通過全自動化的智能生產倉庫和最先進的自主運輸機器人解決方案，cts有限公司正在為西門子在德國卡爾斯魯厄的電子生產提供印刷電路板的自動化。其結果是：生產力和效率顯著提高，員工的心情大為舒暢，所有儲存和加工的印刷電路板都可完全追蹤，并大大節省了寶貴的生產空間。巴伐利亞自動化專家的存儲系統為680多個彈匣提供了空間，這些彈匣由7個運輸機器人獨立帶到各自的生產和裝配線上。

卡爾斯魯厄西門子公司破壞性和特殊技術支持部的Sascha Geiger解釋說："為了與我們的自主運輸機器人一起對PCB彈匣進行解耦和短期緩沖，我們在一段時間內一直在為我們的電子生產尋找更有效的解決方案，但市場上還沒有達到我們設想的智能和自動化存儲系統。該電子廠約有1,000名員工參與了2,000多種產品的生產，這些產品主要來自數字工業領域。

以前，裝有印刷電路板的彈匣在SMT組裝后由操作員手動放置在手推車上，然后運送到下游工序的指定存儲區域--在那里它們又被手工送入。為了滿足西門子的技術和質量標準，并實現更高的自動化程度，迫切需要一個更現代化、更具生產力和更高效的解決方案。

Sascha Geiger繼續說道："cts 有限公司已經在西門子卡爾斯魯厄成功地實施了移動機器人解決方案。我們對高度自動化的生產中倉庫的要求--實現無人工干預的封閉式運輸周期所必需的--對cts公司來說是非常容易接受的，因此，我們能夠在2019年開始聯合概念和設計階段。2020年秋季，系統交付給我們并進行組裝，經過廣泛的功能和集成測試，我們能夠在2021年3月將智能生產型倉庫整合到我們的流程中，現在受益于一個完全自動化和高效的運輸過程，并具有完整的可追溯性。"

具有工業4.0開放連接性的自動化倉庫解決方案

cts智能生產型倉庫是一個智能、模塊化和高效的車間自動化存儲解決方案。它大大減少了手動放置或堆放的PCB料倉、小型裝載車（KLT）或其他容器對寶貴生產空間的占用。通過AMR/AIV（自主移動機器人/自主智能車）的機械和軟件接口，如果需要的話，cts智能生產倉庫可以實現生產過程中的材料流完全自動化。倉庫系統的尺寸可以在大約8.5米至20米長、4米寬之間進行可變設計，從而為400至1300個標準的PCB雜志提供空間。其核心是一個創新的、節省空間的抓取系統，確保與存儲區域有關的有效存儲和檢索。進口/出口端口可以根據需要靈活地放置在一側的不同位置--它們各自只需要一個機架空間。軟件結構同樣是模塊化的。一個開放的連接性REST接口能夠簡單而全面地連接到MES和ERP系統或控制AIV/AMR車隊的中間軟件。

進口/出口端口配備了西門子的RFID技術，可對每塊PCB進行完整的追蹤。圖片來源：CTS

創造條件

在車間里需要一個特別緊湊的倉庫解決方案。cts生產型倉庫有不同的標準尺寸，也可以通過靈活的特殊解決方案來適應客戶的具體要求。cts的專家們為西門子開發了一個量身定做的概念。例如，必須保證對西門子電子生產中使用的兩種不同尺寸的PCB雜志的處理。對于要使用的AMR/AIVs，計劃和設計了其運輸附件的自動寬度調整。倉庫中的存儲位置也進行了相應的調整，以實現最佳的容量分配。一個挑戰是現場的地面條件。為了保證倉庫系統的穩定安裝和運輸機器人的無障礙通道，cts安裝團隊還設計了一個特殊的地面處理。

一個有經驗和有能力的合作伙伴帶來了回報

Sascha Geiger解釋說："在設計和開發階段，與cts專家的合作和溝通是高度建設性和開放的。我們受益于cts公司在自動化各方面幾十年的經驗。如果出現障礙或問題，cts很快就會設計出合適的解決方案，因此我們實現了以目標為導向、以實踐為基礎的實施，這對我們來說是非常合適的。我們的合作伙伴即使對不可預見的挑戰做出反應，其靈活性和速度堪稱典范。"

項目階段1：生產線之間的運輸自動化

項目的第一個階段是在生產線之間實現PCB雜志的運輸。一支由六臺基于歐姆龍LD90的AMR組成的車隊，其裝載能力高達90公斤，并配有另一家制造商的運輸系統，使生產線上的員工不必再走遠路。必要時，AMR配備了自動寬度調節裝置，以有效處理所使用的兩種尺寸的料倉。為此，西門子制造了基于重力的輥道，作為小型緩沖器，由AMR填充或清空。

向AMR/AIV分配運輸訂單的工作由cts自己的中間件AIV框架處理。這一智能解決方案可用于管理多達100輛車的非統一運輸機器人車隊。靈活的、西門子擁有的內部物流平臺知道每條生產線的狀態，并利用它來計算未來所需的材料，以滿足生產計劃。這兩個系統通過一個開放的REST接口相互通信，西門子內部物流平臺將必要的要求傳送給AIV框架，以使運輸訂單的創建與西門子解決方案同步。然而，由于生產環境過于復雜和異質，這一步驟仍不能完全避免將部分生產區作為倉庫使用。

AIV的運輸頂配備了自動寬度調節功能--因此西門子使用的不同尺寸的料倉都可以安全地運輸。圖片來源：CTS

項目階段2：利用智能生產倉庫實現完全自動化

cts生產內倉庫作為一個全自動化的中央材料供應站，被放置在生產線附近，將稀缺的生產區域從臨時存放的彈匣中解放出來。長約13米，寬約4米，高約4米，現在可以為西門子卡爾斯魯厄使用的兩種尺寸的680多個PCB雜志提供有效的可用存儲空間。該存儲解決方案配備了三個進口/出口端口，允許人工訪問和通過AMR/AIV解決方案處理--無論是來自cts還是第三方供應商。通過這種方式，西門子實現了PCB料倉物料流的完全自動化，同時也為操作人員提供了必要時自行干預的選擇。新解決方案的另一個優勢。西門子自己的SCALANCE RFID技術被集成到進出口端口，用于PCB的WiP（在制品）跟蹤。這確保了整個生產鏈的完整可追溯性。智能存儲和優化算法使倉庫能夠在空閑階段自動對存儲的PCB雜志進行優化重組，以實現最快的出口。

因此，cts智能生產倉庫被完全整合到全自動的工藝流程中，以裝載和卸載AMR車隊，而AMR車隊又從連接到系統的所有自動化生產和裝配線上供應或收集材料。cts中間件AIV框架與西門子的模塊化智能內部物流平臺相連，該平臺包含整個運輸邏輯，并將AMR/AIV的運輸請求以及倉庫的進出口訂單傳送給cts中間件作為輸出，并從其接收有關內容、狀態和性能的信息。在AMRs/AIVs的同時，對于手動或部分自動化的生產線或在數據連接方面沒有連接的生產線，可以由員工進行進口和出口。

自動運輸機器人和cts生產中倉庫的概念是西門子卡爾斯魯厄的成功。另一個完全自動化的倉庫系統已經在計劃之中。在西門子集團內部，這個項目也在短時間內吸引了大量的關注--與此同時，已經有其他地方的人詢問類似的解決方案。

生產力和效率的提高，從而實現快速攤銷

負責技術矩陣的部門主管Markus Ziehl總結道："有了自動運輸機器人的概念和全自動的cts生產中倉庫，我們可以集中精力于核心流程，從而明顯地更快、更好、更智能地進行產。新的解決方案減輕了我們員工的負擔，并將非增值活動減少到最低限度。不需要耗費時間去尋找雜志，因為每一塊電路板的位置都是已知的。此外，我們還能夠節省幾平方米的寶貴生產空間。我們得到了一個高度創新和顛覆性的解決方案，完全滿足西門子在質量和安全方面的高標準。由于實現了生產力和效率的飛躍，我們預計我們的投資將得到有吸引力的回報。"

他的同事Sascha Geiger補充說："同時，我們期待著與cts合作的更多項目，這將使我們的制造業更有生產力和競爭力。"