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智能制造系统中的物流问题 (上)
  □ 尹军琪
  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,因此其形式是多样的,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,我们还需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
  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。 (未完待续)
  (本文选自王继祥个人公众号)
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