姚晨穎 夏冰 劉振 高潔 王錦 馬寧 姚曉東

當(dāng)下我們正處在新時(shí)代的偉大變革中，全球邁入智能時(shí)代，尤其是在“工業(yè)4.0”、“中國(guó)制造 2025”發(fā)展綱要推動(dòng)下，全球企業(yè)都在用最新科技成果來(lái)發(fā)展自我，為社會(huì)提供更多的創(chuàng)新創(chuàng)造。智能物流作為智能企業(yè)的重要組成部分，將在全球產(chǎn)業(yè)升級(jí)中帶來(lái)很大的潛在市場(chǎng)。

一、企業(yè)背景分析

在新時(shí)代大型綜合性制造型企業(yè)將會(huì)面臨個(gè)性化定制和多樣化需求增大，某企業(yè)一方面多樣化需求導(dǎo)致發(fā)電機(jī)品種的增加，導(dǎo)致產(chǎn)能的瓶頸問題突出;另一方面客戶對(duì)發(fā)電機(jī)的個(gè)性化定制導(dǎo)致發(fā)電機(jī)型式試驗(yàn)檢測(cè)大增。前者通過混合模式產(chǎn)線的改造和工藝優(yōu)化改進(jìn)，產(chǎn)線已經(jīng)有很大的改進(jìn)，綜合效率已有30%的提升。后者因混合產(chǎn)線的改造增加了檢測(cè)總量和客戶個(gè)性化制定增加的檢測(cè)總量已達(dá)到平時(shí)檢測(cè)總量的兩倍。提升型式試驗(yàn)檢測(cè)的擴(kuò)容已經(jīng)到了刻不容緩的地步。

二、企業(yè)存在的問題

依據(jù)某企業(yè)的現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研，收集了大量的一線數(shù)據(jù)，廣泛地聽取了企業(yè)多個(gè)層面的意見和建議， 經(jīng)過分析和討論找到了企業(yè)的痛點(diǎn)和難點(diǎn)。

待測(cè)發(fā)電機(jī)區(qū)域布局不合理

原布局雖然地面上有標(biāo)線區(qū)，盡管待測(cè)發(fā)電機(jī)下方放置了木制專用托盤，但并非是便于叉車進(jìn)行堆放，而是采用了車間頂部設(shè)置的行車裝吊。場(chǎng)地的布局是一塊見方的區(qū)域，按照先進(jìn)先出的出貨順序矩陣排列。一般由3-5人協(xié)同將產(chǎn)線輸送過來(lái)的待測(cè)發(fā)電機(jī)，按照預(yù)先的排列要求緊密排列。排與排和列與列之間的巷道寬度0.6米，便于員工通過，但無(wú)法通過待測(cè)發(fā)電機(jī)搬運(yùn)，造成很多不合理情況產(chǎn)生。

人工裝載發(fā)電機(jī)操作不規(guī)范

采用人工操作行吊進(jìn)行發(fā)電機(jī)裝載到專用推車上。由一人操縱行車，3人圍在待測(cè)發(fā)電機(jī)周圍，首先由員工操作吊裝帶。其次連接吊裝待測(cè)發(fā)電機(jī)，由員工操縱行車到目標(biāo)發(fā)電機(jī)上部，下降吊裝中員工將待測(cè)發(fā)電機(jī)的吊繩掛到行車的吊鉤上，吊起并移動(dòng)至專用小車上方。最后將待測(cè)發(fā)電機(jī)下降，由3位員工協(xié)助調(diào)整發(fā)電機(jī)落地姿態(tài)完成吊裝。整個(gè)過程效率低下，并有較大的有安全隱患。

人工運(yùn)輸發(fā)電機(jī)存在大風(fēng)險(xiǎn)

員工采用人力推行專用小車的方式進(jìn)行待測(cè)發(fā)電機(jī)位移，小車下方四個(gè)輪子，兩個(gè)固定輪，兩個(gè)萬(wàn)向輪，推桿在后，有后排兩位員工左右分開并行推行，前兩位員工負(fù)責(zé)兩側(cè)的安全協(xié)助和檢查。在推行的過程中，由于型式試驗(yàn)的發(fā)電機(jī)本身很重。人力推行費(fèi)力且不易控制，存在安全風(fēng)險(xiǎn)。短距離，所需要花費(fèi)的時(shí)間所化時(shí)間較長(zhǎng)，尤其在拐彎和定位上所花時(shí)間更長(zhǎng)。

人工卸載發(fā)電機(jī)操作不規(guī)范

員工將專用于測(cè)試房的行吊移動(dòng)到測(cè)試房門口，待測(cè)發(fā)電機(jī)的上方，起吊待測(cè)發(fā)電機(jī)，并沿著測(cè)試軌道直線移至固定待測(cè)發(fā)電機(jī)的安裝平臺(tái)上，進(jìn)行專業(yè)的調(diào)整位置和用螺栓固定。由于是采用吊裝的方式進(jìn)行待測(cè)發(fā)電機(jī)下降固定，需要3位員工在三個(gè)角位進(jìn)行實(shí)時(shí)調(diào)整，并協(xié)同固定螺栓。由于發(fā)電機(jī)機(jī)身龐大，不容易一次性調(diào)整，通常這一過程要超過30分鐘，才能完成固定在測(cè)試平臺(tái)上進(jìn)入測(cè)試準(zhǔn)備。

已測(cè)發(fā)電機(jī)區(qū)域布局不合理

員工將測(cè)試完成的發(fā)電機(jī)依據(jù)測(cè)試結(jié)果放置在已測(cè)發(fā)電機(jī)區(qū)域。區(qū)域的布局與擺放參照了待測(cè)發(fā)電機(jī)區(qū)域的布局。但不同的是已測(cè)發(fā)電機(jī)會(huì)出現(xiàn)兩種情況。一種是測(cè)試合格的發(fā)電機(jī)，另一種是需要返修的發(fā)電機(jī)。在放置區(qū)內(nèi)沒有固化，地標(biāo)也是臨時(shí)張貼，隨著時(shí)間的推移，固定位置上的已測(cè)發(fā)電機(jī)有時(shí)放置合格品，有時(shí)放置不合格品，容易形成誤判。

三、對(duì)策

結(jié)合當(dāng)前最新科技前沿技術(shù)的成果，將人工智能與型式試驗(yàn)檢測(cè)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)智能裝卸和運(yùn)輸檢測(cè)發(fā)電機(jī)。實(shí)現(xiàn)這樣的愿景，最有效的策略是采用以AGV為載體的智能裝卸和運(yùn)輸系統(tǒng)。

待測(cè)發(fā)電機(jī)區(qū)域布局智能化

由于區(qū)域布局的空間已經(jīng)固化，無(wú)可擴(kuò)展空間。待測(cè)發(fā)電機(jī)的總數(shù)增加下，一種新的開放式倉(cāng)儲(chǔ)技術(shù)得到了應(yīng)用。選用載重AGV小車裝載待測(cè)發(fā)電機(jī)為載體進(jìn)行模塊化布局，形成棋盤格的矩陣。消除排與排和列與列之間的巷道，彼此邊界間隙只有防撞距離。高密度的存放待測(cè)發(fā)電機(jī)，存放量提升了1.6倍。

AGV小車裝載待測(cè)發(fā)電機(jī)

采用載重AGV小車進(jìn)行裝載待測(cè)發(fā)電機(jī)，需要在矩陣的底部穿梭，并對(duì)每格進(jìn)行編號(hào)，通過智能化的編程，實(shí)現(xiàn)對(duì)待測(cè)發(fā)電機(jī)的尋址。在專用的發(fā)電機(jī)托盤底部設(shè)計(jì)線路規(guī)劃和AGV小車的重載托舉機(jī)構(gòu)，保證重載AGV小車的選址定位和托舉環(huán)節(jié)的精準(zhǔn)性和創(chuàng)新性。優(yōu)先采用先入先出的原則。如遇需要中間轉(zhuǎn)運(yùn)的特殊情況，AGV小車的智能化算法算出最短距離，實(shí)現(xiàn)最佳移庫(kù)流程。無(wú)論是單臺(tái)逐步移庫(kù)還是多臺(tái)協(xié)同移庫(kù)，都可以提供快速精準(zhǔn)的操作。

AGV小車運(yùn)輸待測(cè)發(fā)電機(jī)

先入先出的原則決定了重載AGV小車每次的起點(diǎn)位置不同。系統(tǒng)需要設(shè)置參考點(diǎn)為出發(fā)起始點(diǎn)。而終點(diǎn)由測(cè)試系統(tǒng)提供，指定其中1個(gè)測(cè)試房卸載點(diǎn)。發(fā)電機(jī)采用混測(cè)模式，不僅測(cè)試時(shí)間不同，周期也不一致。人工智能算法引導(dǎo) AGV 小車實(shí)施無(wú)間隙推送發(fā)電機(jī)型式試驗(yàn)檢測(cè)?，F(xiàn)有六個(gè)測(cè)試房通過人工智能系統(tǒng)并網(wǎng)運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)全網(wǎng)調(diào)度，智能節(jié)拍。實(shí)現(xiàn)型式試驗(yàn)測(cè)試工藝革新與流程再造優(yōu)化。

AGV小車卸載待測(cè)發(fā)電機(jī)

在實(shí)際測(cè)試過程中，重載AGV小車需要兩次卸載同一臺(tái)發(fā)電機(jī)。一是在裝載和運(yùn)輸待測(cè)發(fā)電機(jī)到測(cè)試房卸載，將待測(cè)發(fā)電機(jī)位移至測(cè)試平臺(tái)上，通過重載AGV小車的尋址精確定位和自動(dòng)卸載將待測(cè)發(fā)電機(jī)穩(wěn)穩(wěn)地停留在平臺(tái)上，由自動(dòng)夾具完成對(duì)發(fā)電機(jī)的固定。二是將已測(cè)發(fā)電機(jī)運(yùn)輸?shù)揭褱y(cè)發(fā)電機(jī)區(qū)域內(nèi)指定位置卸載，通過尋址精確定位和自動(dòng)卸載精準(zhǔn)和穩(wěn)定的落在指定位置上。

已測(cè)發(fā)電機(jī)區(qū)域布局智能化

因此在已測(cè)發(fā)電機(jī)區(qū)域設(shè)置兩類放置區(qū)。一類是測(cè)試合格的發(fā)電機(jī)放置區(qū)，另一類是測(cè)試不合格的發(fā)電機(jī)。按照企業(yè)內(nèi)部的合格率測(cè)算和概率分析推算出不合格發(fā)電機(jī)區(qū)域的大小，從而進(jìn)行已測(cè)發(fā)電機(jī)區(qū)域布局。因此，需要在已測(cè)發(fā)電機(jī)區(qū)域一側(cè)劃分部分位置，給返修發(fā)電機(jī)存放。

這是人工智能技術(shù)用于發(fā)電機(jī)型式試驗(yàn)的典型案例，不僅實(shí)現(xiàn)機(jī)器代人，改善員工工作強(qiáng)度，最關(guān)鍵是進(jìn)行了型式試驗(yàn)環(huán)境的工藝革新和流程優(yōu)化。工藝革新與流程優(yōu)化是關(guān)鍵，是企業(yè)轉(zhuǎn)型現(xiàn)代企業(yè)的必由之路。從智能型式試驗(yàn)檢測(cè)發(fā)電機(jī)的角度來(lái)說，不僅實(shí)現(xiàn)了無(wú)人搬運(yùn)發(fā)電機(jī)，還顛覆了傳統(tǒng)的型式試驗(yàn)測(cè)試方式，大大提高了測(cè)試效能，應(yīng)用價(jià)值很大。

江蘇省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目

項(xiàng)目名稱：人工智能送線尋址系統(tǒng)

項(xiàng)目編號(hào)：202012686027H

指導(dǎo)教師：姚曉東