智能装车系统建设与应用

　　智能装车系统由机械、软件、视觉、PLC控制等技术构成，以独特的软件算法及视觉算法实现无人化装车作业。昆山同日公司历经十年磨砺，成功推出自主研发的多款智能装车机器人。本文对智能装车机器人的功能特点、项目交付流程、实际案例与应用价值等方面做了介绍。

　　近年来，借助5G、云计算、物联网、大数据、人工智能、移动互联、区块链等一系列新兴科技，我国智能物流系统得到持续加快速度进行发展，场景应用不断深化，智能物流系统行业向自动化、数字化、智能化方向发展。

　　智能物流系统可提升生产线物料供应与成品出库效率，从而提升工厂整体运营效率。智能物流系统的推广应用，将有利于提高我们国家物流行业的成本效益与国际竞争力。然而，智能物流系统目前主要在中大型物流公司应用。我们国家物流企业众多，但行业集中度低，头部企业仅占据小部分市场占有率，中小企业发展状况参差不齐，使得物流行业运营秩序混乱，公司发展亟待整合。在此背景下，率先引入并应用智能物流技术的企业有望在竞争中脱颖而出。

　　货物装卸是很多企业必不可少的作业环节，对于传统运输企业来说装卸车作业更是其核心业务之一。目前，国内大部分企业装卸车仍采用传统人工作业方式，这一落后的生产方式不仅增加了人力成本和运输成本，还导致了安全风险。同时，随着劳动力的减少与人力成本的上升，众多生产加工公司开始采用智能装车系统实现自动化、无人化作业。智能装车系统能有效节省地面空间，与智能输送、分拣、仓储系统配合使用，可提升运营效率，降低运营成本。

　　智能装车系统属于智能物流系统中的末端执行系统，广泛应用于纺织服装、新零售、电子商务、汽车制造、快递物流等行业，特别是在粮油、水泥、化工、饲料等大宗商品生产、发运中，对智能装车设备需求大幅度的增加，虽然目前该项技术还处于起步阶段，但长远来看市场空间巨大。

　　昆山同日工业自动化有限公司（简称“同日公司”）历经十年磨砺，成功推出自主研发的多款智能装车机器人。此类装车机器人一经投入市场，便受到高度关注，特别是在“用工荒”的行业成功实现了客户降本增效的既定策略，已在粮油、化工、水泥、饲料等行业得到应用。下面以TR-B-750型智能装车机器人为例，介绍其功能特点（见图1）。

　　智能装车系统是由机械、软件、视觉、PLC控制等技术构成，以独特的软件算法及视觉算法实现无人化装车作业（见图2）。机械部分由行走轨道、行走主体、旋转平台、柔性双层线体、摆臂结构、料斗总成等组成；控制管理系统是由软件控制管理系统、PLC、视觉控制管理系统、局域组网组成；视觉控制管理系统主要是通过红外雷达探测、自研高速算法、3D成像等技术，完成车辆巡车定位功能，TR-Eye从拍照到获取3D数据的时间降低至0.6s，以13.5m的车辆为例，从开始扫描到完成定位计算仅需55s，完全满足典型应用场景的实际需求。

　　智能装车机器人的设计简洁、巧妙，适应多种场景安装使用；借助手机/平板电脑，轻松进行无线操作；将数量输入设备后，按下“开始”，设备完成装载后，自动复位到待机状态，无需手动停机。当下一辆车到达指定位置后，简单重复操作即可启动装载。

　　装车机器人具备远程网络维护诊断功能，能快速进行故障处理，提升使用者真实的体验和使用效率。

　　运用软件算法与硬件技术，可在夜间工作，现在能够抵抗光线万勒克斯（lux）以上的白天抗光干扰能力。在夏季正午，即使直接接受阳光照射，仍能保持稳定运行，适用于露天堆放的集装箱、火车车厢的巡车定位。此系统能适应所有国家标准车厢的长度、宽度、高度以及货运卡车数据采集和巡车定位，定位时间在1min内，精度在1cm以内。

　　智能装车系统可实现智能控制、系统自动指示司机进行装车，并对车辆信息、装载数据等来管理。控制管理系统由同日公司自主研发的软件程序、PLC程序和视觉算法组成，可以单机连锁上游设备，也可多机联网进入中控集中管理。

　　智能装车系统致力于满足最后一公里装车需求，可与其前端的智能仓储物流系统连接，实现工厂全流程的连续自动化作业。

　　同日企业具有一支经验比较丰富的项目管理团队，遵循严格的项目管理流程，从项目规划、设计、生产、安装、调试到交付，整一个流程都能做到可控。这一优势确保了项目的顺利进行。项目质量管理实现流程，见图3；智能装车系统项目交付流程，见图4至图9。

　　项目开始前，首先进行原材料的采购与调度，确保所有零部件、设备和材料准时到达生产现场。这涉及与供应商的协调和物流规划，确保生产的全部过程不受材料短缺影响。见图4。

　　在发货的同时，实施工程人员会开始准备建造自动装卸车所需的轨道系统。轨道可能由多个零件组成，因此要确保轨道的准确拼接和定位，以确保后续步骤的顺利进行。见图5。

　　完成轨道拼接后，使用起重设备对轨道进行吊装并准确安装到预定位置。这是整个项目的基础，必须确保轨道的平整和稳固，以确保后续车辆的正常运行。见图6。

　　自动装卸车主体由多个组件组成，这些组件需要在预定位置上进行拼接。实施工程人员会根据设计图纸和规范将这些组件连接在一起，并确保它们的稳固和牢固性。见图7。

　　完成主体的拼接后，需要用起重设备对整个主体进行吊装。这是一个复杂而关键的步骤，需要严控起重设备的动作和角度，确保主体的安全和稳定。见图8。

　　在主体吊装完成后，对自动装卸车设备做全面检查和测试，确保其各项功能和性能契合设计要求和标准。一旦通过测试，自动装卸车系统就可以交付给客户使用。见图9。

　　整个项目的执行流程需要在高度协调和严格管理下进行。每个步骤都必须仔细考虑和计划，以确保项目能够按时、按质量发展要求完成。

　　当前，企业在装卸货环节面临的主体问题，包括人力资源短缺、高昂的劳务费用、物流效率低下以及存在生产安全事故隐患等。采用智能装车系统切实实现机器替代人工，可以助力工厂实现人货分离、减少安全事故、节能减排、降本增效等收益。

　　智能装车系统采用智能技术，替代人工进行反复枯燥的装车动作，实现无人装车，能够更好的降低劳动强度，节省人员成本。

　　可提升装车质量的稳定性，保障出厂车辆不超载、不偏载，大幅度提升一次性装车达标率，减少倒车平车，提升整体效率。

　　系统可契合装车设备智能启停，节约电力资源，优化防冻液、封尘剂等耗材的使用，减少物资消耗，提升生产企业的利润回报。

　　智能管理提供全方面管理功能和良好的客户体验，在质量管理、资源管理、数据管理、班组管理等多个项目上提升企业管理程度。

　　以同日公司完成的某粮业PE-22020项目为例，该工厂原有8条装车线名人工（三班制），每条生产线万吨/年，其人工费用硬性支出约78万元/年。在使用智能装车机器人之后，此项目装车产线万吨/年，一期共四条产线万吨/年，直接提高了一倍多的产能，节约其人工硬性支出费用约676万元/年，这一改变带来显著的经济效益（此处还未包括安全成本等因素）。原来所有产线名在职员工，因同日公司研发的这款装车机器人具有强大的智能控制能力，现场由一人持平板即可操作所有设备。

　　在未引进智能装车机器人之前，工厂采用“人工+叉车”的传统装车模式，工人劳动强度大，实行三班24h作业制，长期高强度作业，使工人面临职业病、人车交互安全风险隐患等问题。人口逐年的老龄化，也使得工厂面临招工难、用工难的两难境地，一种原因是工厂的发货量在逐年增加，另一方面搬运的工人却在逐年减少，此消彼长，使工厂的生产、物流面临巨大考验。同日公司的领导层眼光卓著，早在10年前便预见到此类情况，毅然决然成立研发团队，潜心研究无人装车系统，终于在2018年取得重大突破，正式研发出产品并获得国内首个智能装车机器人的发明专利。该设备在客户现场试用时，便吸引了大批业内人士到场参观并获得一致好评，为智能装车机器人正式投入市场打下良好的客户基础。