智能化轮胎总成排序系统设计.doc

智能化轮胎总成排序系统设计 　　摘要：本文针对传统轮胎总成排序作业模式的问题点进行分析，重点关注作业效率和错配率两个评价指标，提出了智能排序系统解决方案，并在2个项目点进行实地应用。通过大量基础数据收集和分析，验证了该方案在效率提升和错配率降低两方面取得显著成效 关键词：JIT配送、轮胎总成、智能排序 当今乘用车工厂柔性化生产方式愈来愈普遍，通常一个工厂布局2条生产线，完成4～8种车型生产；每种车型按配置衍生出的轮胎规格为2～3种。因此，3PL（第三方物流服务商）在提供轮胎配送时，要完成高达20种规格的排序作业。轮胎总成采用典型的JIT配送模式（Just In Time，意为按需配送，生产线边保持零库存），一旦出错将导致整条生产线停线。同时，随着工厂新车型尤其是大尺寸suv的不断导入，使得轮胎总成配送问题成为排序配送中较难解决的突出问题之一 一、传统排序作业模式 1.作业流程 传统轮胎排序作业几乎完全由人工完成，基本步骤如下： （1）获取作业计划：通过主机厂ERP系统，获取配送计划，生成《排序单》； （2）捡料作业：捡料人员用叉车将不同型号轮胎总成，由托盘存储区捡配至排序作业区域； （3）排序作业：排序班组依据排序单次序，将托盘内轮胎总成一个一个地由人工搬运至排序料架内（图1）； （4）配送作业：将排序料架放入转运车，由转运车运输至工厂生产线对应工位，按生产节拍喂料，喂料完成收集空料架并返回，完成配送作业 2.人工模式分析 人工作业模式在产量低、轮胎品种较少的情况下是比较实用的，但随着产量和轮胎品种的逐渐增加，这种模式的两个缺点――效率低、错配率高――就越来越明显 （1）效率低的原因 作业者长时间重复搬运作业，体能消耗极大；作业者流动性高，不断的人员更替也导致效率降低 轮胎品种多，在排序区域内需存放各种轮胎，占用面积大，叉车和人员交叉作业，现场混乱，人员和设备非正常停工时间较多 （2）错配率高的原因 在排序作业环节，完全依靠作业者的记忆能力，按照轮胎花纹的不同来识别轮胎总成型号，没有必要的防错措施，高强度作业下极易发生错误；当然，人员更替频繁也会导致错配率高 二、智能化排序作业模式 1.设计思路 通过控制系统、传输机构、防错环节、专用配送车辆等几大模块的协同工作，实现轮胎排序的智能化作业，并充分考虑人机工程和防错设计。实现轮胎总成排序的准确、快捷、高效工作 2.布局说明 （1）总体布局（如图2、图3）：由轮胎总成存货输送区（存货输送机）、轨道输送区、轮胎总成排序下线区（液压升降输送台）及控制系统组成 （2）存货输送区设计20条存货输送轨道，每条存货输送机补料端配有总成上料对接轨道，以配合专用的人工上料小车 （3）排序下线区的液压升降输送平台采用人工（货车司机操作）半自动控制，然后将轮胎总成移送至轮胎排序货车上 3.控制系统 控制系统采用西门子PLC作为主控制系统，线体所有的动作均由该PLC完成。任务指令可以通过u盘等存储器直接拷贝到工控机中 控制系统配备一个西门子触摸屏，用于显示每个工位及物料架、顶升台、抓取机械手等的实时位置状态，显示故障报警内容以及一些排除故障的帮助信息。另外，每个物料架、顶升台等的手动控制均可以在触摸屏上操作，可以实现每个动作单独手动控制 4.作业流程 （1）获取作业计划：通过接收系统自动接收、识别配送计划，发出作业指令； （2）捡料作业：控制系统根据轮胎总成顺序信息，将轮胎总成依序输送至具有移载功能的传输轨道A上（见图5）。存货输送轨道补料端和补料缓存区设有补料报警提示灯，当存货输送轨道缓存数量少于设定值（4垛）时，补料报警提示灯闪烁，提示需要人工及时补料； （3）排序作业：a排序控制系统发出排序指令，传输轨道A上的轮胎总成有序通过传输轨道A和B输送至传输轨道c； b传输轨道c上的9个位置依次填满后，轨道下的顶升移载机构将9组轮胎总成同时平移到液压升降平台； c传输轨道C设有排序电子看板，便于排序操作人员复核和掌握排序轮胎总成的相关信息； d轮胎总成全部转移至液压升降平台后，液压升降平台开始顶升，顶升高度为专用配送车辆相应高度； e顶升完成后进行平移动作，所有轮胎总成进入排序货车内部，完成排序作业； （4）配送作业：专用配送车辆运输至工厂生产线对应工位，按生产节拍喂料，喂料完成后返回，完成配送作业 5.防错设计 轮胎总成智能排序线从控制系统、报警系统及人工等方面进行了防错设计，以保证排序的正确性。控制系统在接收排序信息时，能对异常信息进行报警，只有当异常信息排除后系统才可以启动；在传输轨道c处设计了人工复核工位，