流水式裝配線配套零部件物流系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)

本文格式為Word版，下載可任意編輯——流水式裝配線配套零部件物流系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)針對(duì)流水式裝配線物料繁雜、多品種、小批次生產(chǎn)的特點(diǎn)，介紹了流水式裝配生產(chǎn)配套零部件物流系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)及實(shí)施經(jīng)驗(yàn)。

隨著制造企業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化水平不斷提高，自動(dòng)化物流系統(tǒng)在工廠生產(chǎn)裝配線的應(yīng)用越來(lái)越廣泛。以發(fā)動(dòng)機(jī)工廠為例，由于發(fā)動(dòng)機(jī)產(chǎn)量大，零部件品種、規(guī)格和數(shù)量多達(dá)數(shù)千種，在裝配線上采用自動(dòng)化物流系統(tǒng)進(jìn)行零部件供應(yīng)的需求快速增長(zhǎng)。

裝配廠的配套物流處理系統(tǒng)在廠方也稱為廠前物流后端系統(tǒng)，主要完成零件自動(dòng)收貨儲(chǔ)存及零件自動(dòng)按生產(chǎn)訂單配套供應(yīng)到裝配線供料工位。

從供應(yīng)鏈的角度來(lái)看，裝配廠節(jié)點(diǎn)的物流體系中，配套供應(yīng)自動(dòng)化物流系統(tǒng)由倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)及揀配物流系統(tǒng)組成。在供應(yīng)鏈模式下，銷售部門向終端客戶銷售產(chǎn)生的發(fā)動(dòng)機(jī)銷售訂單直接傳到生產(chǎn)部門，由生產(chǎn)部門分解為零配件購(gòu)買訂單及生產(chǎn)訂單。

物流信息系統(tǒng)向公司信息系統(tǒng)提取收貨信息，在供應(yīng)商送貨到達(dá)時(shí)按購(gòu)買訂單收貨儲(chǔ)存到自動(dòng)化立體倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)中；裝配啟動(dòng)時(shí)，物流信息系統(tǒng)從公司信息系統(tǒng)提取生產(chǎn)訂單信息，系統(tǒng)自動(dòng)生成揀配出庫(kù)發(fā)貨計(jì)劃，以JIT、JIS方式將物料輸送到裝配工位。

裝配節(jié)拍

裝配系統(tǒng)由一條發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線和一條機(jī)組裝配線組成。

發(fā)動(dòng)機(jī)裝配線：設(shè)置有30個(gè)裝配工位，單臺(tái)發(fā)動(dòng)機(jī)零件約150種，裝配線由工裝板可在線緩存的積放輸送系統(tǒng)組成，生產(chǎn)節(jié)拍約為2臺(tái)／min。

機(jī)組裝配線：設(shè)有20個(gè)裝配工位，單臺(tái)機(jī)組零件約90種，生產(chǎn)線由工裝板可在線緩存的積放輸送系統(tǒng)組成，生產(chǎn)節(jié)拍為1臺(tái)／min。

物料分析

1、物料特性分析

由于機(jī)型不同，對(duì)應(yīng)的零部件也不同，整個(gè)供應(yīng)體系內(nèi)零部件種類較多；

配套零部件中有機(jī)組安裝架等大件，也有鏍釘、墊圈等小件，物料體積差異十分大；

零部件體系內(nèi)有飛輪等重件，也有密封圈等輕件，對(duì)比重量差異十分大；

缸體、缸蓋需清洗后裝配。

以上特性加大了物料自動(dòng)處理系統(tǒng)的規(guī)劃難度。

2、物料分類

物料按以下原則分類：

a、第一原則分類

專用件：對(duì)應(yīng)唯一機(jī)型的零部件。

通用件：?jiǎn)畏N零件可對(duì)應(yīng)多種機(jī)型的零部件。

b、其次原則分類

首先對(duì)零部件按數(shù)量、規(guī)格等進(jìn)行組合的ABC分類分析；其次，以工位為訂單，結(jié)合裝具與零部件數(shù)量的量化數(shù)學(xué)模型，對(duì)工位用料執(zhí)行訂單品項(xiàng)數(shù)(EN)、零部件處理次數(shù)(1K)分析及IQ與IK交織分析。

貨物單元及儲(chǔ)運(yùn)模式規(guī)劃

1、裝具規(guī)劃

考慮物流器具標(biāo)準(zhǔn)化及行業(yè)通用性，選用了N系列裝具、S系列裝具、W網(wǎng)箱及托盤裝具四類。

其中N類裝具為物流模數(shù)600×400，高H=100、200、400、600四個(gè)規(guī)格；S裝具規(guī)格為340×340，在行業(yè)內(nèi)主要用于裝載標(biāo)裝件；w網(wǎng)箱主要用于盛裝單件體積大重量也大的零部件。

箱選定后，確定如下裝箱原則：

滿箱重量不大于20kg；

裝箱率最大(體積上大件裝大箱、小件裝小箱)。

按以上原則與物料清單對(duì)應(yīng)，確定物料與裝具的對(duì)應(yīng)關(guān)系，通過(guò)對(duì)比和屢屢分析優(yōu)化得出裝具與物料的對(duì)應(yīng)。

裝具規(guī)劃完成后，制作物料裝具清單表，建立裝具與零部件數(shù)量的量化數(shù)學(xué)模型。物流系統(tǒng)的處理單元變更為裝具。

2、作業(yè)單元PCB分析

從物流系統(tǒng)規(guī)劃的角度出發(fā)，為提高搬運(yùn)活性，需對(duì)作業(yè)單元組態(tài)分類間的相互轉(zhuǎn)化關(guān)系進(jìn)行模式規(guī)劃。

整個(gè)系統(tǒng)應(yīng)包含倉(cāng)儲(chǔ)功能及揀選配送功能，分析功能關(guān)聯(lián)性后規(guī)劃的物流儲(chǔ)運(yùn)模式。

在物流模式中，為盡量提高系統(tǒng)處理效率，提出了合箱輸送、儲(chǔ)存的方案，即表中C單位。

B-P-C模式

集中為電機(jī)物料，來(lái)料為泡沫包裝，入庫(kù)時(shí)不拆包裝堆碼到托盤P，以托盤倉(cāng)儲(chǔ)，出庫(kù)后拆除部分原包裝泡沫，換包裝后以單箱C進(jìn)行輸送。

C-P-C2模式

來(lái)料為標(biāo)準(zhǔn)裝具C，需按組盤原則將裝具堆碼到托盤P，以托盤倉(cāng)儲(chǔ)，出庫(kù)到換包工位將物料拆盤為C后組垛為C2進(jìn)行輸送。

W-P-C、C2模式

來(lái)料為W網(wǎng)箱，將W網(wǎng)箱直接置于托盤上儲(chǔ)存，出庫(kù)后將物料換為C或C2輸送。

C-C2-C2模式

按標(biāo)準(zhǔn)裝具c收貨后組垛為c2，按c2組垛倉(cāng)儲(chǔ)，以c2組垛出庫(kù)直接輸送。

C-C-C模式

按標(biāo)準(zhǔn)裝具C收貨，按標(biāo)準(zhǔn)裝具C倉(cāng)儲(chǔ)，以標(biāo)準(zhǔn)裝具C出庫(kù)輸送。

平面布局與系統(tǒng)組成

1、倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)

倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)主要用于收貨自動(dòng)儲(chǔ)存。應(yīng)從堆垛機(jī)存取效率、倉(cāng)儲(chǔ)利用率兩方面確定倉(cāng)儲(chǔ)模式。

單個(gè)N裝具裝箱容量小于20件的物料采用N裝具裝載，并組合堆碼到托盤，以托盤為作業(yè)單元，可實(shí)現(xiàn)批進(jìn)批出，提高出入庫(kù)效率及倉(cāng)儲(chǔ)利用率，設(shè)計(jì)為配件托盤倉(cāng)儲(chǔ)庫(kù)。

單個(gè)N裝具裝箱容量大干20件的物料采用N裝具裝載，并以N裝具為作業(yè)單元。為提高出入庫(kù)效率及倉(cāng)儲(chǔ)利用率，對(duì)N裝具進(jìn)行組合堆垛的方式進(jìn)行倉(cāng)儲(chǔ)，以60N堆高2層為限對(duì)N系列裝具堆垛，20N堆高4層，30N、40N堆高3層，設(shè)計(jì)為N合箱庫(kù)；對(duì)于不符合堆碼條件的N裝具單箱存儲(chǔ)，設(shè)計(jì)為N單箱庫(kù)。

8S系列裝具尺寸特別且數(shù)量大，單獨(dú)作為一種處理單元進(jìn)行倉(cāng)儲(chǔ)，設(shè)計(jì)為s裝具庫(kù)。s裝具庫(kù)為在線揀配庫(kù)，共設(shè)置175通道重力式貨架，每個(gè)通道可放4個(gè)8s料箱，最多可揀配175種物料。

N裝具與S裝具庫(kù)定義為件箱處理倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)。

在零件倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)中，由2臺(tái)巷道堆垛機(jī)、600個(gè)托盤貨位橫梁式貨架及輸送設(shè)備組成托盤倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)；由3臺(tái)堆垛機(jī)、2595個(gè)箱式貨位牛腿貨架及輸送系統(tǒng)組成件箱倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)；由托盤倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)和件箱倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)完成零件的自動(dòng)收貨倉(cāng)儲(chǔ)。

動(dòng)力成品庫(kù)由1臺(tái)巷道堆垛機(jī)、600個(gè)托盤貨位橫梁式貨架及輸送設(shè)備組成，完成半成品從上游生產(chǎn)環(huán)節(jié)到下一生產(chǎn)環(huán)節(jié)的緩存與供料銜接。

2、揀配系統(tǒng)

主要完成按生產(chǎn)訂單揀選零配件的功能，要確保零部件數(shù)量正確、分揀及時(shí)、質(zhì)量合格。

結(jié)合物料分類，設(shè)計(jì)專用件在入庫(kù)時(shí)按裝配訂單揀配，揀配后入庫(kù)儲(chǔ)存；通用件在出庫(kù)環(huán)節(jié)按單揀配。

從揀配區(qū)域上分為出入庫(kù)區(qū)端頭集中揀選、8S在庫(kù)揀選兩種。

出入庫(kù)端頭集中揀選分為稱重揀選和計(jì)數(shù)揀選。稱重揀選系統(tǒng)由有線條碼槍、稱重儀及顯示儀表組成，直接與上位計(jì)算機(jī)系統(tǒng)通過(guò)以太網(wǎng)聯(lián)接，完成揀選信息的傳遞與顯示；計(jì)數(shù)揀選采用RF手持終端提醒揀選信息，RF與上位系統(tǒng)聯(lián)接，可將揀選完成信息上傳上位系統(tǒng)。

揀配供應(yīng)系統(tǒng)由計(jì)數(shù)揀配系統(tǒng)、稱重揀配系統(tǒng)、整箱供應(yīng)系統(tǒng)、揀配緩存系統(tǒng)、清洗換裝緩存系統(tǒng)、裝配工位緩存系統(tǒng)、空箱回收系統(tǒng)等子系統(tǒng)組成，可嚴(yán)格按裝配訂單的要求對(duì)零件進(jìn)行組合揀配及組

合輸送，將數(shù)量確鑿的正確物料、按正確的輸送路徑、確鑿的需求時(shí)間送達(dá)確鑿的裝配工位。設(shè)備主要由在線緩存、長(zhǎng)距輸送、連續(xù)提升、升降輸送、懸掛輸送等功能設(shè)備組成。

3、供應(yīng)系統(tǒng)

主要將揀配好的物料在適合的時(shí)間、通過(guò)合理的輸送路徑送到正確的裝配工位。

經(jīng)倉(cāng)儲(chǔ)模式、揀配模式、清洗需求及裝配供料需求的綜合分析，配套供料系統(tǒng)分為提前備料批次補(bǔ)料及點(diǎn)對(duì)點(diǎn)適時(shí)供料兩種方式。

提前備料批次補(bǔ)料主要針對(duì)啟動(dòng)生產(chǎn)及換型生產(chǎn)時(shí)物料供應(yīng)快速配套輸送到裝配工位的要求，其特點(diǎn)是在裝配前要求裝配機(jī)型零件備料種類齊全。

點(diǎn)對(duì)點(diǎn)實(shí)時(shí)供料主要針對(duì)單箱容量小、輸送頻度高的物料，主要集中于托盤倉(cāng)儲(chǔ)物料，實(shí)施準(zhǔn)時(shí)化補(bǔ)料。

主要物流流程

上游供應(yīng)商送來(lái)的配套件在收貨緩存區(qū)收貨，由物資部確認(rèn)收貨計(jì)劃，并打印待檢單，通知品質(zhì)部進(jìn)行質(zhì)檢，質(zhì)檢不合格由品質(zhì)部通知物資部拒收，質(zhì)檢合格則通知物資部按計(jì)劃收貨入庫(kù)，物資部啟動(dòng)收貨入庫(kù)流程。

入庫(kù)時(shí)RF顯示物料的入庫(kù)計(jì)劃，提醒物料流向(件箱庫(kù)或托盤庫(kù))。若入庫(kù)前判斷為專用件，在入庫(kù)前完成揀選；通用件在出庫(kù)環(huán)節(jié)揀選。

入托盤庫(kù)的物料由RF提醒組盤信息；入件箱庫(kù)的物料在入庫(kù)時(shí)由RF提醒是否疊箱及疊箱方案。

托盤出庫(kù)由換裝區(qū)及清洗區(qū)作業(yè)要求拉動(dòng)，托盤出庫(kù)的目標(biāo)地址為清洗拆盤區(qū)及換裝拆盤區(qū)。需清洗的零件經(jīng)清洗后重新用N裝具收納并盡量堆疊后進(jìn)入清洗緩存區(qū)，當(dāng)有揀配及實(shí)時(shí)供料需求時(shí)，自動(dòng)輸送到揀配緩存區(qū)或裝配工位；換裝的零件用N裝具收納并盡量堆疊后進(jìn)入換裝緩存區(qū)，當(dāng)有揀配及實(shí)時(shí)供料需求時(shí)，自動(dòng)輸送到揀配緩存區(qū)或裝配工位；

件箱出庫(kù)及緩存出庫(kù)為裝配工位拉動(dòng)出庫(kù)。系統(tǒng)自動(dòng)收集每一個(gè)裝配工位當(dāng)前裝配的產(chǎn)品數(shù)量，計(jì)算出裝配線旁工位零部件的備料量，當(dāng)備料量小于設(shè)定的緩存量時(shí)，系統(tǒng)啟動(dòng)揀配補(bǔ)貨或?qū)崟r(shí)供料。

由于要實(shí)現(xiàn)JIS及JIT配套供應(yīng)，在揀配及供應(yīng)環(huán)節(jié)按物料的發(fā)源及裝箱數(shù)量進(jìn)行了揀配補(bǔ)貨時(shí)序規(guī)劃。

切換機(jī)型裝配時(shí)，下一裝配訂單的預(yù)備零部件已緩存在揀配緩存區(qū)，可快速將零部件鋪到裝配工位，避免裝配缺料停工。

方案特點(diǎn)

針對(duì)裝配型物流系統(tǒng)物料體積、重量等差異大、處理難度大的困難，總結(jié)出繁雜物料的分類原則及方法；在物料分類基礎(chǔ)上，提出針對(duì)裝配型物流系統(tǒng)的物料分析目的、方法及手段；開(kāi)發(fā)了針對(duì)細(xì)小零部件按訂單稱重揀選的自動(dòng)稱重揀選系統(tǒng)；提出倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)節(jié)采用堆疊儲(chǔ)存與單件儲(chǔ)存組合的復(fù)合倉(cāng)儲(chǔ)方案，解決搬運(yùn)活性與后續(xù)處理靈活性的矛盾；采用計(jì)數(shù)揀選、稱重揀選、定位揀選及摘果揀選多種揀選方式的組合應(yīng)用，全面提高揀選效率；采用多級(jí)在線緩存系統(tǒng)、合理的時(shí)序規(guī)劃及配送路徑的合理規(guī)劃，全面實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)線JIT及JIS供料；線旁面積最小、取料便利、廢棄物在線自動(dòng)回收；支持綠色補(bǔ)料通道，全TU內(nèi)部除收貨場(chǎng)區(qū)有叉車外，廠房?jī)?nèi)部實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化輸送；滿足50件／單的最小訂單裝配供料；啟動(dòng)生產(chǎn)及生產(chǎn)單切換鋪料時(shí)，需所有物料批次全部補(bǔ)到裝配工位，所需時(shí)間為5min；實(shí)時(shí)供料響應(yīng)即工位產(chǎn)生一個(gè)空容器時(shí)系統(tǒng)生