物流设备

尹军琪智能制造系统中的物流问题

发布时间:2024/9/15 13:55:30   

最近10年来,我国智能制造兴起如火如荼。众所周知,物流是智能制造系统的重要组成部分,智能制造中的物流问题有许多共性问题,也有许多个性问题,本文就这些问题做一些探讨。

(一)智能制造物流系统中的一般问题智能制造系统中,有一些共性问题。生产线模式:从目前的发展看,过去的流水线和CELL生产线模式有重大改变,柔性生产线成为一个重要的选择。尤其在汽车生产线上,柔性化的生产线几乎占据了80%以上的比重。但在一些重型装备生产线上,流水线还是首选。柔性化的生产线其最大优势有两点:其一是快速切换不同型号的产品的生产,这对定制化生产带来极大的便利;其二是有利于优化生产工艺,尤其是不同产品生产工艺的调整。原料库、零部件库、成品库与线边库:智能生产系统的基本构成,无外乎是零部件生产和总装两部分,其中零部件生产车间可能有多个,对应的仓库也会有多个。零部件生产的物流,主要是面对原材料和零件问题,一般来说,零部件生产产品和工艺都比较单一,生产的工期比较长。因此,对物流的需求也比较简单,物流量相对较少。总装车间要面对的主要是零部件配送,有自制件,也有外购件。由于零部件名目繁多,型式多样,因此,其储存和配送型式也多种多样,这是物流比较困难的地方。储存存在托盘和载具的标准化问题,储存型式一般会综合平置存储和立体存储,立体存储要求托盘和载具的型式越少越好,这样有利于载具共用和方便作业管理。平置存储虽然要求会低一些,但标准化也是非常重要的工作。仓库的设置要求与生产线紧密相连,这样可以最大程度的减少配送距离,但实际情况也并不尽然,但这种就近的原则是不会改变的。线边库更是如此。所谓线边库,就是在工位旁边设置一定的储存空间,以便可以维持连续生产。线边库的设计,要根据不同工位对物料的需求来确定,因此其型式是多样的,这是充分体现生产独特性的地方。产品下线后,有时也会形成库存,尤其是作为配套的生产系统,如汽车配套件厂,往往需要较大的成品库存,以保证产品的即时供应。成品库一般视产品情况,通常也采用平置库,或者立体库。拣选和配送:智能生产系统对物料的需求,尽管多种多样,但都与生产产品有关。即产品决定了物料的需求。无论是流水线还是CELL线,还是现在的柔性生产线,一旦确定下来,每个生产节点在一个时间段对物料的需求是基本固定不变的。物流既要保障配送的及时性以维持连续生产,也要根据现场条件,尽量减少配送次数。这样才能达到预期的目的。在很多情况下,由于生产现场空间有限,配盘和立体存储是必要的,配盘解决了高效配送问题,而立体存储则充分利用了空间。一般来说,2~4小时配送一次是一个合理的尺度,但对于一些地方狭小,零部件尺寸又比较大的场合,更短的时间间隔也是可以接受的。输送系统:从仓库(指原料库或零部件库)到生产工位线边库的输送,也是一个重要的过程。输送方案多种多样,有最简单的人工配送(叉车、地牛、牵引车等),有输送机系统输送(包括托盘输送线、料箱输送线、穿梭车等),有AGV地面配送,还有空中输送等。如何选择输送方式,要根据实际物料和路线的情况确定。对于一个智能物流系统来说,采用AGV输送越来越成为一种趋势,但也不是唯一的选择。更多的情况是多种输送方式的组合。(二)智能制造物流系统中的特殊问题笼统的谈智能制造,其实对物流系统设计是没有多少指导意义的。因为不同的产品所对应的工艺流程不同,材料形态不同,生产节拍不同,产品复杂度不同,产品和零部件对质量的要求不同,产品要求的环境不同,因而表现出极大的差异性。智能制造系统从根本上讲,就是一个高度定制化的系统。比如汽车制造、飞机制造、高铁列车制造,无论从工艺流程还是从产品形态上看,其差异就非常大。即使是面对同一类型的产品,其生产工艺流程也千差万别,因此对应的物流方案也是如此。如吉利汽车生产与奔驰汽车的生产,在工艺流程方面差异就很大,不同时期的生产线设计也出现非常大的差异,这些都充分说明了差异性这一现象。要说明智能制造系统中物流的特殊性,我们还是从库存和拣选配送几个方面来描述。库存:物料的分类储存是智能制造系统中常用的方式,不要去刻意追求库存方式的一致性和统一性。一般的中小件货物,可以采用统一的托盘或料箱等单元器具进行存储,但异形件和大件就未必适合于统一的单元器具,而是要量体裁衣的进行定制化设计。有些形状怪异的物料,可能需要设计适合于它们的特殊工装,这对于物流设计人员,显然是很大的挑战,不仅费时费力,而且不一定获得理想的结果,这时,经验和用户的支持就显得非常的重要。线边库可以说是智能生产系统的一个特殊存储系统。它的特殊在于:物料、场地、工艺往往表现出很大的差异性。即使是一条生产线的各个工位,也是如此。线边库的设计是智能制造物流系统设计的一个重点和难点,尤其是对生产工艺和设备不熟悉的设计者来说,要一次就设计出十分恰当的线边库,几乎是不可能的。有些线边库即使在使用了很长时间后,仍然在不断优化。线边库也可以视作人机协作的一个典范,存储的合理性,装卸的便利性,工作的舒适性,作业的效率等都是线边库设计的难点和重点。拣选和配送:如果只是简单的讨论流程,可能并不是很困难的一件事。毕竟对于智能制造系统来说,所面对的物料供给也并没有十分特别之处。但实际上令人感到困惑的是,不仅每一个工位的物料组合有其特殊性,而且对于一些笨重的零部件,就连如何搬运,以及以什么样的角度、方位完成搬运,需要借助什么样的辅助工具,都需要精心设计。这显然不是一件简单的工作,要求具备丰富的现场操作经验,并且对特殊问题有着敏锐的洞察力和即刻提出合适的解决方案的能力,更多的情形是,所提交的解决方案是没有先例的。环境:智能制造车间往往并不如我们想象的整洁有序,它们有时是很多的装备拥挤在一起;有时要面临人工作业和AGV作业的相互干涉和影响;有时作业环境布满了油污,空中弥漫着烟尘;有时必须面对嘈杂的环境,就连网络也不是期望的稳定,以及各种出人意料的干扰。所有这些都为物流配送提出了挑战,这对于习惯于整洁环境的工程师们来说,很难适应。物流属于从属地位:工厂物流(当然包括智能制造系统)的另一特殊性在于:物流始终是处于从属地位的,这与流通领域的差异很大。流通领域的一个物流系统,完全是以物流的需求为主的,甚至建筑设计也要从属于物流的需求,这在工厂设计中是不可想象的。虽然在设计生产系统的时候,人们也会

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