1AGV物料搬運(yùn)系統(tǒng)介紹
AGV是無人搬運(yùn)車(Automated Guided vehicle)的簡(jiǎn)稱。在AGV上裝備有自動(dòng)化導(dǎo)引裝置(電磁或光學(xué)等)，使其沿規(guī)定的導(dǎo)引路徑行駛，具有安全保護(hù)以及各種物料搬運(yùn)的功能，可代替叉車及拖車等傳統(tǒng)物料搬運(yùn)設(shè)備，實(shí)現(xiàn)少人化操作。AGV具有以下主要優(yōu)點(diǎn)：
①安全性高
為確保AGV在運(yùn)行過程中自身安全、現(xiàn)場(chǎng)人員及各類設(shè)備的安全，AGV采取多級(jí)硬件、軟件的安全措施。保險(xiǎn)杠：在AGV的外圍設(shè)有紅外光非接觸式防碰傳感器和接觸式防碰傳感器，AGV一旦在一定距離范圍內(nèi)感應(yīng)到障礙物即減速行駛，如障礙物位于更近的范圍內(nèi)則停駛，直到障礙解除，AGV再自動(dòng)恢復(fù)正常行駛。信號(hào)燈：AGV安裝有醒目的信號(hào)燈和電子音樂播放器，以提醒周圍的操作人員避讓。
聲光報(bào)警：一旦發(fā)生故障，AGV將自動(dòng)進(jìn)行聲光報(bào)警，同時(shí)無線通訊通知AGV監(jiān)控系統(tǒng)。
②作業(yè)效率高
傳統(tǒng)的叉車和拖車作業(yè)，需要有人駕駛。而叉車或拖車司機(jī)在工作期間需要吃飯喝水、休息，還可能發(fā)生怠工等影響作業(yè)效率的事件，另外，叉車和拖車工作到一定時(shí)間還需要開到充電間進(jìn)行充電，導(dǎo)致實(shí)際工作負(fù)荷不足70％；而AGV作為自動(dòng)化物料搬運(yùn)設(shè)備，可在線充電，24h滿負(fù)荷作業(yè)，具有人工作業(yè)無法比擬的優(yōu)勢(shì)。
③投入成本較低
通過最近幾年的飛速發(fā)展，AGV的購(gòu)置費(fèi)已降低到與叉車比較接近的水平，而人工成本每年卻不斷上漲。兩相比較，少人化的收益日益明顯。
④管理難度小
叉車或拖車司機(jī)作為一線操作人員，通常勞動(dòng)強(qiáng)度大、收入不高，員工的情緒波動(dòng)較大，離職率也比較高，給企業(yè)管理帶來較大的難度。而AGV可有效規(guī)避管理上的風(fēng)險(xiǎn)，特別是近年來頻現(xiàn)的用工荒現(xiàn)象。
⑤可靠性高
相對(duì)于叉車及拖車行駛路徑和速度的未知性，AGV的導(dǎo)引路徑和速度卻是非常明確的，因此，大大提高了物料搬運(yùn)的準(zhǔn)確性；同時(shí)，AGV還可做到對(duì)物料的跟蹤監(jiān)控，可靠性得到極大提高。
⑥降低產(chǎn)品損傷
AGV可大大減少叉車工野蠻操作對(duì)產(chǎn)品本身及包裝箱的損傷風(fēng)險(xiǎn)。
⑦較好的柔性和可拓展性
AGV系統(tǒng)可允許最大限度地更改路徑規(guī)劃，具有較好的靈活性。同時(shí)，AGV系統(tǒng)已成為工藝流程中的一部分，可作為眾多工藝連接的紐帶，因此，具有較高的可擴(kuò)展性。
2、AGV在汽車行業(yè)的應(yīng)用情況
汽車行業(yè)是AGV應(yīng)用率較高的行業(yè)。目前，世界汽車行業(yè)對(duì)AGV的需求仍占主流地位(約57％)。在我國(guó)，AGV最早應(yīng)用于汽車行業(yè)是在1992年。隨著目前汽車工業(yè)的蓬勃發(fā)展，為了提高自動(dòng)化水平，同時(shí)實(shí)現(xiàn)少人化、低成本的目標(biāo)，近幾年以來，已有許多汽車制造廠應(yīng)用了AGV技術(shù)，如東風(fēng)日產(chǎn)、上海通用、上海大眾、東風(fēng)汽車、武漢神龍、北汽福田等。
AGV在汽車行業(yè)的應(yīng)用，主要體現(xiàn)在主機(jī)廠的發(fā)動(dòng)機(jī)、后橋、變速箱、底盤等部件的自動(dòng)化柔性裝配，以及零部件的上線喂料等。特別是對(duì)于后者，由于主機(jī)廠的裝配車間一般都非常大，常常需要大量的遠(yuǎn)距離物料搬運(yùn)，AGV代替叉車和拖車搬運(yùn)物料大有用武之地，且能夠?qū)崿F(xiàn)批量替代的規(guī)模成本優(yōu)勢(shì)，具有明顯的經(jīng)濟(jì)效應(yīng)。
而對(duì)于體量較小的零部件工廠，由于沒有主機(jī)廠那種成批量的替代效應(yīng)，加之既有觀念的束縛，AGV在廠內(nèi)物流的應(yīng)用不太普及。但隨著AGV應(yīng)用的日益成熟，以及人工成本的逐步上漲，相信會(huì)有越來越多的零部件工廠考慮AGV的使用。
3、某汽車零部件企業(yè)廠內(nèi)物流背景介紹
本文所要研究的實(shí)例是給1家主機(jī)廠供應(yīng)配套產(chǎn)品的零部件工廠(簡(jiǎn)稱A工廠)，位于經(jīng)濟(jì)發(fā)達(dá)的沿海地區(qū)，A工廠坐落在主機(jī)廠的供應(yīng)商園區(qū)，廠房占地面積約1萬平方米，擁有兩條生產(chǎn)線，從功能上可將廠區(qū)劃分為零件收發(fā)存區(qū)域、生產(chǎn)線、成品存儲(chǔ)區(qū)和成品發(fā)貨區(qū)，工廠布局示意圖，如圖1所示。
圖1 A工廠布局示意圖
其物流過程簡(jiǎn)要描述如下：
步驟1：叉車將原材料從供應(yīng)商送貨車輛上卸貨后，轉(zhuǎn)移至零件存儲(chǔ)區(qū)存放；
步驟2：叉車從零件存儲(chǔ)區(qū)取出零件并向生產(chǎn)線喂料；
步驟3：叉車將生產(chǎn)線用完的零件空箱返回到零件收發(fā)存區(qū)域；
步驟4：叉車將零件空箱轉(zhuǎn)移至空箱存放區(qū)；
步驟5：叉車將零件空箱從空箱存放區(qū)叉取至發(fā)貨道口裝車，返回給供應(yīng)商；
步驟6：叉車將生產(chǎn)線下線的成品搬運(yùn)至成品存儲(chǔ)區(qū)；
步驟7：叉車將成品轉(zhuǎn)移至庫(kù)位存放；
步驟8：叉車將成品從庫(kù)位取出，發(fā)運(yùn)裝車；
步驟9：叉車將從主機(jī)廠返回的料箱卸車，再由叉車搬運(yùn)至生產(chǎn)線。
在以上物流過程中，全部物料搬運(yùn)、裝卸車都由叉車完成。由于業(yè)務(wù)量比較大，總共配置有16輛叉車，其中，零件收發(fā)存操作2輛，喂料上線及返空箱5輛，成品下線及返空箱5輛，成品存儲(chǔ)2輛，成品發(fā)貨2輛。同時(shí)，由于每天工作2個(gè)班次，叉車工總數(shù)達(dá)到了37人。
近幾年來，人工成本上漲壓力頻現(xiàn)，一線叉車工的人工費(fèi)每年上漲10％；不僅如此，由于A工廠實(shí)行兩班制生產(chǎn)，勞動(dòng)負(fù)荷相當(dāng)大，叉車工離職率一直在高位徘徊，是在春節(jié)前后，用工荒得不到有效解決，多次面臨停產(chǎn)風(fēng)險(xiǎn)。
為解決成本上漲和用工荒的問題，A工廠決策層在對(duì)國(guó)內(nèi)AGV應(yīng)用情況進(jìn)行詳盡調(diào)研的基礎(chǔ)上，決定在廠內(nèi)物流使用AGV來代替叉車作業(yè)。
4、應(yīng)用AGV經(jīng)濟(jì)性分析
鑒于AGV相對(duì)叉車的優(yōu)勢(shì)在于遠(yuǎn)距離的物料搬運(yùn)作業(yè)，因此，A工廠在進(jìn)行廠內(nèi)物流規(guī)劃改造時(shí)，即考慮將喂料上線及返空箱的5輛叉車和成品下線及返空箱的5輛叉車，合計(jì)共10輛叉車，用AGV來代替。裝卸車及短距離入庫(kù)等不利于AGV發(fā)揮作用的操作仍使用叉車。
規(guī)劃后的物流過程，如圖2所示。
圖2 規(guī)劃后物流過程圖
與之前相比，差異在于：
步驟2～6：叉車從零件存儲(chǔ)區(qū)取出零件后放置于AGV路徑上的掛載點(diǎn)，由AGV經(jīng)過該掛載點(diǎn)后將零件掛載上，然后，將零件搬運(yùn)至生產(chǎn)線上的卸載點(diǎn)；同時(shí)，AGV在裝載點(diǎn)將生產(chǎn)線用完的空箱掛載后返回至零件收發(fā)存區(qū)域的卸載點(diǎn)，將空箱卸下后，再由叉車將空箱叉取至空箱存放區(qū)。
步驟7～11：AGV在行走路徑上的掛載點(diǎn)將生產(chǎn)線下線的成品掛載后，搬運(yùn)至存儲(chǔ)區(qū)并在卸載點(diǎn)將成品卸載，再由叉車取走并入庫(kù)存放；而由主機(jī)廠返回的空箱，則由叉車從空箱存放區(qū)轉(zhuǎn)移至AGV掛載點(diǎn)，由AGV帶回生產(chǎn)線。
經(jīng)過AGV應(yīng)用前后的成本分析，可以得到如下對(duì)比數(shù)據(jù)，見表1。
表1 對(duì)比數(shù)據(jù)表
從表1的經(jīng)濟(jì)性分析可以看出，應(yīng)用AGV可以帶來成本的大幅下降，物流成本可由421萬元降至264萬元，每年對(duì)比項(xiàng)目應(yīng)用AGV之前應(yīng)用AGV之后資源變化能夠節(jié)約157萬元，即37％的成本下降，而且未來人工費(fèi)預(yù)計(jì)將會(huì)持續(xù)上漲，AGV的成本優(yōu)勢(shì)將愈加明顯。圖3為成本對(duì)比趨勢(shì)模擬。
圖3 成本對(duì)比趨勢(shì)模擬圖
因此，無論從降低管理難度還是從成本上考慮，AGV方案都具有良好的可行性和實(shí)用價(jià)值。在經(jīng)以上綜合對(duì)比分析后，A工廠決策層對(duì)AGV方案予以了肯定，并決定在廠內(nèi)物流付諸實(shí)施。
5、結(jié)語(yǔ)
經(jīng)過A工廠在廠內(nèi)物流近1年的應(yīng)用，AGV方案基本取得了預(yù)期效果，不僅實(shí)現(xiàn)了成本上的較大幅度降低，而且緩解了企業(yè)不斷面臨的用工荒現(xiàn)象。當(dāng)然，AGV方案之所以具有較為明顯的比較優(yōu)勢(shì)，也與近幾年來AGV購(gòu)置費(fèi)大幅下降，及人工費(fèi)不斷上漲形成的成本剪刀差效應(yīng)有關(guān)。隨著國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的不斷成熟和用工環(huán)境漸趨規(guī)范，越來越多的企業(yè)將會(huì)考慮少人化管理，AGV的普及應(yīng)用也必將進(jìn)入一個(gè)新的階段。
