基于低成本自動化的SUV 汽車行李架單點取件及自動對接上下線物流技術(shù)

曾新明 楊根寶

(廣汽菲亞特克萊斯勒汽車有限公司廣州分公司，廣東 廣州511434)

1 概述

現(xiàn)代制造業(yè)企業(yè)為了提高自身的競爭力, 不僅要在產(chǎn)品方面快速應(yīng)對市場變化,響應(yīng)消費者需求,在制造層面同樣要快速反應(yīng)。在人力成本逐年上升的形勢下, 通過運(yùn)用各種改善手段和方法,消除浪費,有效控制制造成本,才能在保證產(chǎn)品競爭力的同時,獲得更大經(jīng)濟(jì)效益。在汽車制造環(huán)節(jié)中,內(nèi)物流(即零部件從入廠到配送至生產(chǎn)線邊) 這一環(huán)節(jié)一直占據(jù)著制造成本中的很大一部分。如何實現(xiàn)內(nèi)物流和生產(chǎn)工藝的高效銜接, 是汽車主機(jī)廠推進(jìn)精益物流, 降低生產(chǎn)成本的核心, 其中總裝車間涉及零部件種類多;包裝規(guī)格差異大;需要根據(jù)零件部件的實際情況采用不同的方式進(jìn)行供件[1],而基于低成本自動化的物流技術(shù)可以給出很多解決方案。

低成本自動化是指應(yīng)用機(jī)械、氣動、電氣、電子和光電子等技術(shù)手段,結(jié)合現(xiàn)場生產(chǎn)需要,制造出結(jié)構(gòu)簡單、價格低廉、使用方便、性能穩(wěn)定、見效快的自動裝置或系統(tǒng)[2]。該項目技術(shù)基于LCA 技術(shù)理念下的具體應(yīng)用案例, 主要針對于SUV 汽車主機(jī)廠行李架配送上線, 通過對行李架取件及自動對接上下線的模式的探索創(chuàng)新,構(gòu)建一套科學(xué)合理的自動化物流系統(tǒng), 具有較強(qiáng)的實際應(yīng)用價值和推廣意義。

2 行李架零件配送上下線現(xiàn)狀分析

行李架零件配送上下線裝配工藝流程如圖1 所示。

2.1 行李架零件投料上架及回收空容器

圖1 行李架零件配送上下線裝配工藝流程圖

圖2 行李架低成本自動化物流技術(shù)裝置示意圖

行李架排序暫放在緩存區(qū)域, 作業(yè)者根據(jù)生產(chǎn)節(jié)拍定時,定點,定量手工投料上架,并從空容器貨架上拿取回收空容器,由于行李架裝配工藝在車頂, 作業(yè)者需要踏階梯登高投料上架及取回空容器。

2.2 裝配人員頻繁行走依次取件裝配

根據(jù)總裝車間行李架裝配工藝,行李架裝配的崗位涉及到多種類型的零件,不僅有大件行李架,還有子零件,裝配人員需頻繁行走依次取件裝配,取件步行范圍大,耗費工時多。

3 技術(shù)設(shè)計方案

基于對生產(chǎn)現(xiàn)場中的人,物,場所三者之間的關(guān)系,進(jìn)行科學(xué)分析, 使之達(dá)到最佳結(jié)合的狀態(tài),同時采用低成本自動化物流技術(shù),設(shè)計以下技術(shù)方案, 相關(guān)的物流裝置如圖2 所示。

3.1 該裝置包括：行李架周轉(zhuǎn)料車,行李架周轉(zhuǎn)料車上設(shè)置有上料層, 上料層的一側(cè)設(shè)有一用于打開或關(guān)閉上料層的開閉機(jī)構(gòu), 上料層的高度由遠(yuǎn)離開閉機(jī)構(gòu)的一側(cè)向設(shè)置開閉機(jī)構(gòu)的一側(cè)逐漸降低,線邊上料料架,設(shè)置在行李架安裝線的上料端,線邊上料料架的臺面高度由外側(cè)向靠近線邊的一側(cè)逐漸降低,線邊上料料架的外側(cè)設(shè)有一卡塊。卡塊用于與開閉機(jī)構(gòu)配合,打開上料層,以使上料層上的行李架自動滑動至線邊上料料架上。

3.2 該裝置還包括：線邊返空料架,線邊返空料架設(shè)置在行李架安裝線的返空端, 線邊返空料架的臺面高度由靠近線邊的一側(cè)向外側(cè)逐漸降低, 線邊返空料架的外側(cè)設(shè)有一用于打開或關(guān)閉線邊返空料架的開閉機(jī)構(gòu); 行李架周轉(zhuǎn)料車上還設(shè)有一返空層,返空層的一側(cè)設(shè)有一卡塊,返空層的高度由設(shè)置有卡塊的一側(cè)至另一側(cè)逐漸降低, 返空層上的卡塊用于與線邊返空料架上的開閉機(jī)構(gòu)配合打開線邊返空料架, 以使線邊返空料架上的空箱自動滑動至返空層上。

4 方案技術(shù)特點

本文技術(shù)方案主要具有以下特點：

4.1 上下線無人化;通過卡塊和開閉機(jī)構(gòu)的配合對接達(dá)到行李架的自動上下線的目的,整 個作業(yè)的流程無需物流人員手工推車上料和返空的作業(yè),實現(xiàn)行李架零件上下線無人化。

4.2 低成本自動化：該技術(shù)方案提供了一種低成本自動化物流技術(shù)裝置,該裝置包括：行李架周轉(zhuǎn)料車、線邊上下料料架、機(jī)械式自動撥桿等,整體無裝配電機(jī)等驅(qū)動設(shè)備,投入成本低,結(jié)構(gòu)簡單,易維護(hù)。

4.3 取件單點化： 零件行李架采取整體打包模塊化上線,有效解決其子零件取件點分散問題, 作業(yè)人員拿取的行走半徑最優(yōu),實現(xiàn)所有零件黃金區(qū)域作業(yè),人機(jī)工程更優(yōu)。

4.4 收益多面化：本技術(shù)方案實現(xiàn)了顯著的經(jīng)濟(jì)效益,不僅極大地減輕了員工作業(yè)勞動強(qiáng)度,而且有效的提高作業(yè)效率,降低了作業(yè)人員的安全風(fēng)險。

5 方案驗證

5.1 現(xiàn)場運(yùn)用

應(yīng)用本技術(shù)方案后, 物流人員將打包好的汽車行李架放置在行李架周轉(zhuǎn)料車的上料層的臺面上。行李架周轉(zhuǎn)料車?yán)骄€邊上料料架旁后,行李架周轉(zhuǎn)料車接近線邊上料料架。通過線邊上料料架外側(cè)的卡塊打開行李架周轉(zhuǎn)料車上的開閉機(jī)構(gòu)。由于上料層的臺面和線邊上料料架的臺面均為傾斜設(shè)置, 行李架在自重力作用下自動從上料層上滑動至線邊上料料架上, 實現(xiàn)行李架的自動對接上線, 同理實現(xiàn)了行李架包裝盒的自動對接下線。另外,行李架零件統(tǒng)一放置在線邊上料料架上,線上裝配人員無需來回多個位置取件,實現(xiàn)了行李架的單點取件。

圖3 行李架零件配送上下線裝配工藝流程圖

5.2 優(yōu)化后作業(yè)工藝流程

運(yùn)用技術(shù)方案后行李架零件配送上下線裝配工藝流程如圖3 所示。

6 結(jié)論

隨著制造業(yè)人力成本的不斷上升,未來制造業(yè)的整體發(fā)展趨勢必定是更加自動化、智能化。通常情況,各企業(yè)都會把這種趨勢同大幅投資相關(guān)聯(lián)。然而,市場競爭激烈,如何有效控制生產(chǎn)成本是每一家制造企業(yè)不得不面對的課題, 而廣泛應(yīng)用的低成本自動化技術(shù)理念可以為眾多企業(yè)帶來啟迪。

這項基于低成本自動化的汽車行李架配送自動對接技術(shù),不僅為行業(yè)提供了汽車行李架物流配送環(huán)節(jié)的經(jīng)典解決方案,同時其技術(shù)原理具有較強(qiáng)擴(kuò)展性, 也為其它種類零件的上線方式提供了良好的思路借鑒。隨著低成本自動化的汽車零件配送自動對接技術(shù)廣泛應(yīng)用,將會給行業(yè)帶來更加廣闊的經(jīng)濟(jì)效益,行業(yè)整體物流技術(shù)也隨之逐步提升, 可實現(xiàn)以點帶面, 帶動行業(yè)更好的認(rèn)識和運(yùn)用LCA 物流技術(shù), 逐步提升企業(yè)的綜合競爭力。