歡迎來到東莞市源晟倉儲設備有限公司!

blob.png

東莞閣樓平臺

新聞分類

產品分類

聯系我們

李先生:188 1908 5259

盛先生:188 1908 5260

朱小姐:188 1908 5277 

電 話:0769-8507 5259

     0769-8278 2135

傳 真:0769-8532 8598

E-mail:lsleefeng@163.com

info@ysrack.com

網址:www.taijimax.com

地 址:東莞市大嶺山楊屋第二工業區


一體化車身自動化立體庫的應用和設計原則

您的當前位置: 首 頁 >> 新聞資訊 >> 行業新聞

一體化車身自動化立體庫的應用和設計原則

發布日期:2017-09-28 作者:源晟倉儲設備 點擊:

一體化車身自動化立體庫的應用和設計原則

本文選自《物流技術與應用》雜志2017第5期“權威”欄目,更多精彩內容請關注《物流技術與應用》雜志。



在汽車制造企業中,為提高整體產能,會在焊裝、涂裝和總裝之間設置一個車身自動化立體庫,用來存儲上游車間的“半成品”,并由自動化輸送線與三個生產車間剛性連接,實現立體庫與車間的整體化。文中將車身立體庫和車間之間的輸送線連廊統稱為“一體化車身自動化立體庫”,并分別闡明了一體化立體庫實現緩沖功能和再排序功能的設計原則,簡要介紹了一體化立體庫的實操工藝流程和設備,并預測了一體化立體庫在生產管理中的應用。

一、關于一體化車身自動化立體庫

在汽車制造企業,有三個主要生產車間:焊裝車間、涂裝車間和總裝車間。在有條件的工廠,為了提高全廠的整體產能,在三大生產車間之間可以設置一個車身自動化立體庫,用來存儲上游車間的“半成品”,并與三個生產車間由自動化輸送線剛性連接在一起,實現立體庫與車間的整體化。本文將車身立體庫和車間之間的輸送線連廊統稱為一體化車身自動化立體庫(簡稱“一體化立體庫”),如圖1。

blob.png

圖1:一體化立體庫

1.應用一體化立體庫理念的車身生產流程

應用了一體化立體庫理念,車身的生產流程,如圖2。

blob.png

圖2:車身在生產車間和一體化立體庫之間的流程

車身在焊裝車間焊接完成后,未噴涂的白車身(簡稱“白車身”)可以先通過輸送線連廊進入庫區暫時存儲。為滿足批量涂裝的帶來的經濟性,白車身可以按顏色等重新編排出庫,然后通過輸送線連廊進入到涂裝車間完成噴涂;同樣,車身在涂裝車間噴涂之后,噴涂后的車身(簡稱“漆后車身”)也可以通過與涂裝車間之間的連廊返回庫區暫時存儲;Z后,漆后車身按照總裝車間的訂單順序再次排序出庫,進入總裝車間組裝。

2.一體化立體庫的功能

如果把一體化立體庫比作一個蓄水池,上下游的生產車間比作入水管和出水管,則可以形象地看出一體化立體庫主要承擔兩個功能:

(1)緩沖存儲量,滿足上下游生產車間的生產節奏差異。

(2)進出的再排序,可滿足下游車間的需求變化。

庫容量的大小,既要滿足上下游生產車間不同生產節奏的差異,也要滿足訂單臨時變化,使庫容量具備緩沖變換功能,保證生產正常進行;但是又不能過大,要避免前期投資的浪費。因此,估算合理的一體化立體庫的庫容量,一直是設計中的一大難題。

二、一體化立體庫緩沖庫存量的設計原則

在生產物流中,造成在制品暫時存儲的成因主要有兩點:一是上游生產車間與下游生產車間的作息時間不同;二是上游、下游生產車間的輸入產出速度不同。在設計方案中,也要考量這兩種原因分別計算相應的緩沖庫存量。

1.上游生產車間與下游生產車間的作息時間不同

假設某汽車制造廠,生產依次經過焊裝車間、涂裝車間、總裝車間,車間與立體庫用輸送線一體化連接。

圖3:不同生產車間的作息時間表

如圖3,焊裝車間和總裝車間執行生產時間是白班9點至17點,和夜班21點到次日早5點。涂裝車間執行的是早班6點至14點,和中班14點至22點。

在這樣不同的作息時間下,當下游生產車間停線時,上游生產車間完成的產品就需要暫時進入一體化立體庫存儲。例如,焊裝車間晚22點到次日早5點的產品就需要先進入一體化立體庫暫時存儲,等待涂裝車間開線后才能消耗掉庫存。假設工廠的產能為每小時生產40個車身,如圖4,在早晨5點時,白車身的緩沖庫存量達到7×40=280。

blob.png

圖4:白車身和漆后車身緩沖庫存量變化趨勢

同樣,涂裝車間晚17點到21點的產品也需要進入一體化立體庫存儲,等待下一步工藝消耗。從17點到21點的這段時間內,漆后車身的緩沖庫存量應增加4×40=160,庫存量從120增加到280個,多占用了280-120=160個庫位。

2.上游、下游生產車間的產出速度不同

假設還是上文提到的某汽車制造廠,生產工藝流程同上。

blob.png

圖5:上下游車間不同吞吐量

如圖5,如果上游生產車間每小時生產8個產品,而下游生產車間每小時只能完成5個產品,這樣,平均每小時會有共計3個產品在途滯留,在上游車間工作期間,每小時需要至少3個暫時存儲位。

如上游車間每天有2個班次生產,每個班次工作7小時(9am/pm~4am/pm),下游車間每天有3個班次生產,每個班次8小時,共計工作24小時。則上游車間每個班次,都會導致累計增加7×(8-5)=21個緩沖庫存。

blob.png

圖6:上下游車間吞吐量不同導致的庫存量變化

如圖6,庫存水平從早9點的0個,到下午4點時庫存躥升至21個,共計增加了21個庫位。

三、一體化立體庫再排序庫存量的設計原則

為平衡JIS供應商生產靈活性和總裝車間訂單順序變化之間的矛盾,庫區里可以維持一定量的庫存水平,以便適時提供符合訂單要求的車身。這個庫存水平就是再排序庫存。與緩沖庫存量一樣,如果再排序庫存過高,會造成設備投資和日常運營成本的浪費。不同的是,當再排序庫存過低時,會在總裝訂單順序與原始順序矛盾時,出現明明有庫存卻因為訂單匹配失敗而無車可出的局面。目前較常見的再排序庫存量的設計原則是:通過創建數據模型和車身流程仿真,從而估算出合理的再排序庫存。

1.工具

可以用模擬軟件Plant Simulation(Siemens公司出品)創建隨機訂單,模擬出不同再排序庫存下訂單匹配的試驗成功概率。

2.外部參數

創建數據模型,還需要輸入以下外部參數:

(1)噴涂顏色共有多少種、白車身車型有多少種(如有無天窗、長短軸距等)、及每種顏色和車型的分布概率;

(2)涂裝車間的顏色批次、訂單平均提前完成的時間。比如,可以假設某工廠總裝車間計劃上線的車身,平均4小時就已經在涂裝車間噴涂完成。

(3)工廠的產能,即每小時生產多少輛車。

(4)每天的生產班次,每個生產班次具體的工作時間、就餐時間和休息時間。

(5)立體庫與焊裝車間之間、與涂裝車間之間及與總裝車間之間的輸送線長度各為多少個庫位。

3.車身準時制(JIS, Just in Sequence)生產流程

仿真試驗模擬的是車身JIS生產流程:首先,車身在涂裝車間完成噴涂,系統記錄下完成時間和完成的車身顏色、車型品種;然后,模擬車身通過涂裝車間到庫區的輸送線連廊入庫存儲,記錄下車身入庫時間;Z后,車身在總裝車間按計劃時間生產,系統在庫區里檢索符合訂單要求的車身——匹配到,記錄為試驗成功,檢索不到,則記錄為試驗失敗。擴充或縮減庫容量,再開始新的一輪試驗。

通過這種仿真估算法,可以估算出較為精確的用于再排序功能的庫容量。再排序庫存是一個新興課題,其計算方法較為復雜,此處不贅述。

四、一體化立體庫操作流程

如圖7,車身自動化立體庫可以通過輸送線與焊裝車間、涂裝車間和總裝車間相連接。

blob.png

圖7:一體化立體庫實操流程

其中,車身立體庫可以分為預處理區、操作層和高架區。預處理區主要用于暫時存放滑撬和兼容連廊的功能。操作層一般至少分為兩層,即入庫層和出庫層,白車身的出(入)庫和漆后車身的出(入)庫操作層也可以分離開,即共有四層。圖7所示的車身立體庫即分為四層。而高架區則是指存放車身的高位貨架,也稱庫區。系統按照控制范圍可以分為兩個級別:由公司級網絡控制立體庫與車間之間的調度,而立體庫則由單獨的控制模塊來操控選取入庫存儲和檢索出庫,并將出入庫時間記錄和庫位信息傳輸給公司級網絡。

相比單獨的車身立體庫,一體化立體庫的操作流程也略有不同,可以分解為:

1.白車身由焊裝車間輸送到立體庫:車身在焊裝車間焊接完成,通過焊裝車間與立體庫之間的連廊,由輸送線運送到立體庫的操作層,公司級網絡記錄下車身出焊裝車間的時間。

2.白車身入庫:在操作層,由堆垛機叉取白車身,存儲在高架區任意空位,完成白車身入庫,立體庫控制模塊反饋庫位信息給公司級網絡。

3.白車身出庫:按照涂裝車間的顏色批次,立體庫控制模塊在高架區自動檢索暫時存儲的白車身,由堆垛機叉取,從高架區取出白車身放置在相應操作層的出口點。

4.白車身由立體庫輸送到涂裝車間:分揀出的白車身通過涂裝車間與立體庫之間的連廊,由輸送線運送到涂裝車間,公司級網絡記錄下車身進入涂裝車間的時間。

5.漆后車身由涂裝車間輸送到立體庫:在涂裝車間完成噴涂后,漆后車身再次進入涂裝車間與立體庫之間的連廊,輸送回立體庫的漆后車身入庫層,公司級網絡記錄下車身噴涂完成的時間。

6.漆后車身入庫:和白車身入庫的步驟一樣,由堆垛機叉取漆后車身,存儲在高架區任意空位,完成漆后車身入庫。立體庫控制模塊再次反饋庫位信息給公司級網絡。

7.漆后車身出庫:公司級網絡按照總裝車間的訂單要求發送指令,立體庫控制模塊依照指令再次在高架區自動檢索漆后車身,由堆垛機叉取,從高架區取出漆后車身放置在相應的操作層。

8.漆后車身由立體庫輸送到總裝車間:分揀出的漆后車身再通過總裝車間與立體庫之間的連廊,由輸送線運送到總裝車間。從立體庫出庫后,公司級網絡獲取Z終的訂單順序,從立體庫到總裝車間第一工位之間不再有分叉路口。即按照先進先出原則,從立體庫出庫的順序與到總裝上線的順序嚴格一致。

為節省連廊建筑費用,在工廠整體規劃布局時,可以考慮總裝車間和焊裝車間就近,合并焊裝車間和立體庫、總裝車間和立體庫之間的連廊,設計為一個單向雙層,或是雙向單層的連廊。由于立體庫的操作層中有兩個操作層與涂裝車間相關,所以車身自動化立體庫應盡量靠近涂裝車間,以縮短涂裝車間與立體庫之間的連廊,或者直接把立體庫貼建于涂裝車間,把兩者之間的連廊兼并到立體庫的預處理區,從而節約成本。

五、一體化立體庫的應用優勢

對比獨立的立體庫,一體化立體庫優勢表現為:

一方面,提高整個工廠的生產節拍。如果立體庫不是與其他車間剛性連接,則在設計立體庫出入庫時,就需要規劃手動操作流程。當車身等貨物出庫后,銜接叉車或拖車等手動操作流程,而不是通過剛性輸送線。配合立體庫的堆垛機,輸送線完成一次出庫+入庫工作循環只需90秒,也就是說每小時可以配送車身80個左右。而這個過程如果是工人操作,則需要完成“立體庫出庫→在操作道口轉掛托架→拖車在道口裝載→拖車廠內轉運→下一輛拖車在道口準備”這一循環,整個操作循環Z優化也至少需要6分鐘,每個小時Z快只能配送10個車身??梢?,人工操作流程嚴重制約工廠的生產規模。一體化立體庫的應用,減少了人工操作環節,可以大幅提高產能。

另一方面,規模經濟,節約成本。假設工廠每天工作兩個班次,每個班次工作8小時,全年260個工作日,則共計工時為2×8×260=4160小時。按照一體化立體庫存儲白車身和漆后車身兩種車身計,則一個一體化立體庫可滿足的產能為80/2=40輛/小時,年產4160×40=166400輛。而同樣的工時,人工完成車間之間的轉運,年產只有4160×10=41600輛。假設每輛車售價20萬元,則一體化立體庫每年可以多創造產值(166400- 41600)×20=2496000萬元=249.6億元。相比較而言,一體化立體庫1~2億元左右的造價在較短周期即可收回成本。

但是,由于一體化立體庫造價較高,在管理層決策時,就需要綜合考慮多種因素:產品的銷售價格、產能的需求、各種暫時性需求所帶來的經濟效益能否彌補成本、各種暫時性需求的優先級別、技術改造的難度和工期等。


相關標簽:移動柜系列

Z近瀏覽:

相關產品:

相關新聞:

歡迎給我們留言
請在此輸入留言內容,我們會盡快與您聯系。
姓名
聯系人
電話
座機/手機號碼
郵箱
郵箱
地址
地址