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(jī)械和運輸設(shè)備、計算機(jī)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(jī)、立體庫等。

二、全自動物流系統(tǒng)在共享集團(tuán)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(qiáng)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(jī)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(jī)。

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(jī)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(jī)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(jī)運行時間短，這由于現(xiàn)場存在小車等待碼垛機(jī)流程現(xiàn)象，反之也是；

（4）物流設(shè)備無停機(jī)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（等待流程屬于正常現(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(jī)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)。