華域視覺攜手?？低暣蛟熘悄芄S智慧物流系統(tǒng)

文/本刊記者 張穎川

華域視覺武漢生產(chǎn)基地啟動(dòng)智慧工廠建設(shè)項(xiàng)目，引入了?？低曋悄軅}儲及廠內(nèi)物流解決方案，使用了智能倉儲機(jī)器人近百臺，實(shí)現(xiàn)從產(chǎn)線到倉庫的覆蓋全廠的物流自動(dòng)化搬運(yùn)，提升了物流效率，降低了用工成本，提高了物流系統(tǒng)柔性。

近年來，越來越多的制造業(yè)企業(yè)開始擁抱智能制造，建設(shè)智能工廠，推動(dòng)企業(yè)升級發(fā)展。華域視覺科技（上海）有限公司（簡稱“華域視覺”）即是其中之一。

華域視覺于1989年2月成立，是華域汽車系統(tǒng)股份有限公司的子公司，專注于為全球汽車廠商提供汽車照明電子產(chǎn)品和視覺科技解決方案，產(chǎn)品共6大系列、500多個(gè)品種，40多種出口美國、歐洲、日本等國際市場。

2017年，華域視覺武漢生產(chǎn)基地啟動(dòng)智慧工廠項(xiàng)目，引入了?？低曋悄軅}儲及廠內(nèi)物流解決方案，使用?？低曋悄軅}儲機(jī)器人近百臺，實(shí)現(xiàn)覆蓋全廠的物流自動(dòng)化搬運(yùn)。日前，本刊記者走訪了華域視覺武漢生產(chǎn)基地，充分了解其智慧工廠項(xiàng)目的建設(shè)背景、解決方案和實(shí)施效果，以為廣大制造企業(yè)智慧物流系統(tǒng)升級提供一定的借鑒。

項(xiàng)目背景及實(shí)施過程

華域視覺武漢生產(chǎn)基地建于2014年，2016年4月正式投入生產(chǎn)，廠房面積達(dá)10.9萬平方米，工作人員900多人，主要為武漢通用、武漢神龍汽車、廣汽傳祺等汽車品牌提供各種電子照明燈具。2017年產(chǎn)值約12億元，預(yù)計(jì)2018年生產(chǎn)整車燈具約100萬臺套，產(chǎn)值約15億元。

華域視覺武漢生產(chǎn)基地

圖1：自動(dòng)化物流搬運(yùn)流程

大件零部件倉庫

中小零部件倉庫的“貨到人”揀選

自制件倉庫

機(jī)器人沿倉庫通道將零部件運(yùn)往裝配產(chǎn)線

裝配產(chǎn)線線邊配送

華域視覺武漢生產(chǎn)基地總經(jīng)理周靖表示，華域視覺引入?？低曋悄軅}儲及廠內(nèi)物流解決方案，打造智慧工廠，主要由兩大因素決定：

一方面，是順應(yīng)智能制造發(fā)展趨勢。

在工業(yè)4.0時(shí)代，客戶的個(gè)性化需求越來越廣泛，要求制造企業(yè)內(nèi)物流管理更加智能化和柔性化。順應(yīng)物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)和移動(dòng)應(yīng)用等新一輪信息技術(shù)發(fā)展，建設(shè)“智慧工廠”、打造“智慧物流”已是制造企業(yè)未來發(fā)展的必然趨勢。

與此同時(shí)，我國近年來也出臺了一系列旨在促進(jìn)智能制造發(fā)展的文件和措施，為智能制造發(fā)展和制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級創(chuàng)造了良好的政策環(huán)境。

因此，華域視覺集團(tuán)做了戰(zhàn)略調(diào)整，要求集團(tuán)內(nèi)一些優(yōu)秀的企業(yè)走在智能制造的前列，并把武漢生產(chǎn)基地等部分企業(yè)列為智能制造試點(diǎn)單位。

另一方面，是企業(yè)升級發(fā)展的客觀需求。

隨著汽車零部件行業(yè)整體技術(shù)水平與研發(fā)能力的不斷提升，我國在全球汽車配套市場扮演了越來越重要的角色，成為全球最主要的汽車零部件制造與出口國之一。近年來，華域視覺武漢生產(chǎn)基地的生產(chǎn)規(guī)模不斷擴(kuò)大，但傳統(tǒng)的物流系統(tǒng)已經(jīng)很難滿足日益增長的生產(chǎn)需求，表現(xiàn)在：車間物流運(yùn)輸距離長，物流運(yùn)輸頻次日益增大，車間內(nèi)部倉儲壓力日趨嚴(yán)峻。因此，華域視覺希望打造一個(gè)符合工業(yè)4.0理念的智慧物流體系，由自動(dòng)化設(shè)備替代叉車運(yùn)輸，以減少人力、提高效率。

在這種背景下，有兩點(diǎn)值得關(guān)注：其一，移動(dòng)機(jī)器人在智慧物流系統(tǒng)的應(yīng)用中越來越廣泛；其二，智慧物流系統(tǒng)作為智能工廠的一個(gè)組成部分，與其他智能系統(tǒng)對接，從而形成一體化的解決方案。鑒于此，具有高度智慧化、柔性化的移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)成為華域視覺物流自動(dòng)化升級的首選。

為此，華域視覺武漢生產(chǎn)基地于2016年成立了專門的項(xiàng)目小組，并在國內(nèi)外進(jìn)行了一系列的考察調(diào)研。在訪問?？低曂]制造基地后，對其移動(dòng)機(jī)器人生產(chǎn)線，尤其是?？低曌灾餮邪l(fā)的智能倉儲機(jī)器人系統(tǒng)印象深刻，最終決定采用海康威視智能倉儲及廠內(nèi)物流解決方案，攜手?？低曌庸竞贾莺？禉C(jī)器人技術(shù)有限公司（簡稱“?？禉C(jī)器人”）以及SAP公司，共同打造華域視覺的武漢“智慧工廠”。2017年10月，項(xiàng)目正式實(shí)施，至2018年2月完工，從項(xiàng)目規(guī)劃到完成前后歷時(shí)一年半的時(shí)間。

智能物流系統(tǒng)構(gòu)成

據(jù)周靖介紹，華域視覺武漢生產(chǎn)基地的智慧物流系統(tǒng)主要集成了華域視覺MES系統(tǒng)、?？低昍CS系統(tǒng)以及SAP的EWM系統(tǒng)，三者無縫對接，真正做到了生產(chǎn)與物流管理的系統(tǒng)化、一體化、透明化和智能化。

華域視覺的MES系統(tǒng)，是一套面向制造企業(yè)車間執(zhí)行層的生產(chǎn)信息化管理系統(tǒng)。MES 可以為企業(yè)提供包括制造數(shù)據(jù)管理、計(jì)劃排產(chǎn)管理、生產(chǎn)調(diào)度管理、庫存管理、質(zhì)量管理、成本管理、項(xiàng)目看板管理、生產(chǎn)過程控制、底層數(shù)據(jù)集成分析、上層數(shù)據(jù)集成分解等管理模塊，為企業(yè)打造一個(gè)扎實(shí)、可靠、全面、可行的制造協(xié)同管理平臺。MES平臺的構(gòu)建，可以對華域視覺武漢生產(chǎn)基地的生產(chǎn)管理流程進(jìn)行重組和優(yōu)化，提高企業(yè)生產(chǎn)管理水平，使生產(chǎn)管理更加信息化、自動(dòng)化、數(shù)字化和科學(xué)化，有利于實(shí)現(xiàn)建立“智慧工廠”的目標(biāo)。

SAP的EWM系統(tǒng)，是一個(gè)高級倉庫管理系統(tǒng)，搭載了物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，在集成、管理機(jī)器人方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢。EWM系統(tǒng)支持靈活可配置的出入庫策略，包括入庫、存儲優(yōu)化、出庫、補(bǔ)貨、任務(wù)調(diào)度、倉儲規(guī)劃、堆場管理、盤點(diǎn)、倉庫監(jiān)控等各項(xiàng)倉儲業(yè)務(wù)需求，支持用戶實(shí)現(xiàn)真正意義上的柔性化生產(chǎn)。

?？禉C(jī)器人提供的機(jī)器人調(diào)度系統(tǒng)RCS，負(fù)責(zé)可控制范圍內(nèi)的全部機(jī)器人的任務(wù)分配、調(diào)度及運(yùn)行維護(hù)。RCS采用海康威視多種先進(jìn)算法，建立機(jī)器人的“世界模型”，將倉儲地圖轉(zhuǎn)換成機(jī)器人能夠識別的模型數(shù)據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)任務(wù)的最優(yōu)分配、路徑的最優(yōu)規(guī)劃等功能，使系統(tǒng)能發(fā)揮最佳的工作效能。另外，RCS可以監(jiān)控機(jī)器人的運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)機(jī)器人出現(xiàn)故障，系統(tǒng)將會自動(dòng)生成信息發(fā)送預(yù)警通知至運(yùn)維人員處，并給出相應(yīng)的處理意見，真正做到智能運(yùn)維，實(shí)時(shí)反饋。

半成品倉庫

可走弧線的機(jī)器人

暫駐區(qū)的機(jī)器人

充電中的機(jī)器人

作戰(zhàn)實(shí)驗(yàn)室

手機(jī)APP機(jī)器人信息列表

手機(jī)APP設(shè)備維護(hù)信息

分區(qū)嚴(yán)格的人行通道和物流通道有效保障作業(yè)安全

華域視覺生產(chǎn)的車燈樣品

圖2：智能物流系統(tǒng)集成

事實(shí)上，海康威視與SAP在打造智慧工廠方面早有合作，?？低曂]基地便是一個(gè)典型案例。在華域視覺項(xiàng)目中，?？低昍CS系統(tǒng)與SAP的EWM系統(tǒng)、華域視覺MES系統(tǒng)完美對接，24小時(shí)全方位管理倉儲機(jī)器人的運(yùn)行狀態(tài)與路徑，智能倉儲機(jī)器人替代人工，真正實(shí)現(xiàn)了廠內(nèi)物流的智能化搬運(yùn)。

解決方案與作業(yè)流程

在華域視覺項(xiàng)目中，從原材料收貨、倉儲、配送上線，再到產(chǎn)線中的在制品管理，最終到成品的入庫、配送，整個(gè)作業(yè)流程全部由智能機(jī)器人系統(tǒng)來完成，實(shí)現(xiàn)了自制件物流、零部件物流、成品物流的自動(dòng)化運(yùn)輸，覆蓋武漢生產(chǎn)基地生產(chǎn)車間、成品倉庫、零部件倉庫總計(jì)4萬平方米。

1.自制件物流

自制件物流中，一方面，自制件堆場使用背靠式存儲模式，通過應(yīng)用機(jī)器人，能夠充分利用現(xiàn)有場地資源，場地利用率提高30%；另一方面，機(jī)器人可以完成前道產(chǎn)線→自制件堆場→裝配產(chǎn)線的多種任務(wù)配送，實(shí)現(xiàn)無人化智能運(yùn)作。

當(dāng)前道產(chǎn)線完成自制件生產(chǎn)后，會發(fā)出空箱需求指令，機(jī)器人會從空箱整理點(diǎn)將空箱運(yùn)送到前道產(chǎn)線，然后返回到巷道交互區(qū)暫駐休眠；待自制件裝滿箱后，新接到指令的機(jī)器人再將裝滿自制件的貨箱運(yùn)到自制件堆場；當(dāng)裝配產(chǎn)線發(fā)出自制件需求指令后，新接收指令的機(jī)器人再從自制件堆場將裝滿自制件的貨箱運(yùn)到裝配產(chǎn)線的相應(yīng)工位，由工人完成組裝。

2.零部件物流

當(dāng)裝配產(chǎn)線發(fā)出大件零部件或中小件零部件需求指令后，機(jī)器人會從大件倉庫或中小件倉庫里，將相應(yīng)的零部件按照規(guī)劃好的路線運(yùn)送到裝配產(chǎn)線具體工位，由工人完成組裝。

值得一提的是，在零部件中小件物流中，由于中小零部件復(fù)雜多樣，所以需要通過倉儲機(jī)器人系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)極具柔性化的“貨到人”揀選。記者發(fā)現(xiàn)，在中小件倉庫內(nèi)，總計(jì)配有4個(gè)AGV工作站，當(dāng)裝配產(chǎn)線發(fā)出中小件零部件需求指令到AGV工作站，再經(jīng)工作站下達(dá)至機(jī)器人；庫內(nèi)的機(jī)器人會根據(jù)指令將裝有相應(yīng)中小零部件的貨柜依據(jù)最優(yōu)路徑搬運(yùn)至工作站，揀選人員依據(jù)系統(tǒng)顯示界面指示，掃描條碼和件數(shù)，將零部件放至對應(yīng)貨箱，等候在一旁的機(jī)器人將揀選好的中小零配件運(yùn)送到裝配產(chǎn)線。之后，機(jī)器人則按照固定路線，將中小件貨柜運(yùn)送到原來位置。

在2000多平方米的零部件倉庫內(nèi)，?？低晜}儲機(jī)器人每30分鐘為裝配產(chǎn)線配送物料一次，全天配送物料超過2000次，整個(gè)流程高效、快捷，有條不紊。

3.成品物流

裝配產(chǎn)線如果有成品下線，發(fā)出成品空箱需求指令，機(jī)器人會從空箱整理點(diǎn)將空箱運(yùn)到產(chǎn)線，成品裝箱后，機(jī)器人再將裝有成品的貨箱運(yùn)到成品庫。之后機(jī)器人返回到空托架巷道等待下一步指令。用完的空箱，也會經(jīng)由機(jī)器人運(yùn)到空箱整理點(diǎn)，為下一輪流程做準(zhǔn)備。

項(xiàng)目亮點(diǎn)

1.廠內(nèi)物流模式的創(chuàng)新

傳統(tǒng)制造企業(yè)往往面臨著倉儲、搬運(yùn)作業(yè)人工成本高、勞動(dòng)強(qiáng)度大、管理效率低等難題，嚴(yán)重制約著企業(yè)的發(fā)展壯大。這些問題在物流系統(tǒng)升級前的華域視覺武漢生產(chǎn)基地同樣存在。

在引入海康威視智能倉儲及廠內(nèi)物流解決方案后，倉儲機(jī)器人的應(yīng)用，將傳統(tǒng)產(chǎn)線和倉儲中“人找貨”的固有物流模式，轉(zhuǎn)化為高效、便捷、智能的“貨到人”模式，不僅解決了傳統(tǒng)倉儲管理的問題，更是將物流精細(xì)化管理深入到產(chǎn)線甚至工位。

2.智能機(jī)器人的功能優(yōu)勢

在華域視覺武漢生產(chǎn)基地的生產(chǎn)車間內(nèi)，海康倉儲機(jī)器人循環(huán)往復(fù)穿梭于倉庫和產(chǎn)線間，井然有序；線邊，機(jī)器人按照規(guī)劃路線，準(zhǔn)確送貨到相應(yīng)工位，人機(jī)高度協(xié)同；一項(xiàng)工作完成，機(jī)器人會自動(dòng)返回至巷道交互區(qū)暫駐休眠，等待新的指令。

據(jù)?？低暭夹g(shù)支持、華域視覺項(xiàng)目現(xiàn)場實(shí)施工程師介紹，?？祩}儲機(jī)器人的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在如下幾點(diǎn)：（1）依托海康威視多年來在圖像處理、硬件設(shè)計(jì)及精密算法領(lǐng)域的技術(shù)積累，應(yīng)用行業(yè)領(lǐng)先的“視覺導(dǎo)航+慣性導(dǎo)航”技術(shù)，機(jī)器人定位精度達(dá)到毫米級；（2）兩輪差速驅(qū)動(dòng)，運(yùn)行速度能達(dá)到1.0米每秒；（3）作為行業(yè)內(nèi)一項(xiàng)重要?jiǎng)?chuàng)新，?？抵悄軝C(jī)器人支持弧線行走，柔性運(yùn)動(dòng)，使得產(chǎn)線布局更加靈活；（4）在動(dòng)力方面，機(jī)器人配備大容量磷酸鐵鋰電池，結(jié)合智能能源管理系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)7×24小時(shí)連續(xù)運(yùn)行，且電池完全充放電壽命高達(dá)1500次；（5）機(jī)器人內(nèi)置激光、超聲距離檢測，具有自動(dòng)避讓功能，確保運(yùn)動(dòng)過程中人、機(jī)安全。

3.對機(jī)器人的實(shí)時(shí)監(jiān)控

在華域視覺武漢生產(chǎn)基地智慧內(nèi)物流系統(tǒng)的應(yīng)用過程中，還有一點(diǎn)尤為值得一提，那就是對倉儲機(jī)器人的實(shí)時(shí)監(jiān)控，這對能否保障整個(gè)系統(tǒng)順暢運(yùn)行至關(guān)重要。倉儲機(jī)器人的狀態(tài)主要通過作戰(zhàn)室運(yùn)行監(jiān)控和手機(jī)APP實(shí)時(shí)監(jiān)控來完成。

作戰(zhàn)室運(yùn)行監(jiān)控，在TPM運(yùn)維管理、數(shù)據(jù)報(bào)表、錄像回放追溯系統(tǒng)的配合下，管理者可實(shí)時(shí)了解機(jī)器人硬件設(shè)備狀態(tài)與運(yùn)行效率；與此同時(shí)，根據(jù)數(shù)據(jù)報(bào)表、熱力圖分析，可以實(shí)時(shí)規(guī)劃倉儲機(jī)器人的行走路徑。

手機(jī)APP實(shí)時(shí)監(jiān)控，是?？禉C(jī)器人結(jié)合生產(chǎn)現(xiàn)場推出的新的應(yīng)用，擁有任務(wù)調(diào)度、控制干預(yù)、告警管理、運(yùn)維管理、設(shè)備查詢等多個(gè)功能模塊，在可控范圍內(nèi)能夠?qū)C(jī)器人有效監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)作戰(zhàn)室控制臺70%左右的功能。此外，手機(jī)APP增加區(qū)域封鎖功能，禁止機(jī)器人進(jìn)入某些區(qū)域，如叉車與機(jī)器人交叉作業(yè)區(qū)，可以更好地保障運(yùn)行安全。

項(xiàng)目收益

截至目前，華域視覺武漢生產(chǎn)基地已經(jīng)投入使用近百臺?？低曋悄軅}儲機(jī)器人。這些機(jī)器人分布在自制件、零配件及成品倉庫，實(shí)時(shí)管理著超過2000個(gè)存貨單元；實(shí)現(xiàn)從零部件和自制件到裝配車間、從裝配車間到成品倉庫的自動(dòng)化運(yùn)輸，每天總共行走超過1000公里路程，為工廠24條產(chǎn)線提供強(qiáng)有力的物流支持。

海康威視智能倉儲及廠內(nèi)物流解決方案正式啟用只有短短四個(gè)多月的時(shí)間，效果顯著，生產(chǎn)車間物流作業(yè)人員減少了30%，發(fā)貨效率提高35%以上，物料配送及時(shí)率提升95%以上，基本實(shí)現(xiàn)當(dāng)初建設(shè)智慧工廠、打造智慧內(nèi)物流體系的初衷。

周靖向記者透露，武漢生產(chǎn)基地智慧內(nèi)物流系統(tǒng)的成功應(yīng)用，給他們帶來了信心。今后華域視覺在上海的新工廠可能會用到300～400臺智能倉儲機(jī)器人，未來華域視覺的機(jī)器人應(yīng)用數(shù)量將接近1000臺。不僅如此，華域視覺希望整合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，構(gòu)建一套以SAP的EWM系統(tǒng)為基礎(chǔ)的多樣化數(shù)據(jù)處理平臺。這些都將為華域視覺與?？低?、SAP在智能制造方面進(jìn)一步合作創(chuàng)造更廣闊的空間。