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案例详细
标题机器人集装箱装载系统
技术领域传感器
行业轨道交通
简介
内容



    基于他们早期与终端用户的各种讨论中所得到的经验,USPS然后转向制造业,为托盘集装化运输开发一种理想的解决方案。为了适合典型车间的所有分发处理,USPS决定把第一阶段购买的100个台座式机器人和更多样化、更高速的系统结合在一起。

    第一步是与现场的用户一同工作,以证实分发操作是否达到了要求。从这个操作的最初分析开始,用邮政费用结构的变化引导用户将其邮件投放到托盘里而不是邮袋里为目的,从而产生了对分发操作的潜在影响和为使用机器人提供更多的机会。

    其焦点在于,适合现场操作需要多样化的机器人不仅能处理敞口的托盘/箱(没封套或未捆扎的),也能处理已封套和捆扎过的托盘。现场的终端用户特别强调更有效的空间利用,既然在许多安置处理设备的地方地面空间不足,但大多数的分发操作目前仍不能安排一个专用的空间。下一步是决定分发操作位置的特殊要求。当所有的相同尺寸邮件处理设备执行相同的功能时,要求在这些设备的各个不同位置设置特殊的操作,在选定位置的设置中将开始进行详细的数据收集,其结果是在每半小时里,根据操作的类型,在托盘/箱的分发流中产生特殊的位置数据。通过这种分析显示:模块化的解决方案比以前早期的机器人设计提供了更大的生产能力。

    USPS次定利用专门的实践经验开发一个最适宜的分发解决方案,这要比从其他的设计机器人解决方案强。当时,USPS对高架型(矩形排列)系统(与应用在Harrisburg设备上的第二个原型的高架型系统的设计相类似)的可能供应商们进行招标。

    这种努力得到了八个有资格的供应商的认可,它们都计划修改商用机器人系统以适应托盘处理的需要。既然工程技术仍然处在开发过程之中,它就能改变以适应新的需求。为了适应在各方面的改进变化,USPS一起约见了所有供应商,然后单独与之讨论新的要求。供应商们提供目前的技术状态,及他们开发能够满足这种费用和时间要求的系统的能力。

    下一代机器人与上一代机器人主要的差异见表1所示。表1 主要差异的比较要 求 台座式和高架式 下一代的机器人装载 机器人装载系统 系统托盘/箱 每分钟5.1个托盘 每分钟15个托盘通过率* 分拣率 12个分拣位置 24个分拣位置(模块化 (台座式) 设计―分拣量的增减必 20个分拣位置 须有一个说明给定位置 (高架式) 的方法)托盘处理 只能是封套住或 敞开的托盘/箱、套住 捆绑住的托盘/箱 或捆绑住的托盘/箱空间要求 台座式减少空间 设计决定了系统的空间 使用效率 效率系统安全 保险业者的实验室 安全性能的商业标准要求 鉴定并列出要求 (机器人工业学会[RIA]h [ANSI]标准,难免承受 严格的外部障碍要求)*通过率是给定的时间内通过分发操作处理的托盘总量(包括旋转满载集装箱的时间要求;出错引起的机器停顿等待)

    USPS将实施一周的在生产厂内测试来证实一个供应商的解决方案对一个操作环境是否安全,能否适应最低的要求。接下来会在一个实际的邮件处理车间进行一个月的现场测试。USPS确定使用分离的设备对供应商的解抉方案进行现场测试。

    通过生产厂内测试确定供应商提供的机器人系统(运用测试层)不足以提供一个对供应商能力的完整分析。更进一步:方案的现场测试将确定对用户提供附加的工程可信度。如果证明现场环境的测试比预想的更好,用户则感觉供应商提供的系统性能更保险。

    USPS完成了一个完整的评估过程,为此供应商为系统的开发提供了大量的资金。USPS将为成功的厂内测试和现场具有挑战性的完整测试提供正式奖励。这种供应商参与到评估中的推动力就是USPS最初计划从400多个系统中选购100多台机器人系统的合同。

    为了确保USPS选择最有价值的解决方案就要开发一个能近似估量出在邮政环境下机器人解决方案的效果的费用模型。处理的费用基于详细的现场车间要求分析和过去的信息。费用模型应考虑机器人解决方案的以下几个方面:?托盘/箱吞吐率;?丢失/错误分拣率;?机器人维修人员的劳动成本;?维护费用(零件和劳动力);?地面空间要求(实际设备所占空间的费用);?卸载托盘或邮件量;?招致损坏的托盘量。

    特殊的设计测试场所与邮件流动相结合,将被用来证实机器人系统的性能。基于这些测试的数据采集;成本模型将决定目标方案的生命周期。

    为了进一步确保系统的开发对于USPS的操作环境是更经济的、切实可行的,USPS决定公布一个目标系统的最后价格。这个目标价格是基于一个成本模型,一个详细的10年(生命周期)现金流分析和现场实际要求的结果。通过告知供应商这个目标价格,在希望供应商们的价格竞争将促使价格低于这个目标价格的同时,供应商们也更清楚地了解USPS对一个解决方案将付多少费用。

    下一代机器人工程情况

    对供应商资格的进行最初鉴定后,一些供应商在竞争中失败。有五个供应商可参与下一代机器人装载竞争的评估。供应商们决定集中他们的资源共同为USPS开发最理想的解决方案。最初的车间测试计划从1999年4月开始,并计划在1999年8月签定最终的合同,随后是邮政委员会批准投入的资金。新开发的系统产品计划在2000年初应用。

    通过竞争测试的结果所有生产的供应商都感觉他们有信心使他们的解决方案超过要求极限,提供一个高效率的机器人解决方案。

    从两种原型机器人和第一阶段的高架式装载机器人的早期结果不断显示分发操作自动化将给USPS创造巨大的利益。USPS通过他们的的机器人解决方案明显地感受到节约了劳动力。现场操作人员也已经认同了这个系统中的其他非分发操作,这大大地增强了邮政操作的机器人解决方案的整体价值。

    在以自动化为中心的未来计划中,邮件处理操作继续扩大机器人新的应用并放在优先的位置,这包括从运输集装箱托盘卸载的自动化、自动导向小车和其他自动化系统在拖车和其他车辆之间移动满载的集装箱。为了使机器人在邮政方面的应用优势产生更大的影响,USPS正在使托盘标准件的尺寸严格固定。这些托盘和集装箱等将在一两年内被定为国家标准。