超宽带(Ultra-Wideband,UWB)技术在汽车制造行业有广泛的应用,它可以提高生产效率、安全性和可追溯性。以下是一些UWB在汽车制造行业的应用案例:
1、车辆定位和跟踪:在整个汽车制造过程中,UWB技术可用于实时定位和跟踪车辆的位置。通过在车辆上安装UWB标签,制造商可以监控车辆在装配线上的位置,确保它们按照正确的顺序和时间到达各个工作站。这有助于提高生产线的效率,减少拥堵和错误。
2、资产和工具管理:汽车制造涉及大量的设备、工具和零件。UWB技术可以用于管理这些资产,确保它们在需要时都位于正确的位置。工厂可以在工具和设备上附加UWB标签,以便实时跟踪它们的位置,减少了寻找和替换的时间。
3、车辆装配优化:在车辆装配过程中,UWB技术可以用于优化工人和机器人之间的协作。通过在工人和机器人上安装UWB传感器,可以实现更精 确的位置感知,从而提高装配过程的精 确性和效率。
4、工厂安全:UWB技术可用于增强工厂安全。它可以监测工人和车辆的位置,以避免碰撞和危险区域的进入。5、精 确的时间同步:汽车制造过程通常需要严格的时间同步,以确保各个工作站和机器之间的协调。UWB技术可以提供高精度的时间同步,以确保整个制造过程的协调性。
6、可追溯性和质量控制:通过UWB标签,可以为每个车辆和部件创建唯 一的标识符。这有助于提高产品质量控制和可追溯性,使制造商能够更容易地追踪和解决任何质量问题。
这些应用案例只是UWB技术在汽车制造行业中的一部分可能应用。UWB的高精度、实时性和可靠性使其成为汽车制造领域的有力工具,可以提高生产效率、降低成本并增强安全性。因此,越来越多的汽车制造商正在采用UWB技术来改进其制造流程。
Digitization in Automotive Industry by Leveraging Real-time Location System and Digital Twin
大众汽车斯洛伐克工厂是世界上唯 一一家在一家工厂内生产五个不同汽车品牌的汽车工厂,其尺寸从紧凑型轿车到豪华 SUV(大众途锐、奥迪 Q7、保时捷卡宴、大众 up!、斯柯达 Citigo、西雅特 Mii)。2017年汽车总产量达到361,776辆。
该公司由“第 一”战略驱动,总体承诺“使所有行业流程和产品更加有效、创新并达到尽可能高的质量”。该战略提出了行业数字化带来的创新需求。这意味着在室内定位RTLS的支持下部署工厂数字孪生;一切都是为了提高搬运设备的利用率和整体效率。
该项目的核心目标是将大厅内的所有移动数字化,并引入内部物流的精 确定位,包括 AGV 和叉车跟踪;实现流程可见性、概览以及可能的深入了解跟踪对象及其历史数据。
A core aim of the project was to digitize all movement within the hall and introduce precise localization of intralogistics, including AGVs and forklift tracking; to enable process visibility, its overview and the possible drilling down to a tracked object and its historical data.
The system should meet the following requirements:
l Get real-time process visibility to verify current processes
l See the overall operation time of the fleet and its objects
l Compare the ratios of run/stop time, distance traveled and loaded/unloaded trips to optimize fleet utilization
l Get an immediate visual summary of the movement within a time period
l Reveal traffic density and its bottlenecks to optimize fleet movement
l The ability to select and replay path of any of the moving object at a selected time in the past to uncover driving into any restricted zones or get the context of the situation that preceded the incident to prevent it in the future
l The simulation of proposed process updates in a real model and time frame
l Navigation of drivers so they know where to go and what is the closest path without obstacles
系统应满足以下要求:
l 获取实时流程可见性以验证当前流程
l 查看车队及其对象的总体运行时间
l 比较运行/停止时间、行驶距离和装载/卸载行程的比率,以优化车队利用率
l 立即直观地了解一段时间内的运动情况
l 揭示交通密度及其瓶颈,以优化车队移动
l 能够选择并重播过去选定时间任何移动物体的路径,以发现驶入任何限制区域的情况,或获取事件发生前的情况背景,以防止将来再次发生此类事件
l 在真实模型和时间范围内模拟所提出的流程更新
l 为驾驶员提供导航,让他们知道该去哪里以及没有障碍物的最近路径是什么
在金属托盘库存中实施实时定位系统的一个关键方面是确保其在恶劣的金属环境中的可靠性。与其他 RTLS 技术不同,Sewio 的室内定位系统基于超宽带技术和TDoA 算法,经证明在金属工业环境中使用时是可靠的。
然而,大众汽车还需要知道叉车的精 确移动,以实时识别叉车的方向,因此需要使用磁力计传感器。由于磁力计基于磁场,因此从本质上讲,它会受到金属存在的影响。在这种情况下,Sewio独特的算法必须消除干扰,以确保可靠的移动信息。
同样重要的是,整个跟踪区域的 30% 代表一个完全可变的仓库,可以在短短几个小时的时间内从完全空旷的区域变成完全封锁的区域。即使在这种多变的环境中,室内定位系统也应该以相同的方式工作,而不需要任何干预或重新配置。
考虑到手动和自动驱动的移动物体的数量,系统必须能够应对高交通密度、高峰以及多个物体彼此靠近的情况。
最后,大厅内的高人流量意味着即使锚安装在高处也可能被撞击,因此必须采用灵活的安装和进一步的封装。
交付的室内定位系统覆盖了总面积为10,000 平方米的大厅及其仓库,拥有数百个货架,可跟踪70 个物体- 包括自动导航 AGV 和手动叉车。该系统的工作精度为50 厘米,刷新率为333 毫秒。Sewio 的技术允许以网格和锯齿形排列组合安装,从而仅需要66 个接收器(= 锚),因此显着降低了成本。
通过利用 Sewio 技术的可扩展性和灵活性,以及 CEIT的 Ella 软件平台,实现数字孪生,大众斯洛伐克能够实现其当前的目标,即通过数字创新提高行业流程的效率。此外,作为端到端解决方案,Sewio和 CEIT 可以提供未来的可扩展性,可用于任何剩余工厂车间的持续优化。
CEIT在短短六个月内就为斯洛伐克大众汽车公司交付了基于 Sewio实时定位系统的Ella 平台。在系统推出后的几周内,新平台已经带来了强劲的投资回报率,并达到了以下数字。
该解决方案的一个基本部分是新获得的大厅内所有活动的实时概览。位置分析包括运行、停机和空闲时间、行驶距离以及车队中每台机器的效率等关键数据。热图和意大利面条图有助于可视化流量并揭示流量密度、给定时间每台机器的实际路径、机器在哪里驱动(和不应该驱动)以及最 大瓶颈发生的地点和时间。轮班之间以及每台机器之间的比较也有助于后续的流程优化。
可见性的提高提供了真实且可追溯的见解,有助于管理层验证和改进流程、最 大限度地减少停车时间、提高装货/卸载行程的比率并优化流程,从而将每台叉车之间的 OEE 差异降至 20 %差异。
叉车的新导航可帮助驾驶员遵循最 佳路径并避免瓶颈,有助于将车队之间的总行驶距离减少 10%。
叉车跟踪- 了解叉车在哪里、没有在哪里行驶、装载和卸载,揭示未充分利用的仓库空间。通过以下优化,仓库面积“扩大”了20%,无需任何建设,仅提高了利用率。
此外,任何流程更新都可以首先在数字孪生中应用,因此可以在真实模型中进行模拟,以避免任何负面影响或失败。
根据结果,下一步可能不仅包括将系统扩展到其他大厅,还包括添加新的用例。其中包括通过向驾驶员发出警告信号来防止碰撞、在十字路口自动减速叉车、出于安全原因跟踪现场访客和员工、在紧急情况下准确了解每个人的位置等。
此外,由于加速器数据知道碰撞发生前的情况(速度、方向等),因此更容易避免碰撞。由于接收器已经就位,因此可以以最小的额外成本添加任何其他用例,并且系统设置自己的方式进行持续优化。
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