隨著煤礦、石油、天然氣等傳統(tǒng)能源世界范圍儲(chǔ)存量逐漸降低，風(fēng)力發(fā)電作為一種可持續(xù)發(fā)展的新能源，受到全世界的關(guān)注，我國繼2010年后風(fēng)電設(shè)備新增量穩(wěn)坐榜首，然而風(fēng)電設(shè)備小則幾噸，大則百噸起，加上小則數(shù)十米大則幾十米的風(fēng)筒和風(fēng)葉，風(fēng)電設(shè)備如何搬運(yùn)、打磨、安裝等問題亟待解決。因此，自動(dòng)化的物流輸送正在成為很多風(fēng)電企業(yè)探索的方向。
風(fēng)電行業(yè)AGV/AMR應(yīng)用痛難點(diǎn)
一臺(tái)風(fēng)力發(fā)電機(jī)從生產(chǎn)到裝機(jī)需要經(jīng)歷許多步驟，物品規(guī)模極大，需要生產(chǎn)搬運(yùn)的零部件、組件和其他物品重量往往是以“噸”為數(shù)量級(jí)進(jìn)行計(jì)算，若單純以人工手段進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)、打磨等各項(xiàng)動(dòng)作，很多時(shí)候無法完全滿足需求，質(zhì)量不達(dá)預(yù)期，工作量巨大、工期拉長的同時(shí)存在對施工人員的安全隱患（如攀高作業(yè)的墜落風(fēng)險(xiǎn)等）和職業(yè)病危害（如打磨作業(yè)時(shí)吸入粉塵將導(dǎo)致塵肺病等）。在這樣的情況下，由重載AGV/AMR去替代人力勞動(dòng)成為了絕大部分風(fēng)電企業(yè)的選擇，甚至可以稱之為“剛需”。
在風(fēng)電行業(yè)，AGV/AMR目前應(yīng)用最多的是物料的轉(zhuǎn)運(yùn)。從風(fēng)力發(fā)電機(jī)機(jī)艙、輪轂運(yùn)輸，在車間各工位之間進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)，從車間到室外露天庫房，從露天庫房到發(fā)貨位置，從發(fā)貨位置將工裝架運(yùn)回廠房，均可用重載AGV/AMR代替人工。
除了物料搬運(yùn)外，在重載移動(dòng)機(jī)器人底盤上加裝上端機(jī)械臂和其他組件，也可以讓AGV進(jìn)入到生產(chǎn)環(huán)節(jié)，相當(dāng)于是給機(jī)械臂加上了“雙腳”。如在風(fēng)力發(fā)電葉片打磨領(lǐng)域，運(yùn)用復(fù)合型AGV便可以實(shí)現(xiàn)葉片的全自動(dòng)化打磨，其中無需人工操作，且內(nèi)置的力控系統(tǒng)可以保證打磨時(shí)恒力接觸，從而保證了葉片的質(zhì)量；同時(shí)，葉片打磨復(fù)合型AGV在打磨頭上裝備紅外線測距感應(yīng)器，實(shí)時(shí)監(jiān)控，有效確保了打磨精度。風(fēng)電行業(yè)中的復(fù)合型重載AGV，除了可以適應(yīng)葉片打磨的工作，稍加改裝，還可以應(yīng)用于葉片根部雙頭螺栓的安裝與檢測等安裝工作，進(jìn)一步取代人工，提升企業(yè)know-how。
整體而言，當(dāng)前，在風(fēng)電行業(yè)，AGV/AMR應(yīng)用還處于初期階段，在實(shí)際應(yīng)用過程中，仍存在著亟待解決的痛、難點(diǎn)：
①存在室內(nèi)場景與室外場景混合，需要多導(dǎo)航方式融合的方案；
②存在臨時(shí)任務(wù)和人工輔助任務(wù)，AGV系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)需要在多個(gè)工作模式之間切換；
③風(fēng)電發(fā)電機(jī)的工件很大，運(yùn)輸安全需要特殊考慮；
④AGV對場地環(huán)境要求較高，在工況環(huán)境整改方面耗資較大，大部分葉片廠家對這部分費(fèi)用承擔(dān)有困難，AGV如果在不能匹配的工況環(huán)境下工作，運(yùn)行過程中的穩(wěn)定性不佳，將達(dá)不到理想效果；
⑤對AGV的要求從生產(chǎn)端就開始有所體現(xiàn)，大噸位負(fù)載對AGV車體結(jié)構(gòu)和配件等磨損較輕載更嚴(yán)重，對AGV質(zhì)量的一致性和穩(wěn)定性提出較高要求；
應(yīng)用端如何挑選心儀產(chǎn)品？
從場景特點(diǎn)及技術(shù)實(shí)現(xiàn)難度來看，在AGV/AMR的眾多應(yīng)用領(lǐng)域中，當(dāng)前，風(fēng)電行業(yè)屬于進(jìn)入門檻較高的行業(yè)，風(fēng)電企業(yè)在選擇AGV/AMR廠商的也會(huì)有自己的一套考量方式。
由于風(fēng)機(jī)的部件較重，風(fēng)電企業(yè)在選擇AGV廠商時(shí)，首先會(huì)考察廠商重載AGV產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造和運(yùn)維能力，著重考察類似大噸位應(yīng)用案例；其次是關(guān)注廠商選擇的核心部件質(zhì)量，因?yàn)榇髧嵨回?fù)載下，對機(jī)構(gòu)和配件等磨損較輕載更嚴(yán)重，只有廠商經(jīng)過大量實(shí)際應(yīng)用的項(xiàng)目，才能保證AGV整體的運(yùn)行可靠性與壽命；最后，關(guān)注的是廠商是否具有良好的服務(wù)意識(shí)與售后保障體系，因?yàn)榉菢?biāo)定制產(chǎn)品，需要雙方技術(shù)人員密切配合，結(jié)合實(shí)際廠區(qū)工況，不斷優(yōu)化方案與實(shí)施策略，才能達(dá)到較好的使用效果。
對于AGV廠商而言，針對風(fēng)電行業(yè)所研發(fā)的AGV設(shè)備需要具備高有效載荷、性能穩(wěn)定的同時(shí)，還需要盡可能的降低生產(chǎn)制造成本。目前風(fēng)電行業(yè)AGV在場內(nèi)大多數(shù)采用手動(dòng)遙控或結(jié)合磁條、二維碼的操縱方式，但真正應(yīng)用到場外時(shí)只能采用手動(dòng)遙控的模式，距離真正意義上完全的“智能化”仍然還有很長一段路要走。
國自機(jī)器人相關(guān)負(fù)責(zé)人提出，風(fēng)電行業(yè)之前零星用RGV、電動(dòng)平板車運(yùn)輸過加工部件，以解決吊裝方式復(fù)雜、效率慢的問題；從2021年下半年開始陸續(xù)啟動(dòng)相關(guān)主機(jī)廠的智能搬運(yùn)改造，一般選擇新建廠房開始嘗試用AGV進(jìn)行風(fēng)機(jī)輪轂、機(jī)艙、葉片等結(jié)構(gòu)部件的工序轉(zhuǎn)運(yùn)。尤其是部件跨廠房搬運(yùn)場景，目前來看，AGV是最佳轉(zhuǎn)運(yùn)方式，但對AGV的負(fù)載、控制、室內(nèi)外跨車間轉(zhuǎn)運(yùn)等適配性、穩(wěn)定性都有較高要求。
匯聚相關(guān)負(fù)責(zé)人表示，目前風(fēng)電行業(yè)的痛點(diǎn)、難點(diǎn)，對于AGV廠商而言，所研發(fā)的AGV設(shè)備需要高載荷、性能穩(wěn)定、降低生產(chǎn)制造成本；對于風(fēng)電行業(yè)的企業(yè)而言，葉片整個(gè)工藝輸出流程比較復(fù)雜，整個(gè)加工全流程下來所占用的場地面積較大，加之AGV對場地環(huán)境要求較高，在工況環(huán)境整改方面耗資較大，部分葉片廠家對這部分費(fèi)用承擔(dān)有困難。
航發(fā)機(jī)器人相關(guān)負(fù)責(zé)人指出，風(fēng)電企業(yè)在選擇AGV廠商時(shí)，往往注重四個(gè)方面的能力：①技術(shù)實(shí)力，只有過硬的技術(shù)實(shí)力，才能真正有效解決行業(yè)痛點(diǎn)，為風(fēng)電企業(yè)解決在實(shí)際生產(chǎn)過程中遇到的問題；②供貨能力，只有具備穩(wěn)定的供貨能力，才能保障產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)品交期；③服務(wù)能力，只有具備良好高效的服務(wù)能力，才能免去風(fēng)電企業(yè)使用AGV產(chǎn)品的后顧之憂；④成本控制能力。風(fēng)力發(fā)電機(jī)產(chǎn)品本身價(jià)格競爭激烈，各主機(jī)廠采購AGV時(shí)也將價(jià)格壓得很低。
盡管前路漫漫，但在風(fēng)電行業(yè)的使用需求與日劇增的大環(huán)境下，入局的重載AGV/AMR廠家呈現(xiàn)增長趨勢，一些企業(yè)已經(jīng)相繼在風(fēng)電行業(yè)取得突破，打造了一些具有代表性的案例。
國自：50T+200T室外重載AGV 助力風(fēng)電行業(yè)首個(gè)5G全連接智能工廠
國自機(jī)器人為某風(fēng)電智能制造領(lǐng)域集團(tuán)客戶的“燈塔工廠”定制打造了“50T+200T室外風(fēng)電重載AGV解決方案”，是國內(nèi)風(fēng)電行業(yè)首個(gè)5G全連接智能工廠，將AGV應(yīng)用規(guī)劃與用戶精益化生產(chǎn)體系相融合，打造“脈動(dòng)式”柔性生產(chǎn)體系，助力客戶快速投產(chǎn)。
在這之中，50T重載AGV和兼容性工裝實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)過程中的場外大件物料自動(dòng)化搬運(yùn)，滿足車間每日產(chǎn)能需求，提供高效的信息流，實(shí)現(xiàn)物料配送的自動(dòng)化、準(zhǔn)時(shí)化和可視化，滿足指定的位置準(zhǔn)確取放物料，提高物料配送效率；而200T重載AGV和兼容性工裝則用于實(shí)現(xiàn)主機(jī)下線和傳動(dòng)鏈廠轉(zhuǎn)運(yùn)的半自動(dòng)化搬運(yùn)，借助導(dǎo)航系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了AGV運(yùn)輸過程循跡行駛功能，并通過光電等裝置，實(shí)現(xiàn)AGV與工裝自動(dòng)對準(zhǔn)調(diào)正的功能，完成傳動(dòng)鏈轉(zhuǎn)運(yùn)和主機(jī)下線、轉(zhuǎn)運(yùn)的任務(wù)要求。兩種機(jī)型均可自適應(yīng)室外復(fù)雜地面，搭載多重安全防護(hù)系統(tǒng)與智能液壓系統(tǒng)，保障現(xiàn)場產(chǎn)品與人員的安全。
天津朗譽(yù)：超重載AGV-室內(nèi)外轉(zhuǎn)運(yùn)
天津朗譽(yù)曾助力某風(fēng)電企業(yè)機(jī)艙總成下線從車間內(nèi)組裝工位到車間室外成品存儲(chǔ)工位的運(yùn)輸。該項(xiàng)目需要AGV在極寒環(huán)境內(nèi)能夠正常運(yùn)行，朗譽(yù)的重載AGV能夠自主過軌、坑洼復(fù)雜地面自適應(yīng)，自帶稱重測試及質(zhì)心顯示，并與工裝對接自動(dòng)左右對中系統(tǒng)，同時(shí)還能在零下30°C極寒環(huán)境情況下正常工作。
通過首臺(tái)AGV順利導(dǎo)入風(fēng)電行業(yè)，讓天津朗譽(yù)在風(fēng)電行業(yè)占有一席之地，與金風(fēng)科技、明陽智能等企業(yè)陸續(xù)達(dá)成合作。
成都航發(fā)機(jī)器人：240t重載AGV-風(fēng)電機(jī)組部件各工位轉(zhuǎn)運(yùn)
成都航發(fā)機(jī)器人有限公司成立于2016年（技術(shù)沉淀于2002年），是中國專業(yè)從事移動(dòng)機(jī)器人、全向輪、自動(dòng)化設(shè)備研發(fā)、生產(chǎn)、銷售為一體的高新技術(shù)企業(yè)。公司已通過ISO9001質(zhì)量管理體系認(rèn)證、武器裝備質(zhì)量管理體系認(rèn)證和兩化融合管理體系評定。經(jīng)過多年的技術(shù)沉淀，產(chǎn)品和服務(wù)得到了市場和客戶的一致認(rèn)可，尤其是航發(fā)機(jī)器人推出的OmniRhino系列雙車聯(lián)動(dòng)葉片運(yùn)輸車和OmniTitan系列重型運(yùn)輸車，為風(fēng)電行業(yè)制造和轉(zhuǎn)運(yùn)風(fēng)電葉片、輪轂、機(jī)艙提供了優(yōu)質(zhì)解決方案。
2020年初，航發(fā)機(jī)器人接到客戶需求，需定制額定承載200t（總重240t級(jí)）運(yùn)輸車，以實(shí)現(xiàn)風(fēng)電機(jī)組部件在車間內(nèi)各工位之間的轉(zhuǎn)運(yùn)，以及將部件成品運(yùn)輸至室外進(jìn)行裝車。經(jīng)過近三個(gè)月的設(shè)計(jì)制造，運(yùn)輸車于2020年6月底順利交付客戶。
由于運(yùn)輸車總重達(dá)240t，整車需采用12組20t級(jí)差動(dòng)舵輪單元，多輪組均勻受力及多電機(jī)同步協(xié)同控制成為本項(xiàng)目的主要難點(diǎn)。由于整車會(huì)托舉大型部件在車間狹窄的空間內(nèi)運(yùn)行，整車運(yùn)動(dòng)控制需要非常靈活，對運(yùn)動(dòng)控制算法提出了較高要求。
240t級(jí)運(yùn)輸車的順利投用，大大提高了客戶的裝配生產(chǎn)效率，也使車間內(nèi)布局更加緊湊，縮短了裝配和發(fā)貨時(shí)間，降低了生產(chǎn)組織管理壓力，給客戶帶來了很大的經(jīng)濟(jì)效益。運(yùn)輸車投用后良好的使用效果，也讓航發(fā)品牌在風(fēng)電行業(yè)獲得了很好的口碑。
航天智造：復(fù)合型重載AGV-葉片自動(dòng)打磨
航天智造打造復(fù)合型重載AGV適用于風(fēng)電行業(yè)葉片根部雙頭螺栓的安裝與檢測，實(shí)現(xiàn)了葉片自動(dòng)識(shí)別型號(hào)、自動(dòng)夾取螺栓、自動(dòng)進(jìn)行O型橡膠密封圈安裝和涂抹螺紋膠、擰緊作業(yè)、設(shè)備扭矩?cái)?shù)據(jù)互通等智能化。
在葉片切割打磨系統(tǒng)的應(yīng)用案例中，航天智造導(dǎo)入了全向移動(dòng)AGV載六關(guān)節(jié)臂式機(jī)器人，機(jī)器人腕部配ACF自適應(yīng)浮動(dòng)系統(tǒng)，激光及視覺引導(dǎo)自動(dòng)打磨切割，航天定制切割打磨頭，實(shí)現(xiàn)60米以上葉片2個(gè)小時(shí)內(nèi)完成前后緣處理；風(fēng)電葉片打磨機(jī)器人系統(tǒng)，屬于大型曲面磨拋技術(shù)，主要技術(shù)點(diǎn)在于恒力控制和AGV協(xié)同機(jī)器人軌跡規(guī)劃技術(shù)，一支葉片60米一次打磨率超過80%，完成效率不超過2個(gè)小時(shí)。
在搬運(yùn)環(huán)節(jié)中，航天智造為浙江運(yùn)達(dá)風(fēng)電，研制的200噸全向舵輪AGV，載重量大，轉(zhuǎn)向靈活且可以全向移動(dòng)不傷地面，定位精度高，操控方便，滿足客戶大型風(fēng)電的運(yùn)載要求。
航天智造也曾為某風(fēng)電企業(yè)定制了AGV輪式車，采用4臺(tái)25噸輪式AGV車在車間轉(zhuǎn)運(yùn)風(fēng)電機(jī)組部件，提高了車間面積流轉(zhuǎn)率，使得很小的車間能夠滿足生產(chǎn)裝配使用要求，大大降低了行車的使用率，整個(gè)車間的大型部件轉(zhuǎn)運(yùn)基本都通過AGV車來實(shí)現(xiàn)，讓解放出的行車更多地參與到裝配部件時(shí)使用。
匯聚自動(dòng)化：麥克納姆輪OMV-全自動(dòng)葉片打磨
上海匯聚自動(dòng)化科技有限公司是一家專業(yè)從事麥克納姆輪及自動(dòng)化設(shè)備的研發(fā)，生產(chǎn)和銷售高新技術(shù)民營企業(yè)，軍民融合重點(diǎn)企業(yè)。
匯聚的OMV智能全向移動(dòng)葉片打磨機(jī)器人利用麥克納姆輪技術(shù)，搭載激光自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)，配合打磨機(jī)器人系統(tǒng)，可根據(jù)系統(tǒng)指令配合機(jī)器人打磨系統(tǒng)對葉片進(jìn)行自動(dòng)打磨作業(yè)，為全球首例無軌風(fēng)能發(fā)電機(jī)葉片自動(dòng)打磨的移動(dòng)機(jī)器人。
通過匯聚OMV全向移動(dòng)車，可助力企業(yè)有效擺脫依賴人工的困境，以提高打磨效率，避免了人工作業(yè)打磨巨大葉片所需要登高和反復(fù)上下的動(dòng)作所帶來的的踏空、傾倒等安全隱患；同時(shí)車體配備有自動(dòng)吸塵功能，在打磨過程中利用負(fù)壓自動(dòng)吸收葉片打磨過程中所產(chǎn)生的粉塵，可避免員工粉塵職業(yè)病的危害。
前景廣闊，未來可期
到2030年，中國預(yù)計(jì)將擁有 1200 GW的風(fēng)能和太陽能裝機(jī)容量。作為政府承諾的一部分，到該年將非化石燃料在一次能源消費(fèi)中的份額提高到 25%左右。在十二五規(guī)劃中，中國已將風(fēng)力發(fā)電確定為國家經(jīng)濟(jì)增長的一個(gè)關(guān)鍵組成。
隨著風(fēng)電能源的大力推廣與發(fā)展，風(fēng)能生產(chǎn)與裝機(jī)的需求量日漸提升，行業(yè)智能制造升級(jí)是必然趨勢，在這一過程中，作為核心運(yùn)輸設(shè)備的AGV/AMR，相信將大有可為。
