發(fā)布時(shí)間：2021-05-23所屬分類(lèi)：科技論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要：主要從立體庫(kù)的組成、功能2個(gè)方面描述了自動(dòng)化立體庫(kù)在江鈴新能源新基地項(xiàng)目涂裝車(chē)間內(nèi)的應(yīng)用。涂裝白車(chē)身和滑橇使用立體庫(kù)進(jìn)行存儲(chǔ)相對(duì)于涂裝車(chē)間傳統(tǒng)存儲(chǔ)模式，具有占地面積
摘要：主要從立體庫(kù)的組成、功能2個(gè)方面描述了自動(dòng)化立體庫(kù)在江鈴新能源新基地項(xiàng)目涂裝車(chē)間內(nèi)的應(yīng)用。涂裝白車(chē)身和滑橇使用立體庫(kù)進(jìn)行存儲(chǔ)相對(duì)于涂裝車(chē)間傳統(tǒng)存儲(chǔ)模式，具有占地面積小、可快捷切換生產(chǎn)車(chē)型、物料可智能化管理的優(yōu)勢(shì)。立體庫(kù)將成為未來(lái)國(guó)內(nèi)涂裝工廠不可或缺的一部分。
關(guān)鍵詞：立體倉(cāng)庫(kù)涂裝白車(chē)身和滑橇存儲(chǔ)優(yōu)勢(shì)
1前言
自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)因具備強(qiáng)大的出庫(kù)與入庫(kù)能力再加上具有非常高的空間利用率以及可采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行操控而方便于企業(yè)實(shí)施現(xiàn)代化管理等一系列優(yōu)勢(shì)，備受廣大企業(yè)(尤其是制造類(lèi)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(guó)，有很多的行業(yè)都在運(yùn)用立體倉(cāng)庫(kù)進(jìn)行物流管理，比如物流運(yùn)輸行業(yè)、機(jī)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(guó)的汽車(chē)制造行業(yè)，自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)得到了廣泛的應(yīng)用，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，自2006年始，汽車(chē)制造相關(guān)廠家每年新建的自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)數(shù)量在10~20座之間。在全國(guó)各大主機(jī)廠興建的自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)，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(yùn)用目前在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上幾乎沒(méi)有。以江西江鈴集團(tuán)新能源汽車(chē)有限公司贛江新區(qū)涂裝項(xiàng)目為例，簡(jiǎn)述自動(dòng)化立體車(chē)庫(kù)在涂裝領(lǐng)域的應(yīng)用以及使用該存儲(chǔ)方式的一些優(yōu)勢(shì)[2]。
2項(xiàng)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(guó)家級(jí)經(jīng)濟(jì)特區(qū)——贛江新區(qū)內(nèi)，交通十分便利。涂裝車(chē)間主要承擔(dān)江鈴新能源A00級(jí)、A0級(jí)、A級(jí)MPV和SUV車(chē)型的車(chē)身涂裝生產(chǎn)任務(wù)，設(shè)計(jì)凈產(chǎn)能為15萬(wàn)輛/年。涂裝車(chē)間立體庫(kù)在1期內(nèi)完成施工，設(shè)計(jì)單位為中國(guó)汽車(chē)工程有限公司(四院)，施工單位為中汽昌興(洛陽(yáng))機(jī)電設(shè)備工程有限公司。立體庫(kù)的土建部分長(zhǎng)約72m，寬約14m，高約19m，占地面積約為1008m2。庫(kù)位方面長(zhǎng)12排，高6層，5條巷道，共計(jì)137個(gè)庫(kù)位。庫(kù)區(qū)的白車(chē)身和橇體的存儲(chǔ)由10臺(tái)穿梭車(chē)完成。
3涂裝車(chē)間立體庫(kù)及系統(tǒng)傳輸流程介紹
3.1立體庫(kù)的用途介紹
立體庫(kù)的主要任務(wù)是實(shí)現(xiàn)對(duì)電泳后車(chē)身、面漆后車(chē)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(dòng)式停車(chē)設(shè)備，按工藝需要設(shè)置進(jìn)出。立庫(kù)的每1層都設(shè)穿梭車(chē)(帶舉升機(jī)與叉式移載機(jī))，車(chē)輛通過(guò)穿梭車(chē)與升降機(jī)相互協(xié)調(diào)完成存取車(chē)。整個(gè)立庫(kù)的每個(gè)出口和入口都設(shè)立了1部升降機(jī)。
3.2立體庫(kù)的硬件設(shè)施
3.2.1自動(dòng)化立體庫(kù)
本立體庫(kù)項(xiàng)目由鋼儲(chǔ)存架、提升機(jī)(帶鏈?zhǔn)揭菩袡C(jī))、RGV(有軌制導(dǎo)車(chē)輛)穿梭機(jī)(含舉升臺(tái)、移載機(jī))、電氣控制系統(tǒng)、倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)組成(圖1)。該立體庫(kù)可以根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)需要快速并準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)涂裝車(chē)身和涂裝生產(chǎn)相關(guān)滑橇的橇體的出庫(kù)及入庫(kù)，并自動(dòng)進(jìn)行庫(kù)存分析和管理。
3.2.2輸送系統(tǒng)
輸送系統(tǒng)由移動(dòng)RGV穿梭機(jī)、橫移電機(jī)、橫移輥輪、移行滾床、偏心升降臺(tái)、升降機(jī)、堆垛機(jī)和拆垛機(jī)、移載機(jī)、橇體定位裝置、輔助升降臺(tái)等一系列部件組成。這些部件在生產(chǎn)過(guò)程中互相配合，以達(dá)到涂裝車(chē)身上下線、車(chē)身識(shí)別與調(diào)度等功能。
3.2.3控制系統(tǒng)
本立體庫(kù)項(xiàng)目的系統(tǒng)主要由WMS(倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng))管理系統(tǒng)、WCS(倉(cāng)儲(chǔ)控制系統(tǒng))調(diào)度系統(tǒng)以及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備執(zhí)行層組成。系統(tǒng)的整體架構(gòu)如圖2所示。
倉(cāng)庫(kù)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(duì)接，從而實(shí)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(chē)庫(kù)實(shí)現(xiàn)信息化的基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)智能搬運(yùn)器、升降機(jī)等設(shè)備系統(tǒng)接口的集成，對(duì)各設(shè)備系統(tǒng)統(tǒng)一進(jìn)行調(diào)度和管理，協(xié)調(diào)各個(gè)設(shè)備段完成存車(chē)和取車(chē)的任務(wù)需求，在進(jìn)行調(diào)度時(shí)奉行均衡負(fù)載、最短路徑、優(yōu)先級(jí)任務(wù)、堵塞就近等原則，并對(duì)存取車(chē)任務(wù)組合實(shí)行優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)最佳的存取車(chē)雙循環(huán)作業(yè)，最大限度的節(jié)省存取車(chē)時(shí)間;通過(guò)實(shí)時(shí)收集設(shè)備層反饋，做到對(duì)設(shè)備的實(shí)時(shí)監(jiān)控及對(duì)任務(wù)執(zhí)行狀況的實(shí)時(shí)跟蹤。
相關(guān)期刊推薦：《汽車(chē)工藝與材料》創(chuàng)刊于1986年，20多年來(lái)始終服務(wù)于汽車(chē)整車(chē)及配套產(chǎn)業(yè)(OEM)，其覆蓋領(lǐng)域包括汽車(chē)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(cè)技術(shù)等。設(shè)有：專(zhuān)題綜述、試驗(yàn)研究、實(shí)用技術(shù)、經(jīng)驗(yàn)交流、專(zhuān)題講座、業(yè)界資訊、供應(yīng)商產(chǎn)品、標(biāo)準(zhǔn)專(zhuān)利法規(guī)等欄目。
設(shè)備執(zhí)行層主要有升降機(jī)控制系統(tǒng)和橫移RGV穿梭機(jī)控制系統(tǒng)組成。升降機(jī)負(fù)責(zé)垂直方向的輸送，橫移RGV穿梭機(jī)負(fù)責(zé)水平方向的輸送，兩者配合實(shí)現(xiàn)出入庫(kù)動(dòng)作。RGV穿梭機(jī)與升降機(jī)控制系統(tǒng)都采用ABPLC模塊，激光測(cè)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(guò)TCP/IP技術(shù)實(shí)現(xiàn)與WCS調(diào)度系統(tǒng)通訊，同時(shí)由中控PMC(生產(chǎn)計(jì)劃與生產(chǎn)進(jìn)度控制)系統(tǒng)通過(guò)以太網(wǎng)對(duì)RGV和升降機(jī)執(zhí)行動(dòng)作的完成情況實(shí)施全方面的監(jiān)控[3-4]。
3.2.4立庫(kù)鋼構(gòu)
立庫(kù)的鋼構(gòu)部分的全部構(gòu)件采用熱軋型鋼以保證其強(qiáng)度，其載重設(shè)計(jì)是經(jīng)由中國(guó)建科院的PK⁃PM-SATWE軟件運(yùn)算分析后得出，每個(gè)庫(kù)位載重為800kg。
3.3立體庫(kù)在涂裝車(chē)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(chē)間的工藝流程當(dāng)中，涉及到立庫(kù)的有以下內(nèi)容。
a.電泳排空。具體情況為電泳后車(chē)身從電泳強(qiáng)冷室出，在車(chē)間二層進(jìn)立庫(kù)，在交接位通過(guò)移載機(jī)電泳車(chē)身轉(zhuǎn)移到面漆橇上，同時(shí)電泳空橇出立庫(kù)，去往焊涂交接位。電泳車(chē)經(jīng)過(guò)升降機(jī)到車(chē)間一層出，去往打膠線。那些暫時(shí)不能轉(zhuǎn)接到面漆橇的電泳車(chē)，可以通過(guò)升降機(jī)到立庫(kù)的其他層存放。庫(kù)內(nèi)的電泳車(chē)可以分別通過(guò)升降機(jī)再回到車(chē)間二層，轉(zhuǎn)接到面漆橇。
b.面漆排空。具體情況為面漆車(chē)身從面漆強(qiáng)冷室出，在車(chē)間二層進(jìn)立庫(kù)，通過(guò)升降機(jī)到車(chē)間一層出，去往拋光精修線;或者通過(guò)升降機(jī)進(jìn)入立庫(kù)的其他層存放。暫時(shí)存放在其他層的面漆車(chē)身，通過(guò)升降機(jī)到達(dá)車(chē)間一層，然后出立庫(kù)。當(dāng)面漆后車(chē)身完成BuyOff/注蠟環(huán)節(jié)后，轉(zhuǎn)至總裝車(chē)間立體庫(kù)之前，進(jìn)行一次橇體更換，此更換過(guò)程為涂裝面漆橇、總裝車(chē)身橇，完成轉(zhuǎn)換后的空面漆橇由涂裝車(chē)間二層返回立體庫(kù)。
c.電泳空橇。具體情況為電泳烘干后車(chē)身在車(chē)間二層進(jìn)，換完橇后電泳空橇出庫(kù);電泳空橇也可以通過(guò)升降機(jī)到立庫(kù)其他層存放。庫(kù)內(nèi)電泳橇體還可以通過(guò)升降機(jī)再回到車(chē)間二層后出庫(kù)。
d.面漆空橇。具體情況為面漆空橇在車(chē)間二層進(jìn)入立庫(kù)，去往交接站接電泳車(chē)。或者通過(guò)升降機(jī)到達(dá)立庫(kù)的其他層存放，通過(guò)升降機(jī)從立庫(kù)的其他層取出至車(chē)間二層去往交接站。
3.3.2出入庫(kù)業(yè)務(wù)流程介紹
白車(chē)身或橇體的入庫(kù)業(yè)務(wù)流程為：ERP創(chuàng)建入庫(kù)單、WMS系統(tǒng)接收入庫(kù)單、WMS系統(tǒng)通知WCS系統(tǒng)執(zhí)行入庫(kù)程序、WCS系統(tǒng)統(tǒng)一調(diào)度設(shè)備執(zhí)行入庫(kù)動(dòng)作、設(shè)備執(zhí)行完成，通知WMS系統(tǒng)更新數(shù)據(jù)庫(kù)、將入庫(kù)單回執(zhí)ERP。
入庫(kù)程序和入庫(kù)動(dòng)作具體表現(xiàn)如下。
a.按工藝流程底漆橇經(jīng)鏈?zhǔn)揭菩袡C(jī)輸送入立庫(kù)，經(jīng)檢測(cè)系統(tǒng)RFID冗余條碼檢測(cè)并記錄入庫(kù)車(chē)型;
b.底漆車(chē)身帶橇入庫(kù)后在庫(kù)內(nèi)換上面漆橇;
c.完成后提升機(jī)把底漆橇下降到一層出口位置或者下降到相應(yīng)存儲(chǔ)層位置;
d.RGV穿梭機(jī)上移載機(jī)伸出，舉升取車(chē)，然后回到移動(dòng)RGV穿梭機(jī)上;
e.移動(dòng)RGV穿梭機(jī)通過(guò)在軌道上行走，把車(chē)輛輸送到出口處或目標(biāo)存儲(chǔ)位;
f.移載機(jī)伸出，下降放車(chē)，把底漆橇停放在升降架或儲(chǔ)存位車(chē)架上。
白車(chē)身或橇體的出庫(kù)業(yè)務(wù)流程為：ERP創(chuàng)建出庫(kù)單、WMS系統(tǒng)接收出庫(kù)單、WMS系統(tǒng)通知WCS系統(tǒng)執(zhí)行出庫(kù)程序、WCS系統(tǒng)統(tǒng)一調(diào)度設(shè)備執(zhí)行出庫(kù)動(dòng)作、設(shè)備執(zhí)行完成，通知WMS系統(tǒng)更新數(shù)據(jù)庫(kù)、將出庫(kù)單回執(zhí)ERP。
出庫(kù)程序和出庫(kù)動(dòng)作具體表現(xiàn)如下。
a.移動(dòng)RGV穿梭機(jī)運(yùn)行到指定的存車(chē)位;
b.通過(guò)移載機(jī)把車(chē)輛轉(zhuǎn)移到移動(dòng)RGV穿梭機(jī)上;
c.移動(dòng)RGV穿梭機(jī)運(yùn)行到提升機(jī)位;
d.經(jīng)過(guò)提升機(jī)送至出口;
e.從提升機(jī)轉(zhuǎn)接至鏈?zhǔn)揭菩袡C(jī)，進(jìn)入涂裝工藝輸送線[5-6]。
4立體庫(kù)的使用優(yōu)勢(shì)
4.1占地面積小，空間利用率高
自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)本身具有占地面積小，空間緊湊且利用率高的優(yōu)點(diǎn)。在涂裝生產(chǎn)過(guò)程中，可對(duì)一定數(shù)量的電泳車(chē)身、面漆車(chē)身和橇體進(jìn)行緩存，避免了車(chē)間內(nèi)儲(chǔ)存鏈過(guò)分擁堵。
4.2切換生產(chǎn)車(chē)型更加快捷
江鈴新能源汽車(chē)有限公司的涂裝車(chē)間相比于國(guó)內(nèi)其他主機(jī)廠的涂裝車(chē)間，上線車(chē)型、顏色不再受限于先進(jìn)先出的規(guī)則，可以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)車(chē)型多品種按需靈活切換，大批量車(chē)身可按節(jié)拍進(jìn)行快速機(jī)械化流水作業(yè)。
4.3智能化物料管理
WMS系統(tǒng)具備倉(cāng)儲(chǔ)管理功能，可自動(dòng)、高效、便捷做到白車(chē)身和橇體存儲(chǔ)、調(diào)配的智能化管理。本系統(tǒng)一方面改變以往的車(chē)身及橇體存儲(chǔ)和轉(zhuǎn)運(yùn)方式，可大大節(jié)省人力，減少了勞動(dòng)力成本。另一方面，提高了涂裝車(chē)間整體流水作業(yè)過(guò)程中的效率。
5立體庫(kù)使用過(guò)程中出現(xiàn)的問(wèn)題及應(yīng)對(duì)措施
四院在進(jìn)行本立體庫(kù)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，考慮了涂裝車(chē)間生產(chǎn)過(guò)程中系統(tǒng)在運(yùn)行時(shí)可能會(huì)出現(xiàn)的信息管理系統(tǒng)和設(shè)備故障，提供以下故障問(wèn)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(hào)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(chǎng)員工手動(dòng)輸入相應(yīng)的信息，保證WMS系統(tǒng)能對(duì)應(yīng)相應(yīng)的流程繼續(xù)進(jìn)行。
5.2WCS系統(tǒng)與設(shè)備間通信信號(hào)中斷
由WCS系統(tǒng)生成紙質(zhì)單，然后現(xiàn)場(chǎng)的操作人員按照紙質(zhì)單的指令操作設(shè)備，通過(guò)半自動(dòng)或者手動(dòng)方式完成該指令的作業(yè)。
5.3出入庫(kù)穿梭車(chē)故障
使用備用穿梭車(chē)更換故障設(shè)備，或者通過(guò)任務(wù)切換，由其他層的穿梭車(chē)臨時(shí)兼任其任務(wù)。
5.4堆垛機(jī)故障
本項(xiàng)目的立體庫(kù)中共3臺(tái)堆拆垛機(jī)，用于底漆車(chē)身和底漆滑橇的堆拆垛2臺(tái)(1臺(tái)堆垛，1臺(tái)拆垛)，用于面漆線車(chē)身和底漆滑橇的堆拆垛1臺(tái)。
如果3臺(tái)中的1臺(tái)發(fā)生故障不能使用時(shí)，若底漆線的1臺(tái)發(fā)生故障，系統(tǒng)可以協(xié)調(diào)面漆線的堆拆垛機(jī)到底漆線進(jìn)行底漆車(chē)身和底漆滑橇的出入庫(kù)作業(yè);同理，當(dāng)面漆線的1臺(tái)發(fā)生故障，系統(tǒng)也可以協(xié)調(diào)底漆線的堆拆垛機(jī)到面漆線進(jìn)行面漆車(chē)身和面漆滑橇出入庫(kù)作業(yè)。由于采取均勻分配庫(kù)存的策略，系統(tǒng)可以在一段時(shí)間內(nèi)滿足現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)需求。
如果同時(shí)3臺(tái)中的2臺(tái)同時(shí)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(shí)的設(shè)備已不能滿足現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)的需求，可以通過(guò)系統(tǒng)緊急流程實(shí)現(xiàn)白車(chē)身與橇體的出庫(kù)。——論文作者：盧一超
