汽車總裝車間智能物流輸送技術(shù)研究

田梓辰

摘要：近年來(lái)，在汽車總裝車間中，通過(guò)使用智能技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)各種裝配期間輸送，提升了裝配過(guò)程智能化水平以及生產(chǎn)過(guò)程管理效果。而本文從汽車總裝車間入手，探討物流輸送設(shè)計(jì)參數(shù)及智能物流輸送技術(shù)，分析輸送設(shè)備組成，并對(duì)生產(chǎn)仿真系統(tǒng)進(jìn)行分析，深入研究汽車總裝車間相關(guān)技術(shù)。

關(guān)鍵詞：汽車;總裝車間;智能物流;輸送技術(shù)

前言：隨著汽車行業(yè)發(fā)展以及先進(jìn)智能化技術(shù)在汽車總裝車間中應(yīng)用，物流總裝車間開(kāi)始向全自動(dòng)化方向發(fā)展，其中，配送系統(tǒng)依托于物流自動(dòng)導(dǎo)航小車（AGV）系統(tǒng)，并輔助使用各種智能物流器具、配套輸送設(shè)備搭建硬件框架，然后使用執(zhí)行系統(tǒng)對(duì)物流輸送過(guò)程進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)了對(duì)物流隨機(jī)精準(zhǔn)配送。同時(shí)利用仿真技術(shù)對(duì)配送路徑、設(shè)備配置等進(jìn)行優(yōu)化，可提升配送效率。

1 智能物流輸送技術(shù)設(shè)計(jì)參數(shù)和方案

以某平臺(tái)汽車總裝車間生產(chǎn)要求為例，探討對(duì)車間智能改造狀況。該平臺(tái)在進(jìn)行智能物流輸送系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，根據(jù)對(duì)不同物流器具設(shè)計(jì)結(jié)果，可將其分為40種，每輛整車需要使用物流器具18個(gè)，而通過(guò)對(duì)物流器具進(jìn)行劃分，可將其分為SPS器具（器具類型、數(shù)量均為10）、直送工位器具（器具類型6種、數(shù)量為10個(gè)）和批量配貨器具（器具類型24種、數(shù)量10個(gè)）。

根據(jù)上述設(shè)計(jì)對(duì)生產(chǎn)線進(jìn)行布局，并對(duì)物流人口進(jìn)行設(shè)置，可將車間物流劃分為3個(gè)區(qū)域，3個(gè)區(qū)域均統(tǒng)一使用調(diào)度系統(tǒng)進(jìn)行分別調(diào)度，不同區(qū)域間使用摩擦線進(jìn)行器具緩沖，緩沖區(qū)中物流線路共通，通過(guò)AGV能夠在不同區(qū)域間對(duì)物流進(jìn)行隨機(jī)調(diào)度。而使用AGV時(shí)，根據(jù)生產(chǎn)線建設(shè)需求先后順序到摩擦線掛接器具，AGV能夠?qū)崿F(xiàn)高效運(yùn)轉(zhuǎn)。對(duì)SPS器具使用AGV隨行，并設(shè)置隨行線，可實(shí)現(xiàn)對(duì)其他器具精準(zhǔn)定位。同時(shí)依靠物流執(zhí)行系統(tǒng)（LES）輸入生產(chǎn)信息和生產(chǎn)線運(yùn)轉(zhuǎn)信息，可對(duì)物流進(jìn)行自動(dòng)配送，能夠?qū)崿F(xiàn)全自動(dòng)物流輸送[1]。

2 智能物流設(shè)備系統(tǒng)組成部分

汽車總裝車間中的智能物流運(yùn)輸系統(tǒng)，主要包含3個(gè)組成部分。

2.1AGV與控制系統(tǒng)

AGV屬于一種可主動(dòng)識(shí)別路徑的導(dǎo)航系統(tǒng)、安全保護(hù)系統(tǒng)，本身以輪式移動(dòng)機(jī)器人形式存在。目前，AGV已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于各種類型制造行業(yè)物質(zhì)運(yùn)輸中，在使用AGV進(jìn)行物流輸送中，通過(guò)配合使用驅(qū)動(dòng)方式、控制方式、導(dǎo)航方式、調(diào)度系統(tǒng)等，能夠?qū)崿F(xiàn)智能物流運(yùn)輸。同時(shí)在使用中，為充分發(fā)揮AGV作用，還應(yīng)做好對(duì)其選型工作，通過(guò)從不同維度進(jìn)行充分論證分析，以汽車總裝車間環(huán)境為參考，選擇適合類型技術(shù)組。從機(jī)械結(jié)構(gòu)方面而言。物流AGV可劃分為牽引式與背負(fù)式兩種類型，其中，背負(fù)式物流AGV可應(yīng)用于標(biāo)準(zhǔn)化無(wú)腳輪器具運(yùn)輸，并被使用在純物流區(qū)域進(jìn)行物料配送。將其應(yīng)用于汽車總裝車間中后，涉及到的器具分為多種類型，部分模式需要使用腳輪輸送，因此，在進(jìn)行結(jié)構(gòu)選型時(shí)，可采用牽引式，并且，非標(biāo)準(zhǔn)器具使用前牽引方式，標(biāo)準(zhǔn)器具則選用潛伏牽引方式。在使用AGV進(jìn)行控制中，通常可分為PLC控制、單機(jī)片控制與組合控制3種方式，在控制方式選擇中考慮到未來(lái)生產(chǎn)線調(diào)整與擴(kuò)展，以及調(diào)度系統(tǒng)結(jié)構(gòu)標(biāo)準(zhǔn)化要求，應(yīng)選擇PLC控制方式。

2.2綜合調(diào)度系統(tǒng)

為滿足汽車總裝車間智能標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)需求，采用多種AGV系統(tǒng)，構(gòu)建的集群式AGV系統(tǒng)，成為相關(guān)領(lǐng)域工程應(yīng)用熱點(diǎn)，該系統(tǒng)在使用中，提升了物流輸送工作效率，且保證了物料高效流動(dòng)和準(zhǔn)時(shí)化供應(yīng)。同時(shí)根據(jù)生產(chǎn)需求，對(duì)調(diào)度策略和規(guī)劃路徑進(jìn)行科學(xué)設(shè)計(jì)與調(diào)整，利于實(shí)現(xiàn)AGV無(wú)沖突高效運(yùn)行，可有效避免碰撞與死鎖現(xiàn)象。尤其是在出現(xiàn)系統(tǒng)突發(fā)情況時(shí)，需要停止原本任務(wù)計(jì)劃，并對(duì)AGV調(diào)度策略進(jìn)行快速制定和路徑規(guī)劃。同時(shí)對(duì)AGV系統(tǒng)運(yùn)行進(jìn)行合理規(guī)劃，即可提升AGV自動(dòng)運(yùn)行效率，又可為生產(chǎn)組織和故障分析提供依據(jù)，能夠有效解決多方面問(wèn)題。

2.3系統(tǒng)配套設(shè)施

在汽車總裝車間中使用AGV經(jīng)智能化物流輸送作業(yè)，可有效改變傳統(tǒng)物流方式，提升對(duì)各種設(shè)備物流配送效率。而在使用AGV系統(tǒng)中，為配合AGV實(shí)現(xiàn)自動(dòng)運(yùn)行，需要使用相應(yīng)設(shè)備滿足自動(dòng)化掛接、特殊輸送、停滯精度等要求。在進(jìn)行輸送系統(tǒng)配套設(shè)計(jì)中，主要需要的物流器具，可使用廊道升降機(jī)、線邊機(jī)構(gòu)方式進(jìn)行設(shè)計(jì)，能夠滿足特殊場(chǎng)所對(duì)AGV使用需求。在具體項(xiàng)目中，通過(guò)使用AGV，并對(duì)使用方式進(jìn)行創(chuàng)新，將其與物流升降機(jī)相結(jié)合，可適應(yīng)架空通廊內(nèi)借助AGV輸送物流器具要求。使用期間，在物流庫(kù)房中，將相關(guān)器具放置于停止位，AGV駛?cè)肫骶呦路剑M(jìn)行升銷掛接器具后，牽引器具可在升降機(jī)入口下降，降至平齊地面為主后，接通AGV信息，AGV可快速就位，并將到位信息發(fā)送至升降機(jī)，實(shí)現(xiàn)了不同層次物質(zhì)運(yùn)輸，相比于傳統(tǒng)輸送環(huán)節(jié)，可有效減少不同設(shè)備間轉(zhuǎn)掛操作，既可節(jié)約成本，又可實(shí)現(xiàn)柔性輸送[2]。

3生產(chǎn)系統(tǒng)仿真

在汽車總裝車間物流智能運(yùn)輸中，通過(guò)合理利用仿真技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了全自動(dòng)物流規(guī)劃，且利于對(duì)整個(gè)過(guò)程進(jìn)行布局，并分析通過(guò)動(dòng)態(tài)模擬運(yùn)輸路線，能夠直觀獲得可靠結(jié)論。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)劃前期，為保證整個(gè)過(guò)程設(shè)計(jì)安裝等操作順利性，需要提前明確所需設(shè)備數(shù)量，防止出現(xiàn)過(guò)分投資，以此節(jié)省企業(yè)經(jīng)營(yíng)成本。同時(shí)仿真數(shù)據(jù)在輸出及分析基礎(chǔ)上，能夠提升對(duì)各種投入資源科學(xué)合理利用，并且可為規(guī)劃企業(yè)量產(chǎn)后運(yùn)維方式提供有效理論依據(jù)，并且快速解決運(yùn)行中的瓶頸點(diǎn)，便于針對(duì)性地實(shí)施瓶頸分析、優(yōu)化，可提升設(shè)計(jì)方案質(zhì)量。并且通過(guò)分析可快速識(shí)別各自動(dòng)化機(jī)械設(shè)備間存在的依賴關(guān)系。在整個(gè)過(guò)程中，為保證系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)其相應(yīng)功能，還應(yīng)采用相應(yīng)技術(shù)，一方面，應(yīng)將數(shù)字化物流仿真技術(shù)引入物流規(guī)劃設(shè)計(jì)中，另一方面，還應(yīng)對(duì)仿真技術(shù)方案進(jìn)行驗(yàn)證，根據(jù)驗(yàn)證結(jié)果進(jìn)行適當(dāng)修整，以此保證方案合理性。

結(jié)論：汽車總裝車間中，通過(guò)設(shè)計(jì)全自動(dòng)物流智能上線系統(tǒng)，能夠提升對(duì)車間中各項(xiàng)物料設(shè)備配送效率以及汽車安裝生產(chǎn)效率。因此，應(yīng)重視對(duì)汽車總裝車間中智能物流輸送技術(shù)運(yùn)用。同時(shí)為充分發(fā)揮輸送技術(shù)和設(shè)備作用，應(yīng)加強(qiáng)對(duì)技術(shù)路線設(shè)計(jì)研究，明確相關(guān)參數(shù)，以及設(shè)備系統(tǒng)組成，并加強(qiáng)對(duì)系統(tǒng)生物仿真技術(shù)應(yīng)用，優(yōu)化物流方案設(shè)計(jì)方案，從而實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)柔性化總裝車間物流規(guī)劃。

參考文獻(xiàn)

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羅璧函，中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第三十四研究所 項(xiàng)目經(jīng)理、經(jīng)濟(jì)師