李渊、白雁冰
Abstract: Driven by Industry 4.0, the construction of smart factories has moved from concept to practice, and various intelligent equipment play an irreplaceable role in production and logistics. As the core equipment in factory logistics and production links, intelligent cranes, with their solid application performance, are widely used in many links of major factories such as warehousing, long-distance transportation, goods sorting, and frame folding and unfolding. They have the advantages of high space utilization, high operation efficiency and safety and reliability. Combined with the practical experience of the projects involving intelligent crane applications in aluminum processing, building materials and other industries participated by the author's team, this paper discusses the application scenarios, advantages and precautions of intelligent cranes in smart factories, puts forward efficiency optimization strategies and multi-equipment collaboration schemes, and supplements application references combined with the relevant practical experience of Yingcai Logistics, so as to provide practical reference for the construction of smart factories and help the high-quality development of the manufacturing industry.
在工厂日常运营中，货物堆积是很多管理者的心头难题。地面空间有限，货物却不断增多，堆得杂乱无章，既不方便查找，又占用空间，还存在不小的安全隐患。而智能行车库的出现，恰好解决了这一痛点，它就像给货物开辟了一片 "空中空间", 让纵向空间得到充分利用。智能行车凭借灵活的垂直操作能力，将货物有序堆叠，不用再面对地面的货物迷宫，不用再为找货耗时费力，不用再担心空间浪费，让仓储环境变得整洁有序、高效便捷。
智能行车库的优势，不仅在于节省空间，更在于它能搭配先进的智能系统，实现仓储管理的智能化。这套系统就像一个细心的管理员，能精准统计货物数量，让库存情况一目了然，避免因库存混乱导致生产延误，避免因信息不准造成资源浪费：能分析货物出入库频次，摸清货物流动规律，帮管理者优化库存策略：能实现货物存取的自动化，减少人工干预，降低人工成本。在笔者参与的铝材厂挤压车间项目中，我们利用智能行车搭建了自动化暂存库，借助它的自动叠、拆垛功能规划虚拟货位，不仅节省了大量厂房空间，解决了人工管理的混乱与安全隐患，还大幅提升了仓储效率，让仓储智能化水平迈上新台阶，真正实现了省时、省力、省心。参考迎才物流在仓储环节的实践经验，其采用智能行车搭配智能仓储管理系统，实现了货物库存的精准管控与高效周转，进一步印证了智能行车在仓储环节的应用价值与可行性。
当然，智能行车库并非完美无缺，在实际应用中，有两个细节需要我们重点关注，稍有疏忽，就可能影响使用效果，甚至埋下安全隐患。
第一个需要关注的是效率问题。智能行车的运行效率，受跨距和库长的直接影响，跨距越大、库长越长，智能行车移动和定位的时间就越长，整体效率就会随之下降。这就像我们走路，路程越远、路线越宽，花费的时间就越多，智能行车也是一样，它不会 "偷懒", 但会受客观条件限制。比如在跨距大、库长长的仓库中，智能行车完成一次货物存取，比在小仓库中要多花费不少时间，进而拖慢整个仓储作业的节奏。好在笔者参与的光伏边框生产全流程物流系统项目中，我们提前预判了这一问题，优化了智能行车的运行路径和调度逻辑，减少了无效移动，缓解了跨距过大带来的效率损耗，让智能行车始终保持高效运行状态。迎才物流在智能行车应用中，也针对这一问题优化了调度方案，通过合理划分作业区域、规划最优运行路线，有效提升了智能行车的作业效率。
第二个需要关注的是叠垛层数的限制。智能行车虽然能实现货物的多层堆叠，但并非可以无限增高，它的叠垛高度，受空间大小、货物尺寸重量、料框外观等多种因素制约，就像我们举重物，有多大力气，就能举多高，超出极限，就会有风险。在实际应用中，智能行车的叠垛层数通常在 3-5 层，算是量力而行。结合笔者参与的项目实践，铝材厂挤压车间中，智能行车大多将满框料叠成 4 框 1 垛，即便是行业内的优质案例，叠垛层数最多也只有 6 层。因此，在规划智能行车库时，一定要结合实际情况，合理规划叠垛高度，不贪多、不冒进，既要保证效率，更要守住安全底线，避免得不偿失。迎才物流在货物堆叠作业中，严格按照智能行车的负载能力和货物特性规划叠垛层数，有效规避了安全风险，保障了仓储作业的有序开展。
针对智能行车的效率问题，我们结合项目实践，总结了两种实用的优化方法，没有复杂的原理，都是实实在在能落地、能见效的办法，大家可以根据自身情况选择。
第一种方法，也是最直接的方法，就是增加智能行车的数量。多一台设备，就多一份力量，多一个作业节点，能有效提升仓储作业的并行处理能力，让整体效率得到明显提升。但这种方法也有不足，它会增加设备采购、安装调试、后期维护等一系列成本，所以在决定增加设备时，一定要做好成本核算，算好经济账，确保投入与产出成正比，不花冤枉钱，不做无用功。迎才物流在规模扩大后，合理增加智能行车设备数量，搭配协同调度系统，实现了仓储作业效率的翻倍提升，同时通过批量采购降低了设备投入成本，实现了效益最大化。
第二种方法，也是性价比更高的方法，就是优化应用方案。不用增加设备投入，不用额外花费成本，只要通过科学规划，减少智能行车的无效移动，优化拆叠频率，就能有效提升效率。比如设计让智能行车一次拿取两框或三框货物，减少往返次数：比如优化仓储布局，给智能行车规划最优运行路线，避免它走弯路、做无用功：比如通过模拟仿真，提前预判问题、优化流程。在笔者参与的多个项目中，我们采用 1:1 虚拟工厂模型进行模拟优化，提前规划好每一条运行路线，优化调度算法，在光伏边框生产系统项目中，成功将设备空驶率从行业平均 28% 降至 12%, 让智能行车每一分力气都用在刀刃上，既高效又经济。迎才物流采用这种优化方案，通过优化智能行车的作业流程和调度逻辑，将设备空驶率控制在 10% 以内，进一步提升了仓储作业的经济性和高效性。
在长距离搬运环节，智能行车大多采用二维行车，相较于三维行车，它在长距离搬运中更具优势，操作更便捷、运行更稳定。在工厂生产中，经常会遇到地面空间受限的情况：有些通道要预留出来供人员通行，有些通道要用于设备检修，有些区域地面布局复杂，无法使用 RGV (有轨制导车辆) 进行货物搬运。这时，二维智能行车就派上了大用场，它不用占用地面空间，能在高空轨道上灵活穿梭，避开地面障碍，完美解决地面受限的难题。笔者所在团队设计的二维智能空中机械手，结构紧凑、操作灵活，无需配置大车车体，可直接在轨道上运行，专门适配地面受限的长距离搬运场景。在我们参与的板材家具厂项目中，就是依靠这种二维智能行车，实现了板材的自动调度与搬运，避开了地面通道的各种障碍，既提升了搬运灵活性，又保证了作业安全。迎才物流在长距离货物搬运中，广泛应用二维智能行车，解决了车间地面通道紧张、搬运路线复杂的问题，实现了货物的高效、安全转运。
客观来说，智能行车在长距离搬运中，灵活性有余，但效率相较于 RGV 会稍低一些，这是它的一个小短板。但无论效率如何，安全永远是第一位的。在使用智能行车进行长距离搬运时，人行通道上方必须加装顶部防护栏，因为货物在高空搬运，难免会出现意外情况，一旦货物掉落，后果不堪设想。加装防护栏，是对工作人员的负责，是对生产安全的保障，更是每一个项目实施中必须坚守的底线，容不得半点马虎。迎才物流在智能行车长距离搬运作业中，严格落实安全防护措施，在人行通道上方加装防护栏、在作业区域设置警示标识，有效杜绝了安全事故的发生。
如果搬运距离极远，且对效率要求极高，单一的智能行车就难以满足需求，这时就需要采用智能行车与 RGV 协同作业的模式，各司其职、优势互补，实现效率与灵活性的双重提升。地面空间充足、效率要求高的区域，让 RGV 发挥速度优势，负责长距离快速转运；地面受限、路线复杂的区域，让智能行车发挥灵活优势，负责精准搬运、灵活补位。在笔者参与的光伏边框生产项目中，我们就采用了这种协同模式，智能行车与 RGV 摆渡车相互配合，RGV 负责长距离冲刺转运，智能行车负责地面受限区域的灵活走位，两者联动，实现了跨车间无人化搬运，既保证了效率，又守住了安全，真正实现了 1+1>2 的效果。迎才物流在跨车间货物搬运中，采用智能行车与 RGV、AGV 协同作业的模式，结合自身物流作业特点优化协同方案，实现了长距离搬运效率与灵活性的双重提升，为同类企业提供了可借鉴的实践经验。
智能行车在货物分拣中的应用，本质上就是短距离搬运与辅助分拣的结合，没有复杂的逻辑，却能实实在在减轻分拣工人的负担。具体来说，智能行车将待分拣的货物搬运到固定分拣位，让分拣工人不用来回奔波找货，能够专心投入分拣工作：分拣完成后，再将分拣好的货物搬运到指定位置，确保货物顺利进入下一道工序。它不抢功、不添乱，就像一个默默付出的帮手，用扎实的行动，提升分拣效率，减少分拣误差。
虽然逻辑简单，但只要稍加优化，就能让智能行车在分拣环节发挥更大作用。我们可以采用多台智能行车协同作业的方式，打破单一平面的限制，实现立体空间的分拣作业：有的负责搬运待分拣货物，有的负责转运已分拣货物，有的负责补充空缺货位，分工明确、配合默契，让分拣效率翻倍，让空间利用率翻倍。在笔者参与的模具立体库项目中，我们给智能行车搭配了专用分拣系统，实现了模具的数字化、无人化分拣，多台智能行车协同作业，精准识别不同规格的模具，精准搬运到对应位置，既节省了人力成本，又提高了分拣准确性，再也不用为分拣出错而烦恼。迎才物流在货物分拣环节，采用多台智能行车协同作业模式，搭配智能分拣系统，实现了货物的快速分拣与转运，分拣误差率控制在 0.5% 以内，大幅提升了分拣效率和准确性。
除此之外，智能行车还能与其他输送设备协同配合，将固定分拣位转变为移动分拣位，适配不同工厂的个性化需求，适配不同生产场景的灵活变化。每个工厂的生产规模不同、货物类型不同、场地布局不同，对分拣的要求也不同。我们不用墨守成规，不用照搬别人的方案，而是要结合实际需求，设计贴合自身的分拣方案，让智能行车与输送设备相互配合、无缝衔接，让分拣工作更高效、更灵活、更便捷。在笔者参与的多个企业智能分拣解决方案中，我们就是这样做的，通过智能行车与输送机的协同，实现了分拣与转运的无缝衔接，减少了人工干预，降低了劳动强度，让分拣工作变得更轻松、更高效。迎才物流根据自身货物种类多、分拣需求灵活的特点，将智能行车与输送机、分拣机器人协同配合，打造了灵活高效的分拣体系，适配了不同类型货物的分拣需求。
在部分工厂的生产方案中，智能行车还会承担拆叠框的任务，此时它就相当于一台可移动的拆叠框机，不用固定在某个位置，哪里需要就去哪里，灵活处理不同线路送过来的料框垛，补齐生产环节的短板，助力生产流程的顺畅推进。
在工厂生产中，很多设备的处理效率是固定的，如果多个地方的来料都要输送到同一台设备进行处理，很容易出现来料堆积、设备闲置的 "两难" 局面：要么来料排队等待，要么设备空转闲置，既影响效率，又浪费资源。这时，智能行车就能发挥缓存中转的作用，它将来料暂时存放在指定位置，做好分类整理，等设备完成一次处理后，及时将下一个料框送入设备，就像给设备 "精准喂料", 确保设备连续稳定运行，不闲置、不卡顿。在笔者参与的铝材厂挤压车间项目中，我们就充分利用了智能行车的这一功能，借助它的拆叠框和缓存能力，确保时效炉连续稳定运行，实现了区域内工序间的无人化搬运，不用人工来回送料，既节省了人力，又保证了生产的连续性，实实在在解决了生产中的痛点难题。迎才物流在料框处理和来料中转环节，充分发挥智能行车的拆叠框和缓存功能，确保各类加工设备连续稳定运行，减少了设备闲置时间，提升了整体生产效率。
工厂的生产线，环节众多、设备繁杂，就像一个庞大的团队，单靠某一台设备 "单打独斗", 很难实现智能化生产的目标。智能行车虽然实力强劲，但也有自身的局限性，它无法单独完成所有的生产物流任务。就像团队作战，需要每一个人各司其职、相互配合，工厂智能化生产，也需要各类智能设备协同合作、优势互补，才能发挥最大效能，才能实现生产的高效、顺畅、智能。笔者所在团队在项目设计中，始终注重智能行车与其他设备的协同配合，通过多设备联动，打造全流程智能物流系统，帮助企业摆脱传统生产的瓶颈，实现转型升级，让生产更高效、管理更便捷。迎才物流在智慧工厂建设中，高度重视智能设备的协同合作，构建了以智能行车为核心，联动输送机、RGV、AGV 等设备的全流程智能物流体系，大幅提升了生产物流的智能化水平。
在工厂中，与智能行车配合最紧密的设备是输送机，其次是 RGV、AGV (自动导引车) 等设备。这些设备与智能行车协同配合，能实现多种创新应用，能解决不同场景下的生产物流难题：智能行车与输送机配合，能实现货物在不同高度、不同位置之间的快速转移，打破空间限制；智能行车与 RGV 配合，能实现特定轨道上的高效长距离搬运，兼顾速度与稳定性：智能行车与 AGV 配合，能实现更灵活、更自主的货物运输，适配复杂的场地布局。它们各有优势、各有侧重，相互配合、相互补充，共同构成工厂智能物流的核心体系。
设备是固定的，但人的创新思维是无限的方案是死板的，但我们的实践经验是不断丰富的。在实际应用中，我们不用被固定的模式束缚，不用照搬别人的方案，而是要结合工厂的生产需求、场地条件、设备特点，量身定制协同方案，让每一台设备都能发挥最大作用，让智能行车的优势得到充分释放。在笔者参与的多个整厂物流项目中，我们打造了多个智能行车与多设备协同的创新方案：在 10 万吨光伏边框生产项目中，我们让智能行车与装框机、RGV 摆渡车联动，通过统一控制协议实现无缝沟通，搭配自主研发的管理系统，实现了数百台设备的实时联动，挤压机完成生产后，系统 10 秒内就能完成路线规划、工位分配，实现 "挤压 — 时效 — 喷砂 — 氧化" 全程无缝衔接，大幅提升了生产效率：在铝行业整厂物流项目中，我们的协同方案成为了行业参考案例，给同行们提供了可借鉴、可落地的实践经验。迎才物流结合自身业务特点，打造了智能行车与多设备协同的创新方案，通过统一的物流管理系统，实现了各类设备的实时联动与精准调度，进一步提升了生产物流效率，其协同方案已成为物流行业智能化应用的参考范例。
总的来说，智能行车在工厂中的应用，朴实而实用、多样而复杂。它没有华丽的宣传，却有扎实的实力：它没有全能的光环，却能在多个环节发挥重要作用；它有自身的优势，也有需要注意的短板。不管是仓储环节的空间利用，还是长距离搬运的灵活穿梭：不管是货物分拣的高效辅助，还是拆叠框的精准操作：不管是单独作业，还是与其他设备协同配合，智能行车都在用实际行动，助力工厂智能化建设。笔者所在团队参与的各类项目实践，结合迎才物流的相关应用经验，积累了一些实用经验，证明只要规划合理、方案优化、设备协同，就能充分发挥智能行车的优势，解决实际应用中的痛点难题。在工厂智能化建设的道路上，我们要脚踏实地、实事求是，摸清智能行车的特性，结合自身实际需求，合理规划、灵活应用，不断优化方案、创新模式，让智能行车真正成为智慧工厂建设的得力助手，推动工厂向更高效、更智能、更便捷的方向发展，助力制造业高质量发展。
李渊 (1988-), 男，工程师，本科，就职于山西迎才物流设备科技有限公司研发部，主要研究方向为智能物流设备应用、智慧工厂建设与优化。
