汽車行業—智能工廠機器人解決方案

? 行業背景

我國汽車行業經歷了大半個世紀的發展，在我國國民經濟發展中已經占舉足輕重的地位。從汽車行業目前的規模來看，汽車制造企業的數量持續增加，截至2017年9月，我國汽車行業的企業數量達到14,620家，占全國規模以上工業企業數量的3.8%。汽車制造企業的數量和總資產近年來持續上升，其中汽車制造企業的總資產占工業企業總資產的比例也持續上升，企業數量和資產規模的擴大，使得汽車制造企業的產品銷售量和銷售收入也持續增加。

隨著工業4.0時代的到來，以及人工成本逐年提高，汽車制造業也遇到諸多痛點，面臨智能化改革。隨著生產節拍的不斷加快，小批量、多品種、個性化的汽車零部件需求，使得傳統汽車制造工廠難以滿足需求，但是升級產線需要大量的改造時間，且制造業對產線的可靠性要求較高，工廠的智能化改造成為了一道極具挑戰的難題。在汽車制造工廠迫切面臨智能化升級的時候，機器人新型解決方案營運而生，通過柔性的工作單元和數字化解決方案，打造適合快速生產節拍、更加高效穩定的汽車制造業解決方案。

（延鋒項目視頻）

? 智能機器人產品

汽車制造加工廠作業主要包括以下幾個流程：零部件/成品入庫，存儲，揀選，產線上下料，裝配及出庫。每個作業流程通過不同的智能化設備代替人工，提高作業效率，提升系統柔性。

1. 無人叉車 — 出入庫及存取

汽車零部件及配料的入庫，成品出庫以及整托盤高位存取，通常由無人叉車來完成。

Geek++智能叉車是基于高端進口叉車進行智能化改裝而成。整體組成包括車體、導航激光雷達、安全雷達、狀態顯示屏以及導航控制模塊等，同時配備動力鋰電池，支持快速手動、自動充電和電池更換。智能叉車支持激光反射板導航、SLAM導航以及混合導航，可適應各種復雜工作環境。另外，智能叉車具有手動、自動雙工作模式，可快速靈活切換。

Geek+智能叉車可實現帶托盤貨物的立體存儲、自動存取與搬運功能，主要應用場景包括電商、零售業的大件庫、整存庫，以及制造業中各類原材料庫、半成品庫和成品庫。這些場景，往往具有通道狹窄、空間有限或者高位作業的特點 。所有智能叉車由后臺調度系統統一管理，可實現群體協同。調度系統與上層倉儲信息化管理軟件無縫對接，根據存取貨需求派發任務，智能叉車全流程自動實現貨物的上架、下架以及搬運操作，從而實現自動出庫和入庫，解決倉儲的無人化問題。

針對不同的載重需求和倉庫布局，可選配相應規格的車體，以提高存儲效率，降低綜合成本。與傳統的自動化立體庫相比，以智能叉車為核心打造的自動存取系統柔性更高，靈活性更強，施工周期縮減3-4倍，且建造成本降低2-3倍，后期維護費用也會更低。

2. M100搬運機器人 — 打造柔性生產線

Geek+M100機器人同樣采用SLAM導航，并具有OpenBox后臺調度系統，支持用戶自建地圖，快速部署功能，可不改變場地環境，實現生產線搬運及線邊庫管理打通。

OpenBox系統功具有靈活，精準，安全的優勢，頂部模塊化應用組合，靈活性強；多種頂部工作模塊配置，實現籠車牽引、輥道傳輸、自動頂升、多層載貨和人機交互等多種功能，同時可實現跟隨搬運、重載搬運等。

M系列機器人系統采用激光+二維碼混合導航，定位精準可靠(±10mm)，可同時支持靈活路徑和密度存儲。機器人及主要元器件符合歐盟CE認證標準，性能安全可靠；安全認證激光傳感器同時具備安全控制回路。

柔性搬運系統具有簡單部署，功能強大的優勢。系統部署過程簡單，無需場地改造，機器人自動繪制現場地圖，管理人員可以自主定義或修改搬運人物/區域/路線。系統接口豐富，適配各類非標需求，無縫對接外部設備，支持多種標準/定制接口；工作流配置靈活，工作流可配置各節點動作、對接形式、分支流程和流程組合等，滿足不同用戶作業流程需求；系統可支配多機協同，實現最優路徑規劃，調度多臺機器人協同工作，對運行中機器人可能出現時間和空間上的路線擁堵做判斷，下達最優指令，實現路徑最優規劃。強大的庫存管理，提高存儲利用率，在物料有效期管理內實行“先進先出”原則；一架多位混放，空間利用率最大化。

M100智能搬運解決方案主要應用場景包括汽車、3C制造業加工廠，以及倉儲物流場景。相比傳統加工制造業，機器人解決方案的運營及維護更加便捷，具有柔性可拓展特性，提升空間利用率，優化生產流程；減輕勞動強度，節省工廠人工成本投入。

3. 工業級機械臂 — 拆垛碼垛

機械臂屬于標準化的機器人產品，可與多機器人協同形成強大的生產力。機械臂作業可代替人工手部的重復勞動，規模化效應實現大批量生產，降低成本。Geek+打造的機械臂主要應用于智慧工廠中的柔性拆碼垛、柔性上下料以及復合型機器人實現物料轉移等操作。

在傳統拆碼垛作業環節中，由于箱子及包裹的重量大，人工重復性搬運的工作強度大，效率低，同時隨著人工成本的不斷提高，招工變得越發艱難。然而傳統機械臂碼垛要求標準固定的垛型及固定的位置，不具備充足的靈活性，無法與搬運機器人相結合，無法兼容多尺寸種類產品。Geek+打造的柔性機械臂拆碼垛解決方案，可實現機械臂與托盤、貨架、叉車及輸送帶的對接，主要體現機械臂與機器人和無人叉車搬運相結合，機械臂可搭配3D視覺技術兼容多尺寸貨箱。

另外，Geek+還打造了復合型機器人M100C-BND-RA，由M100機器人搭配載物平臺及協作機械臂完成作業。體積小、重量輕、速度快、精度高。復合型機器人業務系統調度算法能力強，可與機器人及智能叉車統一調度，極大提高整體效率，機械臂與機器人深度集成，可視易用。

Geek+機器人采用SLAM導航技術，靈活性高，適合工廠人機共存環境，可直接參與復雜生產環節，精度高。復合型機器人還可提供3D視覺解決方案，Geek+與高水平視覺廠商長期合作，使得整體方案成本降低。柔性機械臂解決方案可替代人工集傳統機械臂自動化方案，降低用戶的投資回報周期，并大幅度提升作業效率。

? 創新型解決方案

Geek+機器人智能解決方案主要應用在汽車制造業工廠的三個場景：加工中心，線邊配送和以車帶線。

1. 加工中心物流傳遞

加工中心是由機加工設備組成，能完成形狀復雜、高精度原件的生產模式。現場需將原材料搬運至加工中心，并將半成品或成品搬運至下一工序。Geek+的機器人物流傳遞解決方案目前主要應用在汽車內飾制造的加工中心。

汽車內飾產品的原材料及制作工藝都有著極強的關聯性，產品線橫向延伸難度相對較低，且內飾行業利潤率較其他零部件偏低，前期投資大但盈利能力較弱。生產對搬運效率要求高，每小時搬運20-30次，單次搬運距離超百米。

Geek+機器人解決方案應用于汽車內飾加工中心

該場景包含多點串聯的物料搬運流程及管理流程，加工中心自動化程度高，人員操作位置固定，成品類型繁多且差異化較小。人工搬運及管理面臨行走路徑過長，各工位的供料難平衡等問題。Geek+的物流機器人解決方案能夠優化物料傳遞，實現在制品管理，成本減少超過50%，確保精益生產以及現場的整潔。機器人作業出錯率大幅度降低，整體方案的投資回報周期小于2年，滿足大多數企業對成本控制及投資回報的要求。

2. 線邊配送機器人解決方案

線邊配送基本流程

線邊配送主要應用于汽車外飾制造及汽車座椅制造環節。場景定義為配合流水線生產節拍，完成線邊物流物料的補充及線邊至流水線的物料配送。目前傳統汽車制造業線邊配送的現狀，是由人工完成物料搬運和補充工作，人員須根據流水線節拍進行物料配送。

線邊配送的生產節拍穩定，需要嚴格按照生產節拍配送所需物料來供給生產線。因此，機器人搬運解決方案中，機器人需要與傳統磁導軌AGV、線邊庫及生產線接駁，需要適應不同的接駁機械結構。線邊配送要求整套生產運行系統高度穩定，通常需要一套常用方案和一套應急方案。

Geek+打造的物流機器人解決方案通過機器人實現和AGV及生產線的靈活接駁，實現按時按需配送物料，實現了更高效地無人化智能智造應用。物流機器人系統可與工廠MES/ERP/DI0進行對接，徹底代替人工搬運及低效信息交互，由機器人協作完成物料轉移及空滿貨架交換任務。

【案例解讀】車身裝配 — 線邊喂料項目

該項目場景為白車身裝配線，零配件喂料應用。牽引車將滿載托盤送到后，機器人將線邊空托盤與牽引車滿托盤進行交換，并按需將線邊的滿載托盤與生產線空載托盤進行交換。

該場景使用的是Geek+M500機器人打造的SLAM搬運系統，現場實際生產節拍為2.5min/pallet。

3. 以車代線搬運方案

以車代線場景主要應用于汽車主機廠的白車身生產線，與焊接、組裝等機械設備做對接，適用汽車主機廠、白車身焊裝及整車組裝。傳統制造業工廠中白車身移動主要依靠固定鏈板輸送線進行精密對接，或人工搬運進行位置移動，效率較低且耗費較多的人力投入。

白車身焊裝及整車組裝流程要求作業精度極高。在各個工位需要精準對接其他設備，停靠定位精度小于5mm。要求搬運系統穩定可靠性強，滿足生產節拍要求且無出錯率。隨著汽車產品不斷個性化、定制化發展，消費群體也越來越龐大且需求變化快速，需要汽車制

造過程更加靈活柔性，以適應市場需求。

Geek+的物流機器人搬運白車身，用機器人代替傳統輸送線，實現柔性制造的靈活布局。在增強柔性方面，實現工位交叉排列的工序生產過程，隨時增減工位，易改變流程布局。在高效準時方面，機器人可按時按需將白車身搬運至工位，滿足生產節拍，且較少數量的機器人即可完成整套方案，節省空間及成本。

【案例解讀】以車代線 — 白車身搬運項目

Geek+機器人“以車代線”搬運作業流程

該項目場景為標準白車身焊接線，用機器人替代傳統輸送線完成車身搬運。機器人在起始點對接白深沉托架，搬運至機械臂前方進行白車身焊接，再到固定點旋轉360°完成多面焊接，實現柔性智能制造。

該項目由Geek+部署實施，使用機器人型號為P800機器人，采用二維碼導航并具備牽引功能。

? 行業趨勢及方案優勢

在全球工業4.0的趨勢之下，智能制造成為未來產業中不斷催生的新型解決方案。未來制造業將需要更加柔性，能夠快速更換產品的生產線，產品的生命周期會不斷縮短，制造工廠會高度注重生產穩定性，更加貼近客戶，并要求系統對長期訂單具有更好的預見性。因此，柔性工作單元與數字化解決方案的結合，則成為打造智能制造解決方案的兩大重點。

在汽車行業制造工廠的應用中，Geek+首創的機器人柔性生產線解決方案，通過機器人柔性搬運代替傳統輸送線，形成柔性生產單元，可共線生產不同產品；物流搬運環節全部由機器人完成，打造全自動無人產線。

對于汽車行業加工，機器人解決方案的優勢在于可靈活排產不同型號，靈活運用不同工站。機器人系統初始投資較低，且可根據客戶的實際需求進行投入，實現靈活的物料供應，易于復制擴產及升級改造。

極智嘉科技 (Geek+) 是一家引領全球智慧物流變革的智能機器人企業，全球AMR市場份額位居世界第一*。極智嘉提供全品類物流機器人產品和解決方案，助力企業實現物流智能化轉型升級。目前，極智嘉已在全球部署超10,000臺AMR機器人，服務耐克、迪卡儂、沃爾瑪、豐田、西門子等全球超300家全球大客戶，商業落地規模領先業界。

極智嘉成立于2015年，總部位于中國北京，業務遍及亞太、歐洲和美洲，在超過30個國家和地區擁有全球化銷售、運營和服務能力。憑借卓越的產品技術和商業表現，極智嘉于2019年和2020年蟬聯《機器人商業評論》(Robotic Business Review) “全球機器人50強榜單”，是史上首家上榜的中國物流機器人企業，更是2020年唯一上榜的中國公司。此外，極智嘉榮膺全球權威商業媒體Fast Company《快公司》2021全球最具創新力機器人公司TOP10，是榜單中唯一一家中國AMR企業。

*來源: Interact Analysis