华域视觉携手海康威视打造智能工厂智慧物流系统

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关键词:智能工厂 智慧物流

    华域视觉武汉生产基地启动智慧工厂建设项目,引入了海康威视智能仓储及厂内物流解决方案,使用了智能仓储机器人近百台,实现从产线到仓库的覆盖全厂的物流自动化搬运,提升了物流效率,降低了用工成本,提高了物流系统柔性。

    近年来,越来越多的制造业企业开始拥抱智能制造,建设智能工厂,推动企业升级发展。华域视觉科技(上海)有限公司(简称“华域视觉”)即是其中之一。

    华域视觉于1989年2月成立,是华域汽车系统股份有限公司的子公司,专注于为全球汽车厂商提供汽车照明电子产品和视觉科技解决方案,产品共6大系列、500多个品种,40多种出口美国、欧洲、日本等国际市场。

    2017年,华域视觉武汉生产基地启动智慧工厂项目,引入了海康威视智能仓储及厂内物流解决方案,使用海康威视智能仓储机器人近百台,实现覆盖全厂的物流自动化搬运。日前,本刊记者走访了华域视觉武汉生产基地,充分了解其智慧工厂项目的建设背景、解决方案和实施效果,以为广大制造企业智慧物流系统升级提供一定的借鉴。

    华域视觉武汉生产基地

    项目背景及实施过程

    华域视觉武汉生产基地建于2014年,2016年4月正式投入生产,厂房面积达10.9万平方米,工作人员900多人,主要为武汉通用、武汉神龙汽车、广汽传祺等汽车品牌提供各种电子照明灯具。2017年产值约12亿元,预计2018年生产整车约100万台套,产值约15亿。

    华域视觉武汉生产基地总经理周靖表示,华域视觉引入海康威视智能仓储及厂内物流解决方案,打造智慧工厂,主要由两大因素决定:

    一方面,是顺应智能制造发展趋势。

    在工业4.0时代,客户的个性化需求越来越广泛,要求制造企业内物流管理更加智能化和柔性化。顺应物联网、大数据和移动应用等新一轮信息技术发展,建设“智慧工厂”、打造“智慧物流”已是制造企业未来发展的必然趋势。

    与此同时,我国近年来也出台了一系列旨在促进智能制造发展的文件和措施,为智能制造发展和制造业转型升级创造了良好的政策环境。

    因此,华域视觉集团做了战略调整,要求集团内一些优秀的企业走在智能制造的前列,并把武汉生产基地等部分企业列为智能制造试点单位。

    另一方面,是企业升级发展的客观需求。

    随着汽车零部件行业整体技术水平与研发能力的不断提升,我国在全球汽车配套市场扮演了越来越重要的角色,成为全球最主要的汽车零部件制造与出口国之一。近年来,华域视觉武汉生产基地的生产规模不断扩大,但传统的物流系统已经很难满足日益增长的生产需求,表现在:车间物流运输距离长,物流运输频次日益增大,车间内部仓储压力日趋严峻。因此,华域视觉希望打造一个符合工业4.0理念的智慧物流体系,由自动化设备替代叉车运输,以减少人力、提高效率。

    在这种背景下,有两点值得关注:其一,移动机器人在智慧物流系统的应用中越来越广泛;其二,智慧物流系统作为智能工厂的一个组成部分,与其他智能系统对接,从而形成一体化的解决方案。鉴于此,具有高度智慧化、柔性化的移动机器人系统成为华域视觉物流自动化升级的首选。

    为此,华域视觉于2016年成立了专门的项目小组,并在国内外进行了一系列的考察调研。在访问海康威视桐庐制造基地后,对其移动机器人生产线,尤其是海康威视自主研发的智能仓储机器人系统印象深刻,最终决定采用海康威视智能仓储及厂内物流解决方案,携手海康威视子公司杭州海康机器人技术有限公司(简称“海康机器人”)以及SAP公司,共同打造华域视觉的武汉“智慧工厂”。2017年10月,项目正式实施,至2018年2月完工,从项目规划到完成前后历时一年半的时间。

    智能物流系统构成

    据周靖介绍,华域视觉武汉生产基地的智慧物流系统主要集成了华域视觉MES系统、海康威视RCS系统以及SAP的EWM系统,三者无缝对接,真正做到了生产与物流管理的系统化、一体化、透明化和智能化。

    华域视觉的MES系统,是一套面向制造企业车间执行层的生产信息化管理系统。MES 可以为企业提供包括制造数据管理、计划排产管理、生产调度管理、库存管理、质量管理、成本管理、项目看板管理、生产过程控制、底层数据集成分析、上层数据集成分解等管理模块,为企业打造一个扎实、可靠、全面、可行的制造协同管理平台。MES平台的构建,可以对华域视觉武汉生产基地的生产管理流程进行重组和优化,提高企业生产管理水平,使生产管理更加信息化、自动化、数字化和科学化,有利于实现建立“智慧工厂”的目标。

    SAP的EWM系统,是一个高级仓库管理系统,搭载了物联网技术,在集成、管理机器人方面具有独特的优势。EWM系统支持灵活可配置的出入库策略,包括入库、存储优化、出库、补货、任务调度、仓储规划、堆场管理、盘点、仓库监控等各项仓储业务需求,支持用户实现真正意义上的柔性化生产。

    海康机器人提供的机器人调度系统RCS,负责可控制范围内的全部机器人的任务分配、调度及运行维护。RCS采用海康威视多种先进算法,建立机器人的“世界模型”,将仓储地图转换成机器人能够识别的模型数据,从而实现任务的最优分配、路径的最优规划等功能,使系统能发挥最佳的工作效能。另外,RCS可以监控机器人的运行状态,当机器人出现故障,系统将会自动生成信息发送预警通知至运维人员处,并给出相应的处理意见,真正做到智能运维,实时反馈。

    事实上,海康威视与SAP在打造智慧工厂方面早有合作,海康威视桐庐基地便是一个典型案例。在华域视觉项目中,海康威视RCS系统与SAP的EWM系统、华域视觉MES系统完美对接,24小时全方位管理仓储机器人的运行状态与路径,智能仓储机器人替代人工,真正实现了厂内物流的智能化搬运。

    智能物流系统集成

    解决方案与作业流程

    在华域视觉项目中,从原材料收货、仓储、配送上线,再到产线中的在制品管理,最终到成品的入库、配送,整个作业流程全部由智能机器人系统来完成,实现了自制件物流、零部件物流、成品物流的自动化运输,覆盖武汉生产基地生产车间、成品仓库、零部件仓库。

    1.自制件物流

    自制件物流中,一方面,自制件堆场使用背靠式存储模式,通过应用机器人,能够充分利用现有场地资源,场地利用率提高30%;另一方面,机器人可以完成前道产线→自制件堆场→装配产线的多种任务配送,实现无人化智能运作。

    当前道产线完成自制件生产后,会发出空箱需求指令,机器人会从空箱整理点将空箱运送到前道产线,然后返回到巷道交互区暂驻休眠;待自制件装满箱后,新接到指令的机器人再将装满自制件的货箱运到自制件堆场;当装配产线发出自制件需求指令后,新接收指令的机器人再从自制件堆场将装满自制件的货箱运到装配产线的相应工位,由工人完成组装。

    2.零部件物流

    当装配产线发出大件零部件或中小件零部件需求指令后,机器人会从大件仓库或中小件仓库里,将相应的零部件按照规划好的路线运送到装配产线具体工位,由工人完成组装。

    值得一提的是,在零部件中小件物流中,由于中小零部件复杂多样,所以需要通过仓储机器人系统实现极具柔性化的“货到人”拣选。记者发现,在中小件仓库内,总计配有4个AGV工作站,当装配产线发出中小件零部件需求指令到AGV工作站,再经工作站下达至机器人;库内的机器人会根据指令将装有相应中小零部件的货柜依据最优路径搬运至工作站,拣选人员依据系统显示界面指示,扫描条码和件数,将零部件放至对应货箱,等候在一旁的机器人将拣选好的中小零配件运送到装配产线。之后,机器人则按照固定路线,将中小件货柜运送到原来位置。

    在零部件仓库内,海康威视仓储机器人每30分钟为装配产线配送物料一次,全天配送物料超过2000次,整个流程高效、快捷,有条不紊。

    3.成品物流

    装配产线如果有成品下线,发出成品空箱需求指令,机器人会从空箱整理点将空箱运到产线,成品装箱后,机器人再将装有成品的货箱运到成品库。之后机器人返回到空托架巷道等待下一步指令。用完的空箱,也会经由机器人运到空箱整理点,为下一轮流程做准备。

    自动化物流搬运流程

    机器人沿仓库通道将零配件运往配送产线

    项目亮点

    1.厂内物流模式的创新

    传统制造企业往往面临着仓储、搬运作业人工成本高、劳动强度大、管理效率低等难题,严重制约着企业的发展壮大。这些问题在物流系统升级前的华域视觉武汉生产基地同样存在。

    在引入海康威视智能仓储及厂内物流解决方案后,仓储机器人的应用,将传统产线和仓储中“人找货”的固有物流模式,转化为高效、便捷、智能的“货到人”模式,不仅解决了传统仓储管理的问题,更是将物流精细化管理深入到产线甚至工位。

    大件零部件仓库

    中小零部件仓库内的“货到人”拣选

    自制件仓库

    装配产线线边配送

    半成品仓库

    空箱整理区

    2.智能机器人的功能优势

    在华域视觉武汉生产基地的生产车间内,海康仓储机器人循环往复穿梭于仓库和产线间,井然有序;线边,机器人按照规划路线,准确送货到相应工位,人机高度协同;一项工作完成,机器人会自动返回至巷道交互区暂驻休眠,等待新的指令。

    据海康威视技术支持、华域视觉项目现场实施工程师介绍,海康仓储机器人的优势主要体现在如下几点:(1)依托海康威视多年来在图像处理、硬件设计及精密算法领域的技术积累,应用行业领先的“视觉导航+惯性导航”技术,机器人定位精度达到毫米级;(2)两轮差速驱动,运行速度能达到1.0米每秒;(3)作为行业内一项重要创新,海康智能机器人支持弧线行走,柔性运动,使得产线布局更加灵活;(4)在动力方面,机器人配备大容量磷酸铁锂电池,结合智能能源管理系统,可实现7×24小时连续运行,且电池完全充放电寿命高达1500次;(5)机器人内置激光、超声距离检测,具有自动避让功能,确保运动过程中人、机安全。

    充电中的机器人

    走弧线的机器人

    3.对机器人的实时监控

    在华域视觉武汉生产基地智慧内物流系统的应用过程中,还有一点尤为值得一提,那就是对仓储机器人的实时监控,这对能否保障整个系统顺畅运行至关重要。仓储机器人的状态主要通过作战室运行监控和手机APP实时监控来完成。

    作战室运行监控,在TPM运维管理、数据报表、录像回放追溯系统的配合下,管理者可实时了解机器人硬件设备状态与运行效率;与此同时,根据数据报表、热力图分析,可以实时规划仓储机器人的行走路径。

    手机APP实时监控,是海康机器人结合生产现场推出的新的应用,拥有任务调度、控制干预、告警管理、运维管理、设备查询等多个功能模块,在可控范围内能够对机器人有效监控,实现作战室控制台70%左右的功能。此外,手机APP增加区域封锁功能,禁止机器人进入某些区域,如叉车与机器人交叉作业区,可以更好地保障运行安全。

    手机APP设备维护信息

    项目收益

    截至目前,华域视觉武汉生产基地已经投入使用近百台海康威视智能仓储机器人。这些机器人分布在自制件、零配件及成品仓库,实时管理着超过2000个存货单元;实现从零部件和自制件到装配车间、从装配车间到成品仓库的自动化运输,每天总共行走超过1000公里路程,为工厂24条产线提供强有力的物流支持。

    海康威视智能仓储及厂内物流解决方案正式启用只有短短四个多月的时间,效果显著,生产车间物流作业人员减少了30%,发货效率提高35%以上,物料配送及时率提升95%以上,基本实现当初建设智慧工厂、打造智慧内物流体系的初衷。周靖向记者透露,武汉生产基地智慧内物流系统的成功应用,给他们带来了信心。华域视觉希望整合物联网技术,构建一套以SAP的EWM系统为基础的多样化数据处理平台。这些都将为华域视觉与海康威视、SAP在智能制造方面进一步合作创造更广阔的空间。

    华域视觉生产的车灯样品


    (审核编辑: 智汇胡妮)