走進(jìn)SEW電機(jī)智能工廠！

SEW集團(tuán)（以下簡稱“SEW”）成立于1931年，總部位于德國，是專業(yè)生產(chǎn)各種系列電機(jī)、減速機(jī)和變頻控制設(shè)備的跨國性國際集團(tuán)，其生產(chǎn)技術(shù)和市場占有率均居世界領(lǐng)先地位，在全球動力傳輸領(lǐng)域享有盛譽(yù)。SEW-電機(jī)（蘇州）有限公司高效電機(jī)及智能制造工廠的投產(chǎn)運(yùn)營，使電機(jī)的制造能力得到大幅提升，也為全行業(yè)樹立起智能工廠建設(shè)的典范。其中，自動化立體庫、AGV智能搬運(yùn)、EMS空中單軌輸送等先進(jìn)物流系統(tǒng)與技術(shù)的應(yīng)用，為智能工廠建設(shè)提供了強(qiáng)大支撐。

1994年，SEW正式進(jìn)入中國市場，在天津經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)建立中國總部及亞太制造中心，并按照德國標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行本地化生產(chǎn)，憑借穩(wěn)定的產(chǎn)品質(zhì)量和優(yōu)質(zhì)服務(wù)迅速打開國內(nèi)市場，此后不斷加大投資力度，目前在中國已擁有3家制造中心、7家裝配及技術(shù)服務(wù)中心、50余個技術(shù)服務(wù)辦事處，服務(wù)網(wǎng)絡(luò)遍布全國各大中城市，產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于輕工、化工、建筑建材機(jī)械、鋼鐵冶金、環(huán)境保護(hù)、煤炭礦業(yè)、汽車工業(yè)、港口建設(shè)等各大工業(yè)領(lǐng)域，并在多項國家重點(diǎn)工程項目中都有應(yīng)用。

SEW-電機(jī)（蘇州）有限公司（以下簡稱“SEW電機(jī)”）成立于2004年3月，致力于按照德國標(biāo)準(zhǔn)生產(chǎn)世界先進(jìn)水平的三相異步電動機(jī)及伺服電機(jī)等產(chǎn)品，是SEW中國和亞太地區(qū)的電機(jī)制造中心。不久前，SEW電機(jī)高效電機(jī)及智能制造工廠（以下簡稱“SEW電機(jī)智能制造工廠”）在蘇州投產(chǎn)運(yùn)營，引發(fā)業(yè)內(nèi)外廣泛關(guān)注。這無疑是SEW中國發(fā)展的又一里程碑，不僅使SEW電機(jī)的制造能力得到大幅提升，更為全行業(yè)樹立了智能工廠建設(shè)的典范。近日，本刊記者走進(jìn)SEW電機(jī)智能制造工廠，對其背后的智能物流系統(tǒng)建設(shè)進(jìn)行了深入了解。

項目背景與概況

01 “受益于SEW電機(jī)卓越的產(chǎn)品品質(zhì)，覆蓋全生命周期的高質(zhì)量服務(wù)，以及電機(jī)市場需求的高速增長，SEW電機(jī)自成立以來業(yè)務(wù)持續(xù)高速擴(kuò)展?！盨EW-電機(jī)（蘇州）有限公司執(zhí)行副總經(jīng)理李金長介紹說，“SEW電機(jī)始終認(rèn)為，以客戶為中心的銷售是支撐工廠良好發(fā)展的核心要素，工廠產(chǎn)能規(guī)劃一定要先于銷售進(jìn)行。隨著SEW電機(jī)原有工廠產(chǎn)能趨近飽和，車間場地日漸緊張，在這樣的背景下，2018年SEW電機(jī)開始計劃投資建設(shè)‘全球標(biāo)桿性智能制造示范基地’，也被稱為SEW電機(jī)智能制造工廠?！?/p>

據(jù)介紹，SEW電機(jī)智能制造工廠項目占地面積5萬平方米，建筑面積6萬平方米。2019年SEW電機(jī)智能制造工廠規(guī)劃建設(shè)工作正式啟動，2023年7月SEW電機(jī)智能制造工廠正式投產(chǎn)運(yùn)營。

整體規(guī)劃布局

02 與傳統(tǒng)工廠不同的是，SEW電機(jī)智能制造工廠采用雙樓層設(shè)計，工廠中央17.5米高的半成品&成品自動化立體倉庫連接著2個樓層的多個車間，是整個工廠的中樞。1樓配套建有原材料自動化立體庫、鋼棒自動化立體庫，以及收貨區(qū)、發(fā)貨區(qū)，2樓建有標(biāo)件自動化立體庫。各個自動化立體倉庫通過AGV智能搬運(yùn)系統(tǒng)與生產(chǎn)、裝配、包裝等工序無縫銜接。這樣的規(guī)劃布局極大縮短了工廠物流動線，有助于生產(chǎn)效率提升，保障客戶訂單及時發(fā)貨。

“SEW電機(jī)智能制造工廠不僅在制造方面應(yīng)用全球領(lǐng)先的自動化設(shè)備提高產(chǎn)品與產(chǎn)量，在物流方面也極具智能化優(yōu)勢。”李金長自豪地表示，“SEW自身是德國工業(yè)4.0核心技術(shù)和產(chǎn)品的供應(yīng)商，在智能工廠建設(shè)方面有著深入研究和實踐經(jīng)驗。SEW電機(jī)智能工廠在整體規(guī)劃布局時就找準(zhǔn)‘智能工廠’的建設(shè)方向，借鑒德國SEW的建設(shè)經(jīng)驗，在深入分析國內(nèi)市場需求和自身工藝特點(diǎn)的前提下，定下了精益化、智能化、數(shù)字化、綠色化的四大目標(biāo)。”

1.整體布局精益化

改善工序間物流狀況，對減少產(chǎn)品滯留、降低成本、提高效率具有直接作用，因此SEW電機(jī)智能制造工廠通過采用機(jī)械手搬運(yùn)轉(zhuǎn)序?qū)崿F(xiàn)批量化產(chǎn)品的生產(chǎn)加工來減少工序間物流。此外，做到原材料、半成品與產(chǎn)線的空間布局合理，避免不必要的物料搬運(yùn)。

2.全流程智能化

從物料進(jìn)廠、廠內(nèi)流轉(zhuǎn)、生產(chǎn)、裝配，再到成品出廠，實現(xiàn)全流程智能化。除采用先進(jìn)的智能化生產(chǎn)裝配設(shè)備外，在物流智能化建設(shè)方面也采用了不同形式的自動化鋼棒庫、原材料庫、標(biāo)件庫、半成品&成品庫，以及AGV等智慧物流系統(tǒng)。

3.全流程數(shù)字化

WMS、MES（制造執(zhí)行系統(tǒng)）、SAP等系統(tǒng)將設(shè)備、物料、人進(jìn)行高效銜接，使工廠物流簡潔、高效，同時利用數(shù)字化進(jìn)行流程優(yōu)化，不斷提升工廠運(yùn)營管理水平。

4.工廠綠色環(huán)保

將機(jī)床加工生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的切削液、切削屑等排廢進(jìn)行封閉集中管理；注重生產(chǎn)加工設(shè)備、物流設(shè)備的節(jié)能降耗，實現(xiàn)能源回收再利用；建立工廠能耗管理體系。目前，該工廠已經(jīng)獲評“江蘇省綠色工廠” 。

智能物流系統(tǒng)的應(yīng)用

03 走進(jìn)SEW電機(jī)智能制造工廠現(xiàn)場，干凈整潔的環(huán)境讓人眼前一亮。在寬敞明亮的廠房內(nèi)，各種各樣的自動化生產(chǎn)裝配設(shè)備、機(jī)器人、自動化立體庫系統(tǒng)，以及AGV智能搬運(yùn)系統(tǒng)構(gòu)成智能工廠實體，原材料、半成品、成品的物料存儲、分揀、配送上線等物流作業(yè)全流程與生產(chǎn)裝配工序高效銜接，全流程智能化作業(yè)，流程順暢高效。

關(guān)于工廠智能物流系統(tǒng)的建設(shè)及應(yīng)用，SEW-電機(jī)（蘇州）有限公司裝配處經(jīng)理惠潔向記者進(jìn)行了重點(diǎn)介紹。

1.鋼棒自動化立體庫

鋼棒是生產(chǎn)轉(zhuǎn)子的主要原材料，具有較長長度、較重重量的特點(diǎn)，同時使用量非常大。為應(yīng)對鋼棒存儲占用面積大、不便于搬運(yùn)與管理等難題，SEW電機(jī)采用了專業(yè)鋼棒自動化立體庫。

鋼棒自動化立體庫由RGV、堆垛機(jī)、高位貨架、長大料鐵箱以及信息系統(tǒng)組成，共5個巷道。鋼棒自動化立體庫由1臺頂部運(yùn)行堆垛機(jī)進(jìn)行取放貨，設(shè)有1個入庫口和1個出庫口，通過1臺無接觸供電RGV連接多組軸加工生產(chǎn)單元，采用桁架機(jī)器人系統(tǒng)，自動為軸加工設(shè)備上料，實現(xiàn)了鋼棒料的密集存儲，以及出入庫、存儲、供料的智能化作業(yè)。

2.原材料自動化立體倉庫

原材料庫具有低頻次、大批量整箱出入庫、大庫容量的要求。對此，SEW電機(jī)采用了雙伸位堆垛機(jī)自動化立體倉庫。

原材料自動化立體庫共設(shè)4個進(jìn)出貨口，由RGV、雙伸位堆垛機(jī)、高位貨架及信息系統(tǒng)等構(gòu)成，可實現(xiàn)原材料自動存儲、出入庫作業(yè)。

3.標(biāo)件自動化立體庫

“標(biāo)件”是指用于裝配的較小零部件，具有多批次、小批量的出入庫特點(diǎn)。SEW電機(jī)采用了四向穿梭車自動化立體倉庫。

標(biāo)件自動化立體庫由密集貨架、四向穿梭車、快速提升機(jī)、揀選工作站、相關(guān)輸送系統(tǒng)及信息系統(tǒng)等構(gòu)成，3臺四向穿梭車由1臺提升機(jī)配合在倉庫多層貨位中快速運(yùn)行，可快速滿足小件零部件多批次、小批量的“貨到人”揀選、流轉(zhuǎn)及供料。整個系統(tǒng)極具柔性，可通過增加四向穿梭車數(shù)量來應(yīng)對未來業(yè)務(wù)量的增長。

4.半成品&成品自動化立體庫

半成品&成品自動化立體庫縱跨1樓車間與2樓車間，是整個工廠中樞。

半成品&成品自動化立體庫1樓和2樓南北兩側(cè)各有2個出入庫口，由RGV、輸送線、堆垛機(jī)、高位貨架及信息系統(tǒng)等構(gòu)成。1樓車間生產(chǎn)的零件由AGV搬運(yùn)至1樓入庫口，自動暫存到自動化立體庫中；1樓或2樓車間需要物料時，自動化立體庫通過堆垛機(jī)及輸送機(jī)送至對應(yīng)揀選站完成揀選，然后通過AGV送至對應(yīng)生產(chǎn)線；2樓完成生產(chǎn)后，再通過AGV送至自動化立體倉庫；成品發(fā)運(yùn)時，先由自動化立體庫將指定成品運(yùn)送至1樓出貨口，然后再通過AGV送至1樓包裝區(qū)域進(jìn)行包裝，最終完成發(fā)貨。

5. EMS空中單軌輸送系統(tǒng)

工廠物料移動還涉及上下樓層運(yùn)輸，因此設(shè)計應(yīng)用了SEW的EMS空中單軌輸送系統(tǒng)。

EMS空中單軌輸送系統(tǒng)由減速電機(jī)、無接觸能量傳輸系統(tǒng)、無線通訊技術(shù)、車載控制器系統(tǒng)診斷和監(jiān)控、車輛調(diào)度系統(tǒng)等組成，可通過EMS小車快速自動地進(jìn)行上下樓層不同工序間的物料運(yùn)輸。

6.AGV智能搬運(yùn)系統(tǒng)

工廠應(yīng)用天津SEW自主研發(fā)生產(chǎn)的AGV智能搬運(yùn)系統(tǒng)，實現(xiàn)同樓層物料搬運(yùn)作業(yè)。

SEW的AGV小車?yán)脽o接觸供電技術(shù)，動力源鋪設(shè)在工廠地板下面，通過感應(yīng)取電的方式隨用隨取，不僅效率高，還避免了動力電池的高成本和二次污染。工廠2層地板薄不便于鋪設(shè)線槽，SEW通過在AGV行駛通道上鋪設(shè)地板格來設(shè)置動力源，保障了AGV設(shè)備在2層較薄地板上的穩(wěn)定運(yùn)行和高效充電。AGV調(diào)度系統(tǒng)與MES互聯(lián)互通，實現(xiàn)作業(yè)精準(zhǔn)化、透明化。

7.信息系統(tǒng)應(yīng)用與集成

“對于智能工廠建設(shè)來說，智能化絕不是簡單的省人化或者無人化，還與信息系統(tǒng)應(yīng)用與集成密切相關(guān)，SEW智能制造工廠通過信息系統(tǒng)的應(yīng)用與集成實現(xiàn)了智能工廠的透明化、可視化，可實時追蹤生產(chǎn)訂單進(jìn)度和實際生產(chǎn)情況?！崩罱痖L表示。

據(jù)他進(jìn)一步介紹，在物流信息系統(tǒng)方面，SEW智能制造工廠主要應(yīng)用有AS/RS系統(tǒng)、四向穿梭車調(diào)度系統(tǒng)、WMS、WCS、SCADA、MCS（輸送線控制系統(tǒng)）、RCS機(jī)器人調(diào)度系統(tǒng)等智能控制系統(tǒng)，這些系統(tǒng)與SEW的SAP和MES系統(tǒng)高效對接，同時集成傳感器、驅(qū)動與控制、數(shù)字孿生等先進(jìn)技術(shù)，實現(xiàn)多設(shè)備協(xié)同作業(yè)與有序銜接，儲位智能定位，貨到人智能揀選，可以快速、高效地完成各種操作，實現(xiàn)產(chǎn)線的無人化配送，將智能化貫穿全部生產(chǎn)制造全流程。

技術(shù)亮點(diǎn)與優(yōu)勢

04 談及SEW智能制造工廠中的智能物流技術(shù)亮點(diǎn)，李金長強(qiáng)調(diào)：“SEW自身是物流裝備領(lǐng)域的核心技術(shù)及產(chǎn)品供應(yīng)商，長期致力于把先進(jìn)技術(shù)和產(chǎn)品運(yùn)用到物流系統(tǒng)中去。在SEW智能制造工廠項目的智能物流系統(tǒng)中，我們應(yīng)用了非常多的先進(jìn)技術(shù)來保障系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行，如無接觸供電技術(shù)、能量管理系統(tǒng)、低壓伺服電動滾筒、MAXOLUTION.系統(tǒng)等?！?/p>

1.無接觸供電技術(shù)

在自動化立體庫中，SEW無接觸供電技術(shù)在堆垛機(jī)、AGV、RGV EMS等物流設(shè)備與系統(tǒng)中都有應(yīng)用。

例如，以往的堆垛機(jī)采用滑觸線供電，使用后需定期維護(hù)，并且滑觸線的規(guī)格和容量應(yīng)按照堆垛機(jī)所需的用電量進(jìn)行設(shè)計。而本項目中的堆垛機(jī)采用SEW MOVITRANS無接觸供電技術(shù)，可以在長期使用過程中免維護(hù)使用。

在AGV中，SEW MOVITRANS無接觸供電技術(shù)采用IP54防護(hù)等級，可實現(xiàn)免維護(hù)（無磨損），適用于24小時×7天的連續(xù)運(yùn)行環(huán)境；集成SEW近30年的現(xiàn)場分散控制技術(shù)的精華，線纜埋在地板下，省去控制柜安裝；TES供電站模塊設(shè)計緊湊，效率高達(dá)96% （Boosted Energy efficiency）；導(dǎo)航采用電磁導(dǎo)航方式，檢測MOVITRANS.電纜產(chǎn)生的電磁波，通過切換導(dǎo)引模塊內(nèi)傳感器來進(jìn)行導(dǎo)航，最終實現(xiàn)驅(qū)動輪差速控制AGV運(yùn)行方向。

2. 超級電容+能量管理系統(tǒng)

在自動化立體庫的堆垛機(jī)上，SEW“超級電容+能源管理系統(tǒng)”解決方案的應(yīng)用也是一大亮點(diǎn)。

SEW集成式運(yùn)動控制器MOVI-PLC、高性能伺服驅(qū)動器MOVI-AXIS/MOVI-DRIVE、異步伺服電機(jī) （DRL）、超級電容+能量管理等技術(shù)的應(yīng)用，可以對堆垛機(jī)在下降和減速過程中產(chǎn)生的能量進(jìn)行收集，以達(dá)到節(jié)約能源、降低峰值的目的。柜內(nèi)變頻器使用多軸變頻器，系統(tǒng)直接使用超級電容所提供的直流電源，從而省去一般變頻器所具備的整流環(huán)節(jié)。堆垛機(jī)運(yùn)行速度越快，頻率越高，節(jié)能效果越好，可達(dá)40%以上。

3. 電動滾筒驅(qū)動系統(tǒng)

在自動化立體庫的貨架中間或輸送線上，使用了ECDriveS低壓伺服電動滾筒驅(qū)動系統(tǒng)。ECDriveS用于替代傳統(tǒng)的輥道輸送設(shè)備，適合輕型物料的輸送，無需任何的安裝空間限制。相比傳統(tǒng)的現(xiàn)場分散驅(qū)動解決方案，ECDriveS的控制器體積比減速電機(jī)的接線盒還要小，更加節(jié)省空間。并且，ECDriveS調(diào)試和維修非常簡單，用戶只需選擇典型的應(yīng)用驅(qū)動模式，無需復(fù)雜的編程。ECDriveS是基于低功率等級的滾筒式輸送設(shè)備開發(fā)的，只需24V電源即可驅(qū)動，減少布線工作量，是一種低功率范圍的滾筒輸送機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)。

4.MAXOLUTION.系統(tǒng)

MAXOLUTION.系統(tǒng)集SEW多項高科技模塊化產(chǎn)品于一體，是可為諸多行業(yè)用戶提供針對智能化物流輸送以及工廠自動化的全新驅(qū)動解決方案。在SEW電機(jī)智能工廠的EMS單軌輸送系統(tǒng)中，MAXOLUTION.系統(tǒng)采用模塊化，具有靈活性的配置，集成SEW的MOVITRANS-2.0無接觸供電技術(shù)、SWG波導(dǎo)通訊技術(shù)、MOVIPRO-1.5智能車載控制器技術(shù)、HM31安全控制技術(shù)、PXV-2.0安全二維碼定位技術(shù)，以及MOVIVISION調(diào)度管理系統(tǒng)/3D仿真/虛擬調(diào)試/大數(shù)據(jù)智能監(jiān)測技術(shù)等，使整個系統(tǒng)運(yùn)行更加安全、高效。

未來規(guī)劃與展望

05 李金長坦言，當(dāng)前SEW電機(jī)智能制造工廠尚處于運(yùn)營初期，所有物流系統(tǒng)應(yīng)用都在按照規(guī)劃不斷增加和完善，產(chǎn)能也在不斷爬坡，但智能工廠的運(yùn)營效果已經(jīng)清晰可見。例如，與老廠相比，新工廠單位面積產(chǎn)能可實現(xiàn)翻倍增長，生產(chǎn)效率大幅度提高；AGV的投入應(yīng)用，讓叉車工人大幅減少；各類信息系統(tǒng)的應(yīng)用和互聯(lián)互通，讓生產(chǎn)統(tǒng)計和計劃管理人員大幅減少；與此同時，運(yùn)營管理精細(xì)化、智能化程度，也已邁上了新臺階。

接下來，SEW電機(jī)智能制造工廠的重點(diǎn)提升方向包括：1.持續(xù)增加AGV應(yīng)用數(shù)量，實現(xiàn)全廠覆蓋；2. 持續(xù)向數(shù)字化升級，在透明化、可視化基礎(chǔ)上，進(jìn)一步應(yīng)用數(shù)字化技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘、流程優(yōu)化；3.不斷研發(fā)生產(chǎn)新產(chǎn)品，以更好地滿足客戶需求，支撐工廠產(chǎn)能提升和高效運(yùn)營管理。

未來，SEW電機(jī)將引入更多德國先進(jìn)的智能化技術(shù)和產(chǎn)品進(jìn)行本土化生產(chǎn)，做好中國市場服務(wù)，為中國智能裝備制造產(chǎn)業(yè)升級賦能。