發(fā)布時間：2021-05-23所屬分類：科技論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要：主要從立體庫的組成、功能2個方面描述了自動化立體庫在江鈴新能源新基地項目涂裝車間內(nèi)的應(yīng)用。涂裝白車身和滑橇使用立體庫進行存儲相對于涂裝車間傳統(tǒng)存儲模式，具有占地面積
摘要：主要從立體庫的組成、功能2個方面描述了自動化立體庫在江鈴新能源新基地項目涂裝車間內(nèi)的應(yīng)用。涂裝白車身和滑橇使用立體庫進行存儲相對于涂裝車間傳統(tǒng)存儲模式，具有占地面積小、可快捷切換生產(chǎn)車型、物料可智能化管理的優(yōu)勢。立體庫將成為未來國內(nèi)涂裝工廠不可或缺的一部分。
關(guān)鍵詞：立體倉庫涂裝白車身和滑橇存儲優(yōu)勢
1前言
自動化立體倉庫因具備強大的出庫與入庫能力再加上具有非常高的空間利用率以及可采用計算機進行操控而方便于企業(yè)實施現(xiàn)代化管理等一系列優(yōu)勢，備受廣大企業(yè)(尤其是制造類企業(yè))的青睞，成為企業(yè)物流和生產(chǎn)管理當(dāng)中的不可或缺的關(guān)鍵技術(shù)。在我國，有很多的行業(yè)都在運用立體倉庫進行物流管理，比如物流運輸行業(yè)、機械加工制造行業(yè)、金屬冶煉行業(yè)、食品藥品化工行業(yè)、航空航天行業(yè)、電子科技行業(yè)等[1]。
目前，在我國的汽車制造行業(yè)，自動化立體倉庫得到了廣泛的應(yīng)用，據(jù)不完全統(tǒng)計，自2006年始，汽車制造相關(guān)廠家每年新建的自動化立體倉庫數(shù)量在10~20座之間。在全國各大主機廠興建的自動化立體倉庫，沖壓領(lǐng)域、焊裝領(lǐng)域、總裝領(lǐng)域皆有廣泛應(yīng)用，涂裝領(lǐng)域的運用目前在國內(nèi)市場上幾乎沒有。以江西江鈴集團新能源汽車有限公司贛江新區(qū)涂裝項目為例，簡述自動化立體車庫在涂裝領(lǐng)域的應(yīng)用以及使用該存儲方式的一些優(yōu)勢[2]。
2項目基本情況
江鈴新能源贛江新區(qū)新基地，坐落在江西省唯一的國家級經(jīng)濟特區(qū)——贛江新區(qū)內(nèi)，交通十分便利。涂裝車間主要承擔(dān)江鈴新能源A00級、A0級、A級MPV和SUV車型的車身涂裝生產(chǎn)任務(wù)，設(shè)計凈產(chǎn)能為15萬輛/年。涂裝車間立體庫在1期內(nèi)完成施工，設(shè)計單位為中國汽車工程有限公司(四院)，施工單位為中汽昌興(洛陽)機電設(shè)備工程有限公司。立體庫的土建部分長約72m，寬約14m，高約19m，占地面積約為1008m2。庫位方面長12排，高6層，5條巷道，共計137個庫位。庫區(qū)的白車身和橇體的存儲由10臺穿梭車完成。
3涂裝車間立體庫及系統(tǒng)傳輸流程介紹
3.1立體庫的用途介紹
立體庫的主要任務(wù)是實現(xiàn)對電泳后車身、面漆后車身、電泳滑橇橇體、面漆滑橇橇體的存取，采用在地上的6層平面移動式停車設(shè)備，按工藝需要設(shè)置進出。立庫的每1層都設(shè)穿梭車(帶舉升機與叉式移載機)，車輛通過穿梭車與升降機相互協(xié)調(diào)完成存取車。整個立庫的每個出口和入口都設(shè)立了1部升降機。
3.2立體庫的硬件設(shè)施
3.2.1自動化立體庫
本立體庫項目由鋼儲存架、提升機(帶鏈式移行機)、RGV(有軌制導(dǎo)車輛)穿梭機(含舉升臺、移載機)、電氣控制系統(tǒng)、倉庫管理系統(tǒng)組成(圖1)。該立體庫可以根據(jù)現(xiàn)場生產(chǎn)需要快速并準確實現(xiàn)涂裝車身和涂裝生產(chǎn)相關(guān)滑橇的橇體的出庫及入庫，并自動進行庫存分析和管理。
3.2.2輸送系統(tǒng)
輸送系統(tǒng)由移動RGV穿梭機、橫移電機、橫移輥輪、移行滾床、偏心升降臺、升降機、堆垛機和拆垛機、移載機、橇體定位裝置、輔助升降臺等一系列部件組成。這些部件在生產(chǎn)過程中互相配合，以達到涂裝車身上下線、車身識別與調(diào)度等功能。
3.2.3控制系統(tǒng)
本立體庫項目的系統(tǒng)主要由WMS(倉庫管理系統(tǒng))管理系統(tǒng)、WCS(倉儲控制系統(tǒng))調(diào)度系統(tǒng)以及現(xiàn)場設(shè)備執(zhí)行層組成。系統(tǒng)的整體架構(gòu)如圖2所示。
倉庫管理系統(tǒng)包括WMS管理系統(tǒng)和WCS調(diào)度系統(tǒng)。WMS管理系統(tǒng)可與企業(yè)ERP系統(tǒng)對接，從而實現(xiàn)統(tǒng)一調(diào)度、統(tǒng)一管理，其功能模塊介紹如表1示所示。
WCS調(diào)度系統(tǒng)是立體車庫實現(xiàn)信息化的基礎(chǔ)，實現(xiàn)了對智能搬運器、升降機等設(shè)備系統(tǒng)接口的集成，對各設(shè)備系統(tǒng)統(tǒng)一進行調(diào)度和管理，協(xié)調(diào)各個設(shè)備段完成存車和取車的任務(wù)需求，在進行調(diào)度時奉行均衡負載、最短路徑、優(yōu)先級任務(wù)、堵塞就近等原則，并對存取車任務(wù)組合實行優(yōu)化，實現(xiàn)最佳的存取車雙循環(huán)作業(yè)，最大限度的節(jié)省存取車時間;通過實時收集設(shè)備層反饋，做到對設(shè)備的實時監(jiān)控及對任務(wù)執(zhí)行狀況的實時跟蹤。
相關(guān)期刊推薦：《汽車工藝與材料》創(chuàng)刊于1986年，20多年來始終服務(wù)于汽車整車及配套產(chǎn)業(yè)(OEM)，其覆蓋領(lǐng)域包括汽車零部件的生產(chǎn)制造、新材料的研究與應(yīng)用、生產(chǎn)裝備、檢測技術(shù)等。設(shè)有：專題綜述、試驗研究、實用技術(shù)、經(jīng)驗交流、專題講座、業(yè)界資訊、供應(yīng)商產(chǎn)品、標準專利法規(guī)等欄目。
設(shè)備執(zhí)行層主要有升降機控制系統(tǒng)和橫移RGV穿梭機控制系統(tǒng)組成。升降機負責(zé)垂直方向的輸送，橫移RGV穿梭機負責(zé)水平方向的輸送，兩者配合實現(xiàn)出入庫動作。RGV穿梭機與升降機控制系統(tǒng)都采用ABPLC模塊，激光測距，二維碼定位位置系統(tǒng)，AB系列變頻器等相關(guān)設(shè)備掛接于Ethernet/IP總線上，通過TCP/IP技術(shù)實現(xiàn)與WCS調(diào)度系統(tǒng)通訊，同時由中控PMC(生產(chǎn)計劃與生產(chǎn)進度控制)系統(tǒng)通過以太網(wǎng)對RGV和升降機執(zhí)行動作的完成情況實施全方面的監(jiān)控[3-4]。
3.2.4立庫鋼構(gòu)
立庫的鋼構(gòu)部分的全部構(gòu)件采用熱軋型鋼以保證其強度，其載重設(shè)計是經(jīng)由中國建科院的PK⁃PM-SATWE軟件運算分析后得出，每個庫位載重為800kg。
3.3立體庫在涂裝車間內(nèi)的系統(tǒng)傳輸流程
3.3.1工藝流程介紹
如圖3所示，涂裝車間的工藝流程當(dāng)中，涉及到立庫的有以下內(nèi)容。
a.電泳排空。具體情況為電泳后車身從電泳強冷室出，在車間二層進立庫，在交接位通過移載機電泳車身轉(zhuǎn)移到面漆橇上，同時電泳空橇出立庫，去往焊涂交接位。電泳車經(jīng)過升降機到車間一層出，去往打膠線。那些暫時不能轉(zhuǎn)接到面漆橇的電泳車，可以通過升降機到立庫的其他層存放。庫內(nèi)的電泳車可以分別通過升降機再回到車間二層，轉(zhuǎn)接到面漆橇。
b.面漆排空。具體情況為面漆車身從面漆強冷室出，在車間二層進立庫，通過升降機到車間一層出，去往拋光精修線;或者通過升降機進入立庫的其他層存放。暫時存放在其他層的面漆車身，通過升降機到達車間一層，然后出立庫。當(dāng)面漆后車身完成BuyOff/注蠟環(huán)節(jié)后，轉(zhuǎn)至總裝車間立體庫之前，進行一次橇體更換，此更換過程為涂裝面漆橇、總裝車身橇，完成轉(zhuǎn)換后的空面漆橇由涂裝車間二層返回立體庫。
c.電泳空橇。具體情況為電泳烘干后車身在車間二層進，換完橇后電泳空橇出庫;電泳空橇也可以通過升降機到立庫其他層存放。庫內(nèi)電泳橇體還可以通過升降機再回到車間二層后出庫。
d.面漆空橇。具體情況為面漆空橇在車間二層進入立庫，去往交接站接電泳車。或者通過升降機到達立庫的其他層存放，通過升降機從立庫的其他層取出至車間二層去往交接站。
3.3.2出入庫業(yè)務(wù)流程介紹
白車身或橇體的入庫業(yè)務(wù)流程為：ERP創(chuàng)建入庫單、WMS系統(tǒng)接收入庫單、WMS系統(tǒng)通知WCS系統(tǒng)執(zhí)行入庫程序、WCS系統(tǒng)統(tǒng)一調(diào)度設(shè)備執(zhí)行入庫動作、設(shè)備執(zhí)行完成，通知WMS系統(tǒng)更新數(shù)據(jù)庫、將入庫單回執(zhí)ERP。
入庫程序和入庫動作具體表現(xiàn)如下。
a.按工藝流程底漆橇經(jīng)鏈式移行機輸送入立庫，經(jīng)檢測系統(tǒng)RFID冗余條碼檢測并記錄入庫車型;
b.底漆車身帶橇入庫后在庫內(nèi)換上面漆橇;
c.完成后提升機把底漆橇下降到一層出口位置或者下降到相應(yīng)存儲層位置;
d.RGV穿梭機上移載機伸出，舉升取車，然后回到移動RGV穿梭機上;
e.移動RGV穿梭機通過在軌道上行走，把車輛輸送到出口處或目標存儲位;
f.移載機伸出，下降放車，把底漆橇停放在升降架或儲存位車架上。
白車身或橇體的出庫業(yè)務(wù)流程為：ERP創(chuàng)建出庫單、WMS系統(tǒng)接收出庫單、WMS系統(tǒng)通知WCS系統(tǒng)執(zhí)行出庫程序、WCS系統(tǒng)統(tǒng)一調(diào)度設(shè)備執(zhí)行出庫動作、設(shè)備執(zhí)行完成，通知WMS系統(tǒng)更新數(shù)據(jù)庫、將出庫單回執(zhí)ERP。
出庫程序和出庫動作具體表現(xiàn)如下。
a.移動RGV穿梭機運行到指定的存車位;
b.通過移載機把車輛轉(zhuǎn)移到移動RGV穿梭機上;
c.移動RGV穿梭機運行到提升機位;
d.經(jīng)過提升機送至出口;
e.從提升機轉(zhuǎn)接至鏈式移行機，進入涂裝工藝輸送線[5-6]。
4立體庫的使用優(yōu)勢
4.1占地面積小，空間利用率高
自動化立體倉庫本身具有占地面積小，空間緊湊且利用率高的優(yōu)點。在涂裝生產(chǎn)過程中，可對一定數(shù)量的電泳車身、面漆車身和橇體進行緩存，避免了車間內(nèi)儲存鏈過分擁堵。
4.2切換生產(chǎn)車型更加快捷
江鈴新能源汽車有限公司的涂裝車間相比于國內(nèi)其他主機廠的涂裝車間，上線車型、顏色不再受限于先進先出的規(guī)則，可以實現(xiàn)生產(chǎn)車型多品種按需靈活切換，大批量車身可按節(jié)拍進行快速機械化流水作業(yè)。
4.3智能化物料管理
WMS系統(tǒng)具備倉儲管理功能，可自動、高效、便捷做到白車身和橇體存儲、調(diào)配的智能化管理。本系統(tǒng)一方面改變以往的車身及橇體存儲和轉(zhuǎn)運方式，可大大節(jié)省人力，減少了勞動力成本。另一方面，提高了涂裝車間整體流水作業(yè)過程中的效率。
5立體庫使用過程中出現(xiàn)的問題及應(yīng)對措施
四院在進行本立體庫的設(shè)計過程中，考慮了涂裝車間生產(chǎn)過程中系統(tǒng)在運行時可能會出現(xiàn)的信息管理系統(tǒng)和設(shè)備故障，提供以下故障問題的應(yīng)急處理措施。
5.1ERP系統(tǒng)與WMS系統(tǒng)之間連接的通信信號中斷
由ERP系統(tǒng)生成紙質(zhì)單，然后WMS根據(jù)紙質(zhì)單的命令，由現(xiàn)場員工手動輸入相應(yīng)的信息，保證WMS系統(tǒng)能對應(yīng)相應(yīng)的流程繼續(xù)進行。
5.2WCS系統(tǒng)與設(shè)備間通信信號中斷
由WCS系統(tǒng)生成紙質(zhì)單，然后現(xiàn)場的操作人員按照紙質(zhì)單的指令操作設(shè)備，通過半自動或者手動方式完成該指令的作業(yè)。
5.3出入庫穿梭車故障
使用備用穿梭車更換故障設(shè)備，或者通過任務(wù)切換，由其他層的穿梭車臨時兼任其任務(wù)。
5.4堆垛機故障
本項目的立體庫中共3臺堆拆垛機，用于底漆車身和底漆滑橇的堆拆垛2臺(1臺堆垛，1臺拆垛)，用于面漆線車身和底漆滑橇的堆拆垛1臺。
如果3臺中的1臺發(fā)生故障不能使用時，若底漆線的1臺發(fā)生故障，系統(tǒng)可以協(xié)調(diào)面漆線的堆拆垛機到底漆線進行底漆車身和底漆滑橇的出入庫作業(yè);同理，當(dāng)面漆線的1臺發(fā)生故障，系統(tǒng)也可以協(xié)調(diào)底漆線的堆拆垛機到面漆線進行面漆車身和面漆滑橇出入庫作業(yè)。由于采取均勻分配庫存的策略，系統(tǒng)可以在一段時間內(nèi)滿足現(xiàn)場生產(chǎn)需求。
如果同時3臺中的2臺同時發(fā)生故障(極其微小概率發(fā)生，由仿真模擬得出結(jié)果)，此時的設(shè)備已不能滿足現(xiàn)場生產(chǎn)的需求，可以通過系統(tǒng)緊急流程實現(xiàn)白車身與橇體的出庫。——論文作者：盧一超
