★杭州?？禉C器人股份有限公司

1　背景

隨著當前汽車行業(yè)競爭逐步加劇，以及消費者越來越追求產(chǎn)品個性化定制，企業(yè)不斷加大車型研發(fā)投入，逐步縮短車型的生命周期。這也導致汽車廠商需要布局更多的生產(chǎn)基地或在同一個生產(chǎn)基地生產(chǎn)更多的車型來滿足客戶需求，以增加企業(yè)的核心競爭力。車型的增加導致零部件種類成倍地增加，廠內(nèi)物流管理的難度也隨之增加，傳統(tǒng)的物流模式面臨的挑戰(zhàn)更加嚴峻。同時在生產(chǎn)節(jié)拍提升的情況下，如何實現(xiàn)工件精準上下料，保障高效穩(wěn)定生產(chǎn)也是很多汽車企業(yè)面臨的難題。

長安汽車近年來銷量不斷攀升，生產(chǎn)需求增加，如何解決上述問題，長安汽車一直在思考和探索。作為各自領(lǐng)域致力于科技創(chuàng)新的企業(yè)，?？禉C器人與長安汽車聯(lián)合籌建了工業(yè)AI聯(lián)合創(chuàng)新中心，共探汽車產(chǎn)業(yè)鏈推廣應用合作新模式。

2　項目實施與應用

2.1　南京長安智慧物流項目

在南京長安智慧物流項目中，雙方利用AMR建設各生產(chǎn)線，截至目前共投入500余臺潛伏、重載、牽引、料箱機器人，參與到內(nèi)飾線、完成線、電池pack、前后橋分裝、儀表、前端模塊等環(huán)節(jié)，覆蓋總裝、沖壓、焊裝、電池車間，并融合機器視覺智能感知設備，實現(xiàn)自動化、智能化生產(chǎn)。目前該廠生產(chǎn)的新能源汽車長安深藍已大規(guī)模下線。

（1）沖壓件下線轉(zhuǎn)運方案

針對沖壓件人工叉車上線及裝箱導致的效率受限、傳統(tǒng)質(zhì)檢效率低下且容易出現(xiàn)漏檢的情況，?？禉C器人推出由AMR搬運空沖壓器具，上線對接機械臂自動裝箱工位，生產(chǎn)的沖壓件由“沖壓缺陷檢測系統(tǒng)+高精度相機”進行表面缺陷檢測，最后由機械臂自動裝箱，實現(xiàn)沖壓件下線全程自動化作業(yè)。

（2）焊裝車間智能物流整體方案

針對焊裝車間傳統(tǒng)作業(yè)效率低、人工倉作業(yè)庫存準確率有限的情況，?？禉C器人通過AMR與視覺檢收系統(tǒng)在焊裝外協(xié)件收貨與存儲、備料與配送、焊接分總成轉(zhuǎn)運等方面的應用，實現(xiàn)焊裝外協(xié)件與分總成智能化物流與自動搬運作業(yè)。?？禉C器人智能倉儲管理系統(tǒng)iWMS-AUTO和機器人控制系統(tǒng)RCS無縫對接上層系統(tǒng)，實現(xiàn)倉儲信息和產(chǎn)線配送信息數(shù)字化管理，提高信息準確性和配送及時性。

（3）總裝車間智能物流方案

針對總裝零件種類繁多，出入庫及分揀配送效率低、庫存準確率低的業(yè)務挑戰(zhàn)，?？禉C器人通過AMR與視覺檢收系統(tǒng)在總裝大件及小件收貨入庫存儲、貨到人分揀、產(chǎn)線直送、排序、SPS等方面的應用，實現(xiàn)總裝車間物料全程倉配一體化自動化作業(yè)。

（4）總裝主線及分裝線環(huán)線AMR方案

傳統(tǒng)的主線板鏈線制造及調(diào)試周期長，而且當生產(chǎn)節(jié)拍提升時，產(chǎn)線改造周期長，總裝車間工藝拓展存在較大難度。針對上述問題，雙方在總裝車間主線和分裝導入線體AMR方案，代替?zhèn)鹘y(tǒng)板鏈線生產(chǎn)線。AMR組成的生產(chǎn)環(huán)線只需增加AMR數(shù)量，無需對總裝車間現(xiàn)場地鋪或設備進行改造，解決了傳統(tǒng)板鏈線在生產(chǎn)過程中隊列無法移除與插入的問題。

2.2　重慶長安數(shù)智工廠項目

為實現(xiàn)柔性、高效的自動化生產(chǎn)，長安汽車重慶數(shù)智工廠引入了海康機器人3D視覺引導系統(tǒng)，通過3DAI視覺技術(shù)與汽車生產(chǎn)制造工藝相結(jié)合，引導機器人完成沖壓車間尾線裝箱以及焊裝車間焊裝上料等工序。

（1）沖壓車間智能引導方案

沖壓車間由于采用連續(xù)沖壓的生產(chǎn)模式，對自動化尾線裝箱的效率以及穩(wěn)定性提出了極為嚴苛的要求。?？禉C器人通過3D視覺引導技術(shù)，實現(xiàn)非精定位盛具自動識別與引導裝箱，盛具制造成本降低50%。

同時，對盛具長期使用造成的形變進行監(jiān)測，發(fā)出異常報警并提供修整建議，3D視覺成像與機器人裝框同步進行，不干擾整體生產(chǎn)節(jié)拍，顯著提高沖壓車間自動化生產(chǎn)效率及穩(wěn)定性。

?？禉C器人自研的RobotPilot機器人視覺引導平臺，內(nèi)置3D視覺處理算法和智能軌跡規(guī)劃算法，支持獲取常見類型盛具的關(guān)鍵特征，可應對全類型盛具的不同來料方式、尺寸偏差和到位偏差，實現(xiàn)精準取放。

（2）焊裝車間智能引導方案

?？禉C器人采用3DAI視覺引導技術(shù)，很好地滿足了焊裝車間對工件定位引導上料柔性化、高精度、易擴展的業(yè)務需求。DLS系列相機采用全新定制光學系統(tǒng)，內(nèi)置卓越的成像算法，可輕松應對各類車身覆蓋件與結(jié)構(gòu)件，獲取高質(zhì)量的3D點云數(shù)據(jù)。結(jié)合視覺引導平臺RobotPilot，可快速實現(xiàn)不同工件特征的建模，具備極強的柔性與可擴展性。

3　效益分析

3.1　南京長安智慧物流項目

（1）多類型AMR貨到人，便捷高效

通過潛伏AMR、CTU、牽引AMR自動化作業(yè)，并集成視覺檢收系統(tǒng)、輸送線、提升機等設備，實現(xiàn)了總裝小物從視覺相機收貨、CTU出入庫、輸送線+提升機分揀配料+潛伏AMR接駁配送上線全流程自動化作業(yè)。大物實現(xiàn)AMR+視覺讀碼門入庫、潛伏AMR貨到人分揀，產(chǎn)線直送、牽引AMR SPS配送、潛伏AMR排序上線等總裝物流全場景應用。

AMR以貨到人的方式將所需物料直接送到操作人員面前，減少無效行走和查找貨物的時間，降低工人勞動強度，提高生產(chǎn)效率。

（2）產(chǎn)線創(chuàng)新，降低約30%線體建設成本

總裝主線與分裝線AMR方案，提高了產(chǎn)線交付效率，縮短了交付周期（無需地坑）；線體AMR應用，工藝拓展柔性更強，減少了工藝拓展對工廠生產(chǎn)的影響；解決了產(chǎn)線生產(chǎn)過程中隊列移除與插入挑戰(zhàn)，產(chǎn)線模式的改變節(jié)約了大約30%的線體成本。

（3）自動交通管制，安全有序

不同場景、不同類型的AMR共線運行，在運行過程中自動進行交通管制，實現(xiàn)人與AMR之間的有序通行，規(guī)避擁堵及安全隱患的同時提高配送效率。

（4）信息互通，便于管理

iWMS智能倉儲管理系統(tǒng)和RCS機器人控制系統(tǒng)無縫對接LMS系統(tǒng)，實現(xiàn)倉儲信息和產(chǎn)線配送信息數(shù)字化管理；RCS與工藝設備PLC對接，實現(xiàn)信息流的互通。管理人員可以實時了解庫存狀態(tài)、物料流動和生產(chǎn)進度，制定更合理的生產(chǎn)計劃。

3.2　重慶長安數(shù)智工廠項目

（1）個性化生產(chǎn)者界面，更便捷高效

?？禉C器人自研RobotPilot軟件平臺，支持拖拽控件的方式完成生產(chǎn)者界面的編輯，根據(jù)不同的業(yè)務場景需要，自主選擇所需關(guān)鍵信息以及頁面布局，大幅度降低軟件的操作使用門檻，提高運維效率。

（2）智能化生產(chǎn)，盛具成本直降50%

海康機器人3D視覺引導系統(tǒng)，有效解決了沖壓車間與焊裝車間在實現(xiàn)柔性化、智能化生產(chǎn)過程中，對于精定位盛具的依賴，盛具生產(chǎn)工藝大幅度簡化，制造成本縮減50%以上，節(jié)約盛具制造成本近千萬。

（3）精準上料，效率提升超20%

3D視覺焊裝上料系統(tǒng)采用全自動化的上料方式，通過多種靈活的3D相機架設方式，精準定位，引導機械臂精準抓取，效率提升了超過20%，同時兼容多種車型和外觀，實現(xiàn)快速換型和擴展，讓生產(chǎn)更加柔性。

（4）3D視覺盛具監(jiān)測，柔性安全生產(chǎn)

?？禉C器人3D視覺引導系統(tǒng)可監(jiān)測盛具各個特征之間的相對位姿關(guān)系，判斷盛具是否存在尺寸變形，異常盛具給出報警信號通知AMR進行盛具切換。有效保障沖壓車間生產(chǎn)的高效穩(wěn)定運行，避免不必要的生產(chǎn)浪費和異常停線等挑戰(zhàn)。

除了融合海康機器人機器視覺智能感知設備，該工廠還引入重載機器人、牽引機器人和潛伏機器人共687臺，實現(xiàn)了整個工廠的高度智能化運作，制造效率提升20%，應對市場需求變化的能力大幅提升。

4　結(jié)語

?？禉C器人為長安汽車打造的線體AMR方案與3DAI視覺引導方案，在助力長安汽車提升生產(chǎn)效率和質(zhì)量，降低成本的同時，增強了生產(chǎn)的柔性和擴展性，為汽車行業(yè)的智能化和自動化提供了有力的技術(shù)支持，具有重要的示范和引領(lǐng)作用。

目前汽車企業(yè)投入AMR智能化物流方案力度也逐步增加，特別是線體AMR方案，施工周期短、柔性高、工藝拓展性強的優(yōu)點可快速解決客戶多車型共線生產(chǎn)的業(yè)務難題；AMR智能化物流方案可有效解決用戶多車型生產(chǎn)、物料種類繁多、管理難的問題，提升倉儲庫存效率和準確率，降低管理成本；3DAI視覺引導方案可以有效滿足汽車生產(chǎn)柔性化、高精度、易擴展的業(yè)務需求，保證生產(chǎn)效率和穩(wěn)定性。

在未來汽車新建主機廠的方案中，線體AMR方案與3DAI視覺引導方案將成為數(shù)智工廠的主要模式。

摘自《自動化博覽》2024年11月刊