据外媒报道，德国软件和机器人公司Arculus开发了一种模块化工厂的方法，该公司表示，这种方法可以提高20-30%的生产力，减少20-25%的存储空间。它还可以帮助汽车公司抵御贸易战、下一次流行病或危机以及电动汽车不可预测的需求等不确定因素。

Arculus总部位于德国Ingolstadt，利用其人工智能驱动的软件与自主移动机器人(AMR)搭配，为每辆汽车创建一条定制化的工厂路径。根据首席执行官Fabian Rusitschka的说法，在全面实施时，这种方法可以帮助一家大型OEM制造商实现每年超过1.5亿欧元（约11.7亿人民币）的成本节约。

Rusitschka表示，机器人在将生产中的汽车运送通过工厂并将所需的组件带到每个组装工位方面发挥着关键作用。他说，该系统是为更先进的AMR设计的，但也可以与更基本的自动导引车（AGV）一起工作。

"与制造商多年来用于运输货物的更基本的自动车辆不同，我们的自主移动机器人将自主车辆的能力带入工厂，"Rusitschka说。"它们了解自己所处的环境，并能利用地图动态导航到生产现场的任何一点，通过最有效的路径运送部件，并消除了（以前）生产线生产中所必需的空转周期。"

图:Arculus首席执行官Fabian Rusitschka在模块化工厂设置中讨论了机器人技术

模块化系统实现定制化

部件只进入必要的装配站。Rusitschka说，在一条传统的制造生产线上，一辆奥迪A4可能要经过160个工位，其中一些工位具有车辆所不具备的功能。

"无论客户是否需要某些功能，例如天窗，所有的汽车都必须在生产线上以相同的速度遵循相同的路径，"他说。"这意味着所有的汽车都必须通过天窗装配，每当没有天窗的产品经过这个工位时，就会造成工人和机器的空闲时间。"

使用Arculus公司的模块化生产系统，AMRs根据每辆车规划的功能，只将生产中的汽车运送到需要的装配站。他说，AMR还将这些汽车的必要部件带到每个工位。Rusitschka说，这些车站由软件控制，智能管理物流和装配过程。以奥迪A4为例，只有获得天窗的汽车才会接近天窗模块，其余的汽车都会跳过这个站。

"我们的智能仓库管理软件确保零件可以在整个生产过程中完美同步地移动到每个装配站，"Rusitschka说。"在这里，零件来到员工手中，而不是其他方式--快速，没有错误或延迟。这使得高架仓库中的中间存储变得过时，并且减少了仓库和工厂车间之间的处理时间。"

他说，Arculus使用装配优先图（APC）来引导汽车的生产。他说，APC允许一个产品从模块A移动到模块B或模块C，在运行时根据产品的计划和模块的利用率做出决定。

"在模块化工厂系统中，带天窗的A4车型和不带天窗的车型可以同时通过不同的模块站。"他说。"也许有一款天窗车型还带有后置摄像头；那么，这也可以动态地选择站间的最佳路径，从而在最短的时间内生产出每个变型车。"

Rusitschka说，在模块化生产系统中，吞吐时间不再是恒定的，而是取决于需要完成的工作量。由于产品只访问它们所需要的模块，所以选择少的产品比所有选择的产品所花费的时间要少；而在一条生产线上，所有产品都要花费最大配置的时间。

这种设置也更容易实现经济实惠的定制，使工厂更接近所谓的 "批量大小"，即以极低的数量甚至只为一种产品定制符合个别规格的产品的概念。

"一旦你将一条生产线划分为模块化工位，一个部件在这些工位之间可能的路径数量就会急剧扩大，"Rusitschka说。"机器人在最不繁忙的装配站上排队生产产品。工位可以跳过或轻松添加到任何生产过程中，这对于处理定制化或不确定性至关重要，而不会增加时间、成本或复杂性。"

Rusitschka说，该公司制造了自己的机器人来与它的软件配对，但该软件也可以与其他制造商制造的机器人集成。

"将生产和物流整合到同一个系统中至关重要，而这只能通过自主移动机器人和智能控制软件的结合来实现，"Rusitschka说。"中央控制软件能够学习和组织工作流程，以适应工厂在任何特定时刻的需求，并沿着最有效的路径发送每辆车。这意味着，我们可以在有人值守的装配站周围自动化任何多余的东西，节省大量的时间和资源。而且重要的是，在模块化系统中，如果有东西卡在一个模块中，系统的其他部分不会受到影响。"

他说，这种设置可以提高30%的生产率，并节省20%的生产所需空间。他说，如果大规模采用，模块化生产可以减少25%左右的存储空间。

这是因为大多数工厂的背后是一个庞大的物流作业，将数十万个零件分配到不同的装配站。这不仅需要智能流程，还需要大量的空间。

Rusitschka说，由于软件可以自动化材料移动的方式，以及围绕每个模块的额外物理空间，更多的材料可以存储在每个模块旁边，只在需要的地方，并且只在需要的数量。这就减少了人工分拣材料和从远处的仓库运输材料的时间。其结果就好像每个车站都有自己的所谓零件超市，减少了购物的时间，也减少了商店的整体规模。

Arculus从2016年开始与奥迪合作，先从物流开始，再到生产。

奥迪将其系统称为 "超市2.0 "和 "奥迪车队管理器"。奥迪在去年发布的一份新闻稿中表示，通过这套系统，奥迪目前已在德国Ingolstadt的奥迪总部用于批量生产，该公司颠覆了传统的生产排序方式，即货到人原则，即员工在工厂里长途跋涉，按照正确的顺序预先拣选零部件。

现在，AGV按照正确的顺序将必要的零部件送到固定的拣选站。在每个站点，一名物流员工都会为生产线上所需的零部件做准备。奥迪车队管理器作为中央控制软件发挥作用。由于货架占用的空间较小，奥迪未来将减少约25%的存储空间。

"通过超市2.0和奥迪车队管理器，我们在未来智能物流的道路上树立了一个重要的里程碑。"奥迪股份公司生产和物流董事会成员Peter Kössler说。

模块化工厂技术帮助制造商变得更加敏捷

在位于Ingolstadt的总部，奥迪在行业内首次实现了货物到人的系列化生产原则。在所谓的 "超市2.0 "中，自动导引车（AGV）按照正确的顺序将集装箱运送到固定的拣选站。在每个站点，一名物流员工准备生产线上所需的组件。这一切都得益于奥迪专家与位于Ingolstadt的初创公司arculus共同开发的创新控制软件。

图：奥迪在其位于英戈尔施塔特（Ingolstadt）的总部，已首次在批量生产中实施了“以人为本”的原则。在所谓的超级市场2.0中，自动导引车（AGV）以正确的顺序将集装箱运输到固定的取货站。在每个站点，物流员工都会准备生产线上所需的组件。这一切都可以归功于奥迪专家开发的创新控制软件以及基于英戈尔施塔特的启动算法。

Rusitschka说，模块化工厂技术可以帮助制造商更快地对供需变化做出反应。他说，制造商面临的问题是，生产线通常是提前多年规划的，并且是为某一产量而设计的。这使得当贸易战、流行病或自然灾害扰乱材料供应链或成品需求时，几乎不可能灵活地做出调整。

"在美国，80%的制造商表示covid-19将对他们的业务产生财务影响，"Rusitschka说。"在欧洲汽车行业，专家们预计今年的销售额将整体下降近25%。生产线和相关的投资往往是提前几年就规划好的，为一定的产量而设计，使得简单的调整几乎不可能。只要工厂的特点是庞大的生产线，就很难有机会对危机或机会做出快速反应。"

但如果采用全模块化的工厂生产系统，自主机器人在运行过程中的路径可以改变，在一个大厅内的装配工位的设置也可以在几天内完成。这种适应性正变得越来越重要，因为生产的灵活性将是德国和英国等高工资国家长期保持生产的决定性竞争优势之一。

"模块化生产可以充分灵活地满足任何需求，他说。"通过提高整个流程的效率，我们可以帮助推动未来更多的产品定制化和个性化。"

Rusitschka表示，这项技术还将在满足电动汽车的不确定需求方面派上用场。

"很明显，制造商将不得不适应并扩大其电动汽车生产规模--而且要快，"他说。"在欧洲，德国政府最近承诺为电动汽车生产采用和基础设施提供数十亿欧元的资金；英国和法国都制定了雄心勃勃的目标，分别在2030年和2040年之前从传统内燃机过渡到电动汽车。"

他说，然而，电动车的采用情况很难预测。他说，估计到2040年，电动汽车的数量在1.62亿辆至5.48亿辆之间波动，约占全球乘用车的32%，而且估计值每隔几周就会发生变化，这取决于政府补贴、监管变化、消费者信心和技术突破等一系列因素。

"这就是为什么模块化生产为解决这种不确定性提供的灵活性如此关键的原因，"他说。

扩大计划

Arculus看到了向德国以外、汽车行业以外拓展的机会。

"从德国开始对我们来说是有意义的，因为我们的工程师就是从那里开始的，而且汽车制造业在我们这个地区的结构中根深蒂固，"Rusitschka说。

"更广泛地应用，模块化生产的应用仅在汽车行业就可以节省高达900亿美元的成本。汽车行业的经验可以很容易地转移到其他行业。到2025年，我们希望在全球范围内与来自各行各业的生产商合作--无论是在计算机硬件、航空还是娱乐电子领域。"