1 AGV物料搬運系統(tǒng)介紹

　　AGV是無人搬運車(Automated Guided vehicle)的簡稱。在AGV上裝備有自動化導(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，具有安全保護以及各種物料搬運的功能，可代替叉車及拖車等傳統(tǒng)物料搬運設(shè)備，實現(xiàn)少人化操作。AGV具有以下主要優(yōu)點：

　　①安全性高。為確保AGV在運行過程中自身安全、現(xiàn)場人員及各類設(shè)備的安全，AGV采取多級硬件、軟件的安全措施。

　　保險杠：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再自動恢復(fù)正常行駛。信號燈：AGV安裝有醒目的信號燈和電子音樂播放器，以提醒周圍的操作人員避讓。

　　聲光報警：一旦發(fā)生故障，AGV將自動進行聲光報警，同時無線通訊通知AGV監(jiān)控系統(tǒng)。

　?、谧鳂I(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間還需要開到充電間進行充電，導(dǎo)致實際工作負荷不足70%;而AGV作為自動化物料搬運設(shè)備，可在線充電，24h滿負荷作業(yè)，具有人工作業(yè)無法比擬的優(yōu)勢。

　　③投入成本較低。通過最近幾年的飛速發(fā)展，AGV的購置費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。

　?、芄芾黼y度小。叉車或拖車司機作為一線操作人員，通常勞動強度大、收入不高，員工的情緒波動較大，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，特別是近年來頻現(xiàn)的用工荒現(xiàn)象。

　?、菘煽啃愿?。相對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的準(zhǔn)確性;同時，AGV還可做到對物料的跟蹤監(jiān)控，可靠性得到極大提高。

　?、藿档彤a(chǎn)品損傷。AGV可大大減少叉車工野蠻操作對產(chǎn)品本身及包裝箱的損傷風(fēng)險。

　?、咻^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，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AGV的需求仍占主流地位(約57%)。在我國，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，為了提高自動化水平，同時實現(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)在主機廠的發(fā)動機、后橋、變速箱、底盤等部件的自動化柔性裝配，以及零部件的上線喂料等。特別是對于后者，由于主機廠的裝配車間一般都非常大，常常需要大量的遠距離物料搬運，AGV代替叉車和拖車搬運物料大有用武之地，且能夠?qū)崿F(xiàn)批量替代的規(guī)模成本優(yōu)勢，具有明顯的經(jīng)濟效應(yīng)。

　　而對于體量較小的零部件工廠，由于沒有主機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

　　本文所要研究的實例是給1家主機廠供應(yīng)配套產(chǎn)品的零部件工廠(簡稱A工廠)，位于經(jīng)濟發(fā)達的沿海地區(qū)，A工廠坐落在主機廠的供應(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)移至零件存儲區(qū)存放;

　　步驟2：叉車從零件存儲區(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)線下線的成品搬運至成品存儲區(qū);

　　步驟7：叉車將成品轉(zhuǎn)移至庫位存放;

　　步驟8：叉車將成品從庫位取出，發(fā)運裝車;

　　步驟9：叉車將從主機廠返回的料箱卸車，再由叉車搬運至生產(chǎn)線。

　　在以上物流過程中，全部物料搬運、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2輛，成品發(fā)貨2輛。同時，由于每天工作2個班次，叉車工總數(shù)達到了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每年上漲10%;不僅如此，由于A工廠實行兩班制生產(chǎn)，勞動負荷相當(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。

　　為解決成本上漲和用工荒的問題，A工廠決策層在對國內(nèi)AGV應(yīng)用情況進行詳盡調(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)濟性分析

　　鑒于AGV相對叉車的優(yōu)勢在于遠距離的物料搬運作業(yè)，因此，A工廠在進行廠內(nèi)物流規(guī)劃改造時，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，合計共10輛叉車，用AGV來代替。裝卸車及短距離入庫等不利于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：叉車從零件存儲區(qū)取出零件后放置于AGV路徑上的掛載點，由AGV經(jīng)過該掛載點后將零件掛載上，然后，將零件搬運至生產(chǎn)線上的卸載點;同時，AGV在裝載點將生產(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，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將生產(chǎn)線下線的成品掛載后，搬運至存儲區(qū)并在卸載點將成品卸載，再由叉車取走并入庫存放;而由主機廠返回的空箱，則由叉車從空箱存放區(qū)轉(zhuǎn)移至AGV掛載點，由AGV帶回生產(chǎn)線。

　　經(jīng)過AGV應(yīng)用前后的成本分析，可以得到如下對比數(shù)據(jù)，見表1。

　　表1 對比數(shù)據(jù)表

　　從表1的經(jīng)濟性分析可以看出，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，每年對比項目應(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，而且未來人工費預(yù)計將會持續(xù)上漲，AGV的成本優(yōu)勢將愈加明顯。圖3為成本對比趨勢模擬。

　　圖3 成本對比趨勢模擬圖

　　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用價值。在經(jīng)以上綜合對比分析后，A工廠決策層對AGV方案予以了肯定，并決定在廠內(nèi)物流付諸實施。

　　5 結(jié)語

　　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，也與近幾年來AGV購置費大幅下降，及人工費不斷上漲形成的成本剪刀差效應(yīng)有關(guān)。隨著國內(nèi)市場的不斷成熟和用工環(huán)境漸趨規(guī)范，越來越多的企業(yè)將會考慮少人化管理，AGV的普及應(yīng)用也必將進入一個新的階段。