在中國推進(jìn)智能制造大背景下,工廠的制造模式、運(yùn)營模式、管理模式正逐步向自動化、數(shù)字化、智能化的方向發(fā)展。智能物流已成為制造企業(yè)邁向無人化、智能化轉(zhuǎn)型的有效途徑之一。"無人叉車"作為工業(yè)自動化物流的主要實(shí)現(xiàn)方式,被廣泛應(yīng)用在重復(fù)性搬運(yùn)、搬運(yùn)工作強(qiáng)度大、工作環(huán)境惡劣、環(huán)境要求高的領(lǐng)域。據(jù)新戰(zhàn)略機(jī)器人產(chǎn)業(yè)研究所統(tǒng)計(jì)、中國移動機(jī)器人(AGV)產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟數(shù)據(jù),2019年中國叉車AGV(含視覺導(dǎo)航)銷量達(dá)2700臺,較之于2018年度增長幅度為80%,市場規(guī)模達(dá)13億元,較之于2018年增長44%。隨著"機(jī)器換人"的逐步深入,無人叉車剛需明顯,市場潛力巨大。
"無人叉車"又稱"叉車AGV",是一種智能工業(yè)車輛機(jī)器人。無人叉車作為現(xiàn)代物流自動化和柔性制造的關(guān)鍵設(shè)備,是智能物流的應(yīng)用熱點(diǎn)。無人叉車融合了叉車技術(shù)和AGV技術(shù),通過加載各種先進(jìn)導(dǎo)引技術(shù)、構(gòu)圖算法、嵌入式車體軟件、安全避讓技術(shù)等,能夠?qū)崿F(xiàn)車輛的自動導(dǎo)引、搬運(yùn)與堆垛功能,進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了叉車的無人化作業(yè)。通過無人叉車的應(yīng)用可以解決工業(yè)生產(chǎn)過程中物流量大,人工搬運(yùn)勞動強(qiáng)度高等問題。基于多無人叉車協(xié)作的物流優(yōu)化系統(tǒng),可以解決搬運(yùn)過程中被動等待時間過長,搬運(yùn)效率低下的問題。
無人叉車VS人工叉車
無人叉車與傳統(tǒng)叉車最大的區(qū)別是無需人工駕駛,采用導(dǎo)航技術(shù),能實(shí)現(xiàn)24小時自動完成各種搬運(yùn)和運(yùn)輸任務(wù)。無人叉車與傳統(tǒng)叉車相比:
1、更加安全。無人叉車比叉車司機(jī)更高效、穩(wěn)定、精準(zhǔn)、安全性好。無人叉車有緊急接觸保險裝置、自動報警裝置,急停按鈕裝置及物體探測器等多個保護(hù)裝置,可以避免傷害工人和損毀庫存,其他設(shè)備及建筑物,工作風(fēng)險減少。無人叉車嚴(yán)格按照規(guī)定路線行駛,當(dāng)行駛路線上有障礙物或行人時會自動停車或主動避讓,可減少與搬運(yùn)有關(guān)的磕碰損傷,保證物料完好運(yùn)到指定的位置,大大降低了人工開叉車帶來的不確定性。據(jù)統(tǒng)計(jì),美國每年在叉車相關(guān)的事故中有100名工人喪生,20000人嚴(yán)重受傷。使用無人叉車,可以大幅降低事故發(fā)生率。
2、節(jié)省成本。無人叉車可按照提前設(shè)定的路線、任務(wù)進(jìn)行搬運(yùn),無需人工參與,可24小時持續(xù)工作。大大提升了工作效率,減少人員投入。相關(guān)數(shù)據(jù)顯示,無人叉車的應(yīng)用可以使倉內(nèi)成本下降30%,毛利潤增加7%。此外,通過監(jiān)控系統(tǒng),可以看到每臺叉車的位置和運(yùn)行情況,同時可以發(fā)布指令指揮叉車的運(yùn)行和工作,1個人就可以實(shí)現(xiàn)對多臺叉車的調(diào)度和使用,節(jié)省了人力。
3、抗干擾能力強(qiáng),節(jié)拍穩(wěn)定可靠。無人叉車機(jī)動靈活,無地面障礙,它能充分利用現(xiàn)有空間和場地,線路通道設(shè)置靈活,且抗干擾能力強(qiáng),灰塵、噪音、地板上的細(xì)小物體都不能干擾搬運(yùn)工作,如遇到較大物體,它將開動安全保險裝置并制動搬運(yùn)車或是自動避障。這使得無人叉車運(yùn)行節(jié)拍連續(xù)可靠,不會造成大范圍停工。適用于大規(guī)模作業(yè),多輛同時行駛,自動避讓,貨物擺放精確規(guī)范,適應(yīng)生產(chǎn)的自動化、連續(xù)性、柔性化需求。
4、適用于特殊環(huán)境。無人叉車具有智能,低成本,高服從和安全運(yùn)轉(zhuǎn)的特點(diǎn)。可以應(yīng)用在高危行業(yè)或特種行業(yè),在寒冷和炎熱氣候下,以及在光線很差甚至沒有光線的區(qū)域工作。
2019年11月23日,智久和德邦聯(lián)合舉辦了無人叉車和叉車司機(jī)的對抗賽,結(jié)果證明,在速度方面二者不分伯仲,但無人叉車在多機(jī)調(diào)度、多車協(xié)同、行走路徑優(yōu)化等方面更具備優(yōu)勢,而且一方面無人叉車的狀態(tài)不會像叉車司機(jī)那樣出現(xiàn)下滑;另一方面,叉車司機(jī)的精力體力有限,而在技術(shù)的加持下,無人叉車性能的上升空間非常巨大。
無人叉車VS傳統(tǒng)AGV小車
AGV小車的負(fù)載比較小,通常采用雙輪差速旋轉(zhuǎn),轉(zhuǎn)彎半徑為零,因此顯得比較靈活。拋開靈活性、轉(zhuǎn)彎半徑,從負(fù)載和功能性上面來說,無人叉車更具優(yōu)勢。常見的無人叉車負(fù)載都在2噸以上,尤其是托盤車,更是可以根據(jù)客戶需求定制,負(fù)載區(qū)間更大。至于功能性,AGV小車只能提供一個搬運(yùn)的功能,無人叉車不一樣,有堆高的、牽引的、搬運(yùn)的、窄通道三向插取的、前移式的。就系統(tǒng)完整性來說,無人叉車更容易與原有的生產(chǎn)系統(tǒng)形成工作閉環(huán)。
無人叉車VS全自動化立體倉庫
全自動化立體倉庫利用立體倉庫設(shè)備實(shí)現(xiàn)倉庫高層合理化、存取自動化、操作簡便化,也是當(dāng)前智能物流的應(yīng)用熱點(diǎn)之一。全自動化立體倉庫(AS/RS)是由立體貨架、有軌巷道堆垛機(jī)、出入庫托盤輸送機(jī)系統(tǒng)、尺寸檢測條碼閱讀系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)、自動控制系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)以及其他如電線電纜橋架配電柜、托盤、調(diào)節(jié)平臺、鋼結(jié)構(gòu)平臺等輔助設(shè)備組成的復(fù)雜的自動化系統(tǒng)。運(yùn)用一流的集成化物流理念,采用先進(jìn)的控制、總線、通訊和信息技術(shù),通過以上設(shè)備的協(xié)調(diào)動作進(jìn)行出入庫作業(yè)。然而,由于其造價較高,投入較大,建造完成后不易更改等問題。有些制造企業(yè)已經(jīng)應(yīng)用無人叉車與普通高架庫協(xié)同的解決方案替代全自動化立體倉庫。
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12米的普通高架庫里應(yīng)用無人叉車是可以替代全自動化立體倉庫的,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(nèi)(貨架高度11米左右),通過6臺叉車AGV就成功實(shí)現(xiàn)了自動化倉儲作業(yè)。另外,在一家從事國際海運(yùn)拆裝箱業(yè)務(wù)的知名物流企業(yè)——龍星物流,也成功應(yīng)用了杭叉的解決方案,通過杭叉AGV混合調(diào)度系統(tǒng),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(tǒng)、AMS自動艙單系統(tǒng)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(zhí)行并隨時反饋信息給AMS,從而實(shí)現(xiàn)多AGV的協(xié)同作業(yè)。AGV叉車保證該物流中心的卸貨和裝箱的搬運(yùn)任務(wù),同時完成堆高儲存任務(wù),堆高能力達(dá)到9米,并在低能量時自動充電,實(shí)現(xiàn)24小時自動化倉儲作業(yè)。
無人叉車使用情況:
1、朝陽輪胎
杭州朝陽輪胎作為中策橡膠旗下的著名品牌,走在國內(nèi)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個國內(nèi)外大型生產(chǎn)基地,年產(chǎn)5050萬套輪胎的生產(chǎn)能力。為了降低成本、提升效率,朝陽輪胎應(yīng)用了11臺叉車AGV分布在不同的車間內(nèi),由MES系統(tǒng)通過定制化接口協(xié)議與AMMES進(jìn)行實(shí)時交互信息,下發(fā)至AGV系統(tǒng)進(jìn)行執(zhí)行與反饋,從而形成整體智能物流信息閉環(huán)架構(gòu),AGV叉車自主調(diào)配自主充電,實(shí)現(xiàn)24小時不間斷工作,人工叉車量降低50%,達(dá)到了"機(jī)器換人"的目的。
2、青島塞輪集團(tuán)
青島賽輪集團(tuán)打造的智慧工廠中,無反光板激光叉車AGV成為該輪胎廠柔性化智能物流改造的主角。一方面53臺無反光板激光叉車AGV組成的智能物流系統(tǒng)在多達(dá)7.2萬平方米的兩層廠房內(nèi)實(shí)現(xiàn)物流無人化。另一方面以AGVS為實(shí)施主體,打通MES,WMS,ERP等系統(tǒng)的數(shù)據(jù)鏈,實(shí)現(xiàn)整個智能物流系統(tǒng)的信息實(shí)時管理,實(shí)現(xiàn)整個車間的無人化,智能化,成為全球首例無反光板激光導(dǎo)航叉車AGV在輪胎廠大規(guī)模應(yīng)用案例。
3、龍星物流
龍星物流是一家從事國際海運(yùn)拆裝箱業(yè)務(wù)的知名物流企業(yè),通過應(yīng)用杭叉AGV混合調(diào)度系統(tǒng),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(tǒng)、AMS自動艙單系統(tǒng)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(zhí)行并隨時反饋信息給AMS,從而實(shí)現(xiàn)多AGV的協(xié)同作業(yè)。AGV叉車保證該物流中心的卸貨和裝箱的搬運(yùn)任務(wù),同時完成堆高儲存任務(wù),堆高能力達(dá)到9米,并在低能量時自動充電,實(shí)現(xiàn)24小時自動化倉儲作業(yè)。
無人叉車未來發(fā)展方向
未來,無人叉車將不僅僅是簡單的把貨物搬運(yùn)到指定的位置,而是要把5G技術(shù)、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算等貫穿于產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中,讓無人叉車成為一種實(shí)時感應(yīng)、安全識別、多重避障、智能決策、自動執(zhí)行等多功能的新型智能工業(yè)設(shè)備。作為智能單元的無人叉車,還應(yīng)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(dāng)多臺無人叉車組建叉車車隊(duì)系統(tǒng)時,可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)級的進(jìn)化,形成叉車車隊(duì)智慧系統(tǒng);此外,叉車還應(yīng)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(shè)備的規(guī)模、能力越來越大。高速化是指設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)速度、運(yùn)行速度、識別速度、運(yùn)算速度大大加快。無人叉車未來應(yīng)在載重和舉升方面做研發(fā)升級,在運(yùn)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
由于無人叉車是在通用的場合使用,作業(yè)按生產(chǎn)線節(jié)拍來定,因此應(yīng)好用,易維護(hù)、操作,具有耐久性、無故障性和良好的經(jīng)濟(jì)性,以及較高的安全性、可靠性和環(huán)保性。考慮到綜合效益,未來無人叉車可在簡化結(jié)構(gòu)、優(yōu)化叉車性能及結(jié)構(gòu)方面等做部分調(diào)整。
3、專用化和標(biāo)準(zhǔn)化
隨著生產(chǎn)工藝流程的多樣性,無人叉車的品種越來越多且不斷更新。搬運(yùn)活動的系統(tǒng)性、一致性,經(jīng)濟(jì)性、機(jī)動性、快速化,要求一些AGV廠商向通用化、標(biāo)準(zhǔn)化方向發(fā)展。
4、成套化和系統(tǒng)化
只有當(dāng)組成生產(chǎn)系統(tǒng)的設(shè)備成套匹配時,生產(chǎn)流程才是最有效、最經(jīng)濟(jì)的。在無人叉車基礎(chǔ)上,通過其中央控制系統(tǒng)與MES、ERP、RFID等其他系統(tǒng)無縫對接,協(xié)調(diào)配合,發(fā)揮出整個生產(chǎn)流程最佳效用。為此,成套化和系統(tǒng)化具有廣闊的發(fā)展前景。未來無人叉車企業(yè)更多的是給應(yīng)用企業(yè)提供一個完整的解決方案,而不是單獨(dú)一臺兩臺無人叉車產(chǎn)品去賣。要與應(yīng)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)制造通過無人叉車產(chǎn)品改善整個生產(chǎn)過程,并且在實(shí)踐過程中不斷優(yōu)化無人叉車解決方案。
轉(zhuǎn)自《中國物流與采購網(wǎng)》