對(duì)于今天的重型設(shè)備制造商來(lái)說(shuō)，搬運(yùn)自動(dòng)化系統(tǒng)必須可靠，能夠搬運(yùn)超大容量的有效載荷，而且還能提供當(dāng)今移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)所期望的高水平的靈活性、安全性和可擴(kuò)展性。現(xiàn)代自動(dòng)導(dǎo)引車(chē)（AGV）就能做到這一點(diǎn)。

現(xiàn)代制造業(yè)設(shè)施繼續(xù)提高其自動(dòng)化水平，以降低成本，提高生產(chǎn)力，并提高運(yùn)營(yíng)效率。較新形式的自動(dòng)化技術(shù)還為制造商提供了高度的靈活性，這是許多早期固定形式或 "硬 "自動(dòng)化所缺乏的能力。

這些靈活的自動(dòng)化解決方案正被制造商作為一個(gè)關(guān)鍵的戰(zhàn)略差異化因素和業(yè)務(wù)促進(jìn)因素而接受。對(duì)于今天的制造商來(lái)說(shuō)，"靈活性是新的生產(chǎn)力"。

制造業(yè)的自動(dòng)化

制造業(yè)自動(dòng)化可以采取多種形式。在所有類(lèi)型和規(guī)模的制造商中，使用可重復(fù)編程的關(guān)節(jié)型機(jī)器人，現(xiàn)在還包括協(xié)作型機(jī)器人，用于焊接、噴漆和碼垛等應(yīng)用，而且其他使用案例，如使用機(jī)器人視覺(jué)檢測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行質(zhì)量檢查，也在繼續(xù)擴(kuò)大。另一個(gè)制造自動(dòng)化的主流涉及到使用搬運(yùn)技術(shù)，即運(yùn)輸物料、零件和其他物體的行為，以及在裝配線上移動(dòng)正在建造的物品，以進(jìn)行連續(xù)的制造過(guò)程。

搬運(yùn)自動(dòng)化類(lèi)型

從廣義上講，制造業(yè)搬運(yùn)的自動(dòng)化解決方案有兩種類(lèi)型 ，即固定搬運(yùn)系統(tǒng)和柔性搬運(yùn)系統(tǒng)。

固定搬運(yùn)系統(tǒng)，顧名思義，固定搬運(yùn)系統(tǒng)是一種自動(dòng)化技術(shù)，一旦到位就無(wú)法移動(dòng)，或者只能以破壞和巨大成本為代價(jià)重新部署。固定搬運(yùn)系統(tǒng)，如皮帶、滾筒和高架搬運(yùn)機(jī)，為制造商提供了生產(chǎn)力的好處，但卻犧牲了靈活性。拖鏈?zhǔn)桨徇\(yùn)機(jī)，通常用于移動(dòng)制造設(shè)施中的重物，是另一種形式的固定搬運(yùn)解決方案。

柔性搬運(yùn)系統(tǒng)，安裝后可以靈活地重新部署的自動(dòng)化技術(shù)，如AGV和自主移動(dòng)機(jī)器人（AMR），已被廣泛用于將成套物料運(yùn)送到裝配線上的使用點(diǎn)，以及將汽車(chē)、叉車(chē)和牽引車(chē)等產(chǎn)品運(yùn)送到其裝配過(guò)程中。AMR通常被用作叉車(chē)的替代品，通常負(fù)責(zé)運(yùn)輸部件，作為電動(dòng)汽車(chē)、農(nóng)業(yè)設(shè)備和醫(yī)療設(shè)備制造商生產(chǎn)線上補(bǔ)貨作業(yè)的一部分。AGV已經(jīng)在重量級(jí)產(chǎn)品的制造商中得到廣泛采用，因?yàn)樽詣?dòng)化技術(shù)比人工方案具有安全優(yōu)勢(shì)。

搬運(yùn)設(shè)備的自動(dòng)化

在開(kāi)發(fā)自動(dòng)化搬運(yùn)解決方案之前，正在生產(chǎn)的物品通常使用小車(chē)、手推車(chē)或叉車(chē)（包括動(dòng)力和非動(dòng)力）進(jìn)行手動(dòng)搬運(yùn)。隨著時(shí)間的推移，許多這樣的手動(dòng)搬運(yùn)平臺(tái)--效率低下，而且往往很危險(xiǎn)--被使用各種系統(tǒng)類(lèi)型進(jìn)行自動(dòng)化，包括：

牽引式搬運(yùn)機(jī)，在制造廠中的應(yīng)用已經(jīng)超過(guò)100年。這些系統(tǒng)中的一種形式，即牽引式搬運(yùn)機(jī)（牽引搬運(yùn)機(jī)、牽引車(chē)、建造線搬運(yùn)機(jī)），已被廣泛用于需要持續(xù)向前運(yùn)動(dòng)的漸進(jìn)式操作的制造過(guò)程。制造環(huán)境中的大多數(shù)牽引線搬運(yùn)系統(tǒng)使用凹陷的牽引線（通常是一條鏈條）來(lái)拉動(dòng)有輪子的小車(chē)，沿著固定的路徑通過(guò)順序的工作站。

牽引系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)需要對(duì)其操作環(huán)境進(jìn)行大量的建設(shè)和工程。通常需要在地面上開(kāi)深溝，并進(jìn)行大量的混凝土/土建工程。為應(yīng)對(duì)不斷變化的業(yè)務(wù)需求而重新配置傳統(tǒng)的基于鏈條的牽引線是一項(xiàng)非常耗費(fèi)人力、成本和時(shí)間的工作。

AGV，是移動(dòng)機(jī)器人，使用磁帶、RFID標(biāo)簽、光條、激光或其他方式引導(dǎo)它們沿著預(yù)先確定的路徑通過(guò)設(shè)施。AGV的導(dǎo)航路徑可以通過(guò)重新定位控制系統(tǒng)的導(dǎo)軌而相對(duì)容易地改變。像磁帶這樣的模式是成本最低，但維護(hù)成本最高的導(dǎo)航方法。

AGV 是制造環(huán)境中常見(jiàn)的機(jī)器人搬運(yùn)形式，用于零部件交付等應(yīng)用。由于 AGV 設(shè)計(jì)為沿固定路徑連續(xù)移動(dòng)，因此它們也非常適合替代傳統(tǒng)輸送系統(tǒng)，用于制造操作期間的在制品移動(dòng)。此外，由于可以單獨(dú)控制每個(gè) AGV 單元，因此可以解耦裝配線。例如，一些制造商戰(zhàn)略性地計(jì)劃緩沖區(qū)、隊(duì)列位置或過(guò)程中看板 (IPK)，以幫助平滑站到站的時(shí)間不平衡。AGV 與前面的單元分離，能夠從已完成的工作站前進(jìn)到緩沖區(qū)，以在下一站可能暫時(shí)阻塞的情況下保持線路移動(dòng)。

自主走行型無(wú)人搬送車(chē)的類(lèi)型包括輕型的 "牽引式 "AGV（牽引無(wú)動(dòng)力小車(chē)來(lái)運(yùn)輸貨物），以及重型、高有效載荷系統(tǒng)（"重載 "AGV），可以運(yùn)輸離散的、多噸的物體。重載AGV也越來(lái)越多地被用來(lái)將正在制造的重型產(chǎn)品從一個(gè)制造階段轉(zhuǎn)移到另一個(gè)制造階段。

AGV以精確校準(zhǔn)的加速度和減速度移動(dòng)，并采用不同的傳感技術(shù)來(lái)檢測(cè)人和障礙物，根據(jù)物體的接近程度減速或停止，并在路徑清晰時(shí)再次啟動(dòng)。最近，一些AGV已經(jīng)加入了諸如視覺(jué)系統(tǒng)和LiDAR等技術(shù)，使它們能夠以類(lèi)似于自主移動(dòng)機(jī)器人的方式進(jìn)行自主導(dǎo)航）。

AMR，一種相對(duì)較新的搬運(yùn)自動(dòng)化形式。目前，AMR已被倉(cāng)庫(kù)和配送中心廣泛采用，以提高電子商務(wù)入庫(kù)（"放貨"）和出庫(kù)（"揀貨"）作業(yè)的效率。雖然已經(jīng)有很多關(guān)于使用自主移動(dòng)機(jī)器人進(jìn)行工業(yè)工作的討論，但該技術(shù)仍處于相對(duì)早期的采用階段。在制造環(huán)境中，常見(jiàn)的AMR應(yīng)用包括使用甲板上的移動(dòng)機(jī)器人將部件和子組件運(yùn)送到工作站，或作為輕型推車(chē)的拖拽者。

AMR使用各種傳感器和傳感技術(shù)進(jìn)行自主導(dǎo)航，包括LiDAR（二維或三維）和攝像系統(tǒng)（同樣，二維或三維），許多機(jī)器人同時(shí)使用這兩種技術(shù)，還有一些其他類(lèi)型的接近傳感器。AMR利用其傳感器檢測(cè)其周?chē)h(huán)境，并選擇最有效的路線到達(dá)目標(biāo)。它完全自主地工作，如果叉車(chē)、托盤(pán)、人或其他障礙物出現(xiàn)在它面前，AMR將安全地繞過(guò)它們，使用最佳替代路線。

選擇標(biāo)準(zhǔn)

在選擇制造業(yè)搬運(yùn)自動(dòng)化解決方案時(shí)，必須考慮許多因素，包括以下關(guān)鍵因素。

●載荷，在制造搬運(yùn)自動(dòng)化的背景下，載荷是指兩個(gè)不同的屬性。

有效載荷能力，有效載荷能力是指牽引車(chē)、AGV和AMR所能承載的總重量。目前，牽引車(chē)和AGV搬運(yùn)平臺(tái)的有效載荷能力超過(guò)了自主移動(dòng)機(jī)器人的能力。對(duì)于重載的制造操作，在組裝的零件和物體經(jīng)常超過(guò)10,000磅（4.5噸）的情況下，高容量的牽引式解決方案和AGV是唯一的選擇。

牽引能力， 牽引能力指的是牽引式搬運(yùn)機(jī)、AGV和AMR能夠拉動(dòng)的負(fù)載重量。

●靈活性，為了應(yīng)對(duì)不斷變化的業(yè)務(wù)需求和需求的波動(dòng)，制造商更加重視靈活的搬運(yùn)系統(tǒng)，而放棄依賴(lài) "硬 "自動(dòng)化和昂貴的固定基礎(chǔ)設(shè)施的解決方案。制造商越來(lái)越希望避免在新項(xiàng)目中進(jìn)行大量的土建工程，因?yàn)檫@將在未來(lái)幾年內(nèi) "鎖定 "他們的設(shè)施布局。搬運(yùn)系統(tǒng)因其對(duì)靈活性的支持程度不同而不同，它可以有多種形式，包括。

部署的靈活性- 迅速和低成本地部署制造搬運(yùn)系統(tǒng)的能力，是當(dāng)今敏捷的制造商的一個(gè)關(guān)鍵要求。制造商還應(yīng)該能夠在生產(chǎn)基地內(nèi)重新部署或重新安置搬運(yùn)自動(dòng)化解決方案，并將運(yùn)營(yíng)中斷和成本降到最低。

應(yīng)用靈活性 - 應(yīng)用靈活性是指將搬運(yùn)平臺(tái)重新用于不同的應(yīng)用、工藝或操作的能力。例如，大多數(shù)AGV是可定制的，因此，它們可以被修改以滿足特定的應(yīng)用需求或人體工程學(xué)要求。常見(jiàn)的定制包括增加負(fù)載處理載體框架、升降甲板、剪刀式升降機(jī)、動(dòng)力耳軸和轉(zhuǎn)臺(tái)。

縮放靈活性- 縮放靈活性是指根據(jù)需要增加或減少作業(yè)搬運(yùn)系統(tǒng)數(shù)量的能力。例如，當(dāng)使用自動(dòng)導(dǎo)引車(chē)進(jìn)行順序制造操作時(shí)，可以通過(guò)在生產(chǎn)線上增加或減少AGVS來(lái)輕松增加或減少工作流程。對(duì)于需求具有季節(jié)性或難以預(yù)測(cè)的制造商，可以增加或減少工作站。

安全- 安全是提高制造現(xiàn)場(chǎng)和其他地方搬運(yùn)自動(dòng)化水平的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)因素。例如，與人工系統(tǒng)相比，AGV已被證明可以減少工人受傷，并減少對(duì)零件、產(chǎn)品和基礎(chǔ)設(shè)施的損害。它們可以檢測(cè)到操作范圍內(nèi)的物體，并減緩速度以停止或避免它們。系統(tǒng)還配備了安全邊緣和保險(xiǎn)杠，以及使用燈光和聲音的預(yù)期警告系統(tǒng)，讓工人知道他們的接近。

對(duì)于制造商來(lái)說(shuō)，提高 "安全 "與各種商業(yè)價(jià)值驅(qū)動(dòng)因素有著積極的聯(lián)系。例如，改善工人的保留率，降低運(yùn)營(yíng)成本，以及提高生產(chǎn)效率。

效率和質(zhì)量- 對(duì)于制造商來(lái)說(shuō)，提高生產(chǎn)力--增加他們所交付產(chǎn)品的數(shù)量--通常被認(rèn)為是生產(chǎn)過(guò)程自動(dòng)化的主要好處。雖然這是事實(shí)，但并不是故事的全部。提高效率，也就是提高生產(chǎn)操作的有效性，以及提高所生產(chǎn)產(chǎn)品的質(zhì)量（同時(shí)最大限度地降低成本），也同樣重要。

搬運(yùn)解決方案，如AGV，并不是自動(dòng)化的孤島。在制造現(xiàn)場(chǎng)，AGV車(chē)隊(duì)由復(fù)雜的軟件進(jìn)行監(jiān)控，并經(jīng)常與倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)（WMS）和制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）相連。AGV管理軟件可以動(dòng)態(tài)地響應(yīng)來(lái)自生產(chǎn)線的反饋，通過(guò)優(yōu)化性能、精簡(jiǎn)工作流程和消除障礙點(diǎn)來(lái)提高運(yùn)營(yíng)效率。諸如Ignition、Wonderware、Aveva和PLEX等軟件可以通過(guò)無(wú)線方式和普通的Allen-Bradley或Siemens PLC向AGV車(chē)隊(duì)發(fā)出指令。

在制造環(huán)境中使用自主導(dǎo)向車(chē)已被證明可以提高操作的一致性和可靠性，這對(duì)生產(chǎn)的產(chǎn)品的質(zhì)量有積極影響。AGV提供了自主和可靠的貨物和材料的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)運(yùn)輸，通過(guò)這樣做，它大大減少了人為錯(cuò)誤的可能性，而人為錯(cuò)誤是工業(yè)事故和產(chǎn)品、設(shè)施等損害的主要來(lái)源。此外，由于AGV是可編程控制的，并與管理軟件系統(tǒng)高度集成，AGV單元可以被編程為只有在滿足特定的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)時(shí)才會(huì)移動(dòng)，有效地充當(dāng)了站內(nèi)站內(nèi)防錯(cuò)。

重型貨物運(yùn)輸?shù)淖詣?dòng)化

對(duì)于電動(dòng)汽車(chē)、航空航天、替代能源和國(guó)防部門(mén)等行業(yè)來(lái)說(shuō)，制造過(guò)程往往涉及重型部件、工作中的物體以及最終的成品的移動(dòng)。因此，這些制造商的搬運(yùn)自動(dòng)化系統(tǒng)的容量往往必須超過(guò)4.5噸（10,000磅）。許多制造商需要搬運(yùn)和組裝重達(dá)9噸（20,000磅）、13.6噸（30,000磅），甚至高達(dá)22.6噸（50,000磅）的產(chǎn)品，但在這個(gè)范圍內(nèi)有能力的AGV卻很罕見(jiàn)。這些 "重型 "制造商的獨(dú)特負(fù)載要求，與其他類(lèi)別的制造商非常不同，在評(píng)估搬運(yùn)自動(dòng)化解決方案時(shí)，是一個(gè)關(guān)鍵的區(qū)別因素。

AGV Vs 牽引搬運(yùn)機(jī)

高有效載荷的AGV和牽引搬運(yùn)機(jī)都具有沿制造工作線依次移動(dòng)重物的能力。然而，自動(dòng)導(dǎo)引車(chē)與老式的牽引線方法相比，具有明顯的優(yōu)勢(shì)。例如，AGV的部署不需要建設(shè)固定的牽引搬運(yùn)機(jī)基礎(chǔ)設(shè)施的高成本，包括嵌入牽引線本身所需的挖坑工作。

與牽引搬運(yùn)機(jī)相比，AGV還提供了更大的靈活性。生產(chǎn)線可以快速安裝，并易于修改，以滿足按照敏捷方法定期改變裝配線的要求。

AGV與AMR

AGV和AMR機(jī)器人為制造商提供了比拖線搬運(yùn)解決方案更多的優(yōu)勢(shì)。每種方案都提供高水平的靈活性和安全性。AGV和AMR的部署也可以根據(jù)需要進(jìn)行擴(kuò)展。然而，重載生產(chǎn)的獨(dú)特容量要求10,000磅及以上，這使得AMR作為這類(lèi)生產(chǎn)的自動(dòng)化運(yùn)輸選擇處于明顯的劣勢(shì)。為了安全起見(jiàn)，超重產(chǎn)品通常應(yīng)被分配到一個(gè)預(yù)先確定的固定行進(jìn)路線上，而沒(méi)有給導(dǎo)航技術(shù)以識(shí)別和選擇替代路線的余地。

兩全其美的最佳選擇

制造商正越來(lái)越多地轉(zhuǎn)向自動(dòng)化和機(jī)器人技術(shù)，以應(yīng)對(duì)快速業(yè)務(wù)變化、部門(mén)增長(zhǎng)和競(jìng)爭(zhēng)加劇所帶來(lái)的許多新挑戰(zhàn)。這包括醫(yī)療設(shè)備（核磁共振）、商用卡車(chē)、太空飛行、休閑車(chē)和其他重工業(yè)的制造商。

過(guò)去，這些制造商轉(zhuǎn)而使用拖鏈系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)其生產(chǎn)線的自動(dòng)化。拖鏈系統(tǒng)，堅(jiān)固耐用，能夠移動(dòng)重物，但缺乏AGV和AMR等更現(xiàn)代的自動(dòng)化搬運(yùn)解決方案所固有的靈活性。

AMR是制造商解決方案中一個(gè)相對(duì)較新的補(bǔ)充，它以提供高水平的部署靈活性、應(yīng)用靈活性和擴(kuò)展靈活性而聞名。雖然這些系統(tǒng)作為生產(chǎn)設(shè)施和倉(cāng)庫(kù)的運(yùn)輸平臺(tái)提供了價(jià)值，但它們的有效載荷和牽引能力對(duì)于需要移動(dòng)重物的生產(chǎn)工作流程來(lái)說(shuō)是不夠的。

現(xiàn)代AGV將AMR的能力（靈活性、安全性和可擴(kuò)展性）與牽引式搬運(yùn)機(jī)的負(fù)載能力結(jié)合起來(lái)。因此，它們?yōu)橹圃焐烫峁┝藘扇涿赖慕鉀Q方案，為生產(chǎn)制造線提供了成本效益高、靈活的重載搬運(yùn)解決方案，這些解決方案是為今天的制造而設(shè)計(jì)的，并能滿足未來(lái)的制造需求。