型號(hào)AGV的混線生產(chǎn)。AGV后臺(tái)管理系統(tǒng)與MES系統(tǒng)對(duì)接，跟蹤每一臺(tái)在產(chǎn)車輛的關(guān)鍵信息，確保每一臺(tái)在產(chǎn)AGV都能按照客戶訂單需求和質(zhì)量要求完成生產(chǎn)。當(dāng)前牧星智能的島式生產(chǎn)線已可以實(shí)現(xiàn)6種以上AGV車型的同時(shí)混線生產(chǎn)，并通過(guò)SMED技術(shù)實(shí)現(xiàn)“小批量、多批次”的柔性生產(chǎn)。

除了軟硬件，公司的行業(yè)應(yīng)用知識(shí)儲(chǔ)備也是重中之重。牧星智能擁有眾多從不同制造行業(yè)走出來(lái)的精益生產(chǎn)人才，能夠深入了解客戶的痛點(diǎn)，收集詳細(xì)的一手生產(chǎn)數(shù)據(jù)，梳理現(xiàn)有作業(yè)流程，發(fā)掘生產(chǎn)制造中更深層次的問(wèn)題，給出遠(yuǎn)超客戶期待的解決方案。重慶某全球知名品牌企業(yè)，經(jīng)過(guò)與我們的多次溝通交流后，非常認(rèn)可我們的產(chǎn)品和問(wèn)題解決能力，并邀請(qǐng)我們參與制定其未來(lái)5年的工廠規(guī)劃，全力打造集團(tuán)全球智能化標(biāo)桿工廠。

無(wú)人搬運(yùn)整體解決方案

在解決方案中發(fā)掘的痛點(diǎn)也為牧星智能在研發(fā)中帶來(lái)更多啟示，使產(chǎn)品更加貼近客戶，即便客戶提出高度定制化需求，牧星智能也可以為客戶提供更加柔性、更有通用性和可擴(kuò)展性的解決方案（見(jiàn)圖4）。

圖4 牧星智能工廠無(wú)人搬運(yùn)整體解決方案

在未來(lái)，牧星智能將緊跟需求，堅(jiān)持自主創(chuàng)新，深耕智能制造領(lǐng)域，以謹(jǐn)慎的態(tài)度面對(duì)挑戰(zhàn)，在智能時(shí)代穩(wěn)步前行，為客戶創(chuàng)造更大價(jià)值，為物流行業(yè)的進(jìn)步提供更多力量。