受疫情和國際形勢影響,中長期內半導體芯片缺貨、供小于求的狀況還將延續。而如何進一步釋放現有產能,提高生產效率,一直是整個產業鏈的頭等大事。
區別于傳統制造,泛半導體行業具備高精細度、高集成度的特征,同時也面臨生產過程離散、生產柔性高等挑戰。因此,半導體相關制造企業的生產自動化水平遠高于一般企業。而相較于大張旗鼓引入更高規模的生產自動化方案,又或者在已經武裝到牙齒的產線上“查漏補缺”,是否存在更經濟、更高效、更有彈性的改進方式,無疑是縈繞在眾多企業管理者腦海中的疑問。
“糧草先行”,柔性物流賦能柔性生產
兵馬未動,糧草先行——工業4.0時代,倉庫和各個產線、車間不再是離散的孤島,與其重倉生產本身,不如提升各環節信息、物料以及制品的流通效率——通過提升倉儲、生產物流的效率來促進整體效率的提升。
許多泛半導體行業生產廠家嘗試引入AGV(自動導引小車)來實現自動化物流搬運,但由于車間設備集群式分布造成的車間空間緊促、設備對接需求多樣等難點,依靠磁條、二維碼等物理輔助物實現運行的AGV在實際應用中局限較大;當產線發生調整,AGV如不能及時完成改造部署,甚至會延誤生產,造成更大的經濟損失——柔性物流又從何談起?
其實,AGV發展至今已經歷了三次技術變革。行業內普遍依據導航方式的不同將其劃為:第一代磁導航AGV,第二代二維碼/信標導航AGV,以及第三代自然導航AGV,又稱AMR(自主移動機器人)。*
根據導航技術,AMR通常又分為視覺SLAM和激光SLAM兩種;因成本和技術成熟度等原因,市面上多為以激光SLAM融合多傳感技術的AMR,代表國產品牌有斯坦德機器人,海外品牌有MIR。
AMR使用激光雷達、視覺等多傳感器技術感知周圍環境;以斯坦德機器人為例,其主要技術特點和優勢在于:
·不需場地改造即可實現導航:項目部署快(平均小于1周),能根據產線變化靈活調整;
·對環境的適應能力強:車間空間局促、通道狹窄、環境動態變化多等情況下亦能高效運行;
·智能避障繞障:有人/無人環境均可運行,倉庫、產線均適用,人、機共處時安全性更高;
·相較引入高成本自動化生產設備集群,AMR導入成本低,投資回報快(12-15個月)等。
此外種種特點讓AMR在提高物流自動化的基礎上更加適應柔性生產的需要,近幾年也受到了除半導體以外,諸如3C、光伏、鋰電等行業的廣泛青睞。
大勢所趨,AMR助力自動化與信息化同步提升
根據GGII研究數據預測,2020-2023年,全球AGV/AMR市場復合增長率為12.9%,主要增長來源為人力成本的不斷增長,對生產效率和要求的不斷提高,以及更多新興行業的應用普及。2020年,我國電子信息制造業“逆勢增長”,規上電子信息制造業增加值同比增長7.7%,營收同比增長8.3%,利潤總額同比增長17.2%;降本增效仍是眾多行業企業追逐的話題,許多半導體企業也已開始柔性物流的引入布局。
據斯坦德機器人分析,以半導體封測為例,常見的AMR應用場景有:晶圓盒搬運與上下料,制程間彈夾搬運與上下料,輔料配送等等;其中搬運配送主要通過AMR搭載頂升背負裝置對料車或移動料倉進行移載來實現,上下料則可通過AMR搭載協作機械臂而成的復合機器人來完成。
斯坦德機器人案例圖
但是,AMR企業想要為半導體客戶創造更大價值,不光要滿足高效率的自動化物流需求,還在于提供數字化的運營管理支持。
不少OSAT廠商在進一步自動化改造過程中通常會面臨這些挑戰:部分設備并非為適應自動化材料處理而設計,難以實現WIP的自動化管理以及數據的讀取;部分工廠沒有配備自動化所需的基礎設施(舊設備不符合SECS/GEM標準等);同時還存在托盤、magazine等載具差異化大等問題。因此,對于半導體行業來說,一家優質的AMR供應商還需要具備強大的軟件系統能力及自動化方案集成能力。
斯坦德機器人FMS系統界面
以斯坦德為例,其機器人調度管理系統不僅保證了機器人的高效協同運行,還能與企業的MES,ERP等業務系統及中控管理系統進行無縫對接,通過用戶友好的操作界面將物料位置、物流/生產任務等信息進行可視化,助力生產決策及流程的優化,實現自動化與信息化的同步提升。
* 數據來源:GGII,《2020年自主移動機器人(AMR)產業發展藍皮書》
斯坦德機器人(Standard Robots)
斯坦德機器人(深圳)有限公司,專注于工業級移動機器人的研發與生產,實現了機器人定位導航算法、操作調度系統、控制器等核心技術的自主研發全覆蓋,在全國乃至全球范圍內具備領先技術優勢,主要業務為激光SLAM導航AMR及廠倉一體的柔性工業物流解決方案。
斯坦德機器人積極引領AMR在智能制造與工業4.0領域的應用,致力于為優秀的系統集成商及終端制造工廠尋找標準化、可復制的算法應用場景,實現其柔性化、敏捷化的廠內物流需求,為客戶踐行輕資產、回報快的初期物流投入,為行業構建信息化、數據化的物流基礎設施。成立于2016年,斯坦德機器人在中、美、日、歐、中東、東南亞等國家和地區累計完成AMR交付逾2000臺,在3C、半導體、光伏、鋰電、面板、汽車汽配、醫療醫藥等行業完成數百項目落地,合作企業包含華為、富士康、臺達、華天、環旭、通富微電、長電科技等。