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AHTE 2018

上海国际工业装配与传输技术展览会

2018年07月04-07日 上海新国际博览中心 W1, W2, W3馆

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AGV在汽车零部件厂内物流的应用案例

2018年01月08日

 

随着国内市场的不断成熟和用工环境渐趋规范,越来越多的企业将会考虑少人化管理,AGV的普及应用也必将进入一个新的阶段。

 

AGV物料搬运系统介绍
 

AGV是无人搬运车(Automated Guided vehicle)的简称。在AGV上装备有自动化导引装置(电磁或光学等),使其沿规定的导引路径行驶,具有安全保护以及各种物料搬运的功能,可代替叉车及拖车等传统物料搬运设备,实现少人化操作。
 

AGV具有以下主要优点:

①安全性高。为确保AGV在运行过程中自身安全、现场人员及各类设备的安全,AGV采取多级硬件、软件的安全措施。

保险杠:在AGV的外围设有红外光非接触式防碰传感器和接触式防碰传感器,AGV一旦在一定距离范围内感应到障碍物即减速行驶,如障碍物位于更近的范围内则停驶,直到障碍解除,AGV再自动恢复正常行驶。信号灯:AGV安装有醒目的信号灯和电子音乐播放器,以提醒周围的操作人员避让。

声光报警:一旦发生故障,AGV将自动进行声光报警,同时无线通讯通知AGV监控系统。

②作业效率高。传统的叉车和拖车作业,需要有人驾驶。而叉车或拖车司机在工作期间需要吃饭喝水、休息,还可能发生怠工等影响作业效率的事件,另外,叉车和拖车工作到一定时间还需要开到充电间进行充电,导致实际工作负荷不足70%;而AGV作为自动化物料搬运设备,可在线充电,24h满负荷作业,具有人工作业无法比拟的优势。

③投入成本较低。通过最近几年的飞速发展,AGV的购置费已降低到与叉车比较接近的水平,而人工成本每年却不断上涨。两相比较,少人化的收益日益明显。

④管理难度小。叉车或拖车司机作为一线操作人员,通常劳动强度大、收入不高,员工的情绪波动较大,离职率也比较高,给企业管理带来较大的难度。而AGV可有效规避管理上的风险,特别是近年来频现的用工荒现象。

⑤可靠性高。相对于叉车及拖车行驶路径和速度的未知性,AGV的导引路径和速度却是非常明确的,因此,大大提高了物料搬运的准确性;同时,AGV还可做到对物料的跟踪监控,可靠性得到极大提高。

⑥降低产品损伤。AGV可大大减少叉车工野蛮操作对产品本身及包装箱的损伤风险。

⑦较好的柔性和可拓展性。AGV系统可允许最大限度地更改路径规划,具有较好的灵活性。同时,AGV系统已成为工艺流程中的一部分,可作为众多工艺连接的纽带,因此,具有较高的可扩展性。


 

AGV在汽车行业的应用情况
 

汽车行业是AGV应用率较高的行业。目前,世界汽车行业对AGV的需求仍占主流地位(约57%)。在我国,AGV最早应用于汽车行业是在1992年。随着目前汽车工业的蓬勃发展,为了提高自动化水平,同时实现少人化、低成本的目标,近几年以来,已有许多汽车制造厂应用了AGV技术,如东风日产、上海通用、上海大众、东风汽车、武汉神龙、北汽福田等。
 

AGV在汽车行业的应用,主要体现在主机厂的发动机、后桥、变速箱、底盘等部件的自动化柔性装配,以及零部件的上线喂料等。特别是对于后者,由于主机厂的装配车间一般都非常大,常常需要大量的远距离物料搬运,AGV代替叉车和拖车搬运物料大有用武之地,且能够实现批量替代的规模成本优势,具有明显的经济效应。
 

而对于体量较小的零部件工厂,由于没有主机厂那种成批量的替代效应,加之既有观念的束缚,AGV在厂内物流的应用不太普及。但随着AGV应用的日益成熟,以及人工成本的逐步上涨,相信会有越来越多的零部件工厂考虑AGV的使用。
 

 

某汽车零部件企业厂内物流背景介绍
 

本文所要研究的实例是给1家主机厂供应配套产品的零部件工厂(简称A工厂),位于经济发达的沿海地区,A工厂坐落在主机厂的供应商园区,厂房占地面积约1万平方米,拥有两条生产线,从功能上可将厂区划分为零件收发存区域、生产线、成品存储区和成品发货区,工厂布局示意图,如图1所示。
 

图1 A工厂布局示意图
 

其物流过程简要描述如下:

步骤1:叉车将原材料从供应商送货车辆上卸货后,转移至零件存储区存放;

步骤2:叉车从零件存储区取出零件并向生产线喂料;

步骤3:叉车将生产线用完的零件空箱返回到零件收发存区域;

步骤4:叉车将零件空箱转移至空箱存放区;

步骤5:叉车将零件空箱从空箱存放区叉取至发货道口装车,返回给供应商;

步骤6:叉车将生产线下线的成品搬运至成品存储区;

步骤7:叉车将成品转移至库位存放;

步骤8:叉车将成品从库位取出,发运装车;

步骤9:叉车将从主机厂返回的料箱卸车,再由叉车搬运至生产线。
 

在以上物流过程中,全部物料搬运、装卸车都由叉车完成。由于业务量比较大,总共配置有16辆叉车,其中,零件收发存操作2辆,喂料上线及返空箱5辆,成品下线及返空箱5辆,成品存储2辆,成品发货2辆。同时,由于每天工作2个班次,叉车工总数达到了37人。
 

近几年来,人工成本上涨压力频现,一线叉车工的人工费每年上涨10%;不仅如此,由于A工厂实行两班制生产,劳动负荷相当大,叉车工离职率一直在高位徘徊,是在春节前后,用工荒得不到有效解决,多次面临停产风险。
 

为解决成本上涨和用工荒的问题,A工厂决策层在对国内AGV应用情况进行详尽调研的基础上,决定在厂内物流使用AGV来代替叉车作业。
 

 

应用AGV经济性分析
 

鉴于AGV相对叉车的优势在于远距离的物料搬运作业,因此,A工厂在进行厂内物流规划改造时,即考虑将喂料上线及返空箱的5辆叉车和成品下线及返空箱的5辆叉车,合计共10辆叉车,用AGV来代替。装卸车及短距离入库等不利于AGV发挥作用的操作仍使用叉车。
 

规划后的物流过程,如图2所示。
 

图2 规划后物流过程图
 

与之前相比,差异在于:

步骤2~6:叉车从零件存储区取出零件后放置于AGV路径上的挂载点,由AGV经过该挂载点后将零件挂载上,然后,将零件搬运至生产线上的卸载点;同时,AGV在装载点将生产线用完的空箱挂载后返回至零件收发存区域的卸载点,将空箱卸下后,再由叉车将空箱叉取至空箱存放区。
 

步骤7~11:AGV在行走路径上的挂载点将生产线下线的成品挂载后,搬运至存储区并在卸载点将成品卸载,再由叉车取走并入库存放;而由主机厂返回的空箱,则由叉车从空箱存放区转移至AGV挂载点,由AGV带回生产线。
 

经过AGV应用前后的成本分析,可以得到如下对比数据,见表1。

表1 对比数据表


 

从表1的经济性分析可以看出,应用AGV可以带来成本的大幅下降,物流成本可由421万元降至264万元,每年对比项目应用AGV之前应用AGV之后资源变化能够节约157万元,即37%的成本下降,而且未来人工费预计将会持续上涨,AGV的成本优势将愈加明显。图3为成本对比趋势模拟。
 

图3 成本对比趋势模拟图
 

因此,无论从降低管理难度还是从成本上考虑,AGV方案都具有良好的可行性和实用价值。在经以上综合对比分析后,A工厂决策层对AGV方案予以了肯定,并决定在厂内物流付诸实施。
 

 

结语

经过A工厂在厂内物流近1年的应用,AGV方案基本取得了预期效果,不仅实现了成本上的较大幅度降低,而且缓解了企业不断面临的用工荒现象。当然,AGV方案之所以具有较为明显的比较优势,也与近几年来AGV购置费大幅下降,及人工费不断上涨形成的成本剪刀差效应有关。随着国内市场的不断成熟和用工环境渐趋规范,越来越多的企业将会考虑少人化管理,AGV的普及应用也必将进入一个新的阶段。
 

内容来源自网路


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