文／葉夢彬，李坤義，別大勇·廣汽乘用車有限公司

本文簡單介紹了筆者關(guān)于汽車沖壓智能化的一些看法，對包括材料準(zhǔn)備、工裝準(zhǔn)備、沖壓生產(chǎn)、質(zhì)檢裝箱和出入庫的自動化和智能化，以及生產(chǎn)管理、質(zhì)量管理和設(shè)備管理的信息化和智能化進行了探討。

隨著科技的進步，工業(yè)制造水平也不斷提高，國內(nèi)掀起了一股工業(yè)4.0 與“中國制造2025”的討論熱。工業(yè)1.0 是蒸汽機時代，工業(yè)2.0 是電氣化時代，工業(yè)3.0 是信息化時代，工業(yè)4.0 是利用信息化技術(shù)促進產(chǎn)業(yè)變革的時代，也就是智能化時代。作為21 世紀(jì)最重要的產(chǎn)業(yè)、國民經(jīng)濟的支柱產(chǎn)業(yè)之一，汽車行業(yè)代表一個國家的工業(yè)水平，汽車制造行業(yè)的自動化、信息化、智能化自然成為了熱門話題。

汽車零部件的生產(chǎn)涉及多個環(huán)節(jié)，其中沖壓工藝是重要的生產(chǎn)環(huán)節(jié)之一，也是制造高精度汽車零部件的核心技術(shù)之一；沖壓工藝是汽車整車生產(chǎn)四大工藝之首，要實現(xiàn)汽車制造的智能化，必然要實現(xiàn)沖壓的智能化，如何實現(xiàn)汽車沖壓的智能化是一個重要的課題。作為項目負責(zé)人，筆者曾參與規(guī)劃過包括一個較高智能化水平的汽車工廠在內(nèi)的多個汽車工廠，也考察過國內(nèi)多個信息化、智能化的標(biāo)桿企業(yè)，對汽車工廠的自動化、信息化、智能化有過深入的思考和見解。這里，筆者分享一些對汽車沖壓車間實現(xiàn)智能化的個人看法。

沖壓生產(chǎn)的智能化

要實現(xiàn)沖壓的智能化，首先要實現(xiàn)沖壓的自動化。自動化是實現(xiàn)智能化的基礎(chǔ)和前提，智能化是自動化的發(fā)展和終極方式，是一種具備“人工智能”的自動化。所謂自動化，是指機器或裝置在無人干預(yù)的情況下按規(guī)定的程序或指令自動進行操作或控制的過程。智能化是指事物在網(wǎng)絡(luò)、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)和人工智能等技術(shù)的支持下，所具有的能動態(tài)地滿足人的各種需求的屬性。因此，智能化大致有兩種含義：①采用人工智能理論、方法和技術(shù)處理信息與問題；②具有“擬人智能”的特性或功能。而實現(xiàn)智能化的一個必須條件和前提是所有設(shè)備和生產(chǎn)關(guān)聯(lián)部門的聯(lián)網(wǎng)和信息傳遞，也就是信息化。

沖壓自動化是指沖壓車間各設(shè)備在無人工干預(yù)的情況下，按照生產(chǎn)控制程序完成既定動作和實現(xiàn)自動生產(chǎn)，所有的生產(chǎn)活動不依靠人力，只依靠電氣化設(shè)備自動完成。如果再進一步，對所有設(shè)備和生產(chǎn)關(guān)聯(lián)部門進行聯(lián)網(wǎng)，自動收集生產(chǎn)、質(zhì)量、庫存及公司生產(chǎn)指示、后續(xù)車間生產(chǎn)計劃等信息，與生產(chǎn)設(shè)備的運行信息如能耗監(jiān)測、設(shè)備運行監(jiān)測等進行統(tǒng)計和大數(shù)據(jù)分析，在無需人工干預(yù)下自主完成——自動生成生產(chǎn)計劃，分析設(shè)備運行狀態(tài)，自動生成設(shè)備維保計劃和故障風(fēng)險報告等“擬人智能”工作，就屬于沖壓的智能化。將所有沖壓設(shè)備和相關(guān)生產(chǎn)關(guān)聯(lián)部門聯(lián)網(wǎng)并進行信息收集就是沖壓的信息化，因此對于汽車沖壓領(lǐng)域來說要實現(xiàn)智能化，自動化是基礎(chǔ)，信息化是必要條件。

沖壓車間的生產(chǎn)流程

要談汽車沖壓的智能化，需要先介紹一下沖壓車間的生產(chǎn)流程。如圖1 所示，沖壓車間生產(chǎn)的基本流程包括生產(chǎn)準(zhǔn)備、生產(chǎn)、出入庫這三個部分，其中生產(chǎn)準(zhǔn)備即為沖壓生產(chǎn)所需材料、工裝的準(zhǔn)備，包括材料準(zhǔn)備、模具準(zhǔn)備、工裝準(zhǔn)備等；狹義的生產(chǎn)指沖壓生產(chǎn)過程，包括生產(chǎn)、質(zhì)檢、裝箱；出入庫包括零件入庫、零件返修出入庫、零件出庫。要實現(xiàn)沖壓生產(chǎn)智能化，這里的每一個流程都必須自動化。

圖1 沖壓生產(chǎn)的基本流程

沖壓生產(chǎn)的智能化

當(dāng)前，國內(nèi)汽車企業(yè)生產(chǎn)過程的自動化已普遍比較成熟，國內(nèi)絕大多數(shù)主流汽車廠家的沖壓車間生產(chǎn)過程已實現(xiàn)自動化(盡管自動化的方式有所不同)。近年，新建沖壓生產(chǎn)線甚至已普遍實現(xiàn)普通機械壓力機生產(chǎn)線連續(xù)模式生產(chǎn)，突破了機械壓力機線只能斷續(xù)生產(chǎn)的慣常模式，極大提高了生產(chǎn)效率。很多生產(chǎn)線也實現(xiàn)了一定程度上的信息化和智能化，如生產(chǎn)計劃會自動傳輸?shù)缴a(chǎn)線進行生產(chǎn)組織，自動監(jiān)測設(shè)備的運行狀況并進行統(tǒng)計分析等，但是材料準(zhǔn)備、工裝模具準(zhǔn)備、線尾質(zhì)檢裝箱等則普遍依靠人工，連基本的自動化都還沒有實現(xiàn)。所以在這里，我們先討論一下材料準(zhǔn)備、沖壓線工裝模具準(zhǔn)備和線尾質(zhì)檢裝箱的自動化和智能化如何實現(xiàn)。

⑴沖壓材料準(zhǔn)備的自動化與智能化。

1)來料管理。

一般是指鋼板材料配套企業(yè)的生產(chǎn)，以及生產(chǎn)完成后將鋼板材料運送到汽車主機廠沖壓車間的過程，不過鋼板材料的生產(chǎn)和運輸是廠外生產(chǎn)活動不涉及本文討論的范圍。汽車廠沖壓車間只需通過建立一套生產(chǎn)信息共享系統(tǒng)，將必要的生產(chǎn)指示共享給鋼板材料配套企業(yè)，通過生產(chǎn)控制系統(tǒng)接收配套企業(yè)的生產(chǎn)管理信息、庫存信息，對與本企業(yè)相關(guān)的生產(chǎn)活動進行管理，并根據(jù)配套企業(yè)的這些信息進行大數(shù)據(jù)分析，指導(dǎo)安排自己的生產(chǎn)活動，就實現(xiàn)了來料管理的信息化與智能化。

2)材料準(zhǔn)備。

這個比較簡單，采用無人叉車和立體倉就實現(xiàn)了材料準(zhǔn)備的自動化。主機廠沖壓車間要做好材料的生產(chǎn)準(zhǔn)備智能化，最好是建一個立體倉，用于存放和實現(xiàn)智能化管理材料的出入庫。簡單來講，材料在配套企業(yè)落料后用物流車送到?jīng)_壓車間卸貨區(qū)進行卸貨，卸貨區(qū)地面要做好物流車輛導(dǎo)正和到位提示裝置，物流車通常采用飛翼箱式貨車(圖2)。材料卸貨后進入材料倉庫，再根據(jù)沖壓生產(chǎn)計劃安排將生產(chǎn)所需材料出庫并送到生產(chǎn)線進行生產(chǎn)，這就是沖壓材料的準(zhǔn)備。

圖2 飛翼箱式貨車

3)材料倉庫。

可以通過當(dāng)前已相當(dāng)成熟的倉庫智能管理系統(tǒng)、無人智能叉車或物流機器人、自動質(zhì)檢系統(tǒng)實現(xiàn)。材料卸貨采用自動叉車(圖3)或者AGV 叉車，將材料從廠外材料物流車上卸貨并送到入庫緩存區(qū)進行自動質(zhì)檢；自動質(zhì)檢系統(tǒng)(圖4)質(zhì)檢合格，通過依次掃描托盤碼和材料碼并進行信息綁定后，下發(fā)入庫指令；中控調(diào)度系統(tǒng)接到入庫指令，自動篩選合適貨架貨位，調(diào)度自動叉車叉取材料搬運至指定庫位，完成原材料入庫，并將任務(wù)信號反饋給調(diào)度系統(tǒng)，同步更新庫位管理系統(tǒng)，完成材料入庫；車間進行生產(chǎn)時，根據(jù)生產(chǎn)管理系統(tǒng)發(fā)布的生產(chǎn)指示信息，中控調(diào)度系統(tǒng)選擇出庫所需的原材料并下發(fā)出庫指令，調(diào)度系統(tǒng)收到出庫指令，在庫位系統(tǒng)中篩選對應(yīng)原材料，生成出庫任務(wù)并調(diào)度自動叉車，從指定庫位叉運材料至沖壓線的線首工作臺，完成出庫任務(wù)與上線任務(wù)，并將任務(wù)信號反饋給調(diào)度系統(tǒng)，同步更新庫位管理系統(tǒng)，完成材料出庫，這就實現(xiàn)了材料準(zhǔn)備的智能化。

圖3 自動叉車

以上是外包材料配套的材料準(zhǔn)備智能化實現(xiàn)方案。如果是車間內(nèi)落料，落料線將卷料落料后，自動叉車或AGV 小車將材料送到材料立體倉庫，按上述流程和方法完成入庫，出庫和庫存管理與采用廠外材料配套的材料準(zhǔn)備模式一樣。

自動質(zhì)檢系統(tǒng)、中控調(diào)度系統(tǒng)、庫位管理系統(tǒng)都是倉庫智能管理系統(tǒng)的一部分。倉庫智能管理系統(tǒng)還包括生產(chǎn)指令的輸入與分析、庫存信息的整合分析、庫存信息傳輸及材料出入庫管理等功能。這些智能化管理系統(tǒng)當(dāng)下已經(jīng)完全成熟，當(dāng)前國內(nèi)某大型電商公司已經(jīng)采用更先進的物流機器人、智能倉儲系統(tǒng)進行物流管理，其智能化改造方法和技術(shù)對汽車生產(chǎn)的各部分物流智能化改造升級也有重要的參考意義，基于新物流技術(shù)的發(fā)展，沖壓材料的準(zhǔn)備可以實現(xiàn)更高的智能化水平。

⑵工裝準(zhǔn)備的智能化。

沖壓線的線外工裝生產(chǎn)準(zhǔn)備，主要包括模具準(zhǔn)備、吊運、更換和端拾器更換兩部分。

1)模具準(zhǔn)備、吊運、更換。

在生產(chǎn)前，模具應(yīng)達到可保證生產(chǎn)順利完成、品質(zhì)合格的狀態(tài)，這就是模具準(zhǔn)備。模具準(zhǔn)備工作涉及模具的維修保養(yǎng)，當(dāng)前要實現(xiàn)模具的維修保養(yǎng)自動化，完全脫離人的作業(yè)是不可能的，至少將來在一定時期內(nèi)模具維保作業(yè)實現(xiàn)無人作業(yè)還不可能做到，但是模具維保的工作是可以實現(xiàn)智能化管理的，模具的狀態(tài)是可以實現(xiàn)大數(shù)據(jù)收集和智能化分析的。通過收集模具的當(dāng)前生產(chǎn)狀態(tài)信息，尤其是沖壓件品質(zhì)信息、歷史制造信息、歷史維保信息、歷史使用信息、已使用壽命信息、生產(chǎn)排產(chǎn)信息等，并且進行大數(shù)據(jù)分析，確定模具狀態(tài)及維保需求，制定維保計劃并安排實施，這就是實現(xiàn)模具維保的智能化。

模具換模的自動化可采用數(shù)控天車(圖5)來完成。將整個車間坐標(biāo)化，壓力機工作臺模具安裝位置和每套模具在模具存放區(qū)的位置可以事先設(shè)定，通過數(shù)控天車可實現(xiàn)模具自動吊運。生產(chǎn)完畢的模具隨壓力機工作臺開出線外，數(shù)控天車首先根據(jù)指示信號到指定位置將模具吊運回模具原存放位置進行存放，或者吊運到模具維修區(qū)指定位置進行存放以備維修保養(yǎng)，然后按照指示信號到指定位置將指定模具吊運到壓力機工作臺上放好待安裝。

圖5 數(shù)控天車

當(dāng)前，模具吊模的自動化已經(jīng)十分成熟，模具的自動備模在國內(nèi)的一汽大眾等企業(yè)早已經(jīng)實現(xiàn)。將來為了精確定位模具存放位置，識別模具抓取位置，精確投送至工作臺上及模具存放位置，還可以給天車加上視覺三維識別系統(tǒng)，從而精準(zhǔn)的定位模具抓取與存放的精確位置。將模具吊運根據(jù)生產(chǎn)計劃進行調(diào)度，將天車系統(tǒng)與生產(chǎn)管理系統(tǒng)、模具庫位管理系統(tǒng)進行通訊實現(xiàn)信息化，再通過給天車加上智能管理控制系統(tǒng)，能夠根據(jù)生產(chǎn)計劃實時完成自動模具吊運，變成智能天車，這樣就實現(xiàn)了模具吊運、更換的智能化。

生產(chǎn)車間內(nèi)部兩側(cè)墻體或兩排立柱之間的空間，工業(yè)行業(yè)內(nèi)通常定義為車間的“跨”。每一跨的天車通常只能在本跨范圍內(nèi)移動，如果模具從一跨的模具存放區(qū)運送到另一跨的沖壓生產(chǎn)線進行生產(chǎn)，就需要過跨，這個時候就需要用到模具過跨車。模具過跨的自動化可通過自動過跨車(圖6)實現(xiàn)，自動過跨車已有成熟的產(chǎn)品，其原理可以簡單理解為AGV 小車。如果將自動過跨車與天車聯(lián)動，統(tǒng)一由天車智能管理控制系統(tǒng)進行管理，模具存放區(qū)的數(shù)控天車按生產(chǎn)指示將模具吊運到停放于指定位置的自動過跨車上，過跨車完成過跨移動后停放于指定位置，生產(chǎn)線的數(shù)控天車自動執(zhí)行過跨車和沖壓線壓力機工作臺之間的模具吊運，完成跨線換模，這樣就完成了過跨車的智能化。

圖6 自動過跨車

2)端拾器的準(zhǔn)備和更換。

端拾器準(zhǔn)備的自動化，可以通過AGV 小車和自動化倉庫實現(xiàn)。類似于材料管理，為了實現(xiàn)庫存管理的自動化，端拾器管理也應(yīng)該建一個端拾器立體倉(圖7)，用于存放和管理端拾器。生產(chǎn)線生產(chǎn)完畢完成自動更換端拾器后，端拾器AGV 小車或物流機器人將端拾器運送到端拾器立體倉，立體倉自動識別或根據(jù)生產(chǎn)信息識別端拾器后將其收入，并且存放到指定位置。

圖7 端拾器立體倉

下一次，需要生產(chǎn)的端拾器由立體倉自動出庫，端拾器小車或物流機器人將端拾器運送到指定位置以備下一次生產(chǎn)更換。將以上這些設(shè)備和生產(chǎn)活動通過車間生產(chǎn)管理系統(tǒng)進行控制，與生產(chǎn)線等其他設(shè)備進行聯(lián)網(wǎng)，就實現(xiàn)了端拾器準(zhǔn)備的信息化和智能化。

⑶主線沖壓生產(chǎn)的智能化。

前面說過，主線沖壓生產(chǎn)過程國內(nèi)絕大多數(shù)汽車廠家都已實現(xiàn)自動化，并且實現(xiàn)一定程度上的智能化，包括自動拆垛、清洗、涂油、對中，自動上料，壓力機＋機械臂斷續(xù)或連續(xù)模式?jīng)_壓，自動下料等，以及生產(chǎn)線根據(jù)車間生產(chǎn)計劃自動完成更換材料、更換模具、更換端拾器并調(diào)整相關(guān)參數(shù)，更換調(diào)整完成后可自動進行生產(chǎn)，并根據(jù)生產(chǎn)控制指示信息運行和停機，對生產(chǎn)信息、運行信息進行基本的統(tǒng)計等這些基本智能化功能。

如果要實現(xiàn)沖壓車間的智能化，要進一步提升信息化水平，如將沖壓生產(chǎn)線控制軟件進行升級，進一步對如能耗監(jiān)測、設(shè)備運行監(jiān)測等設(shè)備運行信息進行統(tǒng)計和大數(shù)據(jù)分析，分析設(shè)備運行狀態(tài)，自動生成設(shè)備維保計劃和故障風(fēng)險報告等，并上傳上級管理系統(tǒng)，同時監(jiān)控線首的材料準(zhǔn)備，線上的模具準(zhǔn)備、工裝準(zhǔn)備，尤其是線尾的質(zhì)檢、裝箱、入庫及零件臺車準(zhǔn)備等生產(chǎn)運行情況，收集信息進行實時分析，實時管理、修正自己的生產(chǎn)運行，如出現(xiàn)質(zhì)量問題及時停線等，同時，將信息上傳生產(chǎn)管理系統(tǒng)。

⑷質(zhì)檢、裝箱、入庫的智能化。

線尾部分包括零件的質(zhì)檢、裝箱和入庫，如圖8所示。自動質(zhì)檢是目前汽車沖壓生產(chǎn)實現(xiàn)自動化、智能化中最難實現(xiàn)的部分，目前行業(yè)內(nèi)未完全實現(xiàn)自動質(zhì)檢。當(dāng)前，視覺技術(shù)對于微小差異的識別能力還不足，對于暗裂和麻點這種需借助工具打磨后才能顯現(xiàn)的隱形缺陷的檢測識別技術(shù)還有待提高。雖然自動裝箱和自動入庫在技術(shù)上相對簡單，在很多新建汽車工廠沖壓車間早已實現(xiàn)，但是對于非新建工廠，自動裝箱要對線尾設(shè)備進行改造，還需要對零件臺車進行改造，往往投入偏高，改造的線尾空間不一定足夠。新建工廠不存在臺車改造成本高和線尾空間不足的問題。

圖8 線尾自動化

1)質(zhì)檢的智能化。

首先談?wù)勝|(zhì)量檢測的自動化。零件質(zhì)檢一般包括數(shù)孔、開裂、暗裂、起皺、變形、壓痕、麻點、檢測精度等，完成質(zhì)檢動作的自動化可以依賴機器人、視覺相機和定制光源來實現(xiàn)，這些屬于是硬件；要實現(xiàn)質(zhì)檢智能化和無人化，需要依賴算法和視覺相機分辨率的提升，這些屬于是軟件。

通過高精度相機進行圖像采集，發(fā)現(xiàn)局部質(zhì)量差異，通過2D 算法、3D 算法、AI 算法和算法加速等視覺分析技術(shù)進行算法分析，判斷出缺陷種類和嚴重程度、是否合格、是否可返修、是否直接報廢等，并將信息發(fā)送給管理系統(tǒng)，判斷是否應(yīng)停機、是否應(yīng)報警、是否該進行模具維修，分辨缺陷種類并輸入到缺陷數(shù)據(jù)庫進行大數(shù)據(jù)分析，這就是質(zhì)量檢測的智能化。

①技術(shù)現(xiàn)狀。

以目前的自動質(zhì)檢技術(shù)，可實現(xiàn)數(shù)孔數(shù)，檢測開裂、起皺、變形、毛刺等，其中缺陷檢測精度可以達到1mm，孔徑識別范圍5 ～100mm，視覺景深范圍0 ～350mm，可適應(yīng)的生產(chǎn)節(jié)拍也能達到15SPM 以上。自動質(zhì)檢的難度在于以當(dāng)前的光學(xué)識別精度，由于沖壓零件形狀復(fù)雜多樣，要準(zhǔn)確識別暗裂并判斷是否合格還存在困難，需要光學(xué)設(shè)備進一步提高精度水平與設(shè)備足夠柔性化。

目前主流的自動質(zhì)檢實現(xiàn)過程(圖9)：識別零件信息后→通過視覺機器人帶動視覺裝置進行圖像采集→算法模型同步開展對缺陷的識別分類→將缺陷信息顯示在運行大屏上，為缺陷處理提供依據(jù)→記錄缺陷并儲存在零件大數(shù)據(jù)里，為后期分析及趨勢化管理做儲備。

圖9 自動質(zhì)檢的基本流程

目前視覺識別方式主要有大視野檢測、平面高精度檢測、復(fù)眼檢測、3D 檢測等，如圖10 所示。當(dāng)前技術(shù)水平下，要較好的完成自動質(zhì)檢與保證質(zhì)檢質(zhì)量需要進行多種檢測方式的組合。

圖10 主要的視覺識別方式

當(dāng)前，國外自動質(zhì)檢研究方案一般為激光掃描頭＋柔性機器人形式，如圖11 所示，通過采集散斑圖案獲取點云及相位條紋，根據(jù)突變識別缺陷。該方案由于檢測效率低，無法滿足線上全零件檢測的節(jié)拍需求，通常采用抽檢的方式進行或是線上采用局部抽檢的方式使用。

圖11 國外自動質(zhì)檢研究方案

當(dāng)前，國內(nèi)部分廠家的自動質(zhì)檢實現(xiàn)方案一般為2D 相機＋結(jié)構(gòu)光，如圖12 所示，通過對圖像進行預(yù)處理，進行圖像分割、提取特征進行識別。

圖12 國內(nèi)自動質(zhì)檢研究方案

以上兩種國內(nèi)、外質(zhì)檢技術(shù)方案均有一定的局限性，無法有效地對暗裂、壓痕、凸凹點等問題進行檢查，目前都存在檢測準(zhǔn)確率偏低和一定程度上的誤報，無法檢出暗裂、起皺、麻點等缺陷。這就是當(dāng)前自動質(zhì)檢的技術(shù)現(xiàn)狀。

②組合方法。

想要更有效地實現(xiàn)自動質(zhì)檢，應(yīng)參考人工質(zhì)檢的方案，采用國外方式＋國內(nèi)方式結(jié)合的方法(國內(nèi)方式進行線檢，國外方式進行抽檢)。通過線檢＋抽檢相結(jié)合來實現(xiàn)自動質(zhì)檢，線檢負責(zé)檢查孔數(shù)、開裂、起皺、變形等易識別缺陷，并增加線檢機器人對隱形缺陷進行打磨和識別；抽檢通過柔性質(zhì)檢機器人打光提高暗裂位置的視覺差異度(類似人工質(zhì)檢手電筒打光)及視覺掃描識別暗裂。這樣就能有效提高自動質(zhì)檢的檢出能力，解決暗裂和麻點檢出能力不足的問題。

總之，車間的質(zhì)量管理要建立一套專門的智能質(zhì)量管理系統(tǒng)，在線質(zhì)檢管理系統(tǒng)作為質(zhì)量管理系統(tǒng)的最重要部分，要有一套藍光檢測系統(tǒng)對產(chǎn)品精度進行檢查，對生產(chǎn)的質(zhì)量檢測信息進行收集、統(tǒng)計、分析、計算和管理。通過一整套完善的算法判斷生產(chǎn)的產(chǎn)品品質(zhì)是否合格、是否需要返修，生產(chǎn)是否需要停機、是否可以生產(chǎn)，模具是否需要維修、模具故障位置等，并統(tǒng)計質(zhì)量信息，進行大數(shù)據(jù)分析，分析質(zhì)量的變化趨勢和特點，預(yù)估模具維保的節(jié)點用于指導(dǎo)模具維保的開展，分析材料質(zhì)量是否異常，進行相機控制、拍照控制、光源控制、算法控制、數(shù)據(jù)統(tǒng)計、缺陷展示等，并與系統(tǒng)對接，接受上級的指示信息、向上級系統(tǒng)發(fā)送質(zhì)量記錄信息、質(zhì)量分析信息、質(zhì)量統(tǒng)計信息，進行設(shè)備監(jiān)控等，這就是質(zhì)量管理的智能化。

以上內(nèi)容通過當(dāng)前的技術(shù)是完全可以實現(xiàn)的，國內(nèi)一些著名的自動化技術(shù)企業(yè)、視覺技術(shù)企業(yè)都有開展相關(guān)的業(yè)務(wù)。

2)裝箱的智能化。

目前，自動裝箱系統(tǒng)(圖13)在國內(nèi)外都有較多應(yīng)用。自動裝箱主要有兩種主流方案。

圖13 自動裝箱系統(tǒng)

方案一：機器人＋2D 視覺引導(dǎo)抓件＋臺車精定位。該方案對臺車精度與臺車定位精度要求較高。

方案二：機器人＋2D 視覺引導(dǎo)抓件＋3D 視覺引導(dǎo)裝箱，即通過視覺引導(dǎo)機器人進行抓取零件并完成裝箱。

行業(yè)內(nèi)技術(shù)方案成熟，但仍然有很多不足。為了視覺拍照的準(zhǔn)確性及穩(wěn)定性，皮帶采用步進形式的居多，以及必須對零件臺車形式進行一定程度上的統(tǒng)一。目前，3D 視覺引導(dǎo)裝箱技術(shù)正在應(yīng)用中，可降低臺車定位精度，但容易受到環(huán)境振動的影響。

將自動裝箱系統(tǒng)與自動質(zhì)檢系統(tǒng)聯(lián)動，自動裝箱機器人根據(jù)自動質(zhì)檢的判斷區(qū)分合格品和不合格品，就可以實現(xiàn)區(qū)分良品與不良品，并進行計數(shù)。接收生產(chǎn)指示并將統(tǒng)計信息傳輸給車間生產(chǎn)管理系統(tǒng)用于生產(chǎn)管理，對生產(chǎn)指示及計數(shù)信息進行分析并將信息傳輸給臺車調(diào)度系統(tǒng)以控制臺車的準(zhǔn)備和更換，這樣就實現(xiàn)了自動裝箱系統(tǒng)的智能化。

3)出、入庫及庫存管理智能化。

零件入庫自動化可利用無人叉車、AGV 叉車進行地面輸送或者輸送鏈進行空中或地下坑道輸送，更高端一點可以參考某電商企業(yè)的物流機器人模式進行入庫輸送。零件裝箱完成之后，可以通過自動叉車或者AGV 小車(圖14)將裝好零件的臺車運輸?shù)搅慵}，由零件倉完成掃描分類入庫。立體倉投資大，如果場地夠大且分類庫存做得好，零件的庫存不一定要有立體倉。立體倉有利于對零件進行出入庫管理、分類庫存，庫存空間利用率更高。如果有足夠的預(yù)算，建一個高度自動化、智能化的立體倉還是很有必要的。

圖14 AGV 小車

可建立一個智能化庫存管理系統(tǒng)管理零件出、入庫，管理臺車回收、統(tǒng)計、庫存與供應(yīng)，管理返修及分類、出入庫。零件庫存管理系統(tǒng)通過接收上級生產(chǎn)指示和收集后方車間的實時生產(chǎn)信息進行出庫，并對庫存信息實時調(diào)整，分析庫存數(shù)據(jù)和整理庫存信息，發(fā)送給沖壓車間生產(chǎn)管理系統(tǒng)以實現(xiàn)生產(chǎn)智能化管理，將庫存信息發(fā)送公司生產(chǎn)管理系統(tǒng)和后方車間生產(chǎn)管理系統(tǒng)，以協(xié)調(diào)生產(chǎn)和共享信息。

根據(jù)后方工藝車間生產(chǎn)需要進行零件的自動出庫，臺車的回收管理與生產(chǎn)調(diào)度。通過臺車調(diào)度系統(tǒng)進行智能化管理，臺車與零件庫存、出入庫高度相關(guān)，臺車調(diào)度系統(tǒng)作為零件庫存管理系統(tǒng)的一部分進行管理。對于待返修件需要設(shè)立待返修件區(qū)，并對待返修件進行分類管理，按生產(chǎn)計劃出庫到返修區(qū)進行返修，返修完成后重新入庫到合格品區(qū)，這樣就實現(xiàn)了庫存管理的智能化。零件倉到返修區(qū)的物流也可以通過上述物流方式實現(xiàn)。

目前，庫存管理和物流智能化這一塊的技術(shù)國內(nèi)發(fā)展的已相當(dāng)成熟，各大型電商企業(yè)都有相關(guān)應(yīng)用可以提供借鑒，國內(nèi)也有不少庫存管理智能化項目的承包商。

《關(guān)于汽車沖壓智能化的探討》(下)見《鍛造與沖壓》2024 年第4 期