离散型制造智能工厂 课件 CH6 工厂智能物料搬运系统

06工厂智能物料搬运系统目录/Contents01工厂智能物料搬运的场景与总体技术要求02物流搬运系统设计思路与方法03PFEP方法04工厂常用物料搬运工具05AGV系统06案例分析工厂智能物料搬运的场景与总体技术要求工厂智能物料搬运的场景与总体技术要求总体技术要求l自动化搬运：采用AGV、输送机等自动化搬运设备，实现物料搬运自动化。并具备灵活性和适应性，满足动态调整搬运路径和任务的需求。l智能化配送：与智能管理系统和生产系统集成，根据生产计划实现智能配送和JIT配送，降低工位库存。并可实时调整配送策略，优化物料供应，提高生产效率。l路径规划与优化：结合生产线布局和物料需求，对物流配送路径和运输模式进行精益化规划，实现路径与装载优化。采用先进算法和技术，确保物料搬运过程的高效、节能和成本最优。l实时监控与追踪：利用传感器和物联网技术，实时监控物料和运输工具的状态和位置，获取实时数据，确保物料在整个搬运过程中的可视化和可控性。l数据分析与决策支持：通过大数据分析和人工智能技术，对物流数据进行分析，支持优化决策和持续改进。目录/Contents01工厂智能物料搬运的场景与总体技术要求02物流搬运系统设计思路与方法03PFEP方法04工厂常用物料搬运工具05AGV系统06案例分析物流搬运系统设计思路与方法物料搬运系统方程物料+移动+方法=推荐的系统物流搬运系统设计思路与方法物料搬运系统方程物料+移动+方法=推荐的系统物流搬运系统设计思路与方法物料搬运系统设计目录/Contents01工厂智能物料搬运的场景与总体技术要求02物流搬运系统设计思路与方法03PFEP方法04工厂常用物料搬运工具05AGV系统06案例分析PFEP方法1.PFEP的概念“PlanForEveryPart(PFEP)”，又称“为每个零件规划”，是精益物流系统的一个关键工具，其目的在于详尽规划生产流程中每一种物料的相关事宜，确保记录与生产过程相关的所有信息。起初PFEP只是作为一个信息共享的工具，后来逐渐演化成为一种控制工厂物料流动及物流系统规划与设计的工具。PFEP本质上是一个关于生产过程中涉及的物料的数据库，主要用来收集和记录生产物流中所涉及物料的详细信息。PFEP数据库要求尽可能地包含物料在生产物流中的所有相关信息，且要详细具体。如表所示为一个典型的PFEP表格。物料编码物料名称仓库零件尺寸（mm）来料包装类型来料包装尺寸（mm）来料包装容量(pcs）容器类型每托容量采购周期存储周期日产能长宽高长宽高900001视窗玻璃0124013640纸箱28028015560托盘2160781250900002马达02145120100纸箱58049032536托盘576691250PFEP方法2.PFEP的设计原则PFEP方法3.PFEP的内容虽然每个工厂对PFEP的使用目标和方式不同，记录的信息内容和记录方式也各不相同，但从物流管理和规划的角度来看，通常建立的PFEP数据表应包括以下几个方面的物料信息：基础信息：包括物料编号、物料名称、物料的尺寸和重量等。产线信息：包括物料上线方式、物料配送策略、料箱容量、料箱使用频率等。包装信息：包括物料包装方式、包装容量、包装重量、包装尺寸等。包装方式和容器在供应商来料、物料存储、分拣上线等各环节可能会发生变化，因此需要在不同阶段分别记录。供应信息：包括供应商编码和名称、供应距离等。根据各工厂的现状和需求，以及物流系统要满足的有效物料供应支持，PFEP参数设计可以参考图65所示模型。PFEP设计的输入包括生产物料信息、物料图形(尺寸和形状)、制造工艺物料清单（BOM）、生产节拍等。在生产物流参数的支持以及物料计划模式、标准容器或载具、参数设计方法和配送上线模式等约束条件下，获得支持有效物料供应的输出参数，包括物料容器、存储参数、配送上线参数和运输参数。结合企业物料流动需求，进一步细化这些参数，梳理它们在工厂物流管理系统中的相互关系，并将最终设计结果映射到PFEP表格，从而完成PFEP表格的设计。PFEP方法3.PFEP的内容PFEP方法3.PFEP的内容在实际应用中，需要根据企业的配送情况，建立相应的PFEP表，收集所需的物料信息，并依据PFEP表对物料的仓储、搬运和配送进行全方位管控，确保物料在生产物流中的有序、可视和准确配送。下表展示了某汽车制造企业的PFEP属性表。PFEP的应用逻辑1.单一物料流通环节资源配置规划2.作业场景资源配置规划目录/Contents01工厂智能物料搬运的场景与总体技术要求02物流搬运系统设计思路与方法03PFEP方法04工厂常用物料搬运工具05AGV系统06案例分析工厂常用物料搬运工具无动力推车叉车辊筒输送机皮带输送机工厂常用物料搬运工具AGV/AMR前移式托盘搬运机器人料箱机器人托盘搬运无人叉车平衡重无人叉车PFEP方法AGV是一种能够在工厂内部自主行驶的无人驾驶车辆，可以根据预设路线和任务自动运输物料。AGV具有灵活性、可编程性和安全性，适用于智能工厂的物料搬运和运输。相比传统的物料搬运方式，AGV具有以下优势：（1）自动化操作AGV能够根据预设的路线和任务自主运行，无需人工干预，实现物料的自动化搬运，提高了生产线的自动化水平。（2）灵活性和可编程性AGV可以根据实际需求进行灵活调度和路径规划，适应不同的生产场景，具有较高的适应性和灵活性。（3）安全性和稳定性AGV通常配备了多种传感器和安全装置，能够实时感知周围环境并避免碰撞，保障了工厂内人员和设备的安全。（4）提升生产效率由于AGV的自动化操作和高效率，能够大大提升物料搬运的效率，降低生产线的等待时间，从而提高整体的生产效率。因此，AGV作为智能工厂中物流搬运的重要组成部分，将在未来的工业生产中发挥越来越重要的作用。目录/Contents01工厂智能物料搬运的场景与总体技术要求02物流搬运系统设计思路与方法03PFEP方法04工厂常用物料搬运工具05AGV系统06案例分析AGV系统AGV的分类1.以导航方式分类（1）磁导航（2）惯性导航：惯性导航使用陀螺仪、加速度计等惯性测量设备，根据AGV的加速度和转向变化来计算位置。（3）光学导航：光学导航是一种在自动导航车的行驶路径上设置光学标识，通过车载光学传感器对这些标识进行识别以实现导航的方法。电磁导航磁条导航磁钉导航AGV系统（4）无线电导航通常指的是利用无线电波进行导航和定位的技术。（5）激光导航激光导航是一种在自动导航车的运行区域周围设置反射标识，通过车载激光传感器对这些反射标识进行识别以实现导航的方法。AGV系统（6）视觉导航视觉导航是一种通过AGV车载视觉传感器获取运行区域周围的图像信息来实现导航的方法。（7）复合导航复合导航将多种导航方法结合使用，来实现自动导航车运行的方法。AGV系统（6）SLAM导航SLAM（SimultaneousLocalizationandMapping）即同时定位与地图构建，是一种通过传感器数据实时估计机器人自身位置和构建环境地图的技术。SLAM技术是AGV自主导航、路径规划和环境感知的关键技术之一。SLAM类别优点缺点激光SLAM无累计误差，建图精度高，受光照影响小特征采集精确度低，受探测范围限制，成本较高视觉SLAM特征采集精确度高，轻便小巧，成本较低计算量大，受环境光影响大多传感器融合SLAM适应多种环境算法复杂度高，计算量大AGV系统视觉SLAM导航二维和三维点云图AGV系统2.以驱动方式分类(1)单轮驱动(2)双轮驱动(3)多轮驱动AGV系统3.根据装载方式分类（1）牵引式（2）叉取式AGV系统（3）举升式（4）背负式AGV系统

AGV物料搬运系统的组成AGV系统典型场景AGV应用（1）零部件运输在离散制造工厂中，AGV通常用于运输各种零部件，例如机械零件、电子元件、工具等。它们可以在生产线的不同工作站之间自动运输零部件，以支持装配、加工和测试等工序。（2）成品运输AGV也可以用于运输成品或组装好的产品。在离散制造环境中，这可能涉及从生产线到仓库或装运区的成品运输，或者将成品从一个生产线转移到另一个生产线。（3）物料搬运除了零部件和成品之外，AGV还可以用于运输其他类型的物料，如原材料、半成品和工装夹具等。它们可以在车间内各个区域之间自动搬运物料，确保生产线的顺畅运作。（4）库内物流在工厂的仓库或储存区域，AGV可以用于货物的存储、检索和移动。它们可以在货架之间自动搬运货物，使得仓库内部的物流操作更加高效和精确。（5）生产线支持AGV还可以用于提供对生产线的支持服务，例如运送辅助工具、耗材和废料收集等。这些服务可以帮助生产线的运作更加顺畅，并提高生产效率。（6）设备补给AGV可以用于为生产设备提供所需的物料和工具。它们可以自动将零部件或工具送到生产设备旁，以支持设备的连续运作和生产目录/Contents01工厂智能物料搬运的场景与总体技术要求02物流搬运系统设计思路与方法03PFEP方法04工厂常用物料搬运工具05AGV系统06案例分析案例分析某机电科技有限公司是一家专业电梯配件制造企业，在当前生产过程中，各车间关键区域的物料搬运依赖人工操作，不仅增加了生产成本，也降低了生产效率，同时还存在一定的安全隐患。为次，公司决定引入AGV等智能搬运机器人系统，实现自动化、智能化的物料搬运。项目的建设目标是通过建设智能物料搬运系统，实现公司一楼成品缓存区域和二楼组装车间等关键区域的物料搬运自动化和智能化，减少人工搬运的时间和劳动强度，提高物料搬运的效率和准确性，提升整体生产效率。1.车间布局与信息系统基础系统实施对象是公司杭州工厂，包括一楼成品缓存区域和二楼组装车间。车间布局如图所示。一楼区域为右侧成品库，成品需从二楼成品库通过右侧电梯搬运到一楼成品库。二楼物料搬运涉及三个阶段：原材料出库分拣：原材料存放在左侧电子料仓，需要分拣以便配送至组装线。产线原材料配送：从电子料仓拣选站搬运到产线各个点位。成品入库：将组装线产生的成品搬运到成品仓库，此处还涉及到空托盘的供给。因为涉及到物料上下楼，需要与电梯对接，需要与公司WMS系统对接。案例分析一楼车间搬运总体布局图案例分析二楼车间搬运总体布局图案例分析设计方案二楼原材料仓布局与搬运方案原材料库货架设计案例分析电子料出库搬运流程案例分析电子料入库搬运流程案例分析组装线物料及成品入库搬运流程案例分析通过实施该项目，公司成功部署了一套智能AGV及相关配套设备，实现了从一楼成品缓存区域到二楼组装车间的自动化搬运。本项目包括原材料仓库内部物料搬运分拣、车间产线物料配送及工序间物料搬运、成品入库，覆盖了生产制造物料搬运的全