发动机工厂M254新机型物流分拣区及AGV路径规划设计爱游戏体育官网登录

发布时间：2024-04-11 丨 浏览次数：

　　：随着科技水平的提高，智能化逐步渗透汽车制造业的方方面面，不仅生产线设备智能化提高，物流作为汽车生产制造的重要一环，智能化也提上日程。无论厂内物流还是厂外物流都引入智能设备，如自动导引运输车（AGV）、电动叉车等，开启绿色智能物流。同时，不断完善企业内部物流体系，实现精益生产物流已经成为目前国内企业强烈的愿景和要求。

　　M254新机型在发动机工厂投产，用于替代原M264机型，本文通过规划零件存储位置，计算零件最大暂存箱数，引入按灯拣选系统，设计并建造了全新的M254分拣区，高效、精益地为生产线配送正确的零件。同时设计合理的AGV行驶路径，计算满足生产节拍所需的AGV数量，搭建智能运输车AGV配线个U型区域，投入使用以来，可以保证M254装配线零件需求，无物流原因造成停线，以及错漏拣零件情况发生。

　　北京奔驰2020年开始发动机M254机型投产项目，目前上市的部分奔驰汽车已经搭载M254发动机，未来全新的M254机型将逐步取代原M264机型。M254发动机投产一共包括机加（缸体、缸盖、曲轴）和整机装配两部分。新建造的M254装配线所示，本文将规划设计与之匹配的分拣区，完成高效、准确、精益的零件配线机型装配线.配餐车配线模式

　　配餐车（Shopping Cart，SC）是一种集成数个工位所需物料进行配套供应的便捷供料方式，这种配线方式取消了线边存储料架，改为与生产线同步随行的台车料架，如图2所示。配餐车作为一种先进的集中供料方式，是新精益理念的重要组成部分。通常每辆配餐车按照单车用量配送零件。相对于传统的批量补货、线边暂存配线方式，配餐车供应具有更小批量、准时化配线 零件在生产线边和零件在配餐车示意图

　　北京奔驰分拣操作员在进行配餐车拣选的过程中，使用了AGV作为配餐车的行驶动力。因此操作员无需在分拣区进行单手拉车操作，可以双手进行分拣作业，将注意力全部集中于分拣作业，没有其他附加操作，提高分拣效率的同时可降低错误率。除了AGV，还可以使用自动牵引平台（FTF），即配餐车和操作员均在同一高度平台上，FTF推动平台到指定位置进行分拣，操作员无需步行就能完成分拣操作，但是该技术的应用和推广还有待验证完善。

　　综合物料流价值链考虑，并不是所有的零件都适用配餐车配送策略，通用零部件（螺栓、胶堵）、标准件等承装数较大时，不宜采用配餐车形式，就近放置到线边；体积大或较重零件如飞轮盘，或需要借助辅助工具时，不宜采用配餐车形式，采用AGV翻包配线策略；配餐车零件转运过程为开放形式，贵重件及易丢件如火花塞不适用配餐车形式上线，将通过线边料架模式配线。

　　配餐车工作流程包括4个部分，分别是：在分拣区拣选所需零件，运输至生产线上线，随线运行，以及空配餐车回到分拣区进行下一循环，如图3所示。

　　实施配餐车配送模式，更多的机型配置可以被整合在生产线上共线生产，提高生产线柔性；由于零件已按序按辆份放置在配餐车上，生产人员直接拿取将降低装配出错率；降低生产员工取件难度，减少走动距离和非增值操作，提高生产效率。

　　I型需要较长的空间，一般用于生产线边分拣区，II型分拣区需要较多的操作人员支持零件分拣，出于空间和人力的角度考虑，M254分拣区采用U型布局。M254生产线主要分为基础装配线和最终装配线部分，一共将装配线部分，与之匹配的将分拣区分为3个U型区域，每一个U型区域称为一个循环（Loop），将150多种零件根据生产线个Loop中零件数量分别为45、62和46种，新建M254分拣区布局如图5所示。

　　基于人机工程，分拣区零件布局精益紧凑，结合零件包装特点，尽量采用小件配送和存储，以优化分拣区面积、减少走动以降低劳动强度。

　　使用滑移货架存储零件，并将高频零件放在最佳取料位置，零件放置尽量紧密避免空位，零件包装的短边面向操作员，以合理利用料架空间。

　　分拣区零件布局规划时要考虑防错方法，使用物理隔离防错、目视化防错及系统防错等方法，如图6、7所示。物理防错是将不同机型相似零件放置在料架不同位置，避免分拣人员操作失误，拣取错误的零件；目视化防错是将易混淆零件标签用不同颜色纸张区别；系统防错是引入按灯拣选系统（PBL），根据生产系统（PLUS）、物流系统（SAP）输入的信息，PBL系统会提示需要拣取的零件，拣件人员只需按照提示灯操作，降低人员失误的风险。

　　零件具置规划原则通常是，通用件放在U型即每个loop的开端，便于不同机型拣取零件，如图8所示。

　　分拣区M254通用件一共56种，根据装配顺序放置在3个Loop前端，每个Loop中通用件数量如表1所示。以零件装配顺序和零件在配餐车位置为基础，确定专用零件在分拣区的位置。M254分拣区3个Loop配餐车零件摆放如图9所示，为避免已拣取零件对后续零件的影响，一般先拣取配餐车上离操作人员较远的零件，同时操作人员拣取零件顺序与生产线装配顺序相反。

　　在确定分拣区零件位置后，需要确定零件暂存箱数，同时基于精益生产、合理利用空间理念，零件箱数不宜过多，计算满足生产需求的最大暂存箱数。

　　分拣区零件是通过不同配线模式将库房中的零件配送到分拣区，然后由分拣人员将零件拣取至配餐车，最大暂存箱数不仅与生产节拍相关，也与不同配线种配线模式，分别是大件（GLT）配线，小件（KLT）配线，以及大件拆包配线 库房至分拣区小件配线目前单线 JPH，以生产节拍为基础，考虑不同形式配线循环时间，计算每种零件的最大暂存箱数，公式如下：

　　M254生产线部分，每部分都有配餐车上线点（kick in）和下线点（kick off），分拣区AGV出发点作为第一个节点，上线点作为目标节点，规划AGV配线路径；同理下线点作为第一个节点，分拣区位置作为目标节点，规划AGV空车返回目标节点。规划合理的AGV路径，尽量减少AGV路径的交叉，M254的AGV路径如图12所示。

　　其中M254装配线 JPH，单个AGV拖动SC数量为3，3个Loop拣件时间均为260秒，通过路径长度与AGV行驶速度（0.45m/s）计算路径时间，安全系数为105%，AGV buffer数量为1台。由此得到M254 AGV数量、路径长度、配餐车数量如表3所示。

　　本文通过规划150余种零件存储位置，计算零件暂存箱数，设计并建造了全新的M254分拣区。M254分拣区规划为3个U型区域，零件按照最大暂存箱数放置在适当的位置。每辆AGV拖动3个配餐车进行配线，设计了合理的AGV行驶路径，并计算满足生产节拍所需的AGV数量41辆，搭建了智能运输车AGV配线体系。分拣区引入按灯拣选系统，降低人员操作失误的风险。投入使用以来，M254分拣区可以高效地为装配线配送准确的零件，无物流原因造成的生产线停线，以及零件错漏拣情况发生。

　　[1]杨栋. 物流配送系统设计与算法应用研究[D].华中科技大学,2005.

　　[2]汤红杰. 优化Dijkstra算法在工厂内物流AGV路径规划的研究[J].机械设计与制造,2018.