Автоматизированные решения для обработки материалов

На заводе по производству электрозащитных устройств в Вэньчжоу автоматические выключатели перемещались примерно на 50 метров от конца испытательной линии до упаковочной станции. В результате оператору приходилось толкать тележку между этими двумя точками в среднем сорок раз за смену. Кроме того, хотя тележка находилась близко к нужному месту, она не всегда оказывалась там, когда это было необходимо. Следовательно, на упаковочной станции периодически оказывалось слишком много автоматических выключателей, а иногда — слишком мало, что приводило к чрезмерным потерям времени как на производство, так и на упаковку. Эта ситуация была исправлена с помощью автоматизированного транспортного средства (AGV), которое транспортирует автоматические выключатели по магнитной направляющей, синхронизированной с выходом испытательной линии. AGV прибывает точно в нужное время, имеет необходимое количество автоматических выключателей и возвращается на испытательную линию за следующей партией в среднем менее чем за 18 месяцев. Использование одного AGV позволило стабилизировать весь последующий процесс. Автоматизированные системы обработки материалов (ADHMS) теперь позволяют объединить различные автоматизированные процессы в производстве, создавая единый, непрерывный и предсказуемый поток материалов, деталей и готовой продукции в современных производственных системах.

Состояние автоматизированной обработки материалов в 2025–2026 годах

Рынок автоматизированного погрузочно-разгрузочного оборудования представляет собой значительный и расширяющийся рынок со значительным потенциалом роста в течение следующего десятилетия (2024 год). По данным Института погрузочно-разгрузочного оборудования (MHI), глобальная рыночная стоимость погрузочно-разгрузочного оборудования превысит 142 220 миллиардов танзанийских рупий к 2024 году и, как ожидается, будет расти со среднегодовым темпом роста (CAGR) приблизительно в 71–111 триллионов танзанийских рупий в период с 2024 по 2030 год благодаря трем основным факторам роста: увеличению производительности в условиях ограниченной доступности рабочей силы; росту спроса на более быстрое и точное выполнение заказов электронной коммерции; и переходу к производству в условиях «темного/светлого» производства в регионах с высокими затратами на рабочую силу.

Ряд тенденций стимулирует разработку автоматизированных решений для обработки материалов, которые будут внедрены на заводах и складах начиная с 2025 года и будут продолжать ускоряться в 2026 году:

• Мобильные роботы становятся основным средством для транспортировки грузов из одной точки в другую. За последнее десятилетие автономные мобильные роботы (АМР) и автоматизированные транспортные средства (АГС) прошли путь от пилотных проектов до стандартной части складских и заводских систем. Современные АМР динамически перемещаются с помощью технологии одновременной локализации и картографирования (SLAM) и бортовых камер, избегая статических и динамических препятствий и перенаправляясь в режиме реального времени на общей территории завода с погрузчиками и пешеходами (без необходимости в выделенном маршруте). Экономическая целесообразность использования АМР также изменилась — сегодня АМР начального уровня можно приобрести и внедрить менее чем за 100 0 ...

• Автоматизация складских операций обусловлена не только объемом производства, но и наличием рабочей силы. Сектор выполнения заказов в электронной коммерции, подробно описанный в различных источниках. Маккинзи и компания, Эта система стала полигоном для испытаний высокоплотных автоматизированных систем хранения и поиска (AS/RS), станций комплектации заказов «товар к человеку» и автономных роботов для обработки коробок. В 2026 году те же технологии начнут внедряться на производственных складах и в распределительных центрах, обслуживающих производственные линии, а не только онлайн-клиентов. Производитель, хранящий сырье, комплектующие и готовую продукцию в системе AS/RS, может подавать на производственную линию именно ту деталь, которая необходима, в точно заданное время, сокращая складские запасы и занимаемую площадь.
• Интеграция с производственным оборудованием становится все более тесной. Автоматический мобильный робот (AMR), доставляющий лоток с корпусами выключателей в сборочный цех, больше не просто “прибывает”. Он взаимодействует с контроллером цеха по промышленному протоколу IoT (например, OPC UA или MQTT), подтверждает готовность цеха и запускает робота для выгрузки лотка. Эта межмашинная связь замыкает цикл между обработкой материалов и производством, устраняя необходимость в человеческом решении, которое раньше занимало промежуточное звено между “детали здесь” и “цех может начать работу”. Для электротехнической отрасли эта интеграция является местом, где обработка материалов напрямую соединяется с автоматизированными сборочными и испытательными линиями, которые производит компания Benlong Automation. Автоматизированная сборочная линия MCB Линия, которая получает детали от автоматизированного мобильного робота (AMR), доставляющего контактные узлы и корпуса по требованию, никогда не ждет поступления деталей и никогда не накапливает избыточное незавершенное производство.
• Данные и цифровые двойники превращают материальные потоки в управляемый процесс. Конвейер, парк автономных мобильных роботов или автоматизированные системы хранения/поиска будут собирать данные о положении, скорости перемещения, весе полезной нагрузки и использовании ресурсов. Данные, генерируемые всеми этими системами, могут быть переданы в систему управления производством (MES) или систему управления складом (WMS), где они могут быть использованы для создания в реальном времени модели каждого объекта и каждой машины, расположенной на заводе. Виртуальная модель (известная как цифровой двойник) систем обработки материалов позволяет нам прогнозировать будущее, предвидеть потенциальные узкие места в производстве и принимать решения по размещению оборудования, не перемещая при этом реальную единицу техники.

Чем отличаются автоматизированные системы обработки материалов в разных отраслях?

Одни и те же технологии – конвейеры (автоматизированные транспортные средства (AGV), автоматизированные мобильные роботы (AMR) и роботизированные манипуляторы). Все эти технологии применяются/обрабатываются в разных отраслях промышленности, однако они используют разные уровни обработки. Поэтому используемые материалы, объемы материалов и нормативно-правовая база влияют на их применение.

Производство электротехнической и электронной продукции

Мелкие детали, в большом количестве и часто похожие друг на друга. Например, лоток с серебряными контактами, рулон проволоки и стопка формованных корпусов — распространенные примеры. В данном случае обработка материалов практически полностью сводится к точной, своевременной доставке материалов в автоматизированные сборочные ячейки. Автономные мобильные роботы (АМР) с держателями или ящиками для мелких деталей доставляют комплекты компонентов непосредственно к роботу в сборочной ячейке, где робот забирает их прямо с АМР. Благодаря этому отпадает необходимость в стеллажах вдоль линии, и сокращается объем ручной комплектации, что может существенно повлиять на затраты на рабочую силу и количество ошибок. В производственной среде, где изготавливаются автоматические выключатели, автоматические выключатели с цоколем E14 и контакторы, система обработки материалов действует как циркуляционная система всего производственного процесса и связывает функции штамповки, сварки, сборки, калибровки и упаковки. Компания Benlong Automation проектирует все эти производственные линии, включая функции обработки материалов, в начале каждого проекта, в результате чего создается производственная линия, в которой поток деталей через систему обработки материалов соответствует тому, как различные процессы преобразуют детали в конечный продукт.

Автомобили и электромобили

Обработка материалов в автомобильной промышленности включает в себя тяжелые, высокообъемные и многокомпонентные процессы. Оборудование для обработки материалов, такое как автоматизированные транспортные средства, перемещает тяжелые грузы (компоненты двигателя, аккумуляторные батареи и штампованные кузовные панели) между производственными участками. Автоматизированные системы хранения и поиска (AS/RS) хранят тысячи уникальных номеров деталей для обеспечения точной последовательности поставок в сборочный процесс. Тенденция к проектированию и производству электромобилей создала новые проблемы в обработке автомобильных деталей: аккумуляторные модули представляют собой тяжелые объекты, требующие тщательной защиты от электростатического разряда из-за своей чувствительности, и все большее число таких случаев стимулирует инвестиции в специализацию в области автоматизации обработки материалов.

Переработка продуктов питания и напитков

Для перемещения материалов требуется очистка, и, как правило, оборудование может быть изготовлено из нержавеющей стали или быть устойчивым к мойке. Это означает, что конвейеры должны быть изготовлены из санитарных ленточных материалов, а также должны использоваться автоматизированные паллетизаторы для перемещения упакованных ингредиентов по цехам и автоматизированные транспортные средства (AGV) для перевозки больших контейнеров через зоны приготовления, розлива и упаковки продукции. Что касается холодильных складов, то тенденция на 2026 год — это увеличение автоматизации из-за сложности использования человеческого труда и высоких затрат.

Электронная коммерция и логистика

Автоматизированная обработка материалов (АММ) известна своими наиболее узнаваемыми формами работы, например, длинными конвейерными системами, большими парками мобильных роботов, доставляющих стеллажные модули к станциям комплектации, и системами быстрой сортировки, подающими пакеты к соответствующим дверям погрузочных доков. Компании, которые строят эту инфраструктуру — Дематика, Вандерланде, Honeywell Intelligrated — теперь адаптируют свои решения для складских помещений к меньшим габаритам производственной логистики.

Ключевые технологии в автоматизированной обработке материалов

Аббревиатуры сложные, но сами машины практичны. В таблице ниже приведено краткое описание наиболее распространенных типов автоматизированного погрузочно-разгрузочного оборудования и их применение в производственной среде.

Что дает заводу автоматизированная система обработки материалов?

Автоматизированные системы обработки материалов обладают множеством существенных преимуществ, которые были подтверждены на практике. Нет необходимости строить теории об этих преимуществах; их можно подтвердить, взглянув на все заводы, которые перевели свои ручные тележки на автоматизированные мобильные устройства (AMR), а стационарные стеллажи — на автоматизированные системы хранения и поиска (AS/RS).

• Более высокая пропускная способность при тех же габаритах. Детали поступают на нужную станцию точно в нужное время, что исключает простои, возникающие из-за ручной обработки деталей. Как правило, наблюдается увеличение производительности на 20–401 тонну на линиях, которые ранее подавали детали вручную.
• Сокращение запасов незавершенного производства.Непрерывный поток материалов от одной станции к другой устраняет необходимость поддержания буферных запасов между операциями, тем самым сокращая незавершенное производство и высвобождая денежные средства и производственные площади для других целей.
• Снижение риска повреждения продукции и ошибок при обращении с ней. Каждый раз, когда компонент поднимают, опускают на поверхность и перемещают, существует риск его поцарапать или загрязнить. Автоматизированные компоненты снижают этот риск, поскольку их обработка осуществляется автоматически.
• Повышенная безопасность. К наиболее распространенным видам несчастных случаев на рабочем месте относятся: аварии с вилочными погрузчиками, травмы от повторяющихся движений при ручном подъеме грузов, падения и спотыкания из-за скопления людей в проходах или коридорах. Автоматизированные транспортные средства (AGV) и автономные мобильные роботы (AMR), которые могут заменить ручные вилочные погрузчики, а также роботизированные паллетизаторы, которые могут заменить ручные штабелеры, напрямую снижают эти риски.

Часто задаваемые вопросы

Какие существуют 4 типа автоматизации?

Существует четыре стандартизированных типа промышленной автоматизации. К ним относятся жесткие (или стационарные) системы автоматизации, используемые для массового производства одного изделия; программируемые системы автоматизации, используемые для серийного производства; гибкие (или мягкие) системы автоматизации, используемые для производства продукции смешанными партиями на непрерывной конвейерной линии; и, наконец, интегрированная автоматизация, при которой весь завод находится под компьютерным управлением и соединен посредством передачи данных. В коммерческом применении для каждого из четырех типов автоматизации существует категория, называемая автоматизированным оборудованием для обработки материалов, будь то стационарный конвейер, используемый на конвейерной линии для производства одного продукта, или использование парка автономных мобильных роботов (АМР) на гибком предприятии с интегрированной системой обработки данных.

Приведите пример автоматизированной системы обработки материалов.

Распространенным примером автономного мобильного робота (АМР) может служить устройство, которое самостоятельно перемещается от линии тестирования к упаковочной станции, перенося лотки с собранными автоматическими выключателями. АМР будет автономно перемещаться, избегая препятствий, и взаимодействовать с системой управления производством, чтобы прибыть вовремя для выполнения своей функции.

Что такое автоматизированные транспортные средства (AGV) на складе?

На складе компания использует автоматизированное транспортное средство (AGV), которое движется без рулевого колеса по заданному курсу, обычно создаваемому магнитной лентой, проволочными направляющими или лазерными мишенями. С этого курса оно перемещает паллетные грузы, контейнеры и ящики со склада в зону комплектации и, в конечном итоге, в зону отгрузки. Это делает его основным методом перемещения материалов по предприятию в условиях значительных объемов работы и повторяющегося характера выполняемых задач.

Какие существуют распространённые примеры МГЭ?

Погрузочно-разгрузочное оборудование (ПВЭ) Рассматриваются все механизмы перемещения материалов людьми и машинами, включая, помимо прочего: ручные тележки для поддонов, вилочные погрузчики, гидравлические тележки для поддонов, конвейерные системы, автоматизированные транспортные средства (AGV), автономные мобильные роботы (AMR), автоматизированные системы хранения и поиска (AS/RS), роботизированные системы паллетирования, крановые системы. Включает в себя весь спектр от ручной тележки для поддонов до автономно перемещающегося парка мобильных роботов, обменивающихся данными по сетям. Каждый тип механизма обработки материалов имеет уникальные характеристики и использует различные механизмы управления.

Ссылки

• Институт погрузочно-разгрузочных работ (MHI) — Ежегодный отраслевой отчет — Оценка размера рынка, прогнозы роста и тенденции внедрения погрузочно-разгрузочного оборудования.
• McKinsey & Company — Автоматизация в логистике и производстве — Исследование влияния автоматизации на производительность складов и заводов.
• Dematic — автоматизированные решения для обработки материалов и логистики. — Крупный интегратор конвейеров, автоматизированных транспортных средств и систем автоматизации складов.
• Вандерланде — Автоматизация складов и посылок — Глобальный поставщик автоматизированных систем обработки грузов для складов и аэропортов.

Автоматизированные решения для обработки материалов Замкнуть цикл между машиной, которая производит продукт, и машиной, которая его упаковывает, хранит или отгружает. Они не являются самой заметной частью завода — внимание привлекают сборочные роботы и испытательные станции, — но именно они определяют, будет ли завод работать бесперебойно или нет. Хорошо спроектированная система обработки материалов, интегрированная с обслуживаемым ею производственным оборудованием, обеспечивает более высокую производительность, меньшие запасы и лучшую стабильность, чем любая ручная тележка или вилочный погрузчик. Компания Benlong Automation строит автоматизированные производственные линии для электротехнической промышленности, в которых система обработки материалов заложена с самого начала, потому что линия, которая идеально производит автоматический выключатель, но ждет следующего лотка контактов, — это линия, которая не работает.