汽車總裝車間對自動化技術(shù)的應(yīng)用

時間:2022-03-04 10:19:39

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汽車總裝車間對自動化技術(shù)的應(yīng)用

【摘要】隨著制造技術(shù)的改革升級,汽車行業(yè)的發(fā)展也發(fā)生了變化,智能技術(shù)的引入與融合促使汽車生產(chǎn)管理模式不得不進(jìn)行更新,物流自動化技術(shù)就是其中之一,將其應(yīng)用在汽車總裝車間中能夠優(yōu)化物流系統(tǒng),提高汽車總裝速度與質(zhì)量,還能夠提升汽車企業(yè)的綜合實(shí)力,助力汽車行業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展?;诖?,文中對汽車總裝車間中物流自動化技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)行分析和探討。

【關(guān)鍵詞】汽車總裝車間;物流自動化技術(shù);應(yīng)用

物流系統(tǒng)在汽車總裝車間中是非常重要的組成部分,物流配送的效率對整車總裝制造的效果具有關(guān)鍵性作用和影響,在信息技術(shù)與智能技術(shù)的改革升級背景下,逐漸開發(fā)出了適用于汽車生產(chǎn)過程的物流自動化系統(tǒng),通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、信息技術(shù)等多種先進(jìn)技術(shù)的綜合協(xié)調(diào)實(shí)現(xiàn)對汽車總裝車間物流過程的優(yōu)化,節(jié)省人力、物力,有效提升了物流作業(yè)的效率和質(zhì)量,充分體現(xiàn)了汽車企業(yè)生產(chǎn)管理的智能化轉(zhuǎn)型。物流自動化技術(shù)在汽車總裝車間的應(yīng)用主要涉及到多種智能技術(shù)的配合,如自動驗(yàn)收設(shè)備、AGV自動配送技術(shù)、物流仿真技術(shù)等,這些技術(shù)的實(shí)踐改變了傳統(tǒng)總裝車間物流工作模式,增強(qiáng)了物流自動化水平,與現(xiàn)代化汽車制造行業(yè)智能化、敏捷化的發(fā)展趨勢相一致。

1物流自動化技術(shù)的原理

物流自動化技術(shù)的應(yīng)用是基于AGV、信息物理系統(tǒng)和關(guān)節(jié)機(jī)器人等實(shí)現(xiàn)的,通過多技術(shù)原理的支持在汽車總裝空間中發(fā)揮作用。AGV是一種可以自動行駛的運(yùn)輸車,是在電磁或者光學(xué)原理基礎(chǔ)上制作的自動引導(dǎo)裝置,借助計(jì)算機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)控制運(yùn)輸路線,即可以實(shí)現(xiàn)無人駕駛自動化的行進(jìn),沿著設(shè)計(jì)好的軌道獲取行進(jìn)指令而到達(dá)指定位置。AGV具有操作簡單、效率高、安全可靠等明顯優(yōu)點(diǎn)。信息物理系統(tǒng)是對計(jì)算技術(shù)、通信技術(shù)和控制技術(shù)的綜合統(tǒng)一,利用計(jì)算進(jìn)程開展綜合計(jì)算,利用物理進(jìn)程創(chuàng)設(shè)合理物理環(huán)境,在多技術(shù)的融合協(xié)同下能夠?qū)崿F(xiàn)物體的動態(tài)監(jiān)控、感知,并充分利用所獲信息做出分析,提高控制效果。信息物理系統(tǒng)具有高效性、及時性和可靠性等優(yōu)勢。關(guān)節(jié)機(jī)器人是工業(yè)制造生產(chǎn)中十分常見的一種關(guān)節(jié)機(jī)械手臂,將關(guān)節(jié)機(jī)器人的控制系統(tǒng)與AGV相連接可實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)對接搬運(yùn)控制,與傳統(tǒng)人力操作相比,關(guān)節(jié)機(jī)器人具有較強(qiáng)的替代性,且可以通過預(yù)設(shè)控制高效完成一些搬運(yùn)工作,所占面積也比較小。

2物流自動化技術(shù)的優(yōu)勢

物流自動化技術(shù)在汽車總裝車間中的應(yīng)用優(yōu)勢主要體現(xiàn)在以下幾個方面:一是能夠降低人工成本支出。用機(jī)器人和機(jī)械設(shè)備代替人工操作減少了對人力資源的需求,借助智能化、自動化技術(shù)完成之前人工操作性質(zhì)的作業(yè),便可不用為人力工作投入過多成本,且與人力相關(guān)的其他成本,如照明、防熱等方面的成本投入也得到降低;二是能夠降低土地成本。物流自動化技術(shù)下融合了密集存儲技術(shù),利用AGV運(yùn)輸車傳送物品縮小了以往人工操作所需的通道場地空間,并且在機(jī)器設(shè)備的支持下可以將貨品的存放高度提升,提高了車間面積的利用率,在有限空間內(nèi)也可以正常有序完成各項(xiàng)工作,因而土地成本隨之降低;三是能夠提高配送效率。物流自動化技術(shù)的應(yīng)用可以實(shí)現(xiàn)自動化的存儲操作、搬運(yùn)操作以及分揀操作,相比于傳統(tǒng)工作模式,這種操作方式的效率更高,而且也更加準(zhǔn)確,能夠精準(zhǔn)完成對接搬運(yùn);四是能夠增強(qiáng)物流管理能力。通過物流自動化技術(shù)可有序完成對貨品的全過程控制與管理,包括入庫、分揀、出庫、搬運(yùn)等,從中也可以直接掌握貨品的動態(tài)變化情況,在此基礎(chǔ)上加以分析則可以作為管理者決策制定的重要依據(jù)[1]。同時,也能夠幫助管理者調(diào)整總裝車間不同環(huán)節(jié)的工作,確保企業(yè)資金投入的有效流轉(zhuǎn),提高資金利用率,促使汽車總裝車間的運(yùn)行得到有效保障。

3汽車總裝車間中物流自動化技術(shù)的應(yīng)用

3.1貨物自動驗(yàn)收技術(shù)

汽車總裝車間中所涉及的各種零部件較多且種類多樣,在對其進(jìn)行總裝處理之前需要經(jīng)過嚴(yán)格的驗(yàn)收步驟,采用傳統(tǒng)人工驗(yàn)收方式不僅需要耗費(fèi)大量的人力,還存在一定的驗(yàn)收失誤現(xiàn)象,效率低、準(zhǔn)確性低。而在物流自動化中則采取了自動驗(yàn)收技術(shù),能夠?qū)崿F(xiàn)對貨物的自動檢驗(yàn)和驗(yàn)收,相較于人工驗(yàn)收方式,自動化驗(yàn)收效率更高且準(zhǔn)確性更強(qiáng)。目前,汽車總裝車間中常見的自動驗(yàn)收技術(shù)有兩種,一種是二維碼自動驗(yàn)收門,另一種是RFID自動驗(yàn)收門。二維碼自動驗(yàn)收門是在貨物張貼二維碼的前提下得以運(yùn)行的,通過二維碼識別系統(tǒng)對各貨物上的二維碼進(jìn)行掃描并讀取其數(shù)據(jù)信息,經(jīng)過對接系統(tǒng)完成驗(yàn)證后即可實(shí)現(xiàn)自動化驗(yàn)收。RFID自動驗(yàn)收是在驗(yàn)收門中設(shè)置RFID讀寫器,貨物上張貼RFID標(biāo)簽,貨物在通過驗(yàn)收門時掃描讀寫標(biāo)簽信息后對接系統(tǒng)中的貨品信息記錄,核對成功后即可確認(rèn)驗(yàn)收。

3.2AGV控制技術(shù)

AGV是一種輪式移動運(yùn)輸車,由自動導(dǎo)航路徑識別系統(tǒng)、自動移載功能等組成,作為物流自動化技術(shù)中的重要組成部分被廣泛應(yīng)用在各種制造生產(chǎn)行業(yè)中,并且自身還具備安全保護(hù)系統(tǒng)能夠在自動運(yùn)輸中保護(hù)自己的安全。AGV有多種類型,汽車總裝車間在實(shí)際應(yīng)用過程中需考慮到業(yè)務(wù)實(shí)際需求,選擇合適的型號,以切實(shí)滿足車間的應(yīng)用環(huán)境。首先,要選擇結(jié)構(gòu)合適的AGV,現(xiàn)有且常見的機(jī)械結(jié)構(gòu)共兩種,分別為牽引式AGV和背負(fù)式AGV,由于汽車總裝車間內(nèi)的貨物種類比較復(fù)雜,一般需要兩種機(jī)械結(jié)構(gòu)的AGV配合使用,才能達(dá)到更好的控制效率[2]。其次,要切實(shí)考慮到總裝車間的空間環(huán)境,選擇驅(qū)動方式合適的AGV。為滿足總裝車間復(fù)雜通道的運(yùn)輸需要,一般采用雙舵輪和麥克納姆輪更為合適。另外,要選擇導(dǎo)航方式合適的AGV,較為常見的幾種導(dǎo)航方式有磁條導(dǎo)航、色帶導(dǎo)航、激光導(dǎo)航、電磁導(dǎo)航和二維碼導(dǎo)航,出于對成本、可靠性、實(shí)施難度等多方面的考慮和分析,適用于汽車總裝車間這種工作量大、工作環(huán)境復(fù)雜的最優(yōu)導(dǎo)航方式是二維碼導(dǎo)航,通過攝像識別二維碼可以在較低成本保障下便捷實(shí)施導(dǎo)航技術(shù),可靠性也比較強(qiáng)。

3.3物流倉儲技術(shù)

物流自動化技術(shù)中最基礎(chǔ)且關(guān)鍵的技術(shù)是物流倉儲技術(shù),不同于傳統(tǒng)倉儲模式,其優(yōu)勢更加突出,操作更加便捷。采用自動化立體倉庫進(jìn)行貨物存放,配合AGV控制技術(shù)實(shí)現(xiàn)貨物的精準(zhǔn)搬運(yùn)和放置,增強(qiáng)了倉儲自動化水平。從結(jié)構(gòu)上來看,自動化立體倉庫主要是由幾個不同系統(tǒng)組合而成的,包括最基礎(chǔ)的貨架設(shè)施、自動入庫和出庫設(shè)備、巷道式堆垛起重機(jī)和控制系統(tǒng)等,其中貨架是存放貨物的主要結(jié)構(gòu),根據(jù)汽車總裝車間貨品的不同類型劃分貨物存放區(qū)域后,按照其規(guī)格和質(zhì)量等打造鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)支撐的貨架設(shè)施,滿足各類貨品存放需求。自動入庫和出庫設(shè)備是根據(jù)貨物自動驗(yàn)收技術(shù)實(shí)現(xiàn)對進(jìn)出貨品的檢驗(yàn)和審核,確保所進(jìn)庫貨物是符合總裝車間標(biāo)準(zhǔn)的,也是維護(hù)總裝工作質(zhì)量的基礎(chǔ)。巷道式堆垛起重機(jī)一般被放置在貨架與貨架之間,主要作用是對傳送貨物進(jìn)行移動取放,在物流倉儲中是非常重要的環(huán)節(jié)。各工作環(huán)節(jié)之間由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)進(jìn)行綜合控制,獲取各環(huán)節(jié)的動態(tài)信息,管理人員可實(shí)現(xiàn)便捷化操控,讓自動化立體倉庫能夠更加協(xié)調(diào)的開展工作[3]。

3.4SPS配送技術(shù)

SPS配送技術(shù)是指成套零部件供應(yīng)配送技術(shù),在汽車總裝車間中應(yīng)用該技術(shù)則是根據(jù)一整輛車的總裝需求將所需要的各種零部件安排到幾臺運(yùn)輸車上進(jìn)行統(tǒng)一傳送,到達(dá)總裝處理的位置對車輛進(jìn)行組裝,過程中所使用的小車均保持同速、同方向的行進(jìn)。SPS配送技術(shù)在汽車總裝車間的應(yīng)用優(yōu)勢是非常明顯的,一是能夠縮短生產(chǎn)線,無論哪一種車型的生產(chǎn)總裝都可以使用這一技術(shù),這樣就減少了器具的使用,提高生產(chǎn)線的效率;二是適用于各種零部件的配送,只要是汽車總裝所需要的各種類型的零部件通常都可以做到有效傳送,不會受到過多的限制,應(yīng)用場景廣泛;三是可以優(yōu)化人機(jī)工程,關(guān)于線旁工位器具設(shè)計(jì)不易被更改,很大程度上減少了相關(guān)器具的制作成本,因而還起到降低車間管理成本的作用。此外,SPS配送技術(shù)的基本原理以車輛配置信息為基礎(chǔ),按照生產(chǎn)管理系統(tǒng)的控制,將整車零部件的物料采集信息以指令方式發(fā)送后,運(yùn)輸車到達(dá)指定位置取出物料,再按照既定排序點(diǎn)順序自動輸送至線邊工位,方便做好汽車整車的有序裝配。

3.5物流仿真技術(shù)

物流仿真技術(shù)在汽車總裝車間中的應(yīng)用大大提升了車間工作的智能化水平,并充分滿足總裝車間的復(fù)雜工作需求,靈活且高效。在物流自動化技術(shù)中主要運(yùn)用的物流仿真技術(shù)軟件有三種:AutoMod軟件,由AutoMod模塊、AutoStat模塊、AutoView模塊構(gòu)成,其中AutoMod模塊模擬真實(shí)的物流系統(tǒng),涵蓋運(yùn)輸車、運(yùn)輸軌道、起重機(jī)等方面的信息,掌握車間物流各環(huán)節(jié)的動態(tài)情況;AutoStat模塊根據(jù)管理者所設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)與參數(shù)對AutoMod模塊中的各項(xiàng)信息進(jìn)行分析處理;AutoView模塊可以形成動態(tài)畫面,通過攝像機(jī)跟蹤物體移動形成相應(yīng)的模擬場景,以便于掌握更加詳細(xì)的車間物流信息。ShowFlow軟件由統(tǒng)計(jì)模塊、動畫模塊、分析模塊、仿真模塊和建模模塊等構(gòu)成,可以對總裝車間中各種貨品資源情況可以進(jìn)行預(yù)測和分析,并了解生產(chǎn)量水平,在此基礎(chǔ)上結(jié)合實(shí)際需求開展仿真模擬實(shí)驗(yàn),為決策制定提供參考[4]。SiemensPlantSimulation軟件由布局規(guī)劃及仿真模塊、車間物流仿真模塊、生產(chǎn)線產(chǎn)能仿真模塊等構(gòu)成,可以完成對車間布局的定量檢測,并評估物流設(shè)計(jì)、生產(chǎn)產(chǎn)能等的合理性,在仿真驗(yàn)證基礎(chǔ)上找到最優(yōu)布局和規(guī)劃方案。

4結(jié)束語

綜上所述,物流自動化技術(shù)在汽車總裝車間中的應(yīng)用優(yōu)勢明顯,可以提高汽車總裝車間物流的效率和質(zhì)量,通過貨物自動驗(yàn)收技術(shù)、AGV控制技術(shù)、物流倉儲技術(shù)、SPS配送技術(shù)、物流仿真技術(shù)等的合理運(yùn)用,可推動汽車總裝車間的現(xiàn)代化發(fā)展,并對物流行業(yè)的發(fā)展起到推動作用。

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作者:楊雙幸 單位:山西交通技師學(xué)院