GECOM公司的下一代自动制导车辆(AGV)

在车间里，制造商们一直被这个古老的问题所困扰。当然，工厂的工程师们去年提高了生产线的效率，但他们下一步要做什么呢?毕竟，追求更高效是永无止境的。为了回答这个问题，工程团队不断地寻找新方法和新技术来改进操作，一次一个过程。

详细了解GECOM配送中心。

这就是我们的立场史蒂文·洛克哈特，高级工业工程师GECOM集团2018年，持续改进团队面临挑战，要在不降低效率的情况下实现新的人力资源目标。

改进的目标流程是用于存储和运输成品的空桶托盘的线边交付，以及在将成品运送到汽车装配厂或另一个一级供应商之前，将完整的桶提货到成品存储区域。

解决方案是用五辆自动引导的托盘搬运车辆(agv)来取代使用托盘千斤顶或驾驶拖车和手推车的员工。F3-Design(少年))能够在该设施狭窄的8英尺宽的通道内操作。agv由下一代导航系统(Bluebotics)类似于自主移动机器人(AMRs)．它依赖于同步定位和测绘(SLAM)来创建设施的数字地图，然后使用自然特征导航进行日常操作，而不是更常与agv相关的磁带或激光制导。导航系统与GECOM的监控和数据采集系统(一个SCADA系统)紧密结合，以指导AGV任务。SCADA系统的作用类似于仓库管理或制造执行系统。

该项目于2019年投入使用两辆agv，此后已扩展至五辆，最近一次安装是在2020年3月。洛克哈特说，这样做的结果是，分配给物料处理的工时减少了73%。洛克哈特说:“这是我们项目开始时的主要目标。“但是，我们也能够创造一个更安全的工作环境，特别是对于在仓库区域工作的员工来说，他们不再需要在地板上工作。”

agv的时代

GECOM公司是三井金祖ACT是一家全球汽车设备制造商，总部位于日本横滨市，专注于车门相关产品。印第安纳工厂是目前北美唯一一家工厂，于1987年开业，为汽车行业生产高质量的门锁机构，包括门锁、后备箱锁、后挡板锁和开启器、电动推拉门系统、电动后挡板系统、座椅锁、铰链、止回扣、撞击器和后备箱开启器。

除了向一级供应商提供组件外，该工厂还直接向本田、日产、丰田、克莱斯勒、福特、通用、斯巴鲁和特斯拉供货。印第安纳工厂目前有600多名员工，运营105条生产线(65条agv生产线)，每周5天，每天24小时工作。

在任务开始时，AGV会前往拾取点;检索为该行准备的托盘，然后传输到其目的地。

洛克哈特表示，该项目的催化剂是GECOM母公司在2018年推动实现新的工时目标。将空桶和原材料从仓库转移到装配线，并将完整的成品桶返回到仓库，这是持续改进团队已经在考虑的领域。使用agv或amr的某种自动运输似乎是可能的候选人，并受到日本的鼓励。洛克哈特回忆道:“我们的母公司已经在日本部署了agv，当时的感觉是，该轮到我们引进这项技术了。”

被替换的过程是手动的。带托盘千斤顶的物料搬运工负责物料的移动——但这是一个100%可视化的系统。洛克哈特说:“材料处理人员观察不同的生产线，以决定是否需要浴缸。”“他们常常不知道接下来该上哪条线的菜。”他补充说，手动系统也导致了大量行人在地板上通行。像许多制造商一样，减少地板上的行人和升降机交通是安全优先考虑的问题。

开始

解决方案的设计和实现是分阶段进行的。对于第一阶段，GECOM增加了手动驱动的拖船和手推车。他们不仅搬运空桶和满桶的托盘，还把原材料从仓库运到生产线上。

洛克哈特回忆道:“在引入agv之前，首先使用拖车可以让我们确定路线和取放点。而且，从物料搬运工和托盘搬运工到一个拖船一次拉五辆车，实现了一些目标人数优化。

在装配线上，AGV回收托盘装载的成品存储在仓库中。

然而，在这一阶段，很明显，从手动拖船转向传统的拖船式AGV可以用于移动原材料托盘，但不适用于移动成品桶的托盘:从地板到单位负载顶部的高度太高，员工无法堆叠成品桶。更重要的是，agv太大了，无法在工厂8英尺宽的过道上工作。

几个月来，该团队与一家拖船式自主移动机器人供应商合作。AMR在后面有一个钩子，可以挂在一辆平甲板车上，然后在装配线上把它放回原位。

它解决了托盘高度的问题，但产生了安全问题。AMR没有后部扫描仪，当它倒车到位时，可以检测到其路径上的个人。他说:“一旦倒车启动，车辆就没有安全停车。”“在GECOM，在研究任何新技术时，安全始终是头等大事。”

那年春天，洛克哈特看到了一段目前正在使用的AGV的视频。他回忆道:“当我看到它的规模可以做什么时，我知道我们需要追求它。”2018年11月，GECOM的一个团队前往荷兰，参观了agv的运行情况。洛克哈特说，该团队对几个因素印象深刻:AGV的有效载荷为2200磅，充电30分钟可运行4到5个小时。排在第一位的可能是自然特征导航系统，除了几个胶粘反射器之外，它只需要对基础设施进行最小的更改。这种类型的导航在amr中比agv更常见。他说:“我知道我不想要一个遵循磁带的系统。”“我们的车辆通过360度导航扫描仪获取数据，并使用Wi-Fi进行通信。”

洛克哈特说，他的团队决定跳出困境，购买两辆车，开始使用agv。

设计和实现

现在持续改进团队已经确定了解决方案和技术，接下来就是设计和实现过程。第一步是与当地系统集成商合作，将可视化过程数字化，并将SCADA软件系统与AGV导航系统集成在一起。有了平板电脑，团队领导就可以移动，而不是被束缚在台式电脑上。平板电脑还可以用于其他事情，比如扫描零件进行批量控制，这样GECOM就可以记录哪一批零件在哪一天使用了。在设计AGV解决方案时，还向仍在地板上工作的同事分发了平板电脑作为AGV的替代品。

货盘被放在仓库的一个暂存区。红、黄、绿三色的灯会提醒仓库工作人员收货地点的状态。

洛克哈特说:“通常情况下，我们第一班有13个团队领导，所以我可以给一个团队领导分配5条生产线。“使用平板电脑，他们可以登录到他们的生产线上，并决定是将一托盘空桶送到生产线上，还是取满托盘。”该系统还可以在物料处理人员有任务时提醒他们。虽然agv已经取代了材料搬运工，但现在平板电脑被用于分配与agv接口的仓库工人的任务。洛克哈特说:“我们意识到我们正在引入新技术，并希望在agv出现之前熟悉该系统。

在平板电脑项目的同时，该团队开始开发导航软件系统和服务器。使用AutoCAD为了绘制楼层布局图，他们学习了如何绘制地图，并在车辆进入之前在系统中识别上下车点。此外，该系统使GECOM能够运行模拟来计算行程时间，到达和离开各个点所需的时间，并模拟如果两辆agv同时到达同一十字路口，交通控制功能将如何工作。

首批两辆agv于2019年3月交付，实施时间约为两周。洛克哈特说:“当agv到来的时候，我们都在平板电脑和笔记本电脑上开发软件，并且对它很熟悉。”“只花了几周时间就进行了一些试验。”

设置AGV后的第一步是删除AutoCAD地图，并使用AGV上的激光扫描仪创建数字地图。在映射过程中，AGV在手动模式下操作，使用操纵杆驱动它。在测绘过程中，系统使用360度扫描仪和SLAM技术来创建地图。

由于机器经常移动，GECOM在通道中安装了3英尺长、直径3英寸的杆子作为永久的参考点。洛克哈特说:“当你开始映射时，系统会扫描所有内容，但我们能够返回并删除任何我们不想使用引用的内容。”“这样，如果我们把一条线移动到一个新的位置，我们就不必更新地图了。”

一旦地图绘制完成，他们就开始执行试验任务，并计算在全面生产时需要多大的车队——最初估计是6辆车。洛克哈特说:“我们对我们的方法非常谨慎，可能花了两到三个月的时间才确定我们的投放和接收点在正确的地方。

在与前两辆车合作了四个月后，接下来的两辆车于2019年9月投入使用。原本计划在2020年初再安装两个，但在与车辆和软件合作后，GECOM意识到他们可以用五个来完成工作。

洛克哈特说，在整个过程中出现了一些问题，比如错误代码，但agv在学习过程中没有出现重大停机。“我们之前做的所有功课都得到了回报，”他说。

不过，“你最近为我做了什么?”的问题。洛克哈特指出，GECOM正在寻找扩大agv在工厂中的使用的方法。这可能包括为仓库配备一辆高架卡车，并将目前仍用于将原材料运往装配线的手动拖车替换为agv。“这绝对是一个成功的项目，”他补充道。我们已经实现了裁员目标，实现了两年的投资回报率，并正在探索其他AGV的可能性。”