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        自動化物流系統(tǒng)在鑄造企業(yè)中的應(yīng)用與實踐

        2020-03-27 04:46:10王紹剛
        物流技術(shù)與應(yīng)用 2020年3期
        關(guān)鍵詞:砂箱工位全自動

        文/王紹剛

        在鑄造行業(yè),由于離散型生產(chǎn)、工序標(biāo)準(zhǔn)化差等因素影響,在智能制造方面始終無大的突破。共享智能鑄造產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心有限公司結(jié)合多年鑄造行業(yè)生產(chǎn)經(jīng)驗,積極投入大量人力物力在鑄造生產(chǎn)自動化方面進(jìn)行實踐研發(fā),實現(xiàn)了自動化工廠的建設(shè)投產(chǎn),在鑄造行業(yè)產(chǎn)業(yè)升級的道路上踏出了堅實的一步。

        一、自動物流系統(tǒng)簡介

        自動物流系統(tǒng)是指物流作業(yè)過程的設(shè)備和設(shè)施自動化,包括傳輸、裝卸、識別等作業(yè)過程,比如自動識別系統(tǒng)、自動檢測系統(tǒng)、自動存取系統(tǒng)、自動運行系統(tǒng)等。

        物流自動化是充分利用各種機械和運輸設(shè)備、計算機系統(tǒng)和綜合作業(yè)協(xié)調(diào)等技術(shù)手段,通過對物流系統(tǒng)的整體規(guī)劃及技術(shù)應(yīng)用,使物流的相關(guān)作業(yè)和內(nèi)容省力化、效率化、合理化,快速、精準(zhǔn)、可靠地完成物流的過程。

        物流自動化在物流管理各個層次中發(fā)揮重要的作用。它包括物流規(guī)劃、物流信息技術(shù)及自動物流系統(tǒng)等各種軟技術(shù)和硬技術(shù),其主要硬件內(nèi)容包括RGV、AGV、輥道線、堆垛機、立體庫等。

        二、全自動物流系統(tǒng)在共享集團智能工廠項目中的實際應(yīng)用

        在自動化工廠現(xiàn)場,采用RGV+輥道線+立體庫+工作緩存工位+智能單元控制系統(tǒng)組成全自動物流系統(tǒng)。為減輕工人的勞動強度、降低在轉(zhuǎn)運時受傷的風(fēng)險、提升工作效率、完成自動化工廠建設(shè)運行的目標(biāo),全自動RGV設(shè)備以及與其搭載的相關(guān)智能化系統(tǒng)與平臺被應(yīng)用到工廠中,代替之前的叉車、天車等需要人工操作的轉(zhuǎn)運工具進(jìn)行工作物流工作,實現(xiàn)自動化智能化目標(biāo)。

        1.大件造型:100t重載RGV車從搭建組芯處承載托盤,經(jīng)過鋪底砂、下芯、合箱、加圍砂等工序,運送至等待澆鑄工位,澆鑄后運輸至緩存工位等待冷箱,可開箱砂箱運輸至開箱工位進(jìn)行開箱,空箱運輸至緩存工位,等待下一次流程。

        2.砂箱運輸:RGV穿梭車將滿箱砂箱從3D打印機運輸至滿箱緩存線,清砂站滿箱呼叫后,RGV穿梭車將滿箱砂箱運輸至清砂站,空箱由RGV穿梭車運輸至緩存線或3D打印機。

        3.小件砂型運輸:立體庫將小件砂芯運輸至轉(zhuǎn)運RGV上,由轉(zhuǎn)運RGV車轉(zhuǎn)運至人工組芯臺,人工組芯完成后,由轉(zhuǎn)運RGV運輸至緩存線,再由運輸砂型的RGV運輸至小件合箱處合箱。

        4.立體庫:堆垛機將托盤從入庫位置運輸至立體庫內(nèi)指定位置,再將空托盤轉(zhuǎn)運至出庫位置。

        5.工作緩存工位:在標(biāo)準(zhǔn)工序之間或標(biāo)準(zhǔn)工序位置上,通過標(biāo)準(zhǔn)砂箱或標(biāo)準(zhǔn)托盤為載體,通過RGV運輸,送達(dá)指定坐標(biāo)點位。

        共享智能鑄造產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新中心有限公司優(yōu)化采用AGV+RGV+輥道線+立體庫+智能單元控制的方案,實現(xiàn)從3D打印設(shè)備到緩存工位,緩存工位到清砂工位,以及最終入立體庫儲存的全自動控制應(yīng)用,物流效率質(zhì)量均得到大幅的提升。

        三、全自動物流系統(tǒng)及RGV/AGV在現(xiàn)場應(yīng)用的關(guān)鍵點

        一個好的系統(tǒng),具有穩(wěn)定、高效的特點,而要保證這些目標(biāo)的實現(xiàn),在建設(shè)和使用過程中,要抓住其中的一些關(guān)鍵點,重點關(guān)注。

        1.可靠的網(wǎng)絡(luò)及檢測反饋系統(tǒng)

        有別于傳統(tǒng)的物流系統(tǒng)采用固定限位或人的跟蹤控制,自動物流系統(tǒng)通過實時位置的檢測反饋,來控制動作的運行和到位與否。檢測信號不穩(wěn)定,就會導(dǎo)致系統(tǒng)判斷不能運行,或者更嚴(yán)重的物流不受系統(tǒng)控制的運行,以致嚴(yán)重的設(shè)備安全事故發(fā)生。以下兩方面的工作要求必須要做好:

        一方面,工廠現(xiàn)場及整個檢測反饋系統(tǒng),尤其是安裝在現(xiàn)場的系統(tǒng),必須得到很好的現(xiàn)場檢查維護(hù)清潔工作。也就是現(xiàn)場的6S工作標(biāo)準(zhǔn),智能工廠比普通工廠應(yīng)該執(zhí)行更嚴(yán)格的要求。尤其是在物流系統(tǒng),其大部分是運動部件,異常往往會導(dǎo)致很大的損失。

        另一方面,以物流線的運行要求,反推上線設(shè)計產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)化,對非標(biāo)、超標(biāo)的情況,一定要在設(shè)計階段解決問題,保證系統(tǒng)安全穩(wěn)定地運行。

        2.合理優(yōu)化的系統(tǒng)自運算邏輯設(shè)計

        有別于傳統(tǒng)剛性生產(chǎn)線或成熟汽車行業(yè)生產(chǎn)線的要求,鑄造行業(yè)運行的要求是柔性化的,在工藝流程、合格標(biāo)準(zhǔn)、處理的方法等要求上,都有更多的選擇和工況,這就決定了柔性自動生產(chǎn)線面對更多的選擇和更多的工況,就要設(shè)計更多、更合理的系統(tǒng)自運算邏輯,當(dāng)邏輯覆蓋不全或判斷不合適,都會造成系統(tǒng)計算錯誤或進(jìn)入死循環(huán),導(dǎo)致整個自動運行系統(tǒng)的停止。

        3.持續(xù)穩(wěn)定的應(yīng)用更考驗綜合保障能力

        有別于傳統(tǒng)的現(xiàn)場生產(chǎn)組織方式,各個工序職責(zé)明確,包括生產(chǎn)準(zhǔn)備、檢驗、報工等輔助配合工作。而自動生產(chǎn)系統(tǒng),則需要以自動線為核心,拉動相關(guān)工作按時完成,甚至超前完成。

        從質(zhì)量方面,硬件的固化,更增大了質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和過程標(biāo)準(zhǔn)的提高,這就是對我們過程工作質(zhì)量有了更高的要求,把最終的質(zhì)量目標(biāo),分解到各個環(huán)節(jié),標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn),整體能力提高來保證最終的質(zhì)量水平。

        圖1 物流部分設(shè)備效率統(tǒng)計圖

        4.緩存工位設(shè)置的必要性

        柔性生產(chǎn)線,區(qū)別于剛性生產(chǎn)線的地方就在于其節(jié)拍的不平衡性,比如說制芯序,是一個個砂芯進(jìn)行生產(chǎn)組織,但到了組芯序,就需要一組砂芯同時進(jìn)入工作位進(jìn)行操作處理,再有就是不同的產(chǎn)品節(jié)拍時間也不一樣,對于離散型生產(chǎn)方式,需要較高頻率的換產(chǎn)品,組織生產(chǎn)。這些都給實現(xiàn)連續(xù)自動運行造成了很大的影響。

        因此在關(guān)鍵工序間設(shè)置緩存工位,就可以在一定程度上緩解處理由以上因素造成的影響。

        四、自動物流系統(tǒng)對現(xiàn)場效率的影響

        1.未使用全自動的現(xiàn)場物流效率

        現(xiàn)場物流效率由工人操作熟練度決定,平均每個流程時間在15分鐘以上,并且易出現(xiàn)操作失誤以及位置沖突等問題,造成時間浪費現(xiàn)象。

        2.使用全自動RGV/AGV的現(xiàn)場物流效率

        如圖1可以看出:

        (1)除現(xiàn)場多任務(wù)重疊時造成部分轉(zhuǎn)運時間較長(4分鐘以上)外,其他時間段內(nèi)轉(zhuǎn)運時間均在2分鐘左右;

        (2)現(xiàn)場實測,非自動化碼垛機入庫托盤時間較長,一個流程平均時間20分鐘;

        (3)兩輛轉(zhuǎn)運小車時間過長時,相應(yīng)碼垛機運行時間短,這由于現(xiàn)場存在小車等待碼垛機流程現(xiàn)象,反之也是;

        (4)物流設(shè)備無停機時間,24小時運行。

        綜合以上數(shù)據(jù),可以得出以下結(jié)論:

        (1)全自動物流系統(tǒng)大大縮短了每個流程所需要的時間;

        (2)全自動物流系統(tǒng)在使用時,不會出現(xiàn)流程沖突現(xiàn)象(等待流程屬于正?,F(xiàn)象,不屬于流程沖突;流程沖突是指兩流程運行時嚴(yán)重干涉,導(dǎo)致所有流程無法進(jìn)行的現(xiàn)象);

        (3)全自動物流系統(tǒng)無停機時刻,全天候工作。

        五、結(jié)論

        全自動物流系統(tǒng)的使用,很好地提高了現(xiàn)場的物流系統(tǒng)效率,對鑄造車間提質(zhì)增效的目標(biāo)起了極大的促進(jìn)作用。

        以物流系統(tǒng)為橋梁,一方面連接起了各個工序,使過去傳統(tǒng)的單工序離散管理改變?yōu)楣ぷ髁魅婀芾?。另一方面以自動運行流程為抓手,反向拉動工序標(biāo)準(zhǔn)化、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化,對企業(yè)的整體實力影響深遠(yuǎn)。

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