汽車焊裝技術

主編：李敏、姚永來

任務八焊裝物流管理目錄焊裝生產(chǎn)布局01焊裝輸送形式03焊裝信息管理02柔性物流04

任務導入現(xiàn)代化汽車工廠設計是一項復雜的系統(tǒng)工程。作為整車四大工藝中較為典型的焊裝工廠，既涉及工藝、設備、工程及物流等專業(yè)，又要滿足產(chǎn)品多樣化、個性化趨勢下的柔性化、高節(jié)拍、節(jié)能環(huán)保等需求。如圖所示，通過PDPS等模擬焊接生產(chǎn)過程，優(yōu)化工藝布局、夾具結構和生產(chǎn)節(jié)拍，通過物流仿真優(yōu)化物流配送路線，提升配送效率。任務：如圖8-1所示，焊裝生產(chǎn)布局及物流管理方面，需要按照哪些步驟進行，有哪些注意事項。圖6-1工作中的焊接機器人焊接信息管理焊裝生產(chǎn)布局8.1焊裝生產(chǎn)布局焊裝生產(chǎn)布局焊裝輸送形式焊裝工藝作為汽車行業(yè)四大工藝之一，其重要性不言而喻，其肩負著車身成型，為整車提供支撐框架的重要使命，除了要保證外觀造型之外，還必須保證總裝所有零部件安裝點的精度，故其工藝遠比其他三大工藝復雜，生產(chǎn)線的規(guī)劃及布置不僅需從精度保證、生產(chǎn)效率、配送物流、倉儲存放諸多方面權衡考慮，也受限于廠房面積及結構、涂裝連廊等現(xiàn)有條件。沒有十全十美的布置方案，只有當前最合適的布置方案。作為四大工藝中最復雜的工藝，生產(chǎn)線規(guī)劃及布置概括起來主要從幾個步驟著手：柔性物流（1）產(chǎn)能計算及節(jié)拍確定；（2）主線輸送方式選擇；（3）工序拆分及工位數(shù)量確定；（4）側圍總成配送方式；（5）總拼工位結構方式；（6）物流倉儲規(guī)劃；（7）平面布置及仿真驗證焊接信息管理焊裝生產(chǎn)布局8.1.1產(chǎn)能計算及節(jié)拍確定焊裝生產(chǎn)布局焊裝輸送形式規(guī)劃第一步，必須有市場部及公司戰(zhàn)略規(guī)劃部門輸入的年產(chǎn)能要求，根據(jù)產(chǎn)能要求計算出生產(chǎn)節(jié)拍及單工位作業(yè)時間，作為工序拆分及工位數(shù)量確定的主要數(shù)據(jù)，其計算方法如下：柔性物流生產(chǎn)節(jié)拍（JPH）——每小時生產(chǎn)臺數(shù)。生產(chǎn)天數(shù)——365個自然天數(shù)，扣除國家法定節(jié)假日及雙休日，年生產(chǎn)天數(shù)大致按250天計算。每天生產(chǎn)時間——單班生產(chǎn)時間7.5小時、雙班15小時、三班22.5小時計算。設備開動率——設備有效開動比例，焊裝車間設備開動率規(guī)劃時一般設定為90%。焊接信息管理焊裝生產(chǎn)布局8.1.2主線輸送方式選擇輸送方式焊裝輸送形式柔性物流1）往復桿輸送優(yōu)點：價格低廉，輸送可靠，占地面積小。

缺點：輸送效率較低2）滾床滑撬輸送優(yōu)點：價格適中，輸送可靠，輸送效率較高

缺點：需考慮空滑撬的回轉方式及布置，會占用較多布置空間3）隨行夾具輸送優(yōu)點：輸送效率最高，定位精度高

缺點：單個輸送隨行夾具成本高，同時仍需動力滾床定位精度要求高焊接信息管理焊裝生產(chǎn)布局8.1.2主線輸送方式選擇輸送方式隨行夾具焊裝輸送形式柔性物流圖8-2隨行輸送的夾具適用范圍：適用于50JPH以上超高節(jié)拍的焊裝線布置。隨行輸送的夾具，如圖8-2所示。焊接信息管理焊裝生產(chǎn)布局8.1.3工序拆分及工位數(shù)確定工序拆分及工位數(shù)確定焊裝輸送形式柔性物流圖8-2隨行輸送的夾具設計部門輸入整體產(chǎn)品機構及圖紙、工藝路線，界定焊裝工藝內(nèi)容，再拆分工藝到單個工位，需遵循以下原則：（1）點焊一般按平均每個焊點3.5s作業(yè)時間進行綜合測算；（2）弧焊由于煙塵排放、工作效率較低，需盡量集中布置，避免分散；（3）裝件、取件、夾具夾緊與打開可根據(jù)過往經(jīng)驗設定作業(yè)時間；（4）單工位有效工作時間+輸送時間不得大于工位作業(yè)時間；（5）需考慮輸送布置中的工位損失。原則焊接信息管理焊裝生產(chǎn)布局8.1.4側圍總成輸送方式（1）單側圍輸送焊裝輸送形式柔性物流側圍總成大部分屬于A級外觀面，對表面質量要求高，故其輸送方式需綜合考慮輸送效率，是否需要庫存、側圍線的布置區(qū)域等因素確定，可分為單側圍輸送和雙側圍配套輸送兩種。單側圍輸送優(yōu)缺點，如右圖所示：優(yōu)點單側圍輸送適用于節(jié)拍相對較低的焊裝線，且側圍線需布置在主線兩側，總拼工位必須配合翻轉夾具使用。單側圍輸送具有成本低，抓具與輸送一體，無需單獨設置吊具及抓手缺點①只能一個總成輸送工作完成后才能返回輸送下一個總成，節(jié)拍較低；②無緩沖庫存，當側圍線出現(xiàn)異常時會直接影響整條生產(chǎn)線停線，無緩沖余地；③側圍輸送后需配合翻轉夾具使用。焊接信息管理焊裝生產(chǎn)布局8.1.4側圍總成輸送方式（2）雙側圍配套輸送焊裝輸送形式柔性物流雙側圍配套輸送適用于高節(jié)拍生產(chǎn)線，針對車間面積大，側圍線距離主線較遠時。具有輸送效率高，可靈活制定緩沖庫存，且不受輸送距離限制，可總拼工位夾具方式可靈活選用的優(yōu)點。其缺點為需配合自動抓手或抓件機器人使用，成本高。雙側圍配套輸送，如圖8-3所示。圖8-3雙側圍配套輸送焊接信息管理焊裝生產(chǎn)布局8.1.5總拼工位結構方式總拼工位結構方式焊裝輸送形式柔性物流總拼工位機構方式需結合側圍輸送方式考慮，其主要受場地、生產(chǎn)車型種類限制，常用的有翻轉滑臺和可切換柔性滑臺、背扣式3種?？偲垂の坏男问蕉鄻樱幌抻谝陨?種形式，可根據(jù)實際情況因地制宜，選擇總拼方案，只要保證車身精度與效率兼顧，適合當前形式需求即可。但不管哪一種方案，都必須制定合適長寬高三維尺寸要求，為同步工程及平面布置提供數(shù)據(jù)輸入。1）翻轉滑臺通過翻轉夾具將側圍從水平翻轉90°，利用滑臺拼裝側圍，該方式可與側圍輸送方式配合單側側圍輸送方式使用，不用預裝側圍，直接拼焊，但效率偏低，不適合高節(jié)拍生產(chǎn)線。。2）可切換柔性滑臺可切換柔性滑臺主要由滑臺基座、可切換夾具兩部分組成，夾具可以整體切換，通過切換生產(chǎn)不同平臺車型，生產(chǎn)效率較高，但由于兩側滑臺龐大，無法預裝側圍，需額外增加預裝工位。3）背扣式主要的優(yōu)勢是生產(chǎn)效率高，但柔性差，只能生產(chǎn)單一車型，且必須增加預裝工位，如果單一車型產(chǎn)量高的情況下采用較多。焊接信息管理焊裝生產(chǎn)布局8.1.6物流倉儲規(guī)劃物流倉儲規(guī)劃焊裝輸送形式柔性物流物流倉儲規(guī)劃應結合工藝布置、生產(chǎn)節(jié)拍綜合考慮，大致應遵循以下原則：（1）倉儲區(qū)域大小應滿足基本庫存要求。（2）倉儲區(qū)域應靠近在車間物流門及廠區(qū)物流通道。（3）結合物流效率與場地節(jié)約性考慮，焊裝線之間的物流通道寬度一般4m左右。（4）所有需要裝件的工位均需預留物流通道，保證配送空間。（5）物流方向不能與車身整體流向相反。原則焊接信息管理焊裝生產(chǎn)布局8.1.7平面布置及仿真驗證平面布置及仿真驗證焊裝輸送形式柔性物流平面布置應結合廠房結構以及前面確定的工位數(shù)量、側圍輸送方式、總拼工位三維尺寸數(shù)據(jù)等進行布置及仿真模擬，以驗證廠房結構及工藝規(guī)劃的可行性。具體過程中應注意以下事項：（1）所有需要裝配零件的工位兩側均需布置物流通道及配送空間；（2）根據(jù)側圍配送方式，單側圍配送需保證側圍線布置在主線兩側，否則無法實現(xiàn)側圍配送；（3）應避開廠房鋼結構，避免鋼結構立柱在工位中間或者物流通道中間；（4）所有夾具、設備、工位器具、廠房結構等均按1∶1實際尺寸布置；（5）受廠房結構限制，需要轉彎時，需充分考慮因此損失的作業(yè)工位，因為旋轉滾床工位是無法作業(yè)的；（6）線體寬度應結合作業(yè)空間、工位器具擺放空間、夾具及設備尺寸綜合考慮；（7）前艙、地板、門總成等分件焊接的區(qū)域，應盡量靠近其總成上線的位置；（8）所有布置完成后，應充分檢查是否存在干涉區(qū)域，如存在及時調(diào)整布置。焊接信息管理焊裝生產(chǎn)布局8.2.1MES系統(tǒng)（1）MES系統(tǒng)簡介焊裝輸送形式柔性物流MES系統(tǒng)(ManufactureExecuteSystem，MES)，美國管理界于20世紀90年代提出的概念，即制造企業(yè)生產(chǎn)過程執(zhí)行管理系統(tǒng)，是應用于制造公司內(nèi)部的生產(chǎn)信息化管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)涉及到制造數(shù)據(jù)分析、計劃安排、生產(chǎn)調(diào)度、庫存數(shù)據(jù)、質量監(jiān)控、人資管理、設備管理、采購等管理模塊。MES能通過信息傳遞對從訂單下達到產(chǎn)品完成的整個生產(chǎn)過程優(yōu)化管理。當工廠發(fā)生實時事件時，MES能對此及時做出反應、報告，并用當前的準確數(shù)據(jù)對它們進行指導和處理。這種對狀態(tài)變化的迅速響應使MES能夠減少企業(yè)內(nèi)部沒有附加值的活動，有效地指導工廠的生產(chǎn)運作過程，從而使其既能提高工廠及時交貨能力、改善物料的流通性能，又能提高生產(chǎn)回報率。MES還通過雙向的直接通訊在企業(yè)內(nèi)部和整個產(chǎn)品供應鏈中提供有關產(chǎn)品行為的關鍵任務信息。焊接信息管理焊裝生產(chǎn)布局8.2.1MES系統(tǒng)（2）焊裝車間的應用焊裝輸送形式柔性物流汽車制造是離散型生產(chǎn)模式，一般按照訂單生產(chǎn)。汽車行業(yè)有個術語叫做OTD(OrderToDelivery)，指的是制造商從接收訂單到交付的整個過程。一般而言，4S店按照顧客的購車要求、調(diào)研結果、市場預測，在制造商的銷售系統(tǒng)創(chuàng)建訂單。制造商的銷售系統(tǒng)結合市場策略(如新車型四驅延后生產(chǎn))，形成銷售訂單。銷售訂單進入工廠的ERP系統(tǒng)，ERP根據(jù)工廠日歷、設備狀態(tài)、物料庫存、采購計劃等信息，進行MRP/APS運算，生成每日的生產(chǎn)訂單。1）4S店銷售系統(tǒng)創(chuàng)建訂單2）工廠放入ERP系統(tǒng)3）ERP系統(tǒng)進行MRP/APS運算4）生成每日的生產(chǎn)訂單焊接信息管理焊裝生產(chǎn)布局8.2.1MES系統(tǒng)（2）焊裝車間的應用焊裝輸送形式柔性物流以生產(chǎn)訂單為依據(jù)，在SRM系統(tǒng)中生成零件發(fā)運單，通知供應商生產(chǎn)。車輛生產(chǎn)完成后，車輛通過物流發(fā)運環(huán)節(jié)，配送到各4S店。圖8-5是OTD流程示意圖：圖8-5OTD流程示意圖焊接信息管理焊裝生產(chǎn)布局8.2.1MES系統(tǒng)（2）焊裝車間的應用焊裝輸送形式柔性物流ERP訂單不僅包含了車輛的車型配置等信息，還包括了車型生產(chǎn)的先后順序。在沖壓車間，由于采用批量生產(chǎn)模式，車間只看各車型配置的總數(shù)，因此并不嚴格按照ERP中每臺車的先后順序生產(chǎn)。在焊裝車間，MES從ERP接收生產(chǎn)訂單，進而生成MES的生產(chǎn)工單。計劃員可以MES中進行鎖定、凍結、重排序等操作，因而MES生產(chǎn)工單的順序可能與ERP順序有所不同。焊裝作業(yè)完成后，車輛經(jīng)過WBS進入涂裝車間，有的工廠在WBS設置路由規(guī)則，可以自動調(diào)整車輛進入涂裝車間的順序。涂裝作業(yè)完成后，車輛經(jīng)過PBS進入總裝車間，通常工廠會在PBS設置路由規(guī)則，車輛根據(jù)車型、VIN號等信息的檢查，經(jīng)過路由調(diào)度進入總裝車間。焊接信息管理焊裝生產(chǎn)布局8.2.1MES系統(tǒng)（2）焊裝車間的應用焊裝輸送形式柔性物流嚴格的說起來，只有焊裝的計劃與ERP計劃是高度一致，而涂裝、總裝的生產(chǎn)順序根據(jù)現(xiàn)場的實際情況調(diào)整。在焊裝車間，MES要實現(xiàn)以下計劃管理功能：①從ERP自動接收生產(chǎn)訂單；②對生產(chǎn)訂單執(zhí)行鎖定、凍結、重排序等操作；③訂單的有效性校驗(如工藝是否完備)；④將訂單下發(fā)給主線的分裝線的設備PLC；⑤將訂單廣播給后續(xù)工位。焊接信息管理焊裝生產(chǎn)布局8.2.1MES系統(tǒng)（2）焊裝車間的應用焊裝輸送形式柔性物流如下圖8-6所示：MES將計劃下發(fā)給三大件、左右側圍上線工位PLC。在三大件合拼工位，PLC檢查三大件的車型是否匹配，如匹配則生成VIN號并進行生產(chǎn)。當車輛進入主線，PLC檢查車輛與左右側圍的車型是否匹配，如不匹配則從緩存區(qū)調(diào)取零件。在各訂單下發(fā)工位，設備PLC從MES下載訂單信號，包括：訂單號、VIN號、車型、配置等，并且在合拼工位將重要信息寫入RFID。為了減少對MES實時響應的依賴，通常PLC會緩存3-10臺車的訂單信息。圖8-6焊裝計劃下發(fā)焊接信息管理焊裝生產(chǎn)布局8.2.2APS系統(tǒng)APS系統(tǒng)焊裝輸送形式柔性物流狹義的APS是指專門用于生產(chǎn)排程和生產(chǎn)調(diào)度的系統(tǒng)，即高級計劃與排程(AdvancedPlanningandScheduling)，廣義的APS包含了企業(yè)資源計劃(ERP)系統(tǒng)的相應功能模塊以及通過固定格式設置好的電子表格。由于ERP中的APS模塊和排產(chǎn)用的電子表格功能有限，很難實現(xiàn)大規(guī)模復雜的運算，所以一般情況下，大家所談的APS系統(tǒng)是指狹義的APS系統(tǒng)。高級生產(chǎn)計劃排程系統(tǒng)（APS）是基于奇瑞多年制造經(jīng)驗打造賦能整車制造企業(yè)的專業(yè)平臺。平臺以貫通銷售、物流、制造、供應等環(huán)節(jié)，解決短期產(chǎn)能測算、生產(chǎn)計劃、能力計劃、物料計劃編制及計劃管理問題，為企業(yè)指標的體系建立及監(jiān)控分析提供數(shù)據(jù)支撐。目前該平臺已成功覆蓋奇瑞超級青島工廠、蕪湖超級工廠等多個基地。焊接信息管理焊裝生產(chǎn)布局8.2.2APS系統(tǒng)（1）APS自動排產(chǎn)介紹焊裝輸送形式柔性物流APS主要用于均衡供應鏈與生產(chǎn)過程中各種資源，在不同的供應鏈與生產(chǎn)瓶頸階段給出最優(yōu)的生產(chǎn)計劃與排程，實現(xiàn)快速計劃排，并對需求變化做出快速反應。APS排產(chǎn)系統(tǒng)制定合理優(yōu)化的詳細生產(chǎn)計劃，并且還可以將實績與計劃結合，接收MES制造執(zhí)行系統(tǒng)或者其他工序完工反饋信息，從而徹底解決工序生產(chǎn)計劃與物料需求計劃難做的問題，APS排產(chǎn)系統(tǒng)結合ERP、MES、PLM等系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支持，高效實現(xiàn)生產(chǎn)計劃滾動排產(chǎn)，是企業(yè)實施JIT精益制造系統(tǒng)的最有效工具。APS排程系統(tǒng)生產(chǎn)可視化，如圖8-7所示。圖8-7APS排程系統(tǒng)生產(chǎn)可視化焊接信息管理焊裝生產(chǎn)布局8.2.2APS系統(tǒng)（2）生產(chǎn)痛點及APS解決方案焊裝輸送形式柔性物流1）生產(chǎn)組織困難：需求波動大，定制化需求越來越高，產(chǎn)品多樣，生產(chǎn)組織困難；2）生產(chǎn)成本高：工藝路徑復雜，柔性化設備多，生產(chǎn)成本不斷升高；3）業(yè)務數(shù)據(jù)不透明：供應鏈核心業(yè)務數(shù)據(jù)不透明，業(yè)務流程靠人工銜接，數(shù)據(jù)孤島顯著。核心痛點解決方案圖8-8APS系統(tǒng)解決方案焊接信息管理焊裝生產(chǎn)布局8.2.2APS系統(tǒng)（2）生產(chǎn)痛點及APS解決方案焊裝輸送形式柔性物流1）建立跨部門、端到端的產(chǎn)銷協(xié)同機制；2）建立支持跨品牌、多產(chǎn)品、跨區(qū)域的供應鏈網(wǎng)絡模型3）建立訂單交付全程可視4）建立端到端的供應鏈快速響應能力5）建設“數(shù)字企業(yè)”6）建設“生態(tài)企業(yè)”解決方案焊接信息管理焊裝生產(chǎn)布局8.2.2APS系統(tǒng)（3）APS高級計劃排程系統(tǒng)運行流程焊裝輸送形式柔性物流1、通過APS系統(tǒng)錄入基礎資料，或者通過ERP、MES系統(tǒng)API接口導入基礎資料，比如工作中心、車間、產(chǎn)線、設備、人力、模具、日歷、班次和工作時間等基礎資料。2、基礎資料導入設置好之后，就需要通過APS系統(tǒng)錄入或者同步導入ERP、MES系統(tǒng)中的銷售訂單、生產(chǎn)工單、倉庫庫存、BOM、制程、工藝路線、采購訂單等關聯(lián)數(shù)據(jù)3、一鍵目動化排程:當基礎資料和業(yè)務單據(jù)數(shù)據(jù)導入和設置好之后，APS高級計劃排程系統(tǒng)，就可以根據(jù)系統(tǒng)設定，通過算法自動排出:訂單交貨計劃表、采購需求計劃表等。4、計劃排程結果出來后，APS系統(tǒng)可以導出EXCEL排程結果，或者系統(tǒng)一鍵確認自動通過API接口同步給ERP、MES、WMS和PLM等系統(tǒng)5、APS高級計劃排程系統(tǒng)同時提供多種甘特圖，可以直觀的得到排程結果，設備資源甘特圖、訂單甘特圖、工單甘特圖、產(chǎn)能負荷甘特圖、庫存甘特圖等，通過甘特圖一目了然知道計劃數(shù)據(jù)。焊接信息管理焊裝生產(chǎn)布局8.2.2APS系統(tǒng)（4）APS系統(tǒng)收益焊裝輸送形式柔性物流奇瑞青島超級工廠等部署實施了高級生產(chǎn)計劃排程系統(tǒng)（APS）項目，基于優(yōu)化聯(lián)動的計劃管理體系，構建奇瑞集團端到端的統(tǒng)一、協(xié)作、透明、敏捷的計劃一體化平臺。1）價值提升①優(yōu)化供應鏈效率和產(chǎn)出，提升奇瑞產(chǎn)量與銷量，確保行業(yè)領先；②提高資產(chǎn)產(chǎn)能利用率，降低生產(chǎn)成本；③改善客戶服務水平，提高企業(yè)信譽，提高盈利水平；④提前進行風險預警，降低訂單延誤風險，提高準時交付率；⑤減少生產(chǎn)過程中的不確定性，縮短交付周期；⑥基于多目標整體優(yōu)化，快速響應需求變化；⑦減少停機待料風險，提高設備利用率。2）管理提升①實現(xiàn)多部門協(xié)同，打通信息壁壘，有效提升企業(yè)運營能力；②建立規(guī)范化的計劃流程機制，實現(xiàn)計劃流程相互匹配和協(xié)同；③部門間數(shù)據(jù)共享與聯(lián)動指標，增強部門間協(xié)同；④提前預警，降低不確定性對計劃的沖突；⑤實現(xiàn)訂單全流程跟蹤和預警，提高快速響應能力；⑥實現(xiàn)以奇瑞為主導的全價值生態(tài)供應鏈。焊接信息管理焊裝生產(chǎn)布局8.3.1焊裝生產(chǎn)線輸送方式簡介（1）機械化輸送設備的分類焊裝輸送形式柔性物流由于汽車生產(chǎn)過程是一個大批量焊接生產(chǎn)的過程，其中機械化輸送設備是極為關鍵的組成。機械化輸送設備主要使用在焊裝車間與生產(chǎn)線間生產(chǎn)過程的成品、半成品等的搬運、升降操作。衡量生產(chǎn)線工藝質量與水平的重要標志就是輸送方式的有效性，同時也是汽車焊接組裝流水線的關鍵布置。機械化輸送設備的分類，如右圖：1）按輸送設備的運行方式可分為間歇式輸送和連續(xù)式輸送。2）按輸送設備的使用場合可分為焊裝線序間輸送設備、焊裝線間輸送設備、成品輸送設備。3）按輸送設備的輸送路線可分為水平輸送設備、垂直輸送設備、水平加垂直輸送設備。4）按輸送設備的傳動結構形式可分為有撓性牽引構件輸送設備和無撓性牽引構件輸送設備。焊接信息管理焊裝生產(chǎn)布局8.3.1焊裝生產(chǎn)線輸送方式簡介（2）機械化輸送設備的特點及應用范圍焊裝輸送形式柔性物流機械化輸送設備的特點及應用范圍如表1。表8-1機械化輸送設備的特點及應用范圍設備名稱特點應用范圍備注電動葫蘆間歇式起重運輸設備具有起重和輸送功能用于批量較小的焊接工序間輸送用于批量較小的焊接線間輸送作為組成搬運機的起升機機構，用于檢查、返修、總成下線

搬運機非標間歇式起重運輸設備一般具有起重和輸送功能用于焊接線間輸送用于大型總成的焊接序間輸送

平板式輸送機水平輸送車身總成調(diào)整線輸送

地面鏈輸送機水平輸送車身總成裝焊線序間輸送車身總成調(diào)整線序間輸送有水平循環(huán)和垂直循環(huán)兩種自行小車具有起重、儲存和輸送功能焊裝車間線間輸送焊裝車間成品的儲存、輸送、編組

懸掛鏈式輸送機具有水平和垂直輸送功能積放式懸掛輸送機同時具有起重、儲存和輸送功能焊裝車間線間輸送焊裝車間成品的儲存、輸送、編組

往復桿式輸送機間歇輸送，具有水平、垂直加水平輸送功能總成序間輸送車身總成焊裝工序間輸送

滑撬輸送機具有起重、儲存和輸送功能總成序間輸送；車身總成焊裝工序間輸送；車身總成調(diào)整線序間輸送；焊裝線線間輸送、儲存；焊裝車間成品的儲存、輸送、編組

直線運動“機器人”輸送機具有起重和輸送功能焊裝線序間輸送

焊接信息管理焊裝生產(chǎn)布局8.3.2電動葫蘆（1）分類焊裝輸送形式柔性物流電動葫蘆是廣泛用于焊裝生產(chǎn)線輸送的一種標準設備，既可以與簡易吊具組合成為簡易搬運裝置，也可以作為自動搬運機的起升機構。如圖8-9所示。分類如下：①按起升機構的構造可分為鋼絲繩葫蘆、環(huán)鏈葫蘆；②按吊鉤數(shù)量可分為單鉤葫蘆、雙鉤葫蘆；③按使用場合可分為普通葫蘆、隔爆葫蘆；④按起升速度可分為單速葫蘆、雙速葫蘆。圖8-9電動葫蘆吊運焊接信息管理焊裝生產(chǎn)布局8.3.2電動葫蘆（2）應用焊裝輸送形式柔性物流主要應用于以下幾方面：1、用于批量較小的焊接工序間輸送用；2、于批量較小的焊接線間輸送；3、作為組成搬運機的起升機構用于檢查、返修、總成下線；電葫蘆輸送循環(huán)時間，一般0.2-1.0m/s；優(yōu)點為占用空間小，可拓展性強，投資成本??；缺點為節(jié)拍低，對大件適應性差。小型焊接總成絕大多數(shù)輸送方式是人推或者叉車運輸料架，即使生產(chǎn)節(jié)拍很快，到達1min左右也采用該輸送方式。中、大型焊接總成的線間輸送不便于采用人推料架，工件大而且沉重，料架裝件數(shù)量有限，叉車運送距離比較短，宜采用電動或者氣動葫蘆吊運上線。焊接信息管理焊裝生產(chǎn)布局8.3.3自行小車輸送機（2）應用焊裝輸送形式柔性物流各大汽車整車廠焊裝車間內(nèi)機器人廣泛應用于焊接、搬運等工位,對于不同線體之間的搬運單純依靠機器人很難實現(xiàn)轉接功能，在整個生產(chǎn)線體規(guī)劃時往往需要增加輸送設施對其進行配合完成最終的轉接。近年來自行小車輸送系統(tǒng)廣泛應用于焊裝車間分總成、總成等工件及物料的輸送轉接線，在整個生產(chǎn)線體中自行小車輸送系統(tǒng)主要功能是完成輸送載荷的搬運轉接。焊裝車間的空中懸掛自行小車，如圖8-10所示。圖8-10焊裝車間的空中懸掛自行小車焊接信息管理焊裝生產(chǎn)布局8.3.4滑橇輸送機（2）應用焊裝輸送形式柔性物流滑橇輸送機是焊裝車間應用范圍最廣泛的輸送設備之一，可用于大總成線序間輸送、車身總成線序間輸送、調(diào)整線序間輸送、焊裝車間成品儲存輸送。自動化程度高，適用于各種批量的生產(chǎn)線輸送?？梢栽谝粭l生產(chǎn)線上實現(xiàn)間歇、連續(xù)輸送，易實現(xiàn)生產(chǎn)線聯(lián)線輸送；可以將分總成線、車身總成焊裝線、車身總成調(diào)整線、儲存輸送線總成聯(lián)系成一個整體，易實現(xiàn)一個車間多品種生產(chǎn)線聯(lián)線：可以將各種產(chǎn)品分總成線、總成線獨立布置，共同建立補焊線、調(diào)整線，易于實現(xiàn)生產(chǎn)線分期投入，但是操作接近性較差，生產(chǎn)線高度較高，投資較大。白車身滑撬輸送線，如圖8-11所示。圖8-11白車身滑橇輸送線焊接信息管理焊裝生產(chǎn)布局8.3.4滑橇輸送機（2）應用焊裝輸送形式柔性物流以白車身總成線為例，進行工位間一個循環(huán)的輸送說明（圖8-12）。圖8-12主焊線的滑橇輸送示意圖（1）往復滑撬運動過程當工位X完成該工位的焊接后，滾床升起，滑撬隨滾床一并升起，升起到位后，滑撬從滾床上脫開，依靠驅動滾輪摩擦滑撬向前移動至X+1工位。滑撬在滾床上抱死后，隨滾床一起下落至滾床最低位。滑撬從滾床上松開，從工位X+1返回至工位X，滾床將滑撬抱死，如此實現(xiàn)一個循環(huán)。（2）大循環(huán)滾床運動過程當工位X完成該工位的焊接后，滾床升起,滑撬隨滾床一并升起,升起到位后，滑撬從滾床上脫開，依靠驅動滾輪摩擦滑撬向前移動至X+1工位?；嗽跐L床上抱死后，隨滾床一起下落至滾床最低位。如此實現(xiàn)一個工位間輸送，依次類推，最后通過升降機或者轉臺將滑撬輸送回來，實現(xiàn)大循環(huán)功能。焊接信息管理焊裝生產(chǎn)布局8.4.1智慧物流（1）從制造走向智造焊裝輸送形式柔性物流焊裝是汽車質量分界點，工藝相對復雜，環(huán)境惡劣，部分操作要求帶有計算機視覺的設備進行自動化激光點焊，自動化率可達80%～90%。因此，焊裝車間的數(shù)字化建設是車企制造端數(shù)字化建設的重中之重，焊裝的數(shù)字化建設的核心技術主要集中在工業(yè)大數(shù)據(jù)、工業(yè)管理軟件、工業(yè)機器人、數(shù)字孿生等方面。圖8-13AMR自動化搬運以焊裝車間為例，新建的智慧工廠啟動焊裝無人化配送項目，共計投入200余臺潛伏AMR，實現(xiàn)了焊裝工序間物流、沖壓自制件物流、焊裝外協(xié)件物流的線邊點對點轉運。AMR自動化搬運，如圖8-13所示。焊接信息管理焊裝生產(chǎn)布局8.4.1智慧物流（1）從制造走向智造焊裝輸送形式柔性物流圖8-14智能倉儲管理系統(tǒng)智能倉儲管理系統(tǒng)iWMS和機器人控制系統(tǒng)RCS無縫對接LES系統(tǒng)，實現(xiàn)倉儲信息和產(chǎn)線配送信息數(shù)字化管理，提高信息準確性和配送及時性。主要通過通過工位Andon呼叫系統(tǒng)、iWMS智能倉儲管理系統(tǒng)以及RCS機器人調(diào)度系統(tǒng)之間相互聯(lián)動，實現(xiàn)了線邊物料無人化配送的場景搭建。智能倉儲管理系統(tǒng)，如圖8-14所示。焊接信息管理焊裝生產(chǎn)布局8.4.1智慧物流（1）從制造走向智造焊裝輸送形式柔性物流圖8-15AMR柔性規(guī)劃路徑RCS智能識別料架尺寸并柔性規(guī)劃路徑，規(guī)避擁堵的同時提高配送效率，滿足節(jié)拍要求。AMR柔性規(guī)劃路徑，如圖8-15所示。焊接信息管理焊裝生產(chǎn)布局8.4.1智慧物流焊裝輸送形式柔性物流智慧物流上線后，帶來如下成效：①傳統(tǒng)牽引車+人工配送的作業(yè)模式，升級為AMR+料架的智慧物流模式，人力成本降低28%，顯著提升了線邊配送效率與質量。②智慧物流模式上線后，AMR替代傳統(tǒng)牽引車，實現(xiàn)焊裝工廠無牽引車，同時降低了安全事故風險。③RCS與PLC對接，打通業(yè)務信息流，實現(xiàn)焊裝機器手工位的精準投料并通過AMR轉運料架，關燈也能精準操控，大大降低了能耗，讓“黑燈工廠”成為現(xiàn)實。（1）從制造走向智造焊接信息管理焊裝生產(chǎn)布局8.4.1智慧物流焊裝輸送形式柔性物流隨著開發(fā)過程集成度要求的不斷增加，以及多媒體技術和仿真技術的發(fā)展，已提供了多種仿真工具和虛擬現(xiàn)場工具，不僅可對產(chǎn)品性能、可制造性、可維護性、可使用性、成本和外觀等進行預測和評估，而且利用虛擬現(xiàn)實的交互性、沉浸性和想象性可實現(xiàn)產(chǎn)品開發(fā)環(huán)境的高度真實感，使人可直接對虛擬原型進行實時交互操作，產(chǎn)生身臨其境的感覺。物流仿真價值，客戶公司層面，如右圖所示：（2）焊裝物流仿真應用①通過對整個工廠進行仿真,可以及早發(fā)現(xiàn)規(guī)劃中的缺陷和錯誤，使工廠規(guī)劃質量得到保證；②通過仿真分析和優(yōu)化，提高了規(guī)劃的效率和效果，為公司節(jié)約投資資金；③預知未來工廠的運行狀況和極限能力，確保投資安全有效；④加快項目規(guī)劃進度和減少規(guī)劃員討論時間，一方面有效降低人員時間浪費，另外一方面可以有效縮短新工廠從規(guī)劃到投產(chǎn)的時間。焊接信息管理焊裝生產(chǎn)布局8.4.1智慧物流焊裝輸送形式柔性物流物流仿真價值，規(guī)劃員層面，如右圖所示：（2）焊裝物流仿真應用①通過三維建模和仿真分析支持，使規(guī)劃員之間以及上下級之間溝通更加直觀和簡單；②減少規(guī)劃中的盲目性，幫助規(guī)劃員提高其規(guī)劃能力；③用軟件分析代替手工復雜計算，提高了規(guī)劃的效率和效果，同時有利于激發(fā)員工思考④通過量化分析評估規(guī)劃方案的優(yōu)劣，更有說服力，有效減少規(guī)劃端與工廠端之間的矛盾。焊接信息管理焊裝生產(chǎn)布局8.4.1智慧物流焊裝輸送形式柔性物流PlantSimulation是一款完全采用面向對象方法的仿真軟件，它構建了一個完整的工廠，從生產(chǎn)線、加工單元到工序操作的所有層次進行設計、物流仿真和優(yōu)化的集成計算機環(huán)境。面向白車身的解決方案主要解決白車身焊裝生產(chǎn)線的工藝規(guī)劃、焊裝生產(chǎn)線的布局等問題，同時應用物流仿真模塊對整人生產(chǎn)線進行物流分析和優(yōu)化。（2）焊裝物流仿真應用對離散制造系統(tǒng)進行計算機仿真研究，能達到提高生產(chǎn)效率、降低庫存量、降低成本、縮短生產(chǎn)周期、快速響應市場等目標。焊接信息管理焊裝生產(chǎn)布局8.4.1智慧物流焊裝輸送形式柔性物流某焊裝車間物流仿真項目部分仿真模型、模型參數(shù)界面，分別如圖8-16、8-17所示。某焊裝車間物流仿真項目部分仿真結果，如圖8-18所示。（2）焊裝物流仿真應用圖8-18某焊裝車間物流仿真項目部分仿真結果圖8-17仿真模型參數(shù)設置圖8-16部分仿真模型焊接信息管理焊裝生產(chǎn)布局8.4.2AGV物流焊裝輸送形式柔性物流與傳統(tǒng)的物流方式相比，AGV（AutomatedGuidedVehicle,自動導航運輸車）輸送具有施工簡單、路徑靈活、移動性和柔性較好等優(yōu)點。在焊裝車間使用AGV進行物流運輸，不僅可以提高車身鈑金件搬運的自動化水平，還能滿足大批量生產(chǎn)的要求。（1）AGV輸送系統(tǒng)構成AGV單車AGV控制系統(tǒng)AGV充電系統(tǒng)組成焊接信息管理焊裝生產(chǎn)布局8.4.2AGV物流焊裝輸送形式柔性物流AGV單車目前主要有潛入式和拖車式（見圖8-19）。焊裝車間物流通道寬度為4m，考慮到AGV單車及物料車轉向半徑的限制，焊裝車間AGV單車主要采用潛入式。潛入式AGV單車又分為單向（見8-20a）和雙向（可前進、后退，見圖8-20b）兩種形式。（1）AGV輸送系統(tǒng)構成圖8-20潛入式小車類別圖8-19AGV小車類別焊接信息管理焊裝生產(chǎn)布局8.4.2AGV物流焊裝輸送形式柔性物流AGV在線自動充電采用快充模式，快速充電模式只對快充蓄電池組進行快速充電操作。首先采用恒流定壓充電方式，也就是設備先以恒定的電流對電池組進行充電，電流的大小由用戶設定，電池組隨著恒流充電電壓不斷上升，當電池組電壓達到用戶設定的電壓值時，設備自動對電池組進行恒壓補充充電而電流值不斷減小，直至快充電流值小于設定值的40%或達到最大設定充電時間時結束。從開始的恒流充電到后來的恒壓充電，整個充電過程全部由智能充電機的控制中心自動完成。（1）AGV輸送系統(tǒng)構成焊接信息管理焊裝生產(chǎn)布局8.4.2AGV物流焊裝輸送形式柔性物流因焊裝車間由多條分總成線體及分裝工位組成，且分裝工位一般是按制件結構進行排布，每個工位節(jié)拍與整車規(guī)劃節(jié)拍都不盡相同，在此不建議全部采用AGV輸送，本文主要針對車門內(nèi)外板、側圍外板、頂蓋外板和翼子板制外物流輸送進行介紹。AGV小車數(shù)量計算，示例如表8-2所示。（2）AGV焊裝車間工藝方案規(guī)劃序號裝入件名稱物料車收容量單件生產(chǎn)節(jié)拍/s整車耗時/s單批次輸送耗時/sAGV需求量/臺1左側圍外板10180180017200.962右側圍外板10180180015600.873左翼子板20120240011600.494右翼子板20120240013600.575頂蓋10120120017201.446后背門外板下段32120384013600.367后背門外板上段32120384013600.368右前門內(nèi)板60120720013600.199發(fā)動機罩外板32120384013600.3610左前門外板32120384011600.3111右前門外板32120384013600.3612左后門外板32120384011600.3113右后門外板32120384013600.36AGV數(shù)量合計小計6.94考慮：交通管制及充電等待（有效工作時間90%）7.71考慮：AGV負荷