汽车行业移动机器人(AGV/AMR)八大经典案例 新松机器人——美国通用汽车合装AGV，开创出口先河 CSG华晓——三一重卡全厂AGV 井源机电——红旗工厂全方位AGV 井松智能——烟台通用东岳无人仓视觉导航AGV 快仓智能——长安民生汽车零部件物流无人仓 木牛流马——叉车AGV用于汽车行业高效作业 国自机器人——自主开发的软件系统在汽车行业混合交通下的完美应用 仙工智能——激光SLAM技术的优势绽放
文｜大峻
自上世纪开始，AGV逐渐被运用于汽车行业，助力汽车生产效率化。经过长久的更新磨合发展，如今AGV系统在汽车行业的运用已经趋于成熟，其不但能够实现零部件的自动化配送，还能组成自动化柔性装配，因此在汽车总装线、发动机生产线和发动机测试线、变速箱装配线等产线中得到普遍的应用。现如今，AGV在汽车行业运行得风生水起，在汽车生产工厂内到处可见AGV活动的身影，其中，尤以整机厂和汽配厂最为典型。对于汽车自动化柔性装配而言，总装车间对于AGV小车的应用是最成熟的，其自动化程度也是最高的，运送过程可以实现完全的自动化，其典型的应用生产线主要包括内饰和底盘等。每个整车厂的总装车间都至少有2～3条的内饰和底盘输送装配线，而且大多采用SPS配料形式。这为AGV小车的自动化输送应用提供了良好的应用环境，同时根据主线体和具体现场环境（空间、设备形式等）的不同，可以采用不同的物料随线输送形式来满足AGV小车物流输送方案的需求。其次是总装车间的分装线体车门线和仪表线等分装线。此类线体一般也采用SPS配料，但其单配料的数量和容器的体积较小，一般采用物料箱的形式。AGV与物料承载车不脱离，通过自身或辅助设备，在指定的位置和时间段进行物料承载车和物料箱的分离和平移，从而实现自动物料配送的需求。汽车合装基本采用连续运转装配方式，在工艺链及车身连续运行下装配是动态合装的关键。在此方式下，AGV小车直接与被装车身的位置同步，避免了由于吊具安装、工艺链条节距匹配等原因造成的位置误差，并可对悬链的爬行等问题做出及时反应，是目前最有效的同步跟踪方式。由于跟踪同步是由AGV本体进行独立采样完成的，即使是在AGV手动离线状态下仍能完成动态同步合装工作，因而更具备整体的灵活性。再者，底盘的合装工位段目前对AGV的应用也非常成熟，是举升式负载AGV的应用典范，整体底盘组件，如前后车桥、发动机和变速器等部件的定位放置到AGV车身上，通过与主线体的同步随行，同时AGV本身的举升机构进行托举，与吊具上车身进行准确定位和自动装配，通过人工固定螺栓的方式进行组件连接，大大减少了人员的劳动强度，提升了装配质量和效率。AGV在汽车底盘合装中因为具有强大的自动化集成度和现场适应性，因此被汽车制造行业广泛应用。在汽车总装线底盘装配发动机、后桥的工艺环节中，由于发动机及后桥零件的质量、体积均较大，底盘举升AGV小车发挥着巨大的作用。AGV系统能够与制造执行系统进行交互，实现防错、可追溯性等功能。而AGV小车在分装系统的中既作为无人自动搬运车辆使用，又作为一个个可移动的装配台、加工台使用，能根据生产工艺的变化，自主随机修改装配线布置，实现多品种发动机混编流动生产，形成整个信息流的交互，大大提升发动机的信息化、柔性化、智能化装配水平。同时AGV小车工作时还会采集大量信息，供汽车制造业进行大数据分析及决策，实现质量追溯及提高产品良率。这对于追求效率与品质的汽车工业来说，无疑是最好的装配解决方案。通过提升自动化程度来实现产品的标准化、降低人力成本、提高数据准确度而今已是汽配企业共同奋斗的目标。引进AGV实现汽配工厂内部物流自动化，能让物料、产品运输速度更快，更高效，最大化提高人员与设备的作业效率，并且 AGV能根据生产需要加速。汽车零部件行业是传统制造行业，其生产线的线边物料供给需要人员去调度搬运，近些年在这些搬运场景中由AGV搬运代替人工搬运已实现了广泛应用。其主要应用场景是工厂内部材料之间的转移，比如从原材料库转移物料到生产线边，将生产线边的空料架转移到上料区，或者把生产线边的产成品转移到成品仓库等。零部件的自动化配送大大减少了人为干预造成的错料、货损，同时也大大减少了拉动不均衡（多配送、少配送、早配送、晚配送）造成的线边工位物料拥挤或者缺料的风险。物流作业效率大大提升。不过目前对于体量较小的零部件工厂，由于没有主机厂那种成批量的替代效应，加之既有观念的束缚，AGV在厂内物流的应用不太普及。但随着AGV应用的日益成熟，以及人工成本的逐步上涨，相信会有越来越多的零部件工厂考虑AGV的使用，AGV的普及应用也必将进入一个新的阶段。现今，在市场渗入规模上可以看出，AGV在汽车行业整机厂的运用中已经趋于成熟，而汽配厂相较来说还有较大发挥空间，行业内可以对此进行拓展研发。除了对AGV进行不断的升级创新，为客户提供更加优质便捷的解决方案外，在技术层面与市场需求方面对AGV的功能上进行根本性的创发对于行业的发展也是很关键的。现阶段人们对于产品的个性化需求越来越强烈，对质量的要求也更加严格。在此种情况下，于制造业而言，追求生产过程里的灵活性和多样化成为了新的目标。此时基于柔性技术的生产模式成为大趋势来满足产线快速变更的需求。众所周知，导航定位技术是AGV技术升级发展柔性化的核心，而对于像汽车行业这类搬运路线固定，产能比较稳定的企业，磁条导航技术AGV靠其技术成熟可靠、定位精准度高、成本较低一直活跃其中。不过随着智能制造的推进以及技术的发展，传统汽车厂商面临着制造升级和技术更新的问题。在运作过程中，生产厂家们渐渐发现，单一的磁条导航具有灵活性低，或多或少影响了汽车行业的多样性生产。然而反观市面上现有的导航技术，其实没有一个one for all的完美解决方案，要想稳定的达到毫米级别精度还是很困难。而为了促进对于定制化的生产，满足客户的需求，对于汽车行业AGV而言，当下对于导航技术的结合运用还是很值得尝试的。除此之外，行业内对于汽车行业AGV的升级与创新还作出了其他方面的研究与尝试，本文主要结合近年来AGV在汽车制造领域的探索与应用，罗列了8大经典案例供各位参考。项目亮点/上榜理由：国产AGV首次走出国门，开创了中国AGV出口先河。2007年新松AGV与美国通用汽车的合作实现了中国机器人对发达国家的首次出口，是新松拓展海外市场的重要一步。其打破了移动机器人只有进口没有出口的先河，同时也完成了分布式控制器的升级。而新松AGV成为通用汽车全球供应商，标志着新松移动机器人从此走出国门。该项目是国内AGV产品首次出口发达国家，随后服务于通用汽车加拿大、美国、墨西哥、韩国、俄罗斯等工厂。对新松AGV产品乃至中国AGV的发展都有着深远的影响。一方面让国外客户能够认识中国品牌的综合能力及较高的性价比，另一方面也让国内AGV厂商了解国际市场，给国内AGV厂家的市场推广提供了新的思路。项目亮点/上榜理由：全流程、全厂AGV应用，无人重卡新征程。CSG华晓为三一重卡定制了由近百台AGV组成的解决方案，实现了装配及物料输送的柔性化。在此项目中，三一重卡“超级试验工厂”其主线配备近五十台大型定制装配AGV，单台承重超过10T，可实现1 ~30m/min无级变速，350mm超低整体底盘。且分布式可调节支撑，适应多平台，多轴距车型，拉近了整车与零件的距离，提高了拣物效率。而平衡悬架、前中后桥、发动机及驾驶室等大件分装采用各式AGV完成物料拣选、大件分装，并上线EMS相连，做到了分线装配的三流合一。另外，CSG华晓管控系统还可与线边工艺设备实现同步运行，具有完善设备智能故障诊断功能。这是第一个全方位把AGV应用于卡车制造领域的工厂，是重卡行业第一个全流程、全厂区内实现无人化物流转运的工厂。在其示范引领作用下，国内重卡制造领域必将迎来一次行业变革，推动行业提升智能制造水平，助力产业转型升级。项目亮点/上榜理由：全方位运行功能，实现全线AGV搬运。井源机电根据用户对全线物料全自动存储、配送的要求，规划设计提供整体物流解决方案，自主开发设计AGV物流调度系统，不仅与生产管理系统自动对接，同时调度230台井源AGV，实现60多种物料的全自动存储、配送。能满足该工厂兼容A级到C级、从传统燃油车到新能源汽车的多品种混线生产，并预留扩能空间。 AGV具备全方位运行功能，采用了双驱动机构，并运用双牵引销，实现了AGV与不同长度器具的自动匹配。此外，AGV采用全自动充电的方式，具备一键开关机的功能，通过总控系统对所有AGV进行整体控制，高效而节能。值得一提的是，其实现了窄通道的线边物料输送和焊装车间多种物料的空满轮换，大大提高了作业效率。 项目亮点/上榜理由：首创以识别地面纹理反馈坐标姿态，并成为首家视觉导航AGV的工业化集群应用。井松视觉导航AGV是井松首创以识别地面纹理反馈坐标姿态的移动视觉导航机器人， 其采用人工智能算法搭建系统运行逻辑&利用智能信息控制技术（视觉导航定位、差速驱动控制系统与机器视觉算法融合）。适用于各种不同材质、不同纹理、有污迹、有水渍甚至崎岖不平的路面。2018年在东岳智能仓储（无人仓）项目正式上线，其中将五套系统与移动视觉导航AGV群进行了对接，利用智能信息控制技术定时纠正运行路径偏差，克服了大规模定制化生产需求下智慧物流 算法复杂、系统研发难、传统物流运作框架内再开发难的问题。大大提高运营效率， 适应了时代的发展需求，推动了物流行业的快速发展。项目亮点/上榜理由：汽配行业仓储全过程自动化代表案例。项目初期经过对主机厂零部件物料配送及资源调度系统进行研究，通过智能搬运小车系统、WMS、LES实时数据共享、交互和集成而形成了一个物料配送与实际生产调度具备自感知、自适应、自决策、自诊断、自修复能力的多功能平台。包括投入智能搬运小车50台，货架1,520个，其中智能搬运小车可以通过感应入库情况自主调控工作状态。此外，还设置了在线拣选和离线出库，创新共建了逻辑算法且做出了存储优化，实时计算存储货架装载率，从小到大生成理货任务，零件拼托，释放空货架。一气呵成，高程度提升了工作效率。项目亮点/上榜理由：涉及真空炉的上下料、热后立体库的搬运作业，创新耐高温防滑设计。项目实施对象是国内A股市场最大的汽车上市公司，项目涉及到整个生产流程涉及多个真空炉的上下料、热后立体库的搬运等作业，其中将零部件的研发、生产、销售；物流、汽车电商、出行服务、节能和充电服务等移动出行服务业务交付“木牛流马”移动机器人和整体解决方案。移动机器人(AGV)工作区域涉及5条加热产线，与MES系统的即时数据传输，实现物料发送、上料、下料、热后入库、热后立体库出库的智能化作业。另外，AGV车体加装RFID，双重保证了车辆的准确性。其创新耐高温防滑设计，保证金属托盘运输过程中的稳定性，而安全防护系统包括设置在前侧的前置传感器、设置在驱动系统后侧的后置传感器，以及对称设置的侧向传感器，用于扫描所述后置传感器与侧向传感器之间的盲区，符合安全等级3。此外，项目还定制开发了优先停车以及双循环功能，充分提高了AGV利用率。国自机器人——自主开发的软件系统在汽车行业混合交通下的完美应用项目亮点/上榜理由：首例混合交通下自动导引机器人项目，且完美搭配自主开发软件系统。客户公司拥有汽车制造的完整四大工艺，同时厂区面积大，运输距离远，希望通过使用AGV来提高搬运零部件的准确性和及时性以满足汽车线生产节拍要求，并要求能够满足混合交通情况下的安全和效率。项目于2016年10月引入国自机器人智能物流解决方案，其中运用了3台应用激光导航技术的叉车式搬运机器人，单次搬运重量可达2吨，实现了总装车间交换区和车身车间交换区对Crossbar bin的自动化运输。值得一提的是项目中AGV搭载了国自最先进的移动设备自行驶系统——GRACE，能快速赋予移动设备自行驶能力，是移动机器人的技术核心。此方案通过了客户最国际高标准的核验，这不仅代表着GRACE系统首次搭载设备运营成功，同时也标志着GRACE系统的可靠性及稳定性已达国际标准。
项目亮点/上榜理由：激光SLAM技术助力汽车零部件加工车间实现智能物流。客户主要从事汽车铝合金精密压铸件的研发、生产及销售，主要有毛坯库、空料笼库、成品库、成品待检库和两个大型生产车间。现场环境变化大，仓库库位与产线工位较多，且空间狭窄，同时运行多台移动机器人容易引发碰撞、死锁等危险情况。根据现场车间情况，SEER通过仙工智能企业数字化中台系统与用户的MES、WMS系统无缝对接，实现业务需求获取并下发，调度系统指派基于SRC的激光SLAM地面式自动叉车完成运输任务，助力客户实现了车间与仓库的智能化物流。AGV的不断针对性升级改造，极大的满足了现在汽车个性化生产的需求，有效降低汽车的生产成本，提高了汽车生产的效率，给现代汽车制造业带来可观的经济效益。
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