對于今天的重型設(shè)備制造商來說，搬運自動化系統(tǒng)必須可靠，能夠搬運超大容量的有效載荷，而且還能提供當(dāng)今移動機器人系統(tǒng)所期望的高水平的靈活性、安全性和可擴展性。現(xiàn)代自動導(dǎo)引車（AGV）就能做到這一點。

現(xiàn)代制造業(yè)設(shè)施繼續(xù)提高其自動化水平，以降低成本，提高生產(chǎn)力，并提高運營效率。較新形式的自動化技術(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 "自動化所缺乏的能力。

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

制造業(yè)的自動化

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

搬運自動化類型

從廣義上講，制造業(yè)搬運的自動化解決方案有兩種類型 ，即固定搬運系統(tǒng)和柔性搬運系統(tǒng)。

固定搬運系統(tǒng)，顧名思義，固定搬運系統(tǒng)是一種自動化技術(shù)，一旦到位就無法移動，或者只能以破壞和巨大成本為代價重新部署。固定搬運系統(tǒng)，如皮帶、滾筒和高架搬運機，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\機，通常用于移動制造設(shè)施中的重物，是另一種形式的固定搬運解決方案。

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

搬運設(shè)備的自動化

在開發(fā)自動化搬運解決方案之前，正在生產(chǎn)的物品通常使用小車、手推車或叉車（包括動力和非動力）進(jìn)行手動搬運。隨著時間的推移，許多這樣的手動搬運平臺--效率低下，而且往往很危險--被使用各種系統(tǒng)類型進(jìn)行自動化，包括：

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

牽引系統(tǒng)的開發(fā)需要對其操作環(huán)境進(jìn)行大量的建設(shè)和工程。通常需要在地面上開深溝，并進(jìn)行大量的混凝土/土建工程。為應(yīng)對不斷變化的業(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非常耗費人力、成本和時間的工作。

AGV，是移動機器人，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)先確定的路徑通過設(shè)施。AGV的導(dǎo)航路徑可以通過重新定位控制系統(tǒng)的導(dǎo)軌而相對容易地改變。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)境中常見的機器人搬運形式，用于零部件交付等應(yīng)用。由于 AGV 設(shè)計為沿固定路徑連續(xù)移動，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。此外，由于可以單獨控制每個 AGV 單元，因此可以解耦裝配線。例如，一些制造商戰(zhàn)略性地計劃緩沖區(qū)、隊列位置或過程中看板 (IPK)，以幫助平滑站到站的時間不平衡。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阻塞的情況下保持線路移動。

自主走行型無人搬送車的類型包括輕型的 "牽引式 "AGV（牽引無動力小車來運輸貨物），以及重型、高有效載荷系統(tǒng)（"重載 "AGV），可以運輸離散的、多噸的物體。重載AGV也越來越多地被用來將正在制造的重型產(chǎn)品從一個制造階段轉(zhuǎn)移到另一個制造階段。

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

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

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），許多機器人同時使用這兩種技術(shù)，還有一些其他類型的接近傳感器。AMR利用其傳感器檢測其周圍環(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、托盤、人或其他障礙物出現(xiàn)在它面前，AMR將安全地繞過它們，使用最佳替代路線。

選擇標(biāo)準(zhǔn)

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

●載荷，在制造搬運自動化的背景下，載荷是指兩個不同的屬性。

有效載荷能力，有效載荷能力是指牽引車、AGV和AMR所能承載的總重量。目前，牽引車和AGV搬運平臺的有效載荷能力超過了自主移動機器人的能力。對于重載的制造操作，在組裝的零件和物體經(jīng)常超過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機、AGV和AMR能夠拉動的負(fù)載重量。

●靈活性，為了應(yīng)對不斷變化的業(yè)務(wù)需求和需求的波動，制造商更加重視靈活的搬運系統(tǒng)，而放棄依賴 "硬 "自動化和昂貴的固定基礎(chǔ)設(shè)施的解決方案。制造商越來越希望避免在新項目中進(jìn)行大量的土建工程，因為這將在未來幾年內(nèi) "鎖定 "他們的設(shè)施布局。搬運系統(tǒng)因其對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系統(tǒng)的能力，是當(dāng)今敏捷的制造商的一個關(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自動化解決方案，并將運營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平臺重新用于不同的應(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、動力耳軸和轉(zhuǎn)臺。

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)搬運系統(tǒng)數(shù)量的能力。例如，當(dāng)使用自動導(dǎo)引車進(jìn)行順序制造操作時，可以通過在生產(chǎn)線上增加或減少AGVS來輕松增加或減少工作流程。對于需求具有季節(jié)性或難以預(yù)測的制造商，可以增加或減少工作站。

安全- 安全是提高制造現(xiàn)場和其他地方搬運自動化水平的關(guān)鍵驅(qū)動因素。例如，與人工系統(tǒng)相比，AGV已被證明可以減少工人受傷，并減少對零件、產(chǎn)品和基礎(chǔ)設(shè)施的損害。它們可以檢測到操作范圍內(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。

對于制造商來說，提高 "安全 "與各種商業(yè)價值驅(qū)動因素有著積極的聯(lián)系。例如，改善工人的保留率，降低運營成本，以及提高生產(chǎn)效率。

效率和質(zhì)量- 對于制造商來說，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)過程自動化的主要好處。雖然這是事實，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（同時最大限度地降低成本），也同樣重要。

搬運解決方案，如AGV，并不是自動化的孤島。在制造現(xiàn)場，AGV車隊由復(fù)雜的軟件進(jìn)行監(jiān)控，并經(jīng)常與倉庫管理系統(tǒng)（WMS）和制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）相連。AGV管理軟件可以動態(tài)地響應(yīng)來自生產(chǎn)線的反饋，通過優(yōu)化性能、精簡工作流程和消除障礙點來提高運營效率。諸如Ignition、Wonderware、Aveva和PLEX等軟件可以通過無線方式和普通的Allen-Bradley或Siemens PLC向AGV車隊發(fā)出指令。

在制造環(huán)境中使用自主導(dǎo)向車已被證明可以提高操作的一致性和可靠性，這對生產(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對點運輸，通過這樣做，它大大減少了人為錯誤的可能性，而人為錯誤是工業(yè)事故和產(chǎn)品、設(shè)施等損害的主要來源。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)時才會移動，有效地充當(dāng)了站內(nèi)站內(nèi)防錯。

重型貨物運輸?shù)淖詣踊?/strong>

對于電動汽車、航空航天、替代能源和國防部門等行業(yè)來說，制造過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。因此，這些制造商的搬運自動化系統(tǒng)的容量往往必須超過4.5噸（10,000磅）。許多制造商需要搬運和組裝重達(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，但在這個范圍內(nèi)有能力的AGV卻很罕見。這些 "重型 "制造商的獨特負(fù)載要求，與其他類別的制造商非常不同，在評估搬運自動化解決方案時，是一個關(guān)鍵的區(qū)別因素。

AGV Vs 牽引搬運機

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

與牽引搬運機相比，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機器人為制造商提供了比拖線搬運解決方案更多的優(yōu)勢。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)行擴展。然而，重載生產(chǎn)的獨特容量要求10,000磅及以上，這使得AMR作為這類生產(chǎn)的自動化運輸選擇處于明顯的劣勢。為了安全起見，超重產(chǎn)品通常應(yīng)被分配到一個預(yù)先確定的固定行進(jìn)路線上，而沒有給導(dǎo)航技術(shù)以識別和選擇替代路線的余地。

兩全其美的最佳選擇

制造商正越來越多地轉(zhuǎn)向自動化和機器人技術(shù)，以應(yīng)對快速業(yè)務(wù)變化、部門增長和競爭加劇所帶來的許多新挑戰(zhàn)。這包括醫(yī)療設(shè)備（核磁共振）、商用卡車、太空飛行、休閑車和其他重工業(yè)的制造商。

過去，這些制造商轉(zhuǎn)而使用拖鏈系統(tǒng)來實現(xiàn)其生產(chǎn)線的自動化。拖鏈系統(tǒng)，堅固耐用，能夠移動重物，但缺乏AGV和AMR等更現(xiàn)代的自動化搬運解決方案所固有的靈活性。

AMR是制造商解決方案中一個相對較新的補充，它以提供高水平的部署靈活性、應(yīng)用靈活性和擴展靈活性而聞名。雖然這些系統(tǒng)作為生產(chǎn)設(shè)施和倉庫的運輸平臺提供了價值，但它們的有效載荷和牽引能力對于需要移動重物的生產(chǎn)工作流程來說是不夠的。

現(xiàn)代AGV將AMR的能力（靈活性、安全性和可擴展性）與牽引式搬運機的負(fù)載能力結(jié)合起來。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、靈活的重載搬運解決方案，這些解決方案是為今天的制造而設(shè)計的，并能滿足未來的制造需求。