通过全自动化的智能生产仓库和最先进的自主运输机器人解决方案，cts有限公司正在为西门子在德国卡尔斯鲁厄的电子生产提供印刷电路板的自动化。其结果是：生产力和效率显著提高，员工的心情大为舒畅，所有储存和加工的印刷电路板都可完全追踪，并大大节省了宝贵的生产空间。巴伐利亚自动化专家的存储系统为680多个弹匣提供了空间，这些弹匣由7个运输机器人独立带到各自的生产和装配线上。

卡尔斯鲁厄西门子公司破坏性和特殊技术支持部的Sascha Geiger解释说："为了与我们的自主运输机器人一起对PCB弹匣进行解耦和短期缓冲，我们在一段时间内一直在为我们的电子生产寻找更有效的解决方案，但市场上还没有达到我们设想的智能和自动化存储系统。该电子厂约有1,000名员工参与了2,000多种产品的生产，这些产品主要来自数字工业领域。

以前，装有印刷电路板的弹匣在SMT组装后由操作员手动放置在手推车上，然后运送到下游工序的指定存储区域--在那里它们又被手工送入。为了满足西门子的技术和质量标准，并实现更高的自动化程度，迫切需要一个更现代化、更具生产力和更高效的解决方案。

Sascha Geiger继续说道："cts 有限公司已经在西门子卡尔斯鲁厄成功地实施了移动机器人解决方案。我们对高度自动化的生产中仓库的要求--实现无人工干预的封闭式运输周期所必需的--对cts公司来说是非常容易接受的，因此，我们能够在2019年开始联合概念和设计阶段。2020年秋季，系统交付给我们并进行组装，经过广泛的功能和集成测试，我们能够在2021年3月将智能生产型仓库整合到我们的流程中，现在受益于一个完全自动化和高效的运输过程，并具有完整的可追溯性。"

具有工业4.0开放连接性的自动化仓库解决方案

cts智能生产型仓库是一个智能、模块化和高效的车间自动化存储解决方案。它大大减少了手动放置或堆放的PCB料仓、小型装载车(KLT)或其他容器对宝贵生产空间的占用。通过AMR/AIV(自主移动机器人/自主智能车)的机械和软件接口，如果需要的话，cts智能生产仓库可以实现生产过程中的材料流完全自动化。仓库系统的尺寸可以在大约8.5米至20米长、4米宽之间进行可变设计，从而为400至1300个标准的PCB杂志提供空间。其核心是一个创新的、节省空间的抓取系统，确保与存储区域有关的有效存储和检索。进口/出口端口可以根据需要灵活地放置在一侧的不同位置--它们各自只需要一个机架空间。软件结构同样是模块化的。一个开放的连接性REST接口能够简单而全面地连接到MES和ERP系统或控制AIV/AMR车队的中间软件。

进口/出口端口配备了西门子的RFID技术，可对每块PCB进行完整的追踪。图片来源：CTS

创造条件

在车间里需要一个特别紧凑的仓库解决方案。cts生产型仓库有不同的标准尺寸，也可以通过灵活的特殊解决方案来适应客户的具体要求。cts的专家们为西门子开发了一个量身定做的概念。例如，必须保证对西门子电子生产中使用的两种不同尺寸的PCB杂志的处理。对于要使用的AMR/AIVs，计划和设计了其运输附件的自动宽度调整。仓库中的存储位置也进行了相应的调整，以实现最佳的容量分配。一个挑战是现场的地面条件。为了保证仓库系统的稳定安装和运输机器人的无障碍通道，cts安装团队还设计了一个特殊的地面处理。

一个有经验和有能力的合作伙伴带来了回报

Sascha Geiger解释说："在设计和开发阶段，与cts专家的合作和沟通是高度建设性和开放的。我们受益于cts公司在自动化各方面几十年的经验。如果出现障碍或问题，cts很快就会设计出合适的解决方案，因此我们实现了以目标为导向、以实践为基础的实施，这对我们来说是非常合适的。我们的合作伙伴即使对不可预见的挑战做出反应，其灵活性和速度堪称典范。"

项目阶段1：生产线之间的运输自动化

项目的第一个阶段是在生产线之间实现PCB杂志的运输。一支由六台基于欧姆龙LD90的AMR组成的车队，其装载能力高达90公斤，并配有另一家制造商的运输系统，使生产线上的员工不必再走远路。必要时，AMR配备了自动宽度调节装置，以有效处理所使用的两种尺寸的料仓。为此，西门子制造了基于重力的辊道，作为小型缓冲器，由AMR填充或清空。

向AMR/AIV分配运输订单的工作由cts自己的中间件AIV框架处理。这一智能解决方案可用于管理多达100辆车的非统一运输机器人车队。灵活的、西门子拥有的内部物流平台知道每条生产线的状态，并利用它来计算未来所需的材料，以满足生产计划。这两个系统通过一个开放的REST接口相互通信，西门子内部物流平台将必要的要求传送给AIV框架，以使运输订单的创建与西门子解决方案同步。然而，由于生产环境过于复杂和异质，这一步骤仍不能完全避免将部分生产区作为仓库使用。

AIV的运输顶配备了自动宽度调节功能--因此西门子使用的不同尺寸的料仓都可以安全地运输。图片来源：CTS

项目阶段2：利用智能生产仓库实现完全自动化

cts生产内仓库作为一个全自动化的中央材料供应站，被放置在生产线附近，将稀缺的生产区域从临时存放的弹匣中解放出来。长约13米，宽约4米，高约4米，现在可以为西门子卡尔斯鲁厄使用的两种尺寸的680多个PCB杂志提供有效的可用存储空间。该存储解决方案配备了三个进口/出口端口，允许人工访问和通过AMR/AIV解决方案处理--无论是来自cts还是第三方供应商。通过这种方式，西门子实现了PCB料仓物料流的完全自动化，同时也为操作人员提供了必要时自行干预的选择。新解决方案的另一个优势。西门子自己的SCALANCE RFID技术被集成到进出口端口，用于PCB的WiP(在制品)跟踪。这确保了整个生产链的完整可追溯性。智能存储和优化算法使仓库能够在空闲阶段自动对存储的PCB杂志进行优化重组，以实现最快的出口。

因此，cts智能生产仓库被完全整合到全自动的工艺流程中，以装载和卸载AMR车队，而AMR车队又从连接到系统的所有自动化生产和装配线上供应或收集材料。cts中间件AIV框架与西门子的模块化智能内部物流平台相连，该平台包含整个运输逻辑，并将AMR/AIV的运输请求以及仓库的进出口订单传送给cts中间件作为输出，并从其接收有关内容、状态和性能的信息。在AMRs/AIVs的同时，对于手动或部分自动化的生产线或在数据连接方面没有连接的生产线，可以由员工进行进口和出口。

自动运输机器人和cts生产中仓库的概念是西门子卡尔斯鲁厄的成功。另一个完全自动化的仓库系统已经在计划之中。在西门子集团内部，这个项目也在短时间内吸引了大量的关注--与此同时，已经有其他地方的人询问类似的解决方案。

生产力和效率的提高，从而实现快速摊销

负责技术矩阵的部门主管Markus Ziehl总结道："有了自动运输机器人的概念和全自动的cts生产中仓库，我们可以集中精力于核心流程，从而明显地更快、更好、更智能地进行产。新的解决方案减轻了我们员工的负担，并将非增值活动减少到最低限度。不需要耗费时间去寻找杂志，因为每一块电路板的位置都是已知的。此外，我们还能够节省几平方米的宝贵生产空间。我们得到了一个高度创新和颠覆性的解决方案，完全满足西门子在质量和安全方面的高标准。由于实现了生产力和效率的飞跃，我们预计我们的投资将得到有吸引力的回报。"

他的同事Sascha Geiger补充说："同时，我们期待着与cts合作的更多项目，这将使我们的制造业更有生产力和竞争力。"