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杏彩体育直播:发动机工厂M254新机型物流分拣区及AGV路径规划

来源:杏彩体育唯一官网 作者:杏彩体育官网下载
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  :随着科技水平的提高,智能化逐步渗透汽车制造业的方方面面,不仅生产线设备智能化提高,物流作为汽车生产制造的重要一环,智能化也提上日程。无论厂内物流还是厂外物流都引入智能设备,如自动导引运输车(AGV)、电动叉车等,开启绿色智能物流。同时,不断完善企业内部物流体系,实现精益生产物流已经成为目前国内企业强烈的愿景和要求。

  M254新机型在发动机工厂投产,用于替代原M264机型,本文通过规划零件存储位置,计算零件最大暂存箱数,引入按灯拣选系统,设计并建造了全新的M254分拣区,高效、精益地为生产线配送正确的零件。同时设计合理的AGV行驶路径,计算满足生产节拍所需的AGV数量,搭建智能运输车AGV配线个U型区域,投入使用以来,可以保证M254装配线零件需求,无物流原因造成停线,以及错漏拣零件情况发生。

  北京奔驰2020年开始发动机M254机型投产项目,目前上市的部分奔驰汽车已经搭载M254发动机,未来全新的M254机型将逐步取代原M264机型。M254发动机投产一共包括机加(缸体、缸盖、曲轴)和整机装配两部分。新建造的M254装配线所示,本文将规划设计与之匹配的分拣区,完成高效、准确、精益的零件配线机型装配线.配餐车配线模式

  配餐车(Shopping Cart,SC)是一种集成数个工位所需物料进行配套供应的便捷供料方式,这种配线方式取消了线边存储料架,改为与生产线同步随行的台车料架,如图2所示。配餐车作为一种先进的集中供料方式,是新精益理念的重要组成部分。通常每辆配餐车按照单车用量配送零件。相对于传统的批量补货、线边暂存配线方式,配餐车供应具有更小批量、准时化配线等优点。

  除了AGV,还可以使用自动牵引平台(FTF),即配餐车和操作员均在同一高度平台上,FTF推动平台到指定位置进行分拣,操作员无需步行就能完成分拣操作,但是该技术的应用和推广还有待验证完善。

  综合物料流价值链考虑,并不是所有的零件都适用配餐车配送策略,通用零部件(螺栓、胶堵)、标准件等承装数较大时,不宜采用配餐车形式,就近放置到线边;体积大或较重零件如飞轮盘,或需要借助辅助工具时,不宜采用配餐车形式,采用AGV翻包配线策略;配餐车零件转运过程为开放形式,贵重件及易丢件如火花塞不适用配餐车形式上线,将通过线边料架模式配线。

  配餐车工作流程包括4个部分,分别是:在分拣区拣选所需零件,运输至生产线上线,随线运行,以及空配餐车回到分拣区进行下一循环,如图3所示。

  图3 配餐车工作流程图实施配餐车配送模式,更多的机型配置可以被整合在生产线上共线生产,提高生产线柔性;由于零件已按序按辆份放置在配餐车上,生产人员直接拿取将降低装配出错率;降低生产员工取件难度,减少走动距离和非增值操作,提高生产效率。

  分拣区内零件布局形式有U型,II型,I型,如图4所示,分拣区布局选型要满足配餐车本身及车辆行驶需要,且便于配线操作。分拣区规划要考虑零件布局、防错设计、人机工程、AGV运输路线、便捷的物料拿取和放置等因素。

  I型需要较长的空间,一般用于生产线边分拣区,II型分拣区需要较多的操作人员支持零件分拣,出于空间和人力的角度考虑,M254分拣区采用U型布局。M254生产线主要分为基础装配线和最终装配线部分,一共将装配线部分,与之匹配的将分拣区分为3个U型区域,每一个U型区域称为一个循环(Loop),将150多种零件根据生产线个Loop中零件数量分别为45、62和46种,新建M254分拣区布局如图5所示。

  基于人机工程,分拣区零件布局精益紧凑,结合零件包装特点,尽量采用小件配送和存储,以优化分拣区面积、减少走动以降低劳动强度。

  使用滑移货架存储零件,并将高频零件放在最佳取料位置,零件放置尽量紧密避免空位,零件包装的短边面向操作员,以合理利用料架空间。

  分拣区零件布局规划时要考虑防错方法,使用物理隔离防错、目视化防错及系统防错等方法,如图6、7所示。物理防错是将不同机型相似零件放置在料架不同位置,避免分拣人员操作失误,拣取错误的零件;目视化防错是将易混淆零件标签用不同颜色纸张区别;系统防错是引入按灯拣选系统(PBL),根据生产系统(PLUS)、物流系统(SAP)输入的信息,PBL系统会提示需要拣取的零件,拣件人员只需按照提示灯操作,降低人员失误的风险。

  图7 目视化防错及系统防错图零件具体位置规划原则通常是,通用件放在U型即每个loop的开端,便于不同机型拣取零件,如图8所示。

  分拣区M254通用件一共56种,根据装配顺序放置在3个Loop前端,每个Loop中通用件数量如表1所示。以零件装配顺序和零件在配餐车位置为基础,确定专用零件在分拣区的位置。M254分拣区3个Loop配餐车零件摆放如图9所示,为避免已拣取零件对后续零件的影响,一般先拣取配餐车上离操作人员较远的零件,同时操作人员拣取零件顺序与生产线装配顺序相反。

  在确定分拣区零件位置后,需要确定零件暂存箱数,同时基于精益生产、合理利用空间理念,零件箱数不宜过多,计算满足生产需求的最大暂存箱数。

  分拣区零件是通过不同配线模式将库房中的零件配送到分拣区,然后由分拣人员将零件拣取至配餐车,最大暂存箱数不仅与生产节拍相关,也与不同配线种配线模式,分别是大件(GLT)配线,小件(KLT)配线,以及大件拆包配线 库房至分拣区小件配线目前单线 JPH,以生产节拍为基础,考虑不同形式配线循环时间,计算每种零件的最大暂存箱数,公式如下:

  AGV路线规划问题以最短路径算法[2]为基础,结合实际情况,对线路进行规划设计。M254生产线部分,每部分都有配餐车上线点(kick in)和下线点(kick off),分拣区AGV出发点作为第一个节点,上线点作为目标节点,规划AGV配线路径;同理下线点作为第一个节点,分拣区位置作为目标节点,规划AGV空车返回目标节点。规划合理的AGV路径,尽量减少AGV路径的交叉,M254的AGV路径如图12所示。

  其中M254装配线 JPH,单个AGV拖动SC数量为3,3个Loop拣件时间均为260秒,通过路径长度与AGV行驶速度(0.45m/s)计算路径时间,安全系数为105%,AGV buffer数量为1台。由此得到M254 AGV数量、路径长度、配餐车数量如表3所示。

  本文通过规划150余种零件存储位置,计算零件暂存箱数,设计并建造了全新的M254分拣区。M254分拣区规划为3个U型区域,零件按照最大暂存箱数放置在适当的位置。每辆AGV拖动3个配餐车进行配线,设计了合理的AGV行驶路径,并计算满足生产节拍所需的AGV数量41辆,搭建了智能运输车AGV配线体系。分拣区引入按灯拣选系统,降低人员操作失误的风险。投入使用以来,M254分拣区可以高效地为装配线配送准确的零件,无物流原因造成的生产线停。