蘇州電機工廠的物流智能化升級

文/本刊記者 趙皎云

SEW-電機（蘇州）有限公司成立十余年來，致力于生產能力和技術水平提升，目前已經成為全球最先進的電機制造工廠之一。其工廠因地制宜，采用棒料自動化立體庫、箱式自動化立體庫、RGV循環取貨系統和AGV輸送系統等物流自動化技術，大幅提高生產效率，降低物流成本，為離散型制造業智能工廠建設提供了新的思路。

德國SEW-傳動設備公司（簡稱“SEW”）是專業生產電動機、減速機和變頻控制設備的國際集團。自1995年進入中國市場以來，SEW憑借穩定的產品質量和優質服務迅速占領市場。為了更好地服務于中國市場，SEW在產能擴大方面進行了持續投入，目前已在天津、蘇州、廣州、沈陽、武漢、西安、太原建有3個制造中心、6個大型裝配工廠和1個技術服務中心，員工總數4000多人。

其中，SEW-電機（蘇州）有限公司為SEW在中國和亞太地區的電機制造中心，自2004年3月成立以來，不斷擴大產能與提高技術水平，不僅在電機自動化生產方面達到世界先進水平，更在自動化物流系統建設方面取得了多項突破性成果，樹立了制造企業創新發展的標桿。

持續投入工廠建設

SEW-電機（蘇州）有限公司現有員工900人，具備年產120萬臺電機的制造能力。其工廠位于蘇州新加坡工業園區內，廠區占地8.4萬平方米，是SEW集團在全球范圍內僅有的三家電機制造中心之一，主要生產三相異步電動機，是SEW集團投資在蘇州、面向亞太的電機制造中心。

軸鋼自動化立體庫

軸鋼自動化立體庫的存儲單元

桁架機器人

棒料出庫后由機床自動完成不同工序的加工

2004～2017年期間，伴隨著SEW在中國市場的快速成長，SEW-電機（蘇州）有限公司不斷進行工廠擴建升級，總計投資超過1億歐元。工廠采用了行業領先的電機生產制造技術和設備、自動化物流系統及企業管理軟件SAP系統。

“SEW-電機（蘇州）有限公司的每一次升級都是基于擴充產能和提高自動化水平的需要，在這一過程中，物流系統也不斷完善，更加高效。”SEW-電機（蘇州）有限公司總經理助理曹洪濤對此不無自豪。

據了解，SEW-電機（蘇州）有限公司于2005年建成投產，一期主要由辦公大樓與兩座廠房組成。

2012年，工廠啟動二期建設項目，主要實現機械加工能力的提高，包括擴建轉子加工、鑄件加工生產車間，并新建了軸鋼和鑄件兩個自動化立體庫，該項目于2013年上線，大幅提升了原材料的物流管理水平。

2017年三期建設項目建成投產，主要針對定子生產、裝配、包裝、發運等環節進行擴建，新增廠房面積25000平方米。在增加生產設備的同時，采用箱式自動化立體庫進行轉子、定子等裝配零部件的自動出/入庫及存儲管理，并通過AGV、RGV小車的應用實現物料的自動化輸送，實現了整個工廠物流效率的大幅提升。

創新應用現代物流技術

電機制造屬于典型的離散型制造行業，通常采用多品種、小批量的生產方式，工序復雜，對生產物流管理提出了較高要求。而電機制造企業的生產物流管理水平直接關系到其產品品質、生產效率和生產成本控制，重要程度不言而喻，因而伴隨工廠的產能擴大，生產物流系統也不斷升級優化。

據曹洪濤介紹，電機主要由定子、轉子、端蓋、制動器、風扇風罩等幾大部分組成。其中，定子、轉子是電機的“心臟”，其質量好壞直接影響了電機的可靠性。作為生產轉子的主要原材料，軸鋼的使用量非常大，同時具有較長長度（7500mm）、較重重量（每根棒料300KG）的特點。長期以來只能采用傳統地面棒料架存儲方式，不僅占用大量面積，而且不便于搬運與管理。為了解決這一難題，2012年，SEW-電機（蘇州）有限公司與沈陽飛機工業集團物流裝備有限公司合作，設計建設了一座用于電機轉子生產的軸鋼自動化立體庫，該項目不僅是國內建成的首個棒料類自動化立體庫，而且在世界范圍內均處于技術領先地位。

SEW-電機（蘇州）有限公司軸鋼自動化立體庫由6個巷道和1臺堆垛機組成，共222個貨位，單個存儲單元的規格是7500＊736＊395mm，其承載量達到5噸；整個庫體可存儲超長棒材1100噸，設置3個出入貨口，極大地提高了出入庫效率。

與普通的自動化立體庫相比，軸鋼自動化立體庫上線后應用效果明顯，帶來的具體改善體現在以下幾個方面：

●實現了密集存儲，節省占地面積，與傳統地面棒料架存儲方式相比節約用地80%；

●物料管理水平顯著提升，場地整齊、清潔；

●實現物料先進先出，防止下層物料由于積壓、長期存放生銹情況的出現，降低了廢品造成的損失，有利于提高產品質量；

●WMS與ERP系統之間實現了數據的定時傳送，棒料儲存數據在ERP系統中自動準確反映；

●棒料出庫后由桁架機器人自動抓取并自動移動到不同機床來完成不同工序的加工，減少中間周轉環節，實現了生產的自動化和連貫性，提高生產效率。

三期項目中的大型箱式自動化立體庫的出庫作業

自動化立體庫出入庫系統的減速電機應用了具有變頻器的MOVIMOT 減速電機及現場分散控制技術

轉子包等裝配物料的存儲及輸送統一由立體庫協調完成

鑄件自動化立體庫

物流系統全面升級

在實現了轉子生產自動化水平和生產能力提升的基礎上，隨著《中國制造2025》戰略的推進，2016年，SEW-電機（蘇州）有限公司啟動了規模更大的工廠建設三期項目，在探索智能制造的同時，進一步實現工廠物流系統的全面升級。

據了解，SEW-電機（蘇州）有限公司工廠地形特殊，機械加工車間（二期）和電機生產車間（一期）分別位于一條河的東西兩岸，過去裝配物料需要使用叉車和平板電瓶車進行室外運輸，效率較低，并且容易受到天氣影響。同時，一期的電機生產車間為三層廠房，不同樓層的貨物需要通過電梯輸送，效率較低。

為了解決上述問題，SEW-電機（蘇州）有限公司三期項目建設團隊經過周密討論和詳細分析，決定將三期廠房建在一期廠房東側，并與北京起重運輸機械設計研究院合作，在新廠房內設計建設了一座大型箱式自動化立體庫，用于裝配物料的存儲及輸送。

三期項目設備總投資1億元人民幣，主要系統構成包括：RGV循環取貨系統、箱式自動化立體庫系統和AGV輸送系統。轉子包等裝配物料的存儲及輸送統一由立體庫協調完成，訂單在ERP系統中生成后，會自動傳送給WMS系統生成出庫信息。物料分揀由WMS系統自動分配巷道堆垛機和輸送機發送到相應出庫口，方便人工揀選；外發的零部件則通過AGV小車自動從立體庫出庫口輸送到包裝發運區。

在建筑結構設計上，三期廠房的東側通過空中走廊實現與二期廠房的連接，采用RGV循環取貨系統進行裝配物料的自動入庫；西側與一期廠房連接，每一層都可以進行裝配物料的出庫操作，并采用AGV小車自動送至組裝工位進行裝配，或送至包裝現場進行包裝發運。

“該項目的建成實現了工廠物流流程的優化和自動化水平的全面提升，對擴大產能和提高生產效率大有裨益。”曹洪濤說。

關鍵技術賦能

經過三期優化建設，目前SEW-電機（蘇州）有限公司打造了一套極具創新性、先進性、獨特性的工廠自動化生產物流系統，實現了軸鋼進廠——轉子加工——裝配/包裝發運等生產工藝流程的高度自動化。值得一提的是，SEW自主研發的MOVIMOT減速電機及現場分散控制、波導通訊、無接觸供電、無人搬運車系統(AGVS)等先進技術在整個項目中發揮了重要作用。

1．MOVIMOT減速電機及現場分散控制技術

SEW-電機（蘇州）有限公司工廠中的3座自動化立體庫出入庫系統的減速電機均應用了具有變頻器的MOVIMOT減速電機及現場分散控制技術，實現了電機和減速機的分散安裝方案，省去了配備控制室、電控柜等相關設施，節省了電纜用量，減少了安裝調試時間，使用維護方便，也便于線路的延伸和拓展，同時節省了占地面積。

2．波導通訊技術

SEW自2010年開始研發波導通訊技術，該技術與傳統通訊相比具有抗干擾能力超強、信號質量穩定、帶寬高等特點。SEW-電機（蘇州）有限公司工廠三期項目中的RGV循環取貨系統就應用了該技術，實現3臺RGV小車的任務接收和實時定位。

3. 無接觸供電技術

SEW-電機（蘇州）有限公司工廠的RGV循環取貨系統和無人搬運車系統AGVS均是采用無接觸供電技術，實現輸電線路對負載設備的電能傳輸，具有元件無磨損且免維護、無破損碎屑污染、無噪音、規劃靈活、易實施等突出特點。據悉，SEW也是目前全球屈指可數的工業無接觸供電技術提供商，其無接觸供電TPS模塊的能量管理功能是市場上其它無接觸供電系統供應商所沒有的。當設備處于待機狀態時（如中午休息時間），無接觸供電系統可以降低TPS的設定點電流，足以保證設備通訊的正常運行，從而實現節能環保，并幫助企業節約成本。

4. 無人搬運車系統(AGV)

SEW-電機（蘇州）有限公司工廠的無人搬運車系統共應用了10臺AGV小車，每臺AGV小車的設計承重量為1.2噸（與自動化立體庫的每個貨位承重量一致）。該系統自動接收WMS系統的出庫指令，將自動化立體庫中的裝配物料自動送至組裝工位或包裝現場。

AGV技術創新及特點：

（1）供電技術

RGV小車

每臺AGV小車自動接收WMS系統的出庫指令，將自動化立體庫中的裝配物料自動送至組裝工位或包裝現場

SEW蘇州工廠的無人搬運車系統共應用了10臺AGV小車

車間內井然有序的物料擺放

該系統采用了SEW最先進的混合動力供電技術，即Movitrans無接觸供電+超級電容供電。無接觸供電提供AGV布局圖主線路供電，及在線無接觸實時充電。超級電容為AGV提供在復雜多變線路區域的供電。兩種技術的完美結合為物流行業AGV智能輸送提供了創新的智能供電技術。其應用特點體現在三個方面：首先，免維護，超級電容有效壽命十年以上，可滿足100萬次以上的充電應用。而電池供電技術一般三年左右就需要更換，周期性維護成本高昂；其次，充電快，僅需要10秒左右充滿，可滿足高效物流輸送應用場合的需求。第三，電能利用率高，超級電容不存在電能與化學能的轉化損耗,電能利用率超過90%。

（2）導航技術

SEW結合混合動力供電的特點，采用了“電磁導航+視覺導航”的混合導航技術。該技術可靠，穩定，是混合動力供電的完美組合。

（3）調度系統

該項目采用了SEW智能上位調度管理系統，AGV調度系統控制器為Moviplc Power，直接和自動化立體庫的WMS系統進行物流調派信息的交換，對AGV車輛進行智能調度及管理，充分展示了SEW在智能輸送領域的技術實力和創新能力。

明確發展方向

采訪過程中，SEW-電機（蘇州）有限公司工廠安靜、整潔的恒溫車間，以及車間內井然有序的物料擺放和有條不紊的生產秩序，給記者帶來了有別于其他制造工廠的舒適感覺，令人印象深刻。相信SEW-電機（蘇州）有限公司對工廠建設的持續升級及其對先進物流技術設備的種種應用，將為眾多離散型制造企業帶來啟發。

對于未來公司的發展，曹洪濤表示，物流信息化、自動化、智能化是離散型制造企業實現向智能制造轉型的必備因素。同時，智能制造涉及到方方面面的技術，比如生產自動化、智能化，這也是SEW-電機（蘇州）有限公司工廠目前重點考慮的工作之一。未來，SEW-電機（蘇州）有限公司工廠將按照智能生產線、數字化車間、智能工廠分步建設的思路,進一步整合資源，探索智能制造之路，并將繼續致力于生產物流系統的優化升級。