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两种理念,一个目标:利用移动机器人技术优化生产中的物料流

KRONE 与 KUKA 携手,在棕地与绿地项目中实现自动化解决方案。在下萨克森州的韦尔特尔,固定式与自主移动机器人正优化现有生产流程;而在伊本比伦,一座从零建起的智能工厂已傲然矗立。这两个项目的共同使命:践行客户需求、保障就业岗位,并以创新思维构建具备未来竞争力的生产模式。


全流程智能自动化

它行事低调不张扬。这款自主运输平台近乎无声地穿梭于生产车间之中。自主移动机器人以厘米级精度将 100 升压缩空气罐精准送达焊接工位。一台 KUKA 搬运机器人早已在此等候,它从平台上取下压缩空气罐,随后将其送入加工单元,与其他部件一同完成焊接。
对于卡车零部件组装而言,这或许听起来如同未来幻想的场景;但对于农业机械与商用车制造巨头 - KRONE Group,这早已成为日常现实:KRONE 与 KUKA 达成战略合作,全面推进智能自动化 – 无论是在既有工厂(棕地项目),还是在新建的智能生产基地(绿地项目)中均有部署。最终成果显著:流程更高效、价值创造更突出、员工负担得缓解,更打造出具备竞争力的“德国制造”生产体系

自主内部物流,实现极致效率

KUKA 移动平台为 KRONE 打造最优物料流。

智能工厂的关键:自主移动机器人

KRONE 选择 KUKA 作为技术合作伙伴 – 无论是在韦尔特的既有工厂,还是在伊本比伦 GTS Green Teuto Systemtechnik GmbH 最新建成的绿地工厂,均坚定地推进自动化进程 – 生产机器人与无人驾驶运输系统紧密配合,实现高效协同。而这也正是 KRONE 的巨大潜力之所在。“KUKA.AMR Fleet - 我们的 AMR 车队管理系统为智慧工厂转型提供了关键助力”,KUKA DACH 地区 AMR 业务拓展经理 Nikita Daubert 表示。
KUKA.AMR Fleet 可与主流中央控制系统兼容。

AMR 车队管理系统能够灵活对接企业自有的中央控制系统,如 MES(制造执行系统)和 ERP(企业资源计划系统)。借此,我们可以为 KRONE 等客户提供贴合实际需求、兼具未来导向的支持。

Nikita Daubert,KUKA DACH 地区 AMR 业务拓展经理

自主移动机器人 (AMR):韦尔特现有工厂的移动机器人

在下萨克森州韦尔特,KRONE 运营着一家拥有成熟生产体系的卡车挂车制造厂。如今,在 Silver RoboticsKRONE 旗下子公司,专注于为集团内部及外部客户提供创新且定制化的机器人与机械工程解决方案)的支持下,该工厂建成了一座全自动化生产单元KUKA 六轴搬运与焊接机器人通过与自主移动机器人的数字化联网协作,高效执行其工作任务(如 KMP 1500P)。
即便是像 KRONE 韦尔特尔工厂里的储气罐这类重型负载,对 KMP 1500P 来说也不在话下。
这款紧凑型自主移动机器人负载能力高达 1.5 吨,采用差速驱动技术,可在生产环境中自主移动作业。集成的 3D 视觉系统激光扫描仪,确保了在人机协作的作业环境中兼具灵活性与安全性感应充电方案确保平台全天候处于待命运行状态。
“我们此前对所有既有流程进行了全面评估,并将其转化为全新的流程与工作方式,例如模块化构建模式”,Silver Robotics GmbH 总经理 René Mecklenburg 解释道。“与此同时,我们还进一步着眼于内部物流与优化的物料流方向进行规划。因为我们希望以更快的速度、更高的品质以及具有市场竞争力的经济价格,为客户提供我们的产品。”

从焊接工位到智能生产单元

如今,焊接机器人的物料供给已实现自主化,叉车也基本从生产环节中退出。取而代之的是,运输平台会自主运送压缩空气罐、门部件等物料至生产单元。随后,一台搬运机器人将这些物料装入焊接设备。而完成焊接的组件也会同样以自动化方式被运出。“自主移动机器人帮助我们将这里许多分散的流程串联起来。通过这种方式,我们不仅减少了对传统输送技术的依赖,同时显著提升了生产和内部物流流程的效率”,René Mecklenburg 表示。在 KRONE,人与机器携手协作:“员工负责零部件的准备和品质管控,而机器人则承担体力繁重的焊接工作。这样一来,我们不仅将员工从繁重、单调的任务中解放出来还能营造更有序的生产环境,并提升作业安全性”,Mecklenburg 进一步说道。KRONE 商用车集团生产总监 Volker Perk 认为,机器人技术是保障生产基地未来发展的核心要素:“我们希望未来继续在德国生产像 Profi Liner 这样的卡车挂车。为了这一目标,我们必须实现流程自动化,因为很多关键岗位已面临技术人才短缺。机器人技术让我们能够将员工调配至效率更高或创造更多价值的工作岗位。”
出于安全因素等多重考虑,KRONE 韦尔特工厂计划用移动机器人技术逐步取代厂内叉车。

智能互联装配与物流

GTS 总经理 Jochen Roling 结合亲身经历,具体阐述了自动化与智能工厂理念如何在 KRONE 成功落地:“起初,我们只对焊接工位背后的流程进行了自动化改造。后来我们逐渐意识到:要让设备高效且经济地运行物料流与操作环节也必须采用机器人技术。”正是在这一背景下,这正是 KUKA 移动机器人的用武之地。当韦尔特工厂以“动态升级”方式持续优化现有生产流程之际,在西法伦地区的伊本比伦,KRONE Group 旗下子公司 - Green Teuto Systemtechnik(简称 GTS),仅用 12 个月就从零开始建成了一座全新的农业机械生产工厂 - 这是名副其实建在“绿地”上的绿地项目。在这里,机器人负责生产焊接组件,这些组件随后会经过喷漆处理,之后被装配到农业机械中。
在伊本比伦,KRONE 在绿地项目中实现了自动化生产。

无障碍物料流规划

“为何要打造智能工厂?为何要新建工厂?”,Jochen Roling 抛出问题后随即给出了答案:“KRONE 的战略目标是让各工厂专注于终端产品的制造于我们而言,“智能”意味着借助数字化与自动化技术实现极致高效与可扩展的生产模式。”绿地模式的优势在于,我们能够不受既有条件的限制与现有架构的束缚进行前瞻性规划。“在 KUKA 的技术支持下,我们正着力打造高度现代化、智能化且可持续的制造理念与生产流程。因此,我们从一开始就将自动化物料供给与生产装配线的集成化数据处理确立为核心前提”,Roling 表示。
KUKA 机器人为 KRONE 实现了高度现代化、智能化且可持续的制造理念。

智能工厂的整体生产架构采用数据驱动的底层设计且兼具高度可扩展性 – 堪称 KRONE 发展史上的一座里程碑。

Jochen Roling,GTS 公司总经理

IT 中的实时数据构成核心基础

位于伊本比伦的智能工厂,其核心基础是一套能够采集实时数据并基于事件进行处理的IT 架构体系。每台设备、每个机器人和每辆运输车都实现了数字化互联。“这种架构使生产系统能够对公差超标或突发故障作出即时响应。因此我们早已不再采用“控制回路”的说法,而是强调“调节回路”概念”,Perk 解释道。“这套系统具备自适应能力,能够自主学习并完成纠偏。”这一变革也影响到了研发与生产部门之间的沟通模式。“过去,生产端需要去适应产品的变更。如今,情况却正好相反。生产中的所有需求都会提前融入到下一代产品的研发过程中”,Roling 说道。
通过数字化联网,所有数据都能实现实时采集。

迈向全自动化的三步曲

KRONE 在其自动化进程中遵循一套三步走的实施策略。第一步是建立流程自动化的全局视野。第二步是重点转向采用自主移动机器人实现物料运输的解决方案。第三步是实现零部件自动化处理

搭载六吨级载重的自主移动机器人

KRONE 位于伊本比伦的工厂正是基于这一理念设计建造的。如今,在该厂的独立生产岛中,九台焊接与搬运机器人与两台加工中心、一个自动测量单元正实现同步协作。这种模式几乎消除了设备停机时间,因为机器人与运输平台能够全天候保持同步节奏运转。此外,生产规模可灵活调整,曾经难以解决的人员短缺问题如今已不再成为限制性因素。罗林表示:“生产架构的这种可扩展性从小型生产单元到复杂联网的生产线 – 正是新型智能工厂的核心目标。”目前,首批 KMP 3000P 自主移动机器人已在伊本比伦工厂投入试点应用。这些机器人可在生产车间搬运重达 3 吨的物料,若采用双机联动模式,载重能力更能提升至 6 吨;同时,它们还能以最高精度进行全向移动,即便在狭窄空间内也能灵活作业。
通过对焊接机器人、搬运机器人及自主移动机器人的精准协同优化,停机时间已近乎归零。

“我们正在让工作变得更具吸引力”

KRONE 工厂规划师特别强调一个核心观点:自动化并非取代人力,而是实现人力价值的升级。“高度自动化单元的操作岗位价值显著提升。员工们将这类工作视为具有发展前景的未来职业”,Roling 说道。Mecklenburg 补充道:“我们注意到,公司内部的同事们正积极申请这些岗位。”此外,人体工程学设计也发挥着重要作用:“这些新的工作岗位不仅更安全对身体的负担也更小。这对年轻一代尤其具有吸引力”,Perk 说道。

机器人技术帮助我们即便在人口结构变化的大环境下,也能让各个生产基地保持竞争力。

Volker Perk,KRONE 商用车集团生产总监
在就业市场上缺乏吸引力的,往往是那些千篇一律的重复性工作,还有搬运重物的体力劳动;此外,焊接作业本身还伴随着诸多风险:从接触有毒气体与蒸汽,到面临灼伤隐患,再到遭遇触电危险,不一而足。“我们完全招不到人来从事这类工作了。机器人技术帮助我们即便在人口结构变化的大环境下,也能让各个生产基地保持竞争力”,Perk 强调道。汽车工业凭借其大规模量产优势已树立典范:“在批量生产中,自动化是经济上唯一可行的选择。如今,这种趋势同样适用于小批量生产,正如在定制化配置农业机械的制造过程中,小批量生产已日益常态化。”在实现这一目标的过程中,KRONE 将与 KUKA 的合作视为具有战略意义的重要举措。“KUKA 不仅提供技术,还带来了系统化的思维方式。我们共同学习、携手推进发展”,Perk 说道。

展望未来:装配、多品种生产与人工智能

René Mecklenburg 认为装配自动化领域未来蕴含更大潜力:“尤其是在产品品种繁多的场景下,我们必须在实现自动化的同时,确保灵活性不受影响。”数字化人工智能技术的飞速发展,正开创出前所未有的全新机遇。“设备正逐步学会自主识别故障并进行自我优化”,Volker Perk 说道。“这为我们后续的技术升级奠定了坚实基础。”
设备的自主优化仍蕴藏着巨大潜力。
一想到这里,Jochen Roling 脑海中立刻浮现出老板 Bernard Krone 办公室里的一幅箴言:“但丁有句名言:有人坐等时势变迁,有人则把握时机即刻行动。”而 KRONE 的创新征程仍在持续开拓。

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