TRANSBOT——探索新的生产理念

20.03.2019   |   Rheinbach   |   德国

家具制造商 deinSchrank.de 代表着高品质的定制家具，最终客户可以在网上自由配置。在如今的公司生产部门中，HOMAG 的无人驾驶运输系统 TRANSBOT 将部分配有机器人的灵活自动化生产单元连接在一起。这种可升级的系统创造了设备联网的全新方式，并且为 deinSchrank.de 提供了未来继续发展所需的余地。

分毫不差的家具、绝对的个性化风格和操作易如反掌的在线配置器。deinSchrank.de 运用这种业务模型来生产定制家具，富有个性而且尺寸精确——即使是对屋顶的坡度，也没有丝毫懈怠。

人们通常习惯于走进家具店，或者上网观看家具。花色品种琳琅满目，但是鲜有细致入微的个性化风格。谁要是想要 100 % 实现自己的想法，就得找木匠根据自己的愿望定制家具。这正是 deinSchrank.de 解决方案的用武之地。

deinSchrank.de 是德国定制家具的电子商务先锋。具有三维视角的在线配置器是这家公司的精髓所在。客户坐在家中就能按照个人意愿轻松地设计出独一无二的家具——精确到毫米。

遵循工业 4.0 指导思想的个性化风格

公司开创至今已有九年的时间。至今，deinSchrank.de 在科隆南部的莱茵巴赫镇进行生产已经有三年的时间，它在这里获得了持续的增长。从一套单机开始，逐渐扩充机器设备。deinSchrank.de 如今已是一家极其灵活的生产企业，它按照工业 4.0 指导思想，在单件批次设备和机器上完全定制化地生产它的产品。

罗森海姆理工大学教授兼 deinSchrank.de 顾问 Andreas Heinzmann 如此阐述这家公司的经营理念：“我们是一家极其灵活的生产企业，并且明确以当前的市场为导向。这就是说，我们今天并不知道明天、后天或者 2 年后要生产哪些产品。凭借灵活的生产方案，我们可以很容易地根据新的要求来调整生产物流，因此现在和将来都能满足客户的个性化需求。”

生产方案随机应变，企业灵活自如

柔性生产现今贯穿 deinSchrank.de 的整个生产过程，当初走上这条道路就要解决各个加工单元的内部物流连接问题。因为自动化加工单元之间的物料输送还是以人工方式完成的。机床或者下游加工单元处的员工必须等待物料的情况并不罕见，因为操作员都在忙于物流任务。因此自然要寻找一种解决方案，只有将彼此独立工作的加工单元相互连接起来，才能产生自动工作、随机应变的生产方案。

通过以传统方式连接各种不同的设备，除了可以实现整体的单件批量生产之外，还可以在后续实现内部物流。然后通常就要改造现有的设备，并在必要时调整其相互位置，以便为自动化腾出空间。但是这里还有更多事要做。一方面为了不干扰生产要避免改造，此外也要保留可以为将来的流程进行后续继续改进的余地。deinSchrank.de 的解决方案来自 HOMAG 及其称作 TRANSBOT 的无人驾驶运输系统 (FTS)。

HOMAG 产品管理部门的 Maximilian Held 说道：“我们的无人驾驶运输系统采用了前所未有的创新方法。我们的诉求就是实现让业界减轻负担的解决方案。”

TRANSBOT 通过物流技术将各个加工机床、自动化生产单元或者手动工位相互连接起来。自主行驶的运输机器人可在车间内自由穿行，并且舍弃了轨道之类的机械辅助器具。这就使其能够灵活应对物流任务。此外，当生产过程中重新调整的时候，例如采用新机床，还可以在车队管理系统中调整 TRANSBOT 的行驶路径使之适应于新情况，不需要很大的工作量。TRANSBOT 与车队管理系统构成的组合类就好比自动驾驶汽车，可借助导航系统和传感系统检测行驶路径。

Andreas Heinzmann 教授说道：“我们使用部分配备了机器人、高度灵活的自动化加工单元进行生产。我们要进一步琢磨加工单元。我们要进一步琢磨各个单元。HOMAG 的运输机器人正好能够服务于我们这种灵活生产的理念。这就是我们为什么决定采用 HOMAG 系统的主要原因。要继续保持灵活，但也要在一种可升级的系统中推进自动化。”

通过合适的内部物流实现高增加值

deinSchrank.de 自 2018 年 7 月起引入了 TRANSBOT，并将 CNC 加工和封边生产步骤连接起来——两者均位于独立的自动化加工单元中。当物料在一个生产步骤中完成加工后，就会被堆放在台状结构的托盘上。deinSchrank.de 用集成在加工单元中的不同机器人来执行这种堆放动作。在形成堆垛后，TRANSBOT 就会移动到托盘下方，将堆垛抬起并且送离机床。接着将其直接运送至继续加工板材的机床，或者运送至处于各个加工步骤之间的 TRANSBOT 自动化缓冲区。也可通过机器人以逐个递交板材的方式将堆垛提供给其他的机床进行继续加工。机床或者加工单元相互间的位置对于 TRANSBOT 来说仅起到次要作用。设备之间没有刚性连接。因此无论机床在生产车间的哪个地方，效果完全相同。

新物流解决方案带来的变化显而易见，正如 Andreas Heinzmann 所述：“这些机床现在真的能够创造价值，因为我们可以通过无人驾驶运输系统将我们的物流与直接的机床操作分离。”

这轻松解决了如何平衡各加工中心的不同循环速率的问题，或者如何在订单变化时安排物流所需空间的问题。在 deinSchrank.de 的生产过程中，解决这些问题的是位于各生产步骤之间某个区域中的缓冲站。在 20 个工位上（其中每个均可单独存取）可以放下空托盘，或者将满托盘临时存放在等待位置中，直至收到物料请求。这样就能给加工中心连续供应物料，以高增加值工作，并且在订单变化时能够灵活调整生产计划。

模块化、可升级、灵活

为了将无人驾驶运输系统落实到 deinSchrank.de 的生产环境之中，自然就产生了软件方面的任务。必须生成运输订单，管理订单数据，并且准备数据。与 HOMAG 软件部门合作就非常简单地解决了这些方面的问题，因为在这里并不彼此孤立，而是统筹考虑机床和生产系统。HOMAG 利用制造执行系统 ControllerMES，将一种能以最优方式组织生产流程并且使机床和手动工位完美相互配合的平台整合到 deinSchrank.de 的生产环境之中。该模块化系统支持 deinSchrank.de 的流程——从智能配置和优化生产数据到生产计划，直至最终装配之后的完整性检查。

工作流程听起来很简单。通过互联网平台 deinSchrank.de 生成数据记录，然后在工作准备的过程中使其适应生产要求。然后将所创建的、已确定全部所需部件数据的生产订单分配给生产机床。

Andreas Heinzmann 教授说道：“与 HOMAG 的合作从一开始就很顺利，从采购阶段直至售后服务，我们都有互动。当我在生产线中穿行时，FTS 如何与机器人单元通信，如何进行交换，或者缓冲区管理系统如何工作——我们一方面实现了灵活性，另一方面也能产生很高的自动化程度——这些预期均已完全实现。我们非常满意，将来还会再次选择 HOMAG 的内部物流技术。”

无人驾驶运输系统意味着没有刚性连接、没有刚性系统的自动化。由于采用了 TRANSBOT，deinSchrank.de 今天可以实现从机床 A 到机床 B 的生产路径，而明天就能前往另一个完全不同的机床。这种课伸缩的系统创造了设备联网的全新方法，并且提供了未来继续发展所需的回旋余地。

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