כיצד Agvs תומכים רק בזמן ייצור

מה הם כלי רכב אוטומטיים?

כלי רכב אוטומטיים (AGVs) הם מערכות טיפול חומרי ללא נהג לנווט באופן אוטונומי בתוך סביבות תעשייתיות.הם מסתמכים על שילוב של חיישנים על הסיפון, מגנטים מעומעמים, טריאנגול לייזר, מערכות ראייה, או הדרכה אינפורמטיבית לעקוב אחר נתיבים מוגדרים מראש או מסלולים דינמיים בזמן אמת.

מודרני AGVs באים בצורות שונות כולל כלי רכב (שמושכים מספר רב של טריילרים), נושאת המטען יחידה (המכונה עבור משטחים בודדים או בינארי), AGVs בסגנון דיו שיכול להרים ולמקם עומס בגובה, ו- AGVs שיתופיים הפועלים לצד מפעילי אנוש.

Just-in-Time Manufacturing: The Operational Backbone

Just-in-Time (JIT) הייצור הוא פילוסופיה ייצור רזה חלוצי על ידי טויוטה באמצע המאה ה-20.עיקרון הליבה שלה הוא לייצר או לרכוש חומרים רק כפי שהם נדרשים בתהליך הייצור, ובכך חיסול פסולת הקשורה למאגרים, שטח אחסון ובירת הקשורה במלאי.JIT דורש תיאום מדויק מאוד של פעילות שרשרת האספקה, ממשלוח חומרי גלם באמצעות כל שלב ייצור ועד לאסיפה סופית.

במערכת JIT מיושמת במלואה, ספקים מספקים חומרים מספר פעמים ביום (לפעמים שעה) כדי לקבוע נקודות מגינה.חלקים לעקוף מחסנים מסורתיים לנוע ישירות למקומות של שימוש בקו הייצור. גישה זו דורשת ליד אפס תעריפים ולוגיסטיקה אמינה מאוד כי כל עיכוב או מחסור יכול לעצור את קו הייצור כולו.היתרונות משכנעים: עלויות אחזקה מופחתות, דרישות שטח נמוכות יותר, של בעיות זיהוי מהיר יותר, וזרימה.

כיצד AGVs Enable Just-in-Time Materials Delivery

AGVs מתאימים במיוחד לתמיכה בייצור JIT, כי הם מביאים זרימה חומרית צפויה, אוטומטית שיכולה להיות בדיוק זמן ומשולבת עם לוחות הזמנים של ייצור.כאן הם עושים את העבודה JIT בפועל:

Real-Time SynSyncization with Production Systems

AGVs בדרך כלל מחובר למערכת ניהול המחסנית של המתקן (WMS), מערכת תכנון משאבי הארגון (ERP) או מערכת הוצאה לפועל (MES) באמצעות רשתות אלחוטיות.כאשר תחנת ייצור צורכת חלק, אות מפעיל משימה AGV לספק תחליף מאחסון או מאזור עפיפונים סמוך.זה זורם באופן מושלם עם העיקרון של ייצור רק מה שנדרש, כאשר הוא מספק את ה- Cshas, לדוגמה, על בסיס ציוד רכב.

דינמי וניהול עדיפות

בניגוד מערכות קבועות-פתות, AGVs להשתמש בתוכנה לניהול צי אשר מחשב באופן דינמי מסלולים אופטימליים בהתחשב עומס התנועה, זמינות המטען ודחיפות המשימה.אם קו בצד של אמפים מוקדם יותר מאשר הצפוי, המערכת יכולה לחדש את AGV הסמוך ממשימה פרטית נמוכה להפחתת זמן, למנוע כל הפסקת ייצור.

נקודת-of-Use Delivery מפחיתה פעילות לא-ויאלית

טיפול בחומר מסורתי כרוך לעתים קרובות אחסון מלאי גדול ליד הקו, המחייב מפעילי ללכת כדי להביא רכיבים. AGVs להביא חומרים ישירות עד לנקודה של שימוש בגובה המותניים או במתקנים ייעודיים, חיסול זמן הליכה, חיפוש, וטיפול כפול. בייצור אלקטרוניקה, למשל, AGVs לספק סלילים של רכיבים על פני השטח ישירות כדי לבחור מכונות מיקום, המאפשרים למכונות לרוץ ללא התערבות אנושית ברציפות עבור מנוחה.

קיטינג אוטומטי ו-Squencing

מפעלים רבים של JIT משתמשים ב- AGVs כדי להעביר ערכות המכילות את השילוב המדויק של חלקים הדרושים ליחידה אחת של הייצור.The AGV יכול לעצור במקומות אחסון מרובים, איסוף חלקי ברצף, ולאחר מכן לספק את ערכת השלים לעובד ההתאספות.זה מקטין קלואנטטר בצד אחד ומבטיח שלכל מפעיל יש בדיוק את הרכיבים הנכונים.Squencing AGVs גם להתמודד עם משקעים כבדים על מנת נוקשה, כגון לספק מושבים הנכונים על קו הרכב.

יתרונות מרכזיים של פיזור AGVs בסביבת JIT

(FLT:0) באופן דרמטי נמוך יותר רמות הממציאיות של הממציאים (FLT: 1) - מכיוון ש- AGVs מאפשרות משלוחים תכופים ואמינים, חברות יכולות להפחית את מלאי החיץ בשבועות עד שעות.חלק מהספקים של הרכב מדווחים על שיפורי מחזור של 300–400 אחוזים לאחר אימוץ AGV.
(FLT:0) אלימינציה של שגיאות שימושיות ידניות (Compet Handling ErrorsssveFLT:1) - בוחרים אנושיים עשויים לטעון חלקים לא נכונים או לשכוח משלוחים. AGVs לעקוב באופן עקבי אחר הוראות מתוכנתות, לסרוק ברקודים או תגי RFID כדי לאמת את הסלקות וה טיפות, להשיג דיוק משלוח כמעט מושלם.
(FLT:0) ייצור UptimeFLT: ב-JIT, מחסור בחלקים פירושו הפסקת קו בעלות של אלפי דולרים לדקה.
(FLT:0)Optimized Floor Usage FIRLT:1) עם AGVs המספקים חומרים רק בזמן, מפעלים יכולים להמיר שטח אחסון לתוך אזור הייצור. Lean יצרנים לעתים קרובות להפחית את טביעת הרגל האחסון על ידי 50–70 אחוזים לאחר יישום AGVs עבור משלוח נקודה של שימוש.
(FLT:0Imroved Ergonomys and SafetysFLT:1) - AGVs לחסל את הצורך בטיולים להורדת נסיעות ליד עובדים, צמצום הסיכונים ההתנגשות.הם גם מונעים מפציעות מרימה כבדה על ידי העברת עומסים אוטונומיים, עובדים יכולים להתמקד על ייצור בעל ערך, ולא לדחוף עגלות או מגבר לרמפות.
(FLT:0)איכותיות ו- ReurabilityFIRLT:1) - כאשר נפח הייצור משתנה או מודלים חדשים של מוצרים חדשים, חברות יכולות לחדש את נתיבי AGV ולוסיף כלי רכב באופן מצטבר.

יישומים אמיתיים ברחבי תעשיות

ייצור רכב

תעשיית הרכב הייתה אימוץ מוקדם של שתי טכנולוגיות JIT ו- AGV. במפעל הרכב של BMW ב Dingolfing, גרמניה, צי של מעל 150 AGVs מספק מושבים, בליטות, ומודולים סוללה לתחנת הרכב המדויקת בזמן המדויק הנדרש.The AGVs לתקשר עם מערכת בקרת הייצור המרכזית ועדכון המסלולים שלהם בהתבסס על מעקב גוף בזמן אמת.זה מאפשר למפעל לייצר מודלים מרובים על קו מינימלי של טויוטה, תוך שמירה על רכיבי קו מינימליים פחות מ-ידי מנועים של 30 דקות.

אלקטרוניקה ומרקם Semiconductor

באלקטרוניקה הרכב, שבו רכיבים הם זעירים ויקרים, AGVs מגשי תחבורה של חלקים עדינים בין אחסון, הדפסה של מכר, מכונות איסוף ומיקום, תנורי זרימה ותחנות בדיקה. Foxconn, אשר מאגדת רבים של מוצרי אלקטרוניקה צרכניים, פרס אלפי AGVs על פני המפעלים הסיניים שלה כדי לתמוך בייצור JIT של טלפונים חכמים ומחשבים ניידים.

עיבוד מזון ו Beverage

עקרונות JIT ליישם חזק בייצור מוצרים שלא ניתן לגווע, שבו חיי מדף מלאי הם קריטיים. Nestlé ו-PpsiCo משתמשים AGVs כדי להעביר מרכיבים גולמיים מאחסון קר כדי לערבב קווי מחסנים ואריזות ברצף מדויק.The AGVs לעקוב אחר נהלי רחצה סניטריים (בניית פלדה ללא סייג, אלקטרוניקה אטומית) ומאפשרים סיבוב מלא ראשון, הראשון ללא תשלום, על ידי מתן מרכיבים רק ב קיצוץ של 15 אחוזים אלה, בעוד שיבול מזון מהיר, בעוד שברשות 15 אחוזים.

ייצור תרופות

יצרני תרופות הפועלים תחת שיטות ייצור טובות נוכחיות (cGMP) חייבים לשמור על מעקב מחמיר ובקרת רבה. AGVs מצויד קוראי RFID להקליט באופן אוטומטי כל העברה חומרית, המקשר כל אצווה לזמני ייצור ומיקומים. שביל דיגיטלי זה תומך במוכנות לביקורת FDA ומאפשר משלוח JIT של מרכיבים פעילים תרופות (APIs) לנוסחאות. חברות כגון Pfizer ו- Novartis יש AGV מיושם כדי להפחית את הטמפרטורות רגישות, אשר גם למזער את ה- API.

פלטפורמות טכנולוגיות Powering Modern AGVs

יעילותה של AGVs בסביבות JIT תלויה במידה רבה בטכנולוגיה הבסיסית.הפלטפורמות המובילות כוללות:

(FLT:0)Laserניווט (LiDAR)FearLT:1) - שימוש בלייזרים רוטטים לסרוק רפלקטים רכובים על קירות ועמודי עמוד עבור התפוצה העצמית.
(FLT:0) ניווט סגולה של מערכת ההפעלה (Natural FeatureניווטmentturesFLT:1) - השתמש במצלמות ובחיישנים כדי למפות מבנים קבועים של מתקן (גלרים, קירות, צריפים) ( AGVs) משווה סריקות לייזר בזמן אמת למפה מאוחסנת ללא צורך בקלטות רצפה או משקפות.
(FLT:0 Magnetic Tape ו-WidanceFIRLT:1) - פתרונות זולים לנתיבים פשוטים. Tapes מודבקים לרצפה ו- AGVs לעקוב אחר השדה המגנטי, בעוד שהם פחות גמישים, הם נשארים פופולריים במתקנים עם פריסות יציבות.
(FLT:0Vision-based SystemsFLT:1) - AGVs מבוסס מצלמה לזהות קודים QR או סמנים fiducial על הרצפה כדי לתקן מיקום. בשילוב עם אדמטריה גלגלים, הם להשיג דיוק מטבולי, אידיאלי עבור דיוק דקר דיוק על מזין מכונה.
(FLT:0)Fleet Management Software (FMS)BuildFLT:1) - המוח של מערכת AGV. אלגוריתמים FMS לנהל צטלבות תנועה, להקצות משימות, רמות סוללה, ושילוב עם ERP / WMS באמצעות REST APIs או פרוטוקולים סטנדרטיים כמו Modbus ו- Profinet.

אתגרים ופתרונות

בעוד AGVs לספק הטבות JIT ברורות, שילובן לתוך פעולות קיימות מציג מכשולים.

(FLT:0) תנאי תנאי משתנה משתנה (FLT:1) - Uneven רצפות, פסולת או פערים הרחבה יכולים לשבש את פתרון AGV.
(FLT:0) תקשורת LatentiencyFLT:1 - אם ה- AGV מאבד חיבור Wi-Fi באמצע ההקצאה, זה עשוי לעצור או להחמיץ משלוח קריטי.פתרון: פריסת רשת Wi-Fi תעשייתית חזקה (עדיף כפול-band 5 GHz) עם נקודות גישה מאוזנות ולהתקין בקרת נפילה מקומית.
(FLT:0) דו קיום עם עובדים אנושיים ו-ForkliftssveFLT:1) - באזורים מעורבים-טרגנטיים, התנגשויות הן סיכון.פתרון: לצייד את AGVs עם מכשול זיהוי של 360 מעלות (LiDAR, או מצלמות TOF) ולתכנן אותם להניב באזורי הולכי רגל ייעודיים תוך הפעלת אסרטיבית במסדרונות אוטומטיים.
(FLT:0) ניהול חומרים (FLT:1) - אם AGVs להפסיק את אמצע הדרך לטעון, הם עשויים להחמיץ מועדי מועדי JIT: להשתמש בחיוב הזדמנות (טעינה אוטומטית בתחנות החלפת סוללות) או תחנות החלפת סוללות.רוב מודרניים לגבות עבור 15 דקות בלבד לאחר כל 90 דקות של פעולה.
(FLT:0) מכלול הדחיסות של קלוריות קלקוליות 1 (FLT:1) - יתרונות כמו מלאי מופחת לשאת עלות ושיפור באמצעות ערכת נושא אינם גלויים ישירות בפתרון חשבונאות מסורתי: ליצור סימולציה מפורטת של זרימת חומרים השוואת ידני לעומת תרחישים AGV, כולל עלות של זרפדים חירום ועונשי קו-למטה.

חישוב החזרה על ההשקעה עבור AGVs ב JIT

חברות הערכת הפריסה AGV צריכות לשקול את העלות הכוללת של בעלות על 5-7 שנים. גורמי עלות טיפוסית כוללים את כלי הרכב (טיהור או שכירות), התקנה, הכנה למתקן (סימן, שדרוגי Wi-Fi), רישיונות תוכנה ותחזוקה מתמשכת (החלפת דאנס, ניקוי). בצד היתרון, החיסכון הכי קלפי מגיע:

(FLT:0)LaborductionFLT:1 - אחד AGV יכול להחליף 1.5 עד 2.5 מפעילי פורמיום לשינוי (בהתאם לשינויים) ב 45/שעה מלאים טעון, כלומר $50,000 $- $ 225,000 נשמרים מדי שנה עבור AGV הוחלף.
(FLT:0) הפחתה של קונסולת 1 - חברות לעתים קרובות להפחית את מניות קו בצד על ידי 60–80%, שחרור הון עבודה. מפעל המחזיק 5 מיליון דולר במלאי יכול לשחרר 3 מיליון דולר, עם חיסכון בעלויות של 15-20% בשנה.
(FLT:0) ,Reduced downtempFLT:1 - ייצור JIT יכול לאבד 100,000 דולר לשעה של הפסקת קו אם חלקים הם מאוחר. AGVs עם 99.9% על משלוח בזמן להפחית באופן דרסטי סיכונים כאלה.
(FLT:0) צמצום הפחתת הפחתת ההפחתה של 1:1 - AGVs מטפלות בעומס בעדינות, צמצום נזקי המוצר ב-30–50% בהשוואה לפעולות ריצוף ידני.

דוחות התעשייה של המכון לטיפוח חומרים מצביעים על כך שפרויקט AGV הממוצע משיג החזר בתוך 18-30 חודשים.עבור התקנות המותקנות JIT- ממוקדת, ההחזרה היא לעתים קרובות מהירה יותר מכיוון שחיסכון במלאי הוא מיידי.

פיתוח עתידי ב- AGV טכנולוגיה עבור JIT

הדור הבא של AGVs יהיה אפילו יותר תואמים עם עקרונות הייצור של JIT. 3 מגמות בולטות:

אינטליגנציה מלאכותית ולמידה של מכונות

מערכות ניהול צי המופעלות על ידי בינה מלאכותית ינבאו תבניות צריכת חומרים המבוססות על נתונים היסטוריים והזמנות ייצור בזמן אמת במקום להגיב לסיגות בעלות ברית, המערכת תשלח באופן פרואקטיבי את AGVs לנוח לפני שמחסור מתרחש.אלגוריתמי למידת מכונה גם כן ייעלו את גודל הצי, יפחיתו את הנסיעות הריקות, ויצפו צרכי תחזוקה של הרכב.

ממניפולטורים ניידים (AGVs with Robotic Arms)

שילוב של ניידות AGV עם ממניפולטורים רובוטיים על הסיפון, פלטפורמות אלה יכולות לבחור ולמקם חלקים ישירות על אסיפות ללא התערבות אנושית. עבור JIT, ממניטור נייד יכול לנסוע לצריף אחסון, לשחזר מרכיב ספציפי, לשאת אותו לקו, ולאחר מכן להכניס אותו לתוך תיקון, כל במחזור אחד.זה מבטלת את השלבים השונים וההובלתם.

שילוב עם אוטומציה ופורממות אוטונומיות

מפעלים עתידיים ישתמשו AGVs כחלק ממערכת טיפול חומרית משולבת לחלוטין שבו משאיות מטען אוטונומיות, AGVs להעביר משטחים לאזורי buffer, ורובוטים ניידים יספקו לתחנות.הכל יתאם על ידי פלטפורמה תוכנה אחת באמצעות מודלים דיגיטליים בזמן אמת כדי לדמות ולבצע את לוח הזמנים היעיל ביותר JIT. 5G ורשתות LTE פרטיות יספקו שקיפות אולטרה סגולה לתיאום כזה.

מסקנה

כלי רכב אוטומטיים הוכיחו להיות טכנולוגיה חיונית למימוש הפוטנציאל המלא של ייצור Just-in-Time. על ידי מתן אספקה חומרית אמינה, בזמן אמת באופן ישיר עד לנקודה של שימוש, AGVs מאפשר למפעלים לפעול עם מלאי מינימלי תוך שמירה על גבוה דרך גבוהה איכות המוצר. כמו בינה מלאכותית, מניפולציה סלולרית, וטכנולוגיות תקשורת להמשיך להתבגר, הסינרגיה בין AGVs ו-JIT רק תשקיעו דווקא את המהירות של החברה עצמה.

(ב) לקריאה נוספת על שיטות העבודה הטובות ביותר של AGV, מחקרים, מתייחס למדריך ה-FLT:0MHI AGV FundamentmentalsFLT:1 ו-FLT:2 Toyota AGV SolutionsFLT 3: עמוד ה-FLT:4 האגודה הבינלאומית של אוטומציה:5 גם מפרסם סטנדרטים רלוונטיים לשילוב של AGV בסביבות רזות.