發布時間：2021-05-23所屬分類：科技論文瀏覽：1次
摘 要： 摘要：主要從立體庫的組成、功能2個方面描述了自動化立體庫在江鈴新能源新基地項目涂裝車間內的應用。涂裝白車身和滑橇使用立體庫進行存儲相對于涂裝車間傳統存儲模式，具有占地面積
摘要：主要從立體庫的組成、功能2個方面描述了自動化立體庫在江鈴新能源新基地項目涂裝車間內的應用。涂裝白車身和滑橇使用立體庫進行存儲相對于涂裝車間傳統存儲模式，具有占地面積小、可快捷切換生產車型、物料可智能化管理的優勢。立體庫將成為未來國內涂裝工廠不可或缺的一部分。
關鍵詞：立體倉庫涂裝白車身和滑橇存儲優勢
1前言
自動化立體倉庫因具備強大的出庫與入庫能力再加上具有非常高的空間利用率以及可采用計算機進行操控而方便于企業實施現代化管理等一系列優勢，備受廣大企業(尤其是制造類企業)的青睞，成為企業物流和生產管理當中的不可或缺的關鍵技術。在我國，有很多的行業都在運用立體倉庫進行物流管理，比如物流運輸行業、機械加工制造行業、金屬冶煉行業、食品藥品化工行業、航空航天行業、電子科技行業等[1]。
目前，在我國的汽車制造行業，自動化立體倉庫得到了廣泛的應用，據不完全統計，自2006年始，汽車制造相關廠家每年新建的自動化立體倉庫數量在10~20座之間。在全國各大主機廠興建的自動化立體倉庫，沖壓領域、焊裝領域、總裝領域皆有廣泛應用，涂裝領域的運用目前在國內市場上幾乎沒有。以江西江鈴集團新能源汽車有限公司贛江新區涂裝項目為例，簡述自動化立體車庫在涂裝領域的應用以及使用該存儲方式的一些優勢[2]。
2項目基本情況
江鈴新能源贛江新區新基地，坐落在江西省唯一的國家級經濟特區——贛江新區內，交通十分便利。涂裝車間主要承擔江鈴新能源A00級、A0級、A級MPV和SUV車型的車身涂裝生產任務，設計凈產能為15萬輛/年。涂裝車間立體庫在1期內完成施工，設計單位為中國汽車工程有限公司(四院)，施工單位為中汽昌興(洛陽)機電設備工程有限公司。立體庫的土建部分長約72m，寬約14m，高約19m，占地面積約為1008m2。庫位方面長12排，高6層，5條巷道，共計137個庫位。庫區的白車身和橇體的存儲由10臺穿梭車完成。
3涂裝車間立體庫及系統傳輸流程介紹
3.1立體庫的用途介紹
立體庫的主要任務是實現對電泳后車身、面漆后車身、電泳滑橇橇體、面漆滑橇橇體的存取，采用在地上的6層平面移動式停車設備，按工藝需要設置進出。立庫的每1層都設穿梭車(帶舉升機與叉式移載機)，車輛通過穿梭車與升降機相互協調完成存取車。整個立庫的每個出口和入口都設立了1部升降機。
3.2立體庫的硬件設施
3.2.1自動化立體庫
本立體庫項目由鋼儲存架、提升機(帶鏈式移行機)、RGV(有軌制導車輛)穿梭機(含舉升臺、移載機)、電氣控制系統、倉庫管理系統組成(圖1)。該立體庫可以根據現場生產需要快速并準確實現涂裝車身和涂裝生產相關滑橇的橇體的出庫及入庫，并自動進行庫存分析和管理。
3.2.2輸送系統
輸送系統由移動RGV穿梭機、橫移電機、橫移輥輪、移行滾床、偏心升降臺、升降機、堆垛機和拆垛機、移載機、橇體定位裝置、輔助升降臺等一系列部件組成。這些部件在生產過程中互相配合，以達到涂裝車身上下線、車身識別與調度等功能。
3.2.3控制系統
本立體庫項目的系統主要由WMS(倉庫管理系統)管理系統、WCS(倉儲控制系統)調度系統以及現場設備執行層組成。系統的整體架構如圖2所示。
倉庫管理系統包括WMS管理系統和WCS調度系統。WMS管理系統可與企業ERP系統對接，從而實現統一調度、統一管理，其功能模塊介紹如表1示所示。
WCS調度系統是立體車庫實現信息化的基礎，實現了對智能搬運器、升降機等設備系統接口的集成，對各設備系統統一進行調度和管理，協調各個設備段完成存車和取車的任務需求，在進行調度時奉行均衡負載、最短路徑、優先級任務、堵塞就近等原則，并對存取車任務組合實行優化，實現最佳的存取車雙循環作業，最大限度的節省存取車時間;通過實時收集設備層反饋，做到對設備的實時監控及對任務執行狀況的實時跟蹤。
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設備執行層主要有升降機控制系統和橫移RGV穿梭機控制系統組成。升降機負責垂直方向的輸送，橫移RGV穿梭機負責水平方向的輸送，兩者配合實現出入庫動作。RGV穿梭機與升降機控制系統都采用ABPLC模塊，激光測距，二維碼定位位置系統，AB系列變頻器等相關設備掛接于Ethernet/IP總線上，通過TCP/IP技術實現與WCS調度系統通訊，同時由中控PMC(生產計劃與生產進度控制)系統通過以太網對RGV和升降機執行動作的完成情況實施全方面的監控[3-4]。
3.2.4立庫鋼構
立庫的鋼構部分的全部構件采用熱軋型鋼以保證其強度，其載重設計是經由中國建科院的PK⁃PM-SATWE軟件運算分析后得出，每個庫位載重為800kg。
3.3立體庫在涂裝車間內的系統傳輸流程
3.3.1工藝流程介紹
如圖3所示，涂裝車間的工藝流程當中，涉及到立庫的有以下內容。
a.電泳排空。具體情況為電泳后車身從電泳強冷室出，在車間二層進立庫，在交接位通過移載機電泳車身轉移到面漆橇上，同時電泳空橇出立庫，去往焊涂交接位。電泳車經過升降機到車間一層出，去往打膠線。那些暫時不能轉接到面漆橇的電泳車，可以通過升降機到立庫的其他層存放。庫內的電泳車可以分別通過升降機再回到車間二層，轉接到面漆橇。
b.面漆排空。具體情況為面漆車身從面漆強冷室出，在車間二層進立庫，通過升降機到車間一層出，去往拋光精修線;或者通過升降機進入立庫的其他層存放。暫時存放在其他層的面漆車身，通過升降機到達車間一層，然后出立庫。當面漆后車身完成BuyOff/注蠟環節后，轉至總裝車間立體庫之前，進行一次橇體更換，此更換過程為涂裝面漆橇、總裝車身橇，完成轉換后的空面漆橇由涂裝車間二層返回立體庫。
c.電泳空橇。具體情況為電泳烘干后車身在車間二層進，換完橇后電泳空橇出庫;電泳空橇也可以通過升降機到立庫其他層存放。庫內電泳橇體還可以通過升降機再回到車間二層后出庫。
d.面漆空橇。具體情況為面漆空橇在車間二層進入立庫，去往交接站接電泳車。或者通過升降機到達立庫的其他層存放，通過升降機從立庫的其他層取出至車間二層去往交接站。
3.3.2出入庫業務流程介紹
白車身或橇體的入庫業務流程為：ERP創建入庫單、WMS系統接收入庫單、WMS系統通知WCS系統執行入庫程序、WCS系統統一調度設備執行入庫動作、設備執行完成，通知WMS系統更新數據庫、將入庫單回執ERP。
入庫程序和入庫動作具體表現如下。
a.按工藝流程底漆橇經鏈式移行機輸送入立庫，經檢測系統RFID冗余條碼檢測并記錄入庫車型;
b.底漆車身帶橇入庫后在庫內換上面漆橇;
c.完成后提升機把底漆橇下降到一層出口位置或者下降到相應存儲層位置;
d.RGV穿梭機上移載機伸出，舉升取車，然后回到移動RGV穿梭機上;
e.移動RGV穿梭機通過在軌道上行走，把車輛輸送到出口處或目標存儲位;
f.移載機伸出，下降放車，把底漆橇停放在升降架或儲存位車架上。
白車身或橇體的出庫業務流程為：ERP創建出庫單、WMS系統接收出庫單、WMS系統通知WCS系統執行出庫程序、WCS系統統一調度設備執行出庫動作、設備執行完成，通知WMS系統更新數據庫、將出庫單回執ERP。
出庫程序和出庫動作具體表現如下。
a.移動RGV穿梭機運行到指定的存車位;
b.通過移載機把車輛轉移到移動RGV穿梭機上;
c.移動RGV穿梭機運行到提升機位;
d.經過提升機送至出口;
e.從提升機轉接至鏈式移行機，進入涂裝工藝輸送線[5-6]。
4立體庫的使用優勢
4.1占地面積小，空間利用率高
自動化立體倉庫本身具有占地面積小，空間緊湊且利用率高的優點。在涂裝生產過程中，可對一定數量的電泳車身、面漆車身和橇體進行緩存，避免了車間內儲存鏈過分擁堵。
4.2切換生產車型更加快捷
江鈴新能源汽車有限公司的涂裝車間相比于國內其他主機廠的涂裝車間，上線車型、顏色不再受限于先進先出的規則，可以實現生產車型多品種按需靈活切換，大批量車身可按節拍進行快速機械化流水作業。
4.3智能化物料管理
WMS系統具備倉儲管理功能，可自動、高效、便捷做到白車身和橇體存儲、調配的智能化管理。本系統一方面改變以往的車身及橇體存儲和轉運方式，可大大節省人力，減少了勞動力成本。另一方面，提高了涂裝車間整體流水作業過程中的效率。
5立體庫使用過程中出現的問題及應對措施
四院在進行本立體庫的設計過程中，考慮了涂裝車間生產過程中系統在運行時可能會出現的信息管理系統和設備故障，提供以下故障問題的應急處理措施。
5.1ERP系統與WMS系統之間連接的通信信號中斷
由ERP系統生成紙質單，然后WMS根據紙質單的命令，由現場員工手動輸入相應的信息，保證WMS系統能對應相應的流程繼續進行。
5.2WCS系統與設備間通信信號中斷
由WCS系統生成紙質單，然后現場的操作人員按照紙質單的指令操作設備，通過半自動或者手動方式完成該指令的作業。
5.3出入庫穿梭車故障
使用備用穿梭車更換故障設備，或者通過任務切換，由其他層的穿梭車臨時兼任其任務。
5.4堆垛機故障
本項目的立體庫中共3臺堆拆垛機，用于底漆車身和底漆滑橇的堆拆垛2臺(1臺堆垛，1臺拆垛)，用于面漆線車身和底漆滑橇的堆拆垛1臺。
如果3臺中的1臺發生故障不能使用時，若底漆線的1臺發生故障，系統可以協調面漆線的堆拆垛機到底漆線進行底漆車身和底漆滑橇的出入庫作業;同理，當面漆線的1臺發生故障，系統也可以協調底漆線的堆拆垛機到面漆線進行面漆車身和面漆滑橇出入庫作業。由于采取均勻分配庫存的策略，系統可以在一段時間內滿足現場生產需求。
如果同時3臺中的2臺同時發生故障(極其微小概率發生，由仿真模擬得出結果)，此時的設備已不能滿足現場生產的需求，可以通過系統緊急流程實現白車身與橇體的出庫。——論文作者：盧一超
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