機(jī)器人在上汽通用東岳智能倉儲(chǔ)中的應(yīng)用

文/孫嫣梅 吳正明

為解決傳統(tǒng)倉儲(chǔ)管理中的難點(diǎn)和痛點(diǎn)，上汽通用攜手合肥井松自動(dòng)化科技有限公司，在煙臺(tái)東岳智能倉儲(chǔ)項(xiàng)目中，積極探索機(jī)器人在智能倉儲(chǔ)物流中的應(yīng)用；通過在配送環(huán)節(jié)采用AGV替代人員操作設(shè)備的模式，從而達(dá)到“降本增效”的目標(biāo)。

隨著中國制造2025和工業(yè)4.0概念的深化，生產(chǎn)、裝備和物流行業(yè)正面臨一次全面升級(jí)。作為工業(yè)4.0三大核心之一，智慧物流也得到了越來越多的關(guān)注。

煙臺(tái)東岳智能倉儲(chǔ)項(xiàng)目，是上汽通用物流依托公司智能制造核心戰(zhàn)略而開發(fā)的成果之一。該項(xiàng)目貫徹了上汽通用的“雙驅(qū)聯(lián)動(dòng)、提效創(chuàng)新”年度工作主題，針對(duì)傳統(tǒng)倉儲(chǔ)管理的難點(diǎn)和痛點(diǎn)，探索機(jī)器人在智能倉儲(chǔ)物流中的應(yīng)用，通過加大裝備技術(shù)升級(jí)力度，提升自動(dòng)化水平，從而實(shí)現(xiàn)了“降本增效”的目標(biāo)。

背景和需求

傳統(tǒng)的倉儲(chǔ)管理存在著諸多問題，例如：數(shù)據(jù)采集靠手工錄入或條碼掃描，工作效率較低；庫內(nèi)貨位劃分不清晰，堆放混亂不利收斂；實(shí)物盤點(diǎn)技術(shù)落后，導(dǎo)致常常賬實(shí)不符；人為因素影響大，差錯(cuò)率高，增加額外成本；缺乏流程跟蹤，責(zé)任難以界定等等。而且，物料的轉(zhuǎn)運(yùn)是物流過程中發(fā)生頻率高、耗用時(shí)間長、所需費(fèi)用大的作業(yè)活動(dòng)。

為了有效解決倉儲(chǔ)物流管理中的上述痛點(diǎn)，上汽通用東岳通過將傳統(tǒng)倉儲(chǔ)和智能倉儲(chǔ)對(duì)比，決定組建項(xiàng)目攻關(guān)團(tuán)隊(duì)，攜手合肥井松自動(dòng)化科技有限公司（簡稱“井松”），實(shí)施機(jī)器替代人的智能物流發(fā)展戰(zhàn)略。其主要做法是通過對(duì)現(xiàn)場運(yùn)作流程及基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)分析，針對(duì)不同的物料種類、包裝尺寸、吞吐流量、運(yùn)作模式等，制定出多套草案，經(jīng)過不斷評(píng)審及完善，最終確定一整套貨架級(jí)平庫的方案。關(guān)鍵措施是，在配送環(huán)節(jié)采用AGV替代人員操作設(shè)備的模式，降低成本，提高效率，提升配送質(zhì)量。

物流系統(tǒng)構(gòu)成及主要流程

整個(gè)倉庫共有貨架956個(gè)，每個(gè)貨架5層，可以存放料箱34416個(gè)，貨物種類與吞吐流量極為龐大。井松為倉庫布置了21臺(tái)類Kiva機(jī)器人來實(shí)現(xiàn)整個(gè)倉庫的自動(dòng)化搬運(yùn)，通過中央調(diào)度系統(tǒng)進(jìn)行智能分析，合理調(diào)配每一臺(tái)機(jī)器人完成各種物料的進(jìn)出。

本物流系統(tǒng)集成了多種倉儲(chǔ)優(yōu)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)物料的隨機(jī)存儲(chǔ)，提升倉庫空間利用率。同時(shí)可對(duì)歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，挖掘物料之間的聯(lián)系，制定相應(yīng)的入庫策略。系統(tǒng)的智能監(jiān)控模塊可實(shí)時(shí)監(jiān)控每一臺(tái)小車的運(yùn)行狀態(tài)，保障小車的穩(wěn)定運(yùn)作。

倉庫中的類Kiva機(jī)器人

圖1：項(xiàng)目布局圖

本項(xiàng)目主要工作流程如下：上料點(diǎn)人工通過PDA掃物料一維碼和料架一維碼綁定，點(diǎn)擊入庫，WMS分配貨物，并下發(fā)任務(wù)給調(diào)度，調(diào)度下發(fā)任務(wù)給空閑小車，空閑小車把料架搬運(yùn)指定位置報(bào)完成，WMS更新庫存信息。

項(xiàng)目亮點(diǎn)

該項(xiàng)目最大的特點(diǎn)是AGV視覺紋理導(dǎo)航技術(shù)的運(yùn)用。

上汽通用攜手合肥井松研發(fā)出全球領(lǐng)先的視覺紋理導(dǎo)航技術(shù)。該自由紋理導(dǎo)航技術(shù)，使用工業(yè)級(jí)攝像機(jī)提取出紋理特征參數(shù)，經(jīng)過圖像處理技術(shù)處理，從而獲得紋理的定量或定性描述的處理過程，加上自主研發(fā)控制算法。該導(dǎo)航傳感器使用靈活，無需外圍增加輔助導(dǎo)航設(shè)施，方便安裝與維修；導(dǎo)引可靠、導(dǎo)引糾偏瞬時(shí)反應(yīng)靈敏度高，如因異常引起脫離預(yù)設(shè)路徑會(huì)自動(dòng)報(bào)警，工業(yè)級(jí)攝像機(jī)抗震動(dòng)、抗干擾、經(jīng)久耐用、質(zhì)量可靠。

在分揀區(qū)域，共有16個(gè)負(fù)責(zé)搬運(yùn)的AGV，運(yùn)行速度為每秒1米。同時(shí)，AGV所有的路線都由計(jì)算機(jī)控制自行選擇，會(huì)互相避讓；機(jī)器人會(huì)自動(dòng)挪到附近空閑的充電樁上充電—30分鐘充電，可以工作2小時(shí)；在出庫區(qū)域，空閑小車按照生產(chǎn)指令在對(duì)應(yīng)的貨架找到所需要的物料，并搬運(yùn)到相應(yīng)的出庫區(qū)，待人工分揀，再把貨架搬運(yùn)到相應(yīng)的位置。

實(shí)際效果

煙臺(tái)東岳智能倉儲(chǔ)中心的落成，是上汽通用物流不斷革新傳統(tǒng)運(yùn)作模式，積極探索和推進(jìn)新技術(shù)、新模式的一個(gè)縮影。該項(xiàng)目提高了場地利用率50%，降低物流儲(chǔ)運(yùn)成本30%，提高自動(dòng)化率達(dá)90%，便于產(chǎn)品質(zhì)量追溯。

該項(xiàng)目通過整合自動(dòng)化物流設(shè)備及貫穿多系統(tǒng)的智能管理平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)了智能化物料運(yùn)輸、管理、搬運(yùn)、存儲(chǔ)，在汽車行業(yè)內(nèi)物流無人化、智能化運(yùn)作及管理方面起到了示范作用。