【工业4.0案例分析之四九】克拉斯农机自主协作机器人marion

应用实例:
农业
价值链位置:
其他
发展阶段:
演示
地区:
北莱茵-威斯特法伦
企业规模:
5000-15000人

项目介绍

借助“marion”机器人,所有农业生产过程需要使用的机器人都能掌握自身的运作情况。同时,它们可以将状态报告发送给与其协作的机器:这样一来,在整个协作过程中,都可以进行时间最短、成本最低、质量最优的操作。

在农业作业中,操作者一般只能大致了解协作机器人的状况。但是要精确控制,比如,要确认收割机装载到运载车辆的时间和地点,就需要数据网络和对状况的预测。通过对子流程进行精准调节,可以优化各个机器人和整体流程、减少等待时间、减轻机器人操作者的负担。

借助基于规划的机器人技术,marion机器人可以制定一个全球计划(整体过程)和地方计划(各个机器、子流程),合作伙伴之间可以通过机对机(M2M)通信进行沟通各自的计划。当工作环境发生变化时,计划也会进行动态修改,然后机器之间进行再次通信。借助转向控制器和风门控制器,marion机器人可以自动运行,并能精确运作。

扩展阅读

marion机器人面对的行业困境

许多行业必须不断提高生产力,以迎合竞争带来的压力。德国这样的高工资国家为了保有竞争力,亟需优化高成本资源的使用。在全球竞争中,物流公司面临着高成本的压力。在农业领域,食品市场的自由度不断提高,这也导致了更激烈的国际竞争。随着,行业内部价值链的独立程度降低,各相关方更加紧密地连接在一起。仅仅优化机器效率对提高生产率的作用十分有限。面对不断变化的外部环境,智能管理就显得尤为重要。因此,应考虑到机器分工能力及可移动性,并在此基础上对价值链进行智能管理。目前,德国物流业和农业面临的困境可概括为以下几点:

国际竞争加剧

  • 市场自由度会加剧全球竞争
  • 对于高人工费的德国而言,资源价格较高

提高自动化程度

  • 优化机器效率的效果有限
  • 物流业和农业价值链复杂

工作应更加智能化

  • 现今可利用各式各样的辅助系统优化机器
  • 客户要求优化作业流程

亟需搭建机器合作平台

marion机器人的目标

marion机器人项目的目标是借助自主导引运输车(AGV),通过相关机器人间的合作实现作业流程的机器人化。marion机器人项目通过开发智能辅助系统实现了这一目标,目前该项目开发的智能辅助系统已能够自主运作,并在作业流程中协助相关工作人员。

marion机器人项目的另一方面成果是开发智能规划系统,这种系统能够在不同情况下进行动态分析,并制定灵活的生产计划。在正常生产进程中应通过辅助系统实现全自动化生产,而当智能规划系统面临异常情况,系统应通过机器自动识别这一异常,并在制定新计划时进行调整。

借助人工智能及移动互联网,之前独立的机器之间得以进行传感式联网并获得相关信息,从而优化了决策基础。这可为后续的计算机自动控制提供可能。另外,通过适当的安全策略,实现了网络化系统的稳定与安全。在企业内部物流及农业应用领域,有大量marion机器人的成功示范案例。

marion机器人的应用领域

农业应用领域——田间自主运输系统

农作物从收割机转移到田边的公路运输车辆需要通过一种田间运输车(田间自主运输系统),而marion项目在农业应用领域的目标就是开发这种自主运输系统。这种运输车一般选用CLAAS XERION,、CLAAS LEXION以及一种通用的重型车辆。

一个田间自主运输系统涉及运输自动化、平行运输及装载过程。为此需要考虑田边的各种情况,例如道路宽度过窄,土壤密度过低,处理策略,进料高度以及交通工具的实际容量。

借助marion机器人项目开发出来的系统,田间运输过程能够自主动态地进行,这使得作业流程得到简化,工作状态更加灵活。为了达到这个目标,marion机器人项目需要使道路计划制定、机器行驶、相向行驶、机器合作、重载控制及物流进程控制实现自动化。除此之外,相关的加工及移动策略还需考虑到经济及生态标准。

marion机器人终端客户将得到的使用体验是:

  • 实现更优的车辆运输策略;
  • 提高收割机的农作物收割率;
  • 降低收割机的停车时间;
  • 减少重载车辆的行驶距离。

内部物流应用领域——通过拖车自动装卸实现企业内部货车的机器人化

在内部物流应用领域,marion项目帮助不同功能(水平运输、垂直运输)的机动车建立合作关系。在此过程中,关键是使内部物流程序链中复杂的自动装卸过程可视化。这为其他内部物流自动化应用及辅助功能提供良好的前提条件。同时,marion机器人还应具有环境评估的能力,以实现在多变环境下安全且成功完成复杂的运输任务。marion项目为了实现内部物流应用领域的目标,采用了STILL公司提供的FM-X 自主型拖车和CX-T型拖车。

marion机器人通过“服务市场”为终端客户提供数字化增值业务

农业和内部物流应用领域中,客户究竟如何使用marion项目开发的车辆系统?marion项目通过消费者行业中的知名应用商店建立了“服务市场”,通过“服务市场”,为终端客户提供大量与机器相关的数字化增值服务,这些增值服务作为现有机器销售及出租的补充产品。

以农业应用市场为例,客户可以通过“服务市场”挑选、预定并安装服务,还可以自行通过农用机器取消服务。然而,“服务市场”所提供的还远不止这么多。通过“服务市场”,增值业务的提供商可建立与顾客直接沟通的渠道,帮助客户优化作业流程以及外包非核心业务,从而帮助客户实现应用与增值。“服务市场”通过较低的市场营销成本,实现与终端客户更好互动,并最终实现不断扩大客户群的目标。

终端客户可以通过“服务市场”获得一站式服务。“服务市场”可为现有机器人推荐适当的服务方案,提供服务许可,还有预定服务收费功能。

marion机器人的农业应用
联系方式
Max Reinecke博士 Bäckerkamp 19, 33330 Gütersloh  www.claas.com

项目评论

2016-09-03 20:31 注册用户

说到底,这个案例说明克拉斯农机的商业模式朝着“提供服务”的方向转变。看过一个国内农用机器生产商服务化转型的案例——福田雷沃国际重工股份有限公司,也十分有启发意义。比较起来,克拉斯农机marion机器人的特色更多地在于它的”智能规划系统“,尤其是当其面对异常情况时,如果真的做到自动地重新规划,那么应该是比较高的智能水平吧。

回复内容不能少于10个字 提交
2016-09-04 12:19 注册用户

在农业领域,机器人的应用并不罕见,但在中国农业应用中,应该还没有这么丰富的市场,主要是中国农业的利润相对较低,难以从自动化设备的投入中获益。但是,我们仍然可以从marion机器人的应用中,加深对农业现代化的认识,中国未来几十年也会出现这样的状况。

回复内容不能少于10个字 提交
2016-10-27 11:10 注册用户

把收割好的作物从田间自动运输到田边的公路运输车,现在国内的农田大部分无法实现这道工序的自动化。首先,这种机器对于农作物的品种是有要求的,基本上只适用于收割小麦或者类似的作物,不适应用于水稻、玉米等我国常见的粮食作物。再者,对于农田的地理环境也有很高要求,它只适合用于大片平坦的农场,在一些小块的耕地没有应用价值,特别是在南方的丘陵和山地种植。因此,我认为,这种农机在我国的引进是不现实的,这个项目本身更适用于发达国家的农业发展模式。在技术上,它也就是一个对机械农机的自动化改造,并没有特别创新突破的技术亮点。

回复内容不能少于10个字 提交
您不能发表评论,可能是以下原因
登录后才能评论