曾世樑，李文利，文 化，覃 科

（廣西柳工機(jī)械股份有限公司，廣西 柳州545007）

1 概述

1.1 裝載機(jī)裝配制造業(yè)務(wù)廠內(nèi)傳統(tǒng)物流模式

裝載機(jī)裝配制造業(yè)務(wù)的廠內(nèi)傳統(tǒng)物流模式主要是以批量上線為主，以器具按工位揀配一天的物料量存放于裝配線旁。因一種物料量會(huì)占用一個(gè)器具或一定量組合量存于器具上，造成裝配線邊配送物料器具用量多、占的面積大，形成裝配線邊庫，員工往返于裝配線邊各種物料器具拿取物料，效率非要低，同時(shí)物料帶包裝上線，揀料及流轉(zhuǎn)過程中極易磕碰、出錯(cuò)。而隨著市場對工程機(jī)械產(chǎn)品品種多樣性、個(gè)性化的需求增多，工程機(jī)械產(chǎn)品的品種和產(chǎn)量也越來越大，物料的規(guī)格也越來越多，產(chǎn)品間的物料差異越來越大，裝載機(jī)裝配制造業(yè)務(wù)的裝配線邊庫管理越來越復(fù)雜。

1.2 裝載機(jī)裝配制造業(yè)務(wù)廠內(nèi)單臺(tái)物料SPS配送模式的探索和運(yùn)用

物料批量配送方式已經(jīng)無法適應(yīng)多品種小批量的裝配業(yè)務(wù)需要，需要建立滿足柔性化裝配需求的物料配送方式來快速應(yīng)對不同需求的變化，即最佳的柔性化物料配送方式——單臺(tái)物料SPS配送模式，物料選擇和空箱返回在SPS揀配區(qū)進(jìn)行操作，裝配員工只負(fù)責(zé)在隨行的SPS物料小車拿取物料裝配。單臺(tái)物料SPS配送的含義：按SPS（Set Parts Supply）物料單臺(tái)套供應(yīng)，物料有序地從SPS分揀區(qū)超市料架上取下，按照SPS配貨方式送到指定工位[1]，即集中必要數(shù)量的物品，在必要的時(shí)間將必要的物料配送到必要的地點(diǎn)。

面對越來越復(fù)雜裝配線邊庫管理和挑戰(zhàn)，單臺(tái)物料SPS配送模式取消了裝配線邊的物料存儲(chǔ)料架或器具，在裝配線單獨(dú)分離出一塊物料揀配場地，應(yīng)用物流的技術(shù)和IT的技術(shù)，采用單臺(tái)物料SPS配送隨行物料車，在物料揀配場地內(nèi)完成的按照需要的產(chǎn)品單臺(tái)份物料，在必要的時(shí)間將必要的物料配送到指定的上線地點(diǎn)同步上線，單臺(tái)套的物料與裝配線同步隨行的方式，供應(yīng)給裝配線裝配員工。單臺(tái)物料SPS配送模式體現(xiàn)了精益化的思想，集成必要的數(shù)量物品，完成物料拿取隨即裝配完，也是比較實(shí)用的防錯(cuò)技術(shù)。

1.3 傳統(tǒng)物料批量配送模式與單臺(tái)物料SPS配送對比

傳統(tǒng)物料批量配送模式與單臺(tái)物料SPS配送差異對比，如表1所示。

表1 傳統(tǒng)物料批量配送模式與單臺(tái)物料SPS配送對比

2 單臺(tái)物料SPS配送模式研究和應(yīng)用

2.1 汽車行業(yè)單臺(tái)物料SPS配送模式研究

單臺(tái)物料SPS配送模式廣泛應(yīng)用各種企業(yè)行業(yè)，獲得了非常成熟的運(yùn)用。從成套揀選、成套配送、物料隨行三個(gè)方面[2]策劃及實(shí)施，在裝配線分離的另外一個(gè)場地，汽車總裝線旁邊一般都有裝配線邊庫，裝配線邊庫會(huì)存放半小時(shí)、一小時(shí)或兩小時(shí)左右的零部件，SPS分揀區(qū)的物料庫存基準(zhǔn)設(shè)定，并設(shè)置在裝配線使用工位的附近，保證了零部件的迅速供給。汽車總裝是混線生產(chǎn)，多種車型輪流總裝，這樣裝配線邊庫就需要存放多種車型的零部件。裝配線成套供給零部件的貨架所在的區(qū)域。由于單臺(tái)物料SPS配送臨近裝配線，SPS分揀區(qū)的物流作業(yè)人員按照生產(chǎn)指示（該指示根據(jù)車輛順序生成并按下線實(shí)績控制進(jìn)度）在貨架上揀取一套零部件放于專用的物流周轉(zhuǎn)容器中，并用物料小車送到線側(cè)，實(shí)現(xiàn)零部件小批量多頻次的輸送，循環(huán)流轉(zhuǎn)。但是汽車行業(yè)SPS分揀區(qū)大多采用一物一位的緩存，需要大面積的貨位緩存物料，對場面的面積需求量大，物料使用后容易造成大量的空巢。

2.2 工程機(jī)械行業(yè)單臺(tái)物料SPS配送模式研究

中國國內(nèi)工程機(jī)械著名制造企業(yè)SPS應(yīng)用也比較早，未完全隨行走線，基本采用了汽車行業(yè)一物一位的緩存揀配單臺(tái)的模式，物料位置點(diǎn)固定，SPS分揀區(qū)占用了車間內(nèi)部大量的面積，并在揀選零部件過程中，形成了大量的空巢。

3 現(xiàn)狀問題及需求分析

工程機(jī)械行業(yè)裝載機(jī)裝配制造業(yè)務(wù)現(xiàn)狀以傳統(tǒng)批量配送模式，入庫件倉儲(chǔ)依據(jù)SAP打印出的揀配單及物料標(biāo)簽，將1天的配送批量按照工位原則進(jìn)行分揀，按照裝機(jī)上線計(jì)劃，將物料批量送到裝配線旁，裝配員工到不同的器具上拿取物料，然后返回裝配線進(jìn)行裝配，空器具由物流人員集中并大量周轉(zhuǎn)返回。

配送件依據(jù)SAP打印出的裝配發(fā)貨單，將1天的配送批量按照器具存載量及配送頻次，運(yùn)用貨運(yùn)車輛及叉車將物料批量送到線旁。裝配員工到不同的器具上拿取物料，然后返回裝配線進(jìn)行裝配，空器具由物流人員送至指定位置，再由貨運(yùn)車輛運(yùn)回供方。

裝載機(jī)裝配制造業(yè)務(wù)裝配線機(jī)型多達(dá)20多種，各型號(hào)的生產(chǎn)節(jié)拍差異巨大，裝配所需求的物料切換非常頻繁，需求時(shí)間不固定，固定工位器具容納多型號(hào)的物料或增加不同的工位器具容納多型號(hào)的物料，裝配員工識(shí)別物料困難，極易錯(cuò)拿錯(cuò)裝。按照精益原則要求，需要縮小生產(chǎn)面積，而線旁的工位周圍器具多，現(xiàn)場擁擠，合理布置困難，減小生產(chǎn)面積較為困難；物料揀配員工需要打印揀配單和標(biāo)簽，并按照工位揀配的方式進(jìn)行批量揀配，需要在不同的庫位間反復(fù)走動(dòng)，效率低。

4 SPS規(guī)劃和應(yīng)用

4.1 物流模式

單臺(tái)物料SPS配送小車隨著裝配板鏈線行走，減少了裝配員工的取料距離，縮短找料時(shí)間，防止錯(cuò)漏裝配，減少物料占用裝配線邊空間。同時(shí)，SPS單臺(tái)物料小車搭配0.5 t潛伏式牽引式AGV進(jìn)行配送，掛置3臺(tái)套物料，分別向三個(gè)單元進(jìn)行配送并流轉(zhuǎn)回空器具，配送周期25.2 min，取消了人工拉料，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化配送。入庫件采用活動(dòng)式倉位，物料采用活動(dòng)序號(hào)，顏色區(qū)分，直配件采用固定式倉位.SPS物料配送模式在裝配線的主裝配線、前后車架部裝線和柴變合套部裝線已全部實(shí)施運(yùn)用。同時(shí)搭建完整SPS的實(shí)施流程，如圖1所示，按流程進(jìn)行實(shí)施。

圖1 SPS實(shí)施流程圖

4.2 實(shí)施SPS物料類別

經(jīng)過分析實(shí)施后，結(jié)合7種常用類型產(chǎn)品及通用件（約10%通用），納入單臺(tái)套SPS物料7356種，約占總體物料的78%。實(shí)施SPS物料定義及種類數(shù)，如表2所示。

表2 實(shí)施SPS物料定義及種類數(shù)

4.3 SPS功能區(qū)域及路線布置

由于場地限制，不能采用汽車行業(yè)一物一位的揀配區(qū)域布置方式，必須采用精準(zhǔn)動(dòng)態(tài)式，為實(shí)現(xiàn)精確動(dòng)態(tài)式，對完善了2個(gè)提前條件：首先設(shè)置倉庫區(qū)、集中分揀區(qū)（含直配小件寄售區(qū)）、排序區(qū)、空車停放區(qū)、上線區(qū)、下線區(qū)，圍繞主裝配線和部裝線，設(shè)置線旁物料小車上料、下料點(diǎn)，與工藝溝通，確定4個(gè)配送單元的線旁物料小車上料、下料點(diǎn)，保留充足的空間和安全距離。其次將原合套車間部分區(qū)域更改為單臺(tái)套SPS物料集中分揀區(qū)域，所有機(jī)型的單臺(tái)套SPS物料集中于分揀區(qū)域，分揀區(qū)域同時(shí)具有倉儲(chǔ)功能，外部供方提供的物料按照電子揀配系統(tǒng)進(jìn)行靜態(tài)庫位分配及揀入。SPS功能區(qū)域及路線布置，如圖2所示。

圖2 SPS功能區(qū)域及路線

4.4 SPS設(shè)施、設(shè)備、器具

對器具進(jìn)行精益化設(shè)計(jì)，既要區(qū)分工位，同時(shí)要區(qū)隔不同的物料擺放。首先是增加分揀區(qū)料架，料架設(shè)計(jì)為標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格2 000×800×1 800，設(shè)置為5層，每層設(shè)放置標(biāo)準(zhǔn)B箱的位置共計(jì)10個(gè)。一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)料架可存放5×10=50種，3 500種物料所需料架為70個(gè)。其次是設(shè)計(jì)單臺(tái)套SPS物料小車，裝配主裝配線1-5工位的SPS物料小車需裝載92種物料，裝配主裝配線6-15工位的SPS物料小車需裝載90種物料，前后車架的SPS物料小車需裝載106種物料，合套線的SPS物料小車需裝載86種物料，因此統(tǒng)一按120物料標(biāo)準(zhǔn)存放量設(shè)計(jì)了鋁型材單臺(tái)套SPS物料小車，設(shè)計(jì)規(guī)格1 200 mm×800 mm，提高滿足不同機(jī)型的柔性需求。SPS單臺(tái)配送小車，如圖3所示。

圖3 SPS單臺(tái)配送小車

4.5 揀配人員

根據(jù)單臺(tái)物料揀配時(shí)間的測算，單臺(tái)物料SPS揀配人員需求7人，只需要在現(xiàn)有配送人員工作內(nèi)容變更后即可上崗作業(yè)，滿足了單臺(tái)物料揀配的需要。

4.6 單臺(tái)物料SPS配送模式所帶來的變化

已經(jīng)采用SPS單臺(tái)套配送模式，覆蓋3T—7T機(jī)型，這種配送模式減少裝配工67%取料距離，縮短平均找料時(shí)間50 s/臺(tái)，減少物料占用線邊貨架4個(gè)，具體效果如下表3所示。

表3 SPS實(shí)施效果分析表

4.7 SPS單臺(tái)配送運(yùn)營要求

對造成停線風(fēng)險(xiǎn)的相關(guān)問題需要運(yùn)營方式進(jìn)行管理，特別是針對異常管理，如圖4所示。

規(guī)范一：防止員工隨意拿取物料。制定管理制度，要求員工在本工位使用物料小車上指定范圍的物料，不能隨意拿取其他工位的物料，不能跨工位拿取其他工位物料小車上的物料。

規(guī)范二：及時(shí)記錄BOM不準(zhǔn)確信息。物料小車上準(zhǔn)備BOM更正記錄表，員工使用物料發(fā)現(xiàn)BOM不準(zhǔn)確時(shí)進(jìn)行手工填寫，最后由物流系統(tǒng)收齊后移交裝配線維護(hù)BOM表工藝技術(shù)人員，待工藝技術(shù)人員審核后在SAP系統(tǒng)上修訂BOM表。

規(guī)范三：對物料使用錯(cuò)誤或裝配損壞進(jìn)行判定補(bǔ)充。裝配員工使用錯(cuò)誤或裝配損壞后，報(bào)告現(xiàn)場工藝技術(shù)人員確定，現(xiàn)場工藝技術(shù)人員填寫手工補(bǔ)料申請表，提交現(xiàn)場物流人員后，由現(xiàn)場物流人員至庫房進(jìn)行補(bǔ)料。

規(guī)范四：及時(shí)對缺料進(jìn)行處理。員工查看物料小車上的配送清單，確定是否缺料，確定物料小車上沒有清單上所列物料，向現(xiàn)場物流人員進(jìn)行報(bào)告，由現(xiàn)場物流人員進(jìn)行取證，確定后填寫手工補(bǔ)料申請表，并至庫房進(jìn)行補(bǔ)料。

規(guī)范五：跟蹤并備注技術(shù)變更。技術(shù)變更的物料需要在物料小車上配送清單上備注1個(gè)月，以提醒物流人員及現(xiàn)場裝配員工了解技術(shù)變更的物料，提高裝配的正確性。規(guī)范六：將直配小件入庫的賬務(wù)處理。裝配線維護(hù)BOM表工藝技術(shù)人員羅列每種機(jī)型的直配轉(zhuǎn)入庫的小件清單，發(fā)于采購部及物流系統(tǒng)，按相關(guān)流程進(jìn)行操作。

圖4 異常問題解決流程

5 后續(xù)技術(shù)研究和運(yùn)用

5.1 電子揀選系統(tǒng)運(yùn)用

現(xiàn)SPS揀配仍依賴與人工識(shí)別序列號(hào)進(jìn)行揀配，揀配效率及準(zhǔn)確性會(huì)受到影響。后續(xù)電子揀配系統(tǒng)與MES系統(tǒng)結(jié)合，運(yùn)用指示燈讓員工傻瓜式揀配將大大提升配送效率；可采用每個(gè)貨位安裝一個(gè)電子標(biāo)簽，其中前7位標(biāo)簽值顯示物料號(hào)，后5位標(biāo)簽值顯示數(shù)量。每貨位配置一個(gè)信號(hào)指示燈，當(dāng)標(biāo)簽顯示某物料時(shí)所對應(yīng)的貨位指示燈點(diǎn)亮?？蓪鋽?shù)據(jù)通過電子表格形式導(dǎo)入電子標(biāo)簽軟件，電子標(biāo)簽根據(jù)表格中順序顯示相應(yīng)的物料號(hào)及數(shù)量且對應(yīng)貨位指示燈點(diǎn)亮。此時(shí)揀配人員可通過亮的指示燈、顯示的物料號(hào)及數(shù)量快速及時(shí)的揀配物料。當(dāng)完成正確數(shù)量的揀配后揀配人員可通過按下電子標(biāo)簽的OK按鈕將數(shù)據(jù)傳回標(biāo)簽軟件并熄滅此電子標(biāo)簽。如果在揀配過程中揀配數(shù)量不足于標(biāo)簽顯示值則可通過電子標(biāo)簽的數(shù)字加減按鈕進(jìn)行實(shí)際揀配數(shù)量調(diào)節(jié)，再通過OK按鈕進(jìn)行確認(rèn)。當(dāng)單組標(biāo)簽所管理的物料揀配完成后此標(biāo)簽的LED燈息滅。電子標(biāo)簽軟件將返回的數(shù)據(jù)與揀配數(shù)據(jù)進(jìn)行對比返回?cái)?shù)據(jù)差異，可將數(shù)據(jù)進(jìn)行電子表格導(dǎo)出。同時(shí)可實(shí)現(xiàn)故障軟件報(bào)警功能，如指示燈或電子標(biāo)簽故障須通過標(biāo)簽軟件快速提示。

通過電子揀選系統(tǒng)運(yùn)用，將現(xiàn)狀SPS揀配時(shí)間=拿單時(shí)間+看單序號(hào)時(shí)間+行走時(shí)間+看貨架序號(hào)時(shí)間+看單數(shù)量時(shí)間+揀配數(shù)量時(shí)間改為采用電子揀選系統(tǒng)時(shí)間=拿單時(shí)間+掃碼時(shí)間+行走時(shí)間+看貨架數(shù)量時(shí)間+揀配數(shù)量時(shí)間，因此采用電子揀選系統(tǒng)后揀配時(shí)間將遠(yuǎn)小于現(xiàn)狀SPS揀配時(shí)間。

5.2 通用標(biāo)準(zhǔn)件SPS運(yùn)用

目前通用標(biāo)準(zhǔn)件采用補(bǔ)料形式存儲(chǔ)在裝配線裝配線邊，補(bǔ)料以巡線形式進(jìn)行補(bǔ)充，物料不足時(shí)裝配人員通過信息傳遞。這種形式存在造成線過貨貨架過多、巡線補(bǔ)料存在時(shí)差。因此，后續(xù)將在單臺(tái)套物SPS料小車上增加通用標(biāo)準(zhǔn)件盒，在單臺(tái)物料SPS揀配區(qū)對通用標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行定量補(bǔ)充，實(shí)現(xiàn)通用標(biāo)準(zhǔn)件的精益化配送。