3C電子行業(yè)物流機器人解決方案應(yīng)用探析

文 / 本刊記者 任芳

3C電子產(chǎn)品更新?lián)Q代速度快、個性化需求不斷凸顯，在物流作業(yè)方面具有物料品種多、產(chǎn)線換線頻繁等顯著特征，同時企業(yè)面臨人力成本上升、人工作業(yè)效率和準確率難以保證等瓶頸，如何借助智能物流解決方案實現(xiàn)降本增效成為重要的突破口。物流機器人解決方案因其柔性、高效等優(yōu)勢，在3C電子行業(yè)得到越來越廣泛的應(yīng)用。

3C電子即計算機（Computer）、通訊（Communication）和消費電子產(chǎn)品（ConsumerElectronic）三類電子產(chǎn)品的簡稱。隨著移動互聯(lián)網(wǎng)時代的到來，3C電子行業(yè)迎來了持續(xù)穩(wěn)定的增長。根據(jù)國家統(tǒng)計局的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，2021年，計算機、通信和其他電子設(shè)備制造業(yè)實現(xiàn)營業(yè)收入141285.3億元，同比增長14.7%；利潤總額8283.0億元，同比增長38.9%。目前，我國 3C電子行業(yè)整體產(chǎn)值規(guī)模已超過 6 萬億元。行業(yè)的不斷發(fā)展，特別是近幾年智能制造的逐步推進，為自動化物流技術(shù)的應(yīng)用提供了廣闊的空間。

針對物流機器人系統(tǒng)在3C電子行業(yè)的技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用情況，本次專題我們重點采訪了蘇州海豚之星智能科技有限公司（以下簡稱“海豚之星”）、 浙江欣奕華智能科技有限公司（以下簡稱“浙江欣奕華”）兩家企業(yè)。海豚之星主要提供輕小型工業(yè)移動機器人產(chǎn)品，憑借爆款產(chǎn)品“小海豚”系列搬運機器人獲得廣泛關(guān)注，在3C電子行業(yè)擁有多個成功案例；浙江欣奕華為3C電子行業(yè)提供SMT半導體制造車間等的機臺或工位，以輥筒、復(fù)合機器人產(chǎn)品為主的上下料整體解決方案。

行業(yè)發(fā)展概況及物流自動化需求

近年來，隨著電子產(chǎn)品技術(shù)層層突破及消費者收入的增加，消費者對3C電子產(chǎn)品的更換迭代及小眾化、個性化使用需求也步入了新的周期。3C電子制造業(yè)更是為了追求高效率、低成本的多樣少量的生產(chǎn)需求，需要對傳統(tǒng)制造工藝進行標準化、自動化、智能化改造。隨著工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)、人工智能技術(shù)興起及成熟，3C電子制造業(yè)生產(chǎn)場景的智能化改造訴求也越來越清晰。對此，浙江欣奕華有關(guān)負責人從三方面介紹了3C電子制造業(yè)的需求：

浙江欣奕華復(fù)合機器人

一是非標定制自動化。針對生產(chǎn)流水線、產(chǎn)品包裝流水線等不同體積的產(chǎn)品、不同場景尺寸的需求等，進行客制化非標定制，例如輥筒線、皮帶線、線邊模具檢測等。

海豚之星營銷總監(jiān)陸建新

二是物流配送（搬運）自動化。針對3C制造業(yè)倉庫貨到人揀選、倉儲到線邊倉或線邊實驗室等物料配送、機臺上下料、線尾半成品、成品的入庫運輸?shù)?。例如采用立體高架庫、AGV、AMR等。

三是組插堆疊自動化。針對流水線上下料作業(yè)、產(chǎn)品檢測作業(yè)、產(chǎn)品工站移轉(zhuǎn)作業(yè)，產(chǎn)品下線堆疊等。例如工業(yè)機械手臂、視覺機械手臂等。

海豚之星營銷總監(jiān)陸建新則聚焦物流配送自動化，進一步分析了3C電子制造企業(yè)的需求：一是大批量定制、生產(chǎn)周期縮短對于柔性化、矩陣式的生產(chǎn)，要求物流具備快速應(yīng)變能力；二是為了降低風險，生產(chǎn)線拆解更細分，物流頻次上升，要求物流系統(tǒng)的效率更高；此外，由于3C電子產(chǎn)品更新?lián)Q代的速度特別快，對物流系統(tǒng)的柔性也提出了更高的要求。

主要考量因素

基于3C電子行業(yè)的作業(yè)特點及對物流自動化的要求，企業(yè)在選擇物流機器人解決方案時，通常會基于多方面因素考量。

“客戶對供應(yīng)商的整體服務(wù)能力往往是最關(guān)心的，他們最擔心的是物流智能化改造對生產(chǎn)帶來影響，能夠提供優(yōu)質(zhì)性價比的產(chǎn)品及服務(wù)是贏得客戶的關(guān)鍵。”浙江欣奕華有關(guān)負責人表示，掌握物流機器人系統(tǒng)的核心技術(shù)（如調(diào)度系統(tǒng)、導航方式、安全措施等），量產(chǎn)交付能力，產(chǎn)品的市場價格定位，以及售前整體規(guī)劃、項目交付能力和售后運維能力是基礎(chǔ)指標。

陸建新進一步補充，物流機器人系統(tǒng)的兼容性、適配性、交互能力則進一步拉開了差距。

首先，系統(tǒng)兼容性。3C電子行業(yè)生產(chǎn)量大，庫存大，為方便管理生產(chǎn)及倉庫出入庫，企業(yè)通常配備有MES、WMS、ERP等信息系統(tǒng)，物流機器人系統(tǒng)必須能夠與之兼容，才能根據(jù)生產(chǎn)計劃和生產(chǎn)節(jié)拍準時將物料送往產(chǎn)線。

其次，適配性。3C電子行業(yè)零部件及成品多為輕物料，以料箱為主要存儲單元，因此物流機器人需要與不同的存儲單元器具相適配。另一方面，隨著土地成本的上升，企業(yè)需要進一步優(yōu)化物流以擴大生產(chǎn)空間，提高廠房面積使用率，因此需要物流機器人能夠適配空間，小體積、窄通道運行的物流機器人成為更多企業(yè)的首選。

第三，交互能力。為了提高生產(chǎn)效率，企業(yè)往往會較多數(shù)量地引入物流機器人，這就需要物流機器人具備更高的軟硬件能力，從而能夠適應(yīng)不同的現(xiàn)場環(huán)境，實現(xiàn)人機交互、多機交互。

典型應(yīng)用與案例分享

目前，物流機器人已經(jīng)在3C 電子整廠物流中廣泛應(yīng)用，如進行貨物收料、儲存及“貨到人”的搬運揀選，或者搬運接駁立體庫存儲進出等。以下選擇浙江欣奕華和海豚之星的兩個應(yīng)用案例進行分析。

1. 浙江欣奕華-西安中興

（1）項目需求與痛點

項目改造前，“貼片-環(huán)測-點膠-入庫”環(huán)節(jié)通過人工進行搬運，每次搬運物料在100公斤左右。由于環(huán)節(jié)間流轉(zhuǎn)節(jié)奏快，需要員工快速頻繁上下樓、穿插作業(yè)，勞動強度大。此外，生產(chǎn)設(shè)備24小時持續(xù)運轉(zhuǎn)，員工工作時間長，既不利于車間安全管理，疫情期間也存在潛在感染隱患。為此，西安中興希望通過引入移動機器人來逐步替代人工搬運。

浙江欣奕華-西安中興項目

海豚之星-某知名電子生產(chǎn)企業(yè)項目

（2）項目難點

首先，車間的作業(yè)環(huán)境復(fù)雜，幾個生產(chǎn)工藝間的設(shè)備高度不同，在保證安全作業(yè)的同時，還需要移動機器人兼顧可以在不同高度設(shè)備間精準地收取物料。

其次，搬運的物料載具或單元器具多樣化，不僅有吸塑托盤、點膠托盤、鋁殼料箱等不同類型，還有不同的規(guī)格尺寸，對解決方案中硬件產(chǎn)品的兼容性又提出了很多要求。

再次，設(shè)備間存在信號干擾、設(shè)備外形不同、?？糠绞讲煌鐦菍影徇\還需要快速切換定位和地圖導航，這些都對軟件系統(tǒng)的智能化提出了很高的要求，需要支持機器人設(shè)備多種?？糠绞?，在幾臺不同類型設(shè)備間柔性化、快速切換。

（3）解決方案及效果

浙江欣奕華為西安中興打造了智能工廠移動機器人整體解決方案，包括：定制開發(fā)了“單層輥筒接駁可浮動機器人”，實現(xiàn)了機器人調(diào)度系統(tǒng)、叫料系統(tǒng)與客戶的MCS業(yè)務(wù)調(diào)度系統(tǒng)全面對接。

從實際運行效果來看，通過引入浙江欣奕華移動機器人解決方案，進一步理順了西安中興單板測試領(lǐng)域的作業(yè)流程，提高了物料流轉(zhuǎn)效率，所有調(diào)度任務(wù)通過工廠制造控制系統(tǒng)（MES）發(fā)布，讓生產(chǎn)節(jié)拍的控制能力更加精準，搬運數(shù)據(jù)可實時追溯。

2. 海豚之星-某知名電子生產(chǎn)企業(yè)

（1）項目痛點

企業(yè)產(chǎn)線布局緊湊、物料周轉(zhuǎn)頻繁，現(xiàn)有人員很難滿足擴產(chǎn)后的物料搬運作業(yè)要求，及時性難以保證，導致生產(chǎn)節(jié)拍受影響，生產(chǎn)效率受限。

（2）解決方案

為達到更好地優(yōu)化場內(nèi)物流作業(yè)，提高作業(yè)效率和產(chǎn)品質(zhì)量的目的，海豚之星推薦定制化的AL02搬運機器人系統(tǒng)解決方案，實現(xiàn)對物料的高效精準配送，在不同產(chǎn)線之間、不同工位間進行全自動物料運轉(zhuǎn)，穩(wěn)定生產(chǎn)節(jié)拍。

隨著電子產(chǎn)品技術(shù)層層突破及消費者收入的增加，消費者對3C電子產(chǎn)品的更換迭代及小眾化、個性化使用需求也步入了新的周期。3C電子制造業(yè)更是為了追求高效率、低成本的多樣少量的生產(chǎn)需求，需要對傳統(tǒng)制造工藝進行標準化、自動化、智能化改造。

（3）技術(shù)亮點及效果

硬件方面，AL02搬運機器人具有以下特點：車身尺寸較小，窄通道運行，最小直角堆垛寬度為1200mm，最小轉(zhuǎn)彎半徑僅800mm；采用絲桿舉升，定位精度更高。值得一提的是，為了準確識別并適應(yīng)多種料箱，海豚之星定制了單叉腿設(shè)計的搬運機器人，能輕松叉取小貨物，并在叉腿上加裝翼型拓展，能適應(yīng)不同尺寸的料箱，并保持在舉升過程中的穩(wěn)定性。這些定制化設(shè)計很大程度上使物流機器人在貨物搬運過程中順暢運行，采用多重安全防護措施，避免顛簸、磕碰等情況的發(fā)生。此外，機器人結(jié)合實體庫位檢測系統(tǒng)，可以實時檢測庫位狀態(tài)，同步到上層系統(tǒng)物料管控系統(tǒng)，以做到物料信息的實時更新及識別，能夠精準識別物料的位置及狀態(tài)，保證取放貨物時的精度。

系統(tǒng)方面，海豚之星采用自主研發(fā)的智能調(diào)度系統(tǒng)，支持與產(chǎn)線MES系統(tǒng)對接，將物料運送到7條產(chǎn)線邊，并配合MES系統(tǒng)完成產(chǎn)線的尾料下線，實現(xiàn)了倉儲區(qū)與產(chǎn)線之間的物料自動運輸。

此外，AL02搬運機器人高精度的對接，多功能的呼叫及物料管理系統(tǒng)，更便捷的智能化管理，打通了場內(nèi)物質(zhì)流與信息流，物料信息全程可追溯，軟件系統(tǒng)直觀交互。全面滿足了企業(yè)柔性生產(chǎn)需求，縮短了停產(chǎn)改造周期。

技術(shù)難點及未來發(fā)展方向

陸建新表示，未來物流機器人在3C電子行業(yè)中的應(yīng)用會更加細分，覆蓋整廠物流各個環(huán)節(jié)，包含材料入庫（采購、調(diào)撥、生產(chǎn)退料）、材料出庫（生產(chǎn)、調(diào)撥、轉(zhuǎn)移）、生產(chǎn)搬運（材料配送上線、工序間轉(zhuǎn)運、成品下線）、成品入庫等，實現(xiàn)全廠物料搬運的無人化、智能化。

為了更好地助力3C行業(yè)客戶智慧制造轉(zhuǎn)型，實現(xiàn)生產(chǎn)更高效、更安全、更便捷，海豚之星致力于提供更加豐富和細化的場景化解決方案，在技術(shù)方面不斷升級，如自主研發(fā)智能調(diào)度系統(tǒng)，可以對接企業(yè)原有系統(tǒng)獲取關(guān)鍵信息，并入指令任務(wù)中，讓搬運機器人獲取更多的數(shù)據(jù)；車體上配備多重安全防護，如避障雷達360°掃描周圍環(huán)境、防撞觸邊、急停按鈕等，全方位保障人員和貨物的安全；還提供了多種接口，通過多種信息協(xié)議，可將物流機器人與廠內(nèi)輥筒線、叉車接駁臺、卷簾門、風淋門、電梯等不同設(shè)備連接起來，實現(xiàn)各作業(yè)場景間自由切換，更好地適應(yīng)環(huán)境。

浙江欣奕華有關(guān)負責人表示，根據(jù)3C電子行業(yè)的發(fā)展需求，未來對物流機器人的作業(yè)功能多樣性要求會越來越高，物流機器人的技術(shù)革新也將朝著多功能作業(yè)的方向發(fā)展。浙江欣奕華據(jù)此進行產(chǎn)品功能開發(fā)規(guī)劃，如攻克復(fù)合機器人多夾具交替技術(shù)，以實現(xiàn)同臺復(fù)合機器人經(jīng)過嚴密算法后具備自我判斷功能，自動更換不同夾具，以滿足同工位不同產(chǎn)品的產(chǎn)出。

此外，3C電子行業(yè)客戶對產(chǎn)品的作業(yè)精度、對產(chǎn)品交付的管理、對產(chǎn)品的售后運維頻率要求都非常高。對此，浙江欣奕華除了不斷升級產(chǎn)品技術(shù)外，還針對性地進行作業(yè)程序調(diào)整應(yīng)對，所有交付產(chǎn)品均在公司內(nèi)部完成充分的耐壓測試及實操運行作業(yè)，確保交付產(chǎn)品抵達客戶現(xiàn)場后能夠高精度地穩(wěn)定作業(yè)；并在產(chǎn)品交付之前進行前置交付事項作業(yè)，比如提前進行系統(tǒng)部署、部署設(shè)備提前進行配置，以滿足客戶的要求；最后，在售后運維環(huán)節(jié)，對交付產(chǎn)品進行定期巡檢及保固，確保設(shè)備保持最優(yōu)的運行狀態(tài)。