流水式装配线配套零部件物流系统规划设计

针对流水式装配线物料复杂、多品种、小批次生产的特点，介绍了流水式装配生产配套零部件物流系统的规划设计及实施经验。

随着制造企业生产自动化水平不断提高，自动化物流系统在工厂生产装配线的应用越来越广泛。以发动机工厂为例，由于发动机产量大，零部件品种、规格和数量多达数千种，在装配线上采用自动化物流系统进行零部件供应的需求快速增长。

装配厂的配套物流处理系统在厂方也称为厂前物流后端系统，主要完成零件自动收货储存及零件自动按生产订单配套供应到装配线供料工位。

从供应链的角度来看，装配厂节点的物流体系中，配套供应自动化物流系统由仓储物流系统及拣配物流系统组成。在供应链模式下，销售部门向终端客户销售产生的发动机销售订单直接传到生产部门，由生产部门分解为零配件采购订单及生产订单。

物流信息系统向公司信息系统提取收货信息，在供应商送货到达时按采购订单收货储存到自动化立体仓储系统中；装配启动时，物流信息系统从公司信息系统提取生产订单信息，系统自动生成拣配出库发货计划，以JIT、JIS方式将物料输送到装配工位。

装配节拍

装配系统由一条发动机装配线和一条机组装配线组成。

发动机装配线：设置有30个装配工位，单台发动机零件约150种，装配线由工装板可在线缓存的积放输送系统组成，生产节拍约为2台／min。

机组装配线：设有20个装配工位，单台机组零件约90种，生产线由工装板可在线缓存的积放输送系统组成，生产节拍为1台／min。

物料分析

1、物料特性分析

由于机型不同，对应的零部件也不同，整个供应体系内零部件种类较多；

配套零部件中有机组安装架等大件，也有镙钉、垫圈等小件，物料体积差异非常大；

零部件体系内有飞轮等重件，也有密封圈等轻件，对比重量差异非常大；

缸体、缸盖需清洗后装配。

以上特性加大了物料自动处理系统的规划难度。

2、物料分类

物料按以下原则分类：

a、第一原则分类

专用件：对应唯一机型的零部件。

通用件：单种零件可对应多种机型的零部件。

b、第二原则分类

首先对零部件按数量、规格等进行组合的ABC分类分析；其次，以工位为订单，结合装具与零部件数量的量化数学模型，对工位用料执行订单品项数(EN)、零部件处理次数(1K)分析及IQ与IK交叉分析。

货物单元及储运模式规划

1、装具规划

考虑物流器具标准化及行业通用性，选用了N系列装具、S系列装具、W网箱及托盘装具四类。

其中N类装具为物流模数600×400，高H=100、200、400、600四个规格；S装具规格为340×340，在行业内主要用于装载标装件；w网箱主要用于盛装单件体积大重量也大的零部件。

箱选定后，确定如下装箱原则：

满箱重量不大于20kg；

装箱率最大(体积上大件装大箱、小件装小箱)。

按以上原则与物料清单对应，确定物料与装具的对应关系，通过对比和多次分析优化得出装具与物料的对应。

装具规划完成后，制作物料装具清单表，建立装具与零部件数量的量化数学模型。物流系统的处理单元变更为装具。

2、作业单元PCB分析

从物流系统规划的角度出发，为提高搬运活性，需对作业单元组态分类间的相互转化关系进行模式规划。

整个系统应包含仓储功能及拣选配送功能，分析功能关联性后规划的物流储运模式。

在物流模式中，为尽量提高系统处理效率，提出了合箱输送、储存的方案，即表中C单位。

B-P-C模式

集中为电机物料，来料为泡沫包装，入库时不拆包装堆码到托盘P，以托盘仓储，出库后拆除部分原包装泡沫，换包装后以单箱C进行输送。

C-P-C2模式

来料为标准装具C，需按组盘原则将装具堆码到托盘P，以托盘仓储，出库到换包工位将物料拆盘为C后组垛为C2进行输送。

W-P-C、C2模式

来料为W网箱，将W网箱直接置于托盘上储存，出库后将物料换为C或C2输送。

C-C2-C2模式

按标准装具c收货后组垛为c2，按c2组垛仓储，以c2组垛出库直接输送。

C-C-C模式

按标准装具C收货，按标准装具C仓储，以标准装具C出库输送。

平面布局与系统组成

1、仓储系统

仓储系统主要用于收货自动储存。应从堆垛机存取效率、仓储利用率两方面确定仓储模式。

单个N装具装箱容量小于20件的物料采用N装具装载，并组合堆码到托盘，以托盘为作业单元，可实现批进批出，提高出入库效率及仓储利用率，设计为配件托盘仓储库。

单个N装具装箱容量大干20件的物料采用N装具装载，并以N装具为作业单元。为提高出入库效率及仓储利用率，对N装具进行组合堆垛的方式进行仓储，以60N堆高2层为限对N系列装具堆垛，20N堆高4层，30N、40N堆高3层，设计为N合箱库；对于不符合堆码条件的N装具单箱存储，设计为N单箱库。

8S系列装具尺寸特殊且数量大，单独作为一种处理单元进行仓储，设计为s装具库。s装具库为在线拣配库，共设置175通道重力式货架，每个通道可放4个8s料箱，最多可拣配175种物料。

N装具与S装具库定义为件箱处理仓储系统。

在零件仓储系统中，由2台巷道堆垛机、600个托盘货位横梁式货架及输送设备组成托盘仓储系统；由3台堆垛机、2595个箱式货位牛腿货架及输送系统组成件箱仓储系统；由托盘仓储系统和件箱仓储系统完成零件的自动收货仓储。

动力成品库由1台巷道堆垛机、600个托盘货位横梁式货架及输送设备组成，完成半成品从上游生产环节到下一生产环节的缓存与供料衔接。

2、拣配系统

主要完成按生产订单拣选零配件的功能，要确保零部件数量正确、分拣及时、质量合格。

结合物料分类，设计专用件在入库时按装配订单拣配，拣配后入库储存；通用件在出库环节按单拣配。

从拣配区域上分为出入库区端头集中拣选、8S在库拣选两种。

出入库端头集中拣选分为称重拣选和计数拣选。称重拣选系统由有线条码枪、称重仪及显示仪表组成，直接与上位计算机系统通过以太网联接，完成拣选信息的传递与显示；计数拣选采用RF手持终端提示拣选信息，RF与上位系统联接，可将拣选完成信息上传上位系统。

拣配供应系统由计数拣配系统、称重拣配系统、整箱供应系统、拣配缓存系统、清洗换装缓存系统、装配工位缓存系统、空箱回收系统等子系统组成，可严格按装配订单的要求对零件进行组合拣配及组

合输送，将数量准确的正确物料、按正确的输送路径、准确的需求时间送达准确的装配工位。设备主要由在线缓存、长距输送、连续提升、升降输送、悬挂输送等功能设备组成。

3、供应系统

主要将拣配好的物料在合适的时间、通过合理的输送路径送到正确的装配工位。

经仓储模式、拣配模式、清洗需求及装配供料需求的综合分析，配套供料系统分为提前备料批次补料及点对点适时供料两种方式。

提前备料批次补料主要针对启动生产及换型生产时物料供应快速配套输送到装配工位的要求，其特点是在装配前要求装配机型零件备料种类齐全。

点对点实时供料主要针对单箱容量小、输送频度高的物料，主要集中于托盘仓储物料，实施准时化补料。

主要物流流程

上游供应商送来的配套件在收货缓存区收货，由物资部确认收货计划，并打印待检单，通知品质部进行质检，质检不合格由品质部通知物资部拒收，质检合格则通知物资部按计划收货入库，物资部启动收货入库流程。

入库时RF显示物料的入库计划，提示物料流向(件箱库或托盘库)。若入库前判断为专用件，在入库前完成拣选；通用件在出库环节拣选。

入托盘库的物料由RF提示组盘信息；入件箱库的物料在入库时由RF提示是否叠箱及叠箱方案。

托盘出库由换装区及清洗区作业要求拉动，托盘出库的目标地址为清洗拆盘区及换装拆盘区。需清洗的零件经清洗后重新用N装具收纳并尽量堆叠后进入清洗缓存区，当有拣配及实时供料需求时，自动输送到拣配缓存区或装配工位；换装的零件用N装具收纳并尽量堆叠后进入换装缓存区，当有拣配及实时供料需求时，自动输送到拣配缓存区或装配工位；

件箱出库及缓存出库为装配工位拉动出库。系统自动收集每一个装配工位当前装配的产品数量，计算出装配线旁工位零部件的备料量，当备料量小于设定的缓存量时，系统启动拣配补货或实时供料。

由于要实现JIS及JIT配套供应，在拣配及供应环节按物料的发源及装箱数量进行了拣配补货时序规划。

切换机型装配时，下一装配订单的预备零部件已缓存在拣配缓存区，可快速将零部件铺到装配工位，避免装配缺料停工。

方案特点

针对装配型物流系统物料体积、重量等差异大、处理难度大的困难，总结出复杂物料的分类原则及方法；在物料分类基础上，提出针对装配型物流系统的物料分析目的、方法及手段；开发了针对细小零部件按订单称重拣选的自动称重拣选系统；提出仓储环节采用堆叠储存与单件储存组合的复合仓储方案，解决搬运活性与后续处理灵活性的矛盾；采用计数拣选、称重拣选、定位拣选及摘果拣选多种拣选方式的组合应用，全面提高拣选效率；采用多级在线缓存系统、合理的时序规划及配送路径的合理规划，全面实现生产线JIT及JIS供料；线旁面积最小、取料便利、废弃物在线自动回收；支持绿色补料通道，全TU内部除收货场区有叉车外，厂房内部实现全自动化输送；满足50件／单的最小订单装配供料；启动生产及生产单切换铺料时，需所有物料批次全部补到装配工位，所需时间为5min；实时供料响应即工位产生一个空容器时系统生成整件补货指令，整件物料从最远点自动输送到达最远装配工位的时间为7min。

本系统是针对流水式产品装配线提出的物料处理方案，可广泛应用于装配型生产物流系统，解决复杂物料(数量多、规格差异大)、多品种、小批次产品生产零配件自动配套供应问题。项目的成功实施为企业打造精品工业现场、整合供应链管理、搭建物料内部管理平台提供有力保障；提升了该企业在行业内的美誉度，为用户获取国外大订单起到积极作用，得到用户的充分肯定。

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