当前位置:托盘网首页 > 技术真钱老虎机手机版下载 > 应用案例

立体仓库在北京奔驰发动机厂的应用

2017/11/27 14:15:08来源:作者:
  作为“德国工业4.0”和“中国制造2025”的践行示范项目,北京奔驰汽车有限公司已将领先的制造工艺、先进的真钱老虎机理念、快速的标准引进和可靠的标准审查、以及数字化方法应用到生产制造的各个环节中。其中,发动机自动化立体仓库以完备的功能以及高速的运转,保证了整车生产的排序与节拍。

  北京奔驰汽车有限公司成立于2005年8月8日,是北京汽车股份有限公司与戴姆勒股份公司、戴姆勒大中华区投资有限公司共同投资,集研发、发动机与整车生产、销售和售后服务为一体的中德合资企业。作为全球面积最大、综合性最强的梅赛德斯—奔驰乘用车生产制造基地,北京奔驰为了保证生产的顺畅、稳定和高效,也在一直努力打造高水平的供应链管理和真钱老虎机运营体系。其中,立体仓库在北京奔驰发动机厂的应用尤其具有代表性。

  一、背景介绍

  目前,发动机立体仓库(又称“自动排序发运库”,Sequenzier-und Versandpuffer)已经广泛应用于戴姆勒海外工厂。由于发动机在组装时,需要满足整车的装配品种、车型等需求排序,所以必须打乱顺序重新调整,按照整车JIS顺序排列出库,这是发动机立体库的主要工作任务。

  在北京奔驰发动机厂之前,发动机立体库已在戴姆勒德国工厂(斯图加特、科林达)中得到应用。如今,由于中国汽车市场蓬勃发展,发动机二工厂(2020年投产)也设立了立体仓库。

  2016年,在德国慕尼黑举办的“2016年度全球卓越运营最佳工厂”颁奖盛典上,北京奔驰荣膺“最佳大规模制造厂商”奖项,成为首家获此世界制造业顶级奖项的中国整车制造企业。2013年启用的发动机厂,是戴姆勒在德国以外的第一家发动机厂,设计产能为50万台/年。可以说,发动机自动化立体仓库以完备的功能以及高速的运转,保证了整车生产的排序与节拍。

  二、项目概述

  作为戴姆勒在德国以外的第一家发动机厂,北京奔驰发动机厂坐落在北京市的六环外,与六环内的整车厂遥遥相望,设计产能为50万台/年。发动机厂立体库共分两期建成,由西门子工厂自动化工程有限公司承建。货架部分,长约50米,宽约36米,高约10米,占地面积约1800平方米。库位方面,长52排,高7层,10条巷道(即20排料架),除去厂房立柱所减少的库位,共计6888个库位。库区的发动机存储,由10台巷道堆垛机完成(见图1)。

图1:发动机立体库全貌

  目前,设备已经平稳运行4年,主要承担着向整车厂提供排序好的发动机的任务。

  三、立体库的构成与作业流程

  发动机立体库共有四个组成部分:入库区(Input area)、高位货架(Racks)、排序发运区(Sequencing and Shipping area)和操作点(Action point)。

  1.入库区

  发动机的入库系统需要完成3个动作:准备料架、更换料架录入信息以及入库。

  (1)准备料架

  每种发动机的重心、支撑结构不同,所对应的发动机料架也不同,料架从高位货架区到交付区域需要一定的时间,所以发动机的信息要提前告知高位货架。

  为了腾出地面空间给发动机生产及线边真钱老虎机,大部分的立体库传输线都架在二层钢结构上,立体库的入库区也在二层。当发动机进行完质量终检通过电梯到达二层的时候,会根据发动机型号向立体库发送一个信号,高位货架根据WMS系统里登记的料架信息准备一个发动机料架。

  在料架准备区,空料架和将要装载的发动机在交付区域两侧成对按序排列,每交付完一台发动机,两侧队列向前移动一位。相匹配的发动机与料架最终在交付区域汇合(如图2)。

 
图2:料架准备示意图

  (2)交付区域

  交付区域是一个人工工位(如图3),有工人参与。根据产能,发动机立体库有3个交付工位。主要任务是把发动机从用于装配的小车上拆下来,吊装到立体库专用料架上。然后,专用料架会伴随发动机一直到总装装车之前。

图3:交付区域

  在交付工位(如图4),工人需要确保发动机在料架上牢固放置并且锁死,扫描料架和发动机的二维码,将信息录入WMS系统,以便总装厂根据信息安排发动机装车。在这一环节之后,WMS系统会将发动机编号(类型)与发动机料架信息绑定在一起。

  图4:交付工位模型

  (3)入库

  交付区域之后,发动机等待入库Shuttle转运。Shuttle可以一次接4台发动机。

  首先Shuttle将3个交付区域的发动机接过来,将其传输到目标巷道之前的传输线上,等待高位货架中的穿梭车将发动机逐一储存到高位货架中。为防止设备故障造成的设备停机,影响发动机排序发运,进而影响总装生产,每条巷道中不同品种的发动机种类比例相同,WMS系统会通知Shuttle将某台发动机送到哪条巷道(如图5)。

图5:WMS系统分配发动机存入不同巷道

  2.高位货架

  发动机立体库一期二期总共有10个巷道,货架连成一体,内设防火喷淋。每条巷道有一辆堆垛机完成发动机入库与出库,空货架准备与存放,以及整理巷道等5项工作。堆垛机插取和放置的都是专用料架,发动机放在专用料架上(如图6、图7)。

图6:高位货架东侧一层

图7:高位货架西侧二层

  高架区的库位,主要用来实现以下功能:

  (1)存储2.5天产量的库存。

  (2)发动机生产线短时停线不影响整车生产。

  (3)立体库某巷道出现短时维修不影响发动机存储及总装生产。

  (4)发动机生产换型不影响总装生产。

  (5)耦合不同车间生产节拍不同。

  值得一提的是,为了防止某条巷道故障而影响生产,WMS系统控制每条巷道存储发动机种类比例相同。如果由于某种原因,某条巷道的发动机种类比例与其他巷道不同(如某条巷道发生故障,品种比例没有跟随后续生产调整),在堆垛机空闲的时候,系统自动调整所有巷道的发动机,使比例达到尽可能的相同。

  3.排序发运区

  发运区由6组货道(每组两条)和两组空货架回库通道组成,如图8。

图8:从二层看发货区

  (1)货道

  排序发运区会根据卡车订单,按照先进先出的顺序准备好一车(84台)JIS发动机,每准备一车发动机,需要30分钟。

  为了防止工人误操作,发运线末端和卷帘门相连,只有待发运的订单全部准备完毕,卷帘门才会打开,同时卷帘门外的指示灯变绿,叉车工人可以将发动机铲上卡车,如图9。

图9:从卷帘门外看发货区

  (2)空货架回库通道

  在货道两旁,分别有2组4道空货架回库通道,如图10。

图10:等待回库的空货架

  发动机装车运到整车厂装车完毕后,会由来取发动机的“空车”运回发动机厂。在装发动机前,空发动机架会被首先卸下并且存储在高位货架中,等待下一次装发动机。

  为了防止发动机料架在运输使用过程中损坏,不能继续承载发动机或者损坏立体库,在空货架回库的传输线上,安排了检查料架的自动工位(如图11、图12)。该工位可检查是否料架有超出边界的情况(会撞坏设备),以及4面的二维码是否清晰可读并正确(有验证位)。

图11:等待回库的空货架

图12:空料架检查工位

  4.(质量)操作点

  操作点(Action Point),可以理解为“质量抽检返修点”。

  发动机立体库有两个操作点,一个在出库端,靠近热试,专门进出需要热试检查的发动机;另一个在入库端钢平台一层,专门进出需要返修或质量抽查的发动机。

  在操作点(如图13),工人通过与WMS相连的电脑调出需要热试或返修的发动机,作业完毕之后,再通过操作点将发动机返回高位货架区。

图13:返修质量抽查操作点

  四、项目优势及前景展望

  在发动机厂,以前也采用过平面存储。相比之下,全自动立体仓库具有诸多优势,如表1。

表1:平面存储与全自动立体库存储功能对比
  在发动机一厂立体库建成之后,在发动机二厂项目中也采用了全自动立体库存储与发运发动机。借鉴了一期立体库的成功经验,发动机二厂的立体库增大了国内分包商的比重。相对于一期,对国内市场成熟的模块及零部件,二期优先国内配件;对于WMS系统,为了保证生产系统的稳定性以及与其他厂区的同步,依旧选择项目一期的国外分包商进行设计编程。这样的选择,可最大程度的节省预算。

  在结构设计上,借鉴一期的经验,充分考虑瓶颈工位(转台)的备用方案,最大程度的保证设备不间断运行,持续发货。项目一期培养起来的工程技术人员,已经能够判断解决复杂问题。

  目前,三期立体库项目正在进行,建成后,整个北京奔驰通过两个发动机立体库向整车厂提供JIS排序发动机,最大程度的减少库存,实现资源的合理化配置,向工业4.0迈出坚实的一步。
技术支持
博聚网