智能化轮胎总成排序系统设计.doc

智能化轮胎总成排序系统设计摘要：本文针对传统轮胎总成排序作业模式的 问题点进行分析，重点关注作业效率和错配率两个评 价指标，提出了智能排序系统解决方案，并在2个项 目点进行实地应用通过大量基础数据收集和分析， 验证了该方案在效率提升和错配率降低两方面取得显 著成效关键词：JIT配送、轮胎总成、智能排序 当今乘用车工厂柔性化生产方式愈来愈普遍，通常一个工厂布局2条生产线，完成4〜8种车型生产; 每种车型按配置衍生出的轮胎规格为2〜3种因此， 3PL （第三方物流服务商）在提供轮胎配送时，要完 成高达20种规格的排序作业轮胎总成采用典型的 JIT配送模式（Just In Time，意为按需配送，生产线边 保持零库存），一旦出错将导致整条生产线停线同时， 随着工厂新车型尤其是大尺寸suv的不断导入，使得 轮胎总成配送问题成为排序配送中较难解决的突出问 题之一一、传统排序作业模式1. 作业流程传统轮胎排序作业几乎完全由人工完成，基本步 骤如下：(1) 获取作业计划：通过主机厂ERP系统，获 取配送计划，生成《排序单》；(2) 捡料作业：捡料人员用叉车将不同型号轮胎 总成，由托盘存储区捡配至排序作业区域；(3) 排序作业：排序班组依据排序单次序，将托 盘内轮胎总成一个一个地由人工搬运至排序料架内(图 1);(4) 配送作业：将排序料架放入转运车，由转运 车运输至工厂生产线对应工位，按生产节拍喂料，喂 料完成收集空料架并返回，完成配送作业。

2. 人工模式分析人工作业模式在产量低、轮胎品种较少的情况下 是比较实用的，但随着产量和轮胎品种的逐渐增加，这种模式的两个缺点 效率低、错配率高 就越来越明显1) 效率低的原因作业者长时间重复搬运作业，体能消耗极大；作 业者流动性高，不断的人员更替也导致效率降低轮胎品种多，在排序区域内需存放各种轮胎，占 用面积大，叉车和人员交叉作业，现场混乱，人员和 设备非正常停工时间较多2) 错配率高的原因在排序作业环节，完全依靠作业者的记忆能力， 按照轮胎花纹的不同来识别轮胎总成型号，没有必要 的防错措施，高强度作业下极易发生错误；当然，人 员更替频繁也会导致错配率高二、智能化排序作业模式1. 设计思路通过控制系统、传输机构、防错环节、专用配送 车辆等几大模块的协同工作，实现轮胎排序的智能化 作业，并充分考虑人机工程和防错设计实现轮胎总 成排序的准确、快捷、高效工作2. 布局说明(1) 总体布局(如图2、图3):由轮胎总成存货 输送区(存货输送机)、轨道输送区、轮胎总成排序下 线区(液压升降输送台)及控制系统组成2) 存货输送区设计20条存货输送轨道，每条 存货输送机补料端配有总成上料对接轨道，以配合专 用的人工上料小车。

3) 排序下线区的液压升降输送平台采用人工(货 车司机操作)半自动控制，然后将轮胎总成移送至轮 胎排序货车上3. 控制系统控制系统采用西门子PLC作为主控制系统，线体 所有的动作均由该PLC完成任务指令可以通过u盘 等存储器直接拷贝到工控机中控制系统配备一个西门子触摸屏，用于显示每个 工位及物料架、顶升台、抓取机械手等的实时位置状 态，显示故障报警内容以及一些排除故障的帮助信息 另外，每个物料架、顶升台等的手动控制均可以在触 摸屏上操作，可以实现每个动作单独手动控制4. 作业流程(1) 获取作业计划：通过接收系统自动接收、识 别配送计划，发出作业指令；(2) 捡料作业：控制系统根据轮胎总成顺序信息， 将轮胎总成依序输送至具有移载功能的传输轨道A上(见图5)存货输送轨道补料端和补料缓存区设有补 料报警提示灯，当存货输送轨道缓存数量少于设定值 (4垛)时，补料报警提示灯闪烁，提示需要人工及 时补料；(3) 排序作业：a排序控制系统发出排序指令， 传输轨道A上的轮胎总成有序通过传输轨道A和B 输送至传输轨道c;b传输轨道c上的9个位置依次填满后，轨道下的顶升移载机构将9组轮胎总成同时平移到液压升降 平台；c传输轨道C设有排序电子看板，便于排序操作 人员复核和掌握排序轮胎总成的相关信息；d轮胎总成全部转移至液压升降平台后，液压升 降平台开始顶升，顶升高度为专用配送车辆相应高度; e顶升完成后进行平移动作，所有轮胎总成进入排序货车内部，完成排序作业；(4) 配送作业：专用配送车辆运输至工厂生产线 对应工位，按生产节拍喂料，喂料完成后返回，完成 配送作业。

5. 防错设计轮胎总成智能排序线从控制系统、报警系统及人 工等方面进行了防错设计，以保证排序的正确性控 制系统在接收排序信息时，能对异常信息进行报警， 只有当异常信息排除后系统才可以启动；在传输轨道 c处设计了人工复核工位，起到了二次防错的作用三、实施效果及发展趋势上述智能排序系统解决方案已在2个项目点进行 了实地应用，通过大量的基础数据收集和分析，证明 在效率提升和错配率降低两方面均取得显著成效，排 序准确度可以达到100%；同时可以将劳动者从繁重 的体力作业中解放出来，为应对劳动力成本不断上涨 和招工难等问题提供了解决方案；排序现场整洁，忙 而不乱，现场管理水平大幅提高随着互联网技术和工业4.0的不断深入，智能技 术应用势在必行未来汽车工厂的柔性化程度会越来 越高，本文提供的轮胎智能排序方式，为解决相关零 部件、总成件的排序作业提供了一个很好的思路。