新建工厂的物流规划与建设

张辉 魏博 于亚南

【摘 要】基本思路是先确定产品产能、自制件范围，然后进行工艺、设备选型，确定涉及功能模块，按物流顺畅原则进行布置，再综合考虑各种辅助办公区，最后进行厂房公用设计，完成一个车间最主要规划设计。

【关键词】工厂；物流规划；建设

引言

现结合案例作介绍。主要考虑产品产能需求、工艺路线及布局、设备选型、模具存放区/原料库房/办公区/工段园地、生产模式、质量控制、厂房平面规划、土建公用设计等。

1、产品产能、工艺、设备与生产管理规划

1.1、产品输入

（l）投产车型。不同车型其工艺流程、工艺布局、设备选型、模具与物料缓冲区，及扩建预留都不一样。该基地投产车型包括7座家用车、紧凑型车、中型车、SUV等。（2）自制件种类与数量。为保证产量和质量，确定车门外板、左/右侧围外板、左/右翼子板、发动机盖、车顶盖、尾门外板等10多个重要车身覆盖件采取自制。内板由供应商提供，以减少自身生产规模、建设投资，及降低运行成本、风险。

1.2、产能

依据工厂产量测算：月产能（冲次）=小时产量x每日工作小时数x每月工作日x模具线数；月实际产能（冲次）=每分钟实际冲次x60x每日工作小时数x每月工作日。

1.3、工艺

车身外板多为三维非规则曲面，尺寸大、形状复杂，外观质量要求极高以满足造型，配合精度高、形状和尺寸的一致性好以保证焊接和装配质量。对不同车型零件，冲压的工艺特点、设备、模具、材料都不同。为精益投资和运行成本，该车间选择4序而非5序工艺，两者优缺点如下：（1）4序工艺优点是投资、运行成本相对较低，与本地其它工厂生产工艺相同，满足产品柔性；缺点是较复杂零件的模具设计难度较高、模具较复杂、生产稳定性较差。（2）5序工艺优点是可简化相应模具设计，减小模具设计难度，降低模具结构复杂性，提高稳定性；缺点是公司在柳州的其它工厂均为4序压力机生产，若5序设备损坏，需5序生产模具将无法实现柔线生产，对产能产品柔性产生较大影响，且占地与设备投资大。

2、设备

2.1、在线清洗

生产停线中，擦模所占比率为巧%一30%，而第一道成型拉深工序擦模又占较大比重。使用清洗机，能提高零件表面清洁度，减少停线擦模时间。部分模具第一序拉深量比较大，零件易开裂，板料经过清洗机涂油后，有助于拉深时走料平顺，减少开裂。清洗机由4个AC变频电机驱动，使用油基清洗介质，包括1对聚氨醋送进辊，1对反向尼龙刷辊，1对无纺布3M挤干辊。油箱由不锈钢板制成，装备有双过滤器，过滤能力25微米。清洗机与拆垛机，压机上料机器人相连。主要参数：清洗机速度最大120米/分钟（可调），挤干辊上辊压力最大100PIL，泵输出量约600升/分钟，油箱加热器功率6Kw。

2.2、压力机

（l）根据产量、生产线自动化程度，按工艺流程排列，通常采用以双动压力机为首的，加上多台单动宽台面压力机，多以贯通式纵向排列的形式。（2）由于车身覆盖件形状复杂，单动压力机很难达到要求，在拉深工序，采用2250吨宽台面双动压力机。（3）由于车身覆盖件轮廓尺寸大而材料厚度小，同时为了缩短换模时间，其它切边、翻边、整型工序采用宽台面多点且带活动台面的1000吨压力机。为控制投资、便于生产维保，两条压力机线供应商均为济南二机床集团有限公司，其特点为：l）适合高强度钢材的冲压使用；2）配合单臂机械手及高速拆垛系统，可不停机更换料垛；3）滑块运动曲线特性好，速度最高可达18转/分；4）生产线的冲压效率有效提升；5）整线设计最大冲压节拍为12次/分钟，能实现一模双件的冲压；

2.3、自动化输送

线零件输送一般有3种方式：a.机器人（六台机器人+拆垛对中+零件输送带），b.传统机械手（八台机械手+3台穿梭机+拆垛对中+零件输送带），C.高速机械手（5台机械手+拆垛对中+零件输送带）。该车间选择C模式，供应商为瑞士Gudel。主要特点：1、各轴驱动由电机提供电能，采用德国RExROTH伺服电机；2、定位精准、可靠性高，搬运负载80kg；3、可完成传统机械手取件、穿梭和上件三个设备的工作；4、整线最高节拍可达12次，比普通机器人生产节拍提升40%以上；5、零件在传送过程中不需旋转、设备少、技术成熟。

2.4、天车

天车用于吊运模具、板料等，为50T/10T桥式双梁起重机，由大车、小车、小车轨道、护栏、大小卷扬、吊钩、滑轮、钢丝绳、驾驶室、变频器、遥控系统、大车轨道、电源安全滑触线等组成。起升及行走机构采用变频调速控制，具备驾驶室控制、遥控两种操作模式。大车轨道采用5k0岁m钢轨，小车轨道采用焊接压板。大车、小车、主钩、副钩均采用变频调速，变频器附带用于设置参数和手动输入的面板，供应商为美国Allen一Bradley。

2.5、生产管理

（l）生产计划管理：建立每日生产计划控制流程、板料和零件物料清单表等；（2）运输管理：吊车转运板料、拖车转运零件、叉车仅在库房装卸零件，运输路线规划；（3）库存管理：支持零件数据跟踪、库房零件布局、最大最小库存设置、先进先出保证；（4）原材料管理：板料接收流程及库存设置、可疑板料处理；（5）落料件管理：最大最小缓冲量设置、落料件质量控制；（6）半成品管理：生产工序件在24小时内完成工序并入库，试模、项目工序件隔离存放，专项处理。

3、厂房平面规划

（l）根据生产线条数和每条线生产前后缓冲面积、物流通道大小、叉车转弯半径等综合考虑生产区域面积。（2）根据规划模具尺寸，直接计算模具面积。模具面积乘以物流系数（物流通道、模具间存放通道等）除以2得出实际所需面积大小。（3）根据规划零件工位器具尺寸、装箱定额，计算库房面积；考虑冲压件入库物流、焊装车间取件物流最短为原则，一般布在生产线尾，并靠近焊装车间。（4）如数模尺寸已知道，直接计算检具面积；如车型模具尺寸不清楚，采用现有相似车型类比法；平均法计算检具面积大小，最后乘以物流系数（物流、检具间存放通道等）。（5）模修面积由模修设备所占面积、同时维修多少套模具所占面积构成。位置应考虑各线模具转运方便，物流最短、模修粉尘远离生产线等因素。（6）板料存放区根据产量、周转时间、板料平均大小计算。现为了节省面积，一般采用立体货架、集中存放、统一发送的方式。（7）根据饭金返修数量计算其饭金翻修面积。叉车充电区应同时满足多少辆叉车充电，考虑防爆设施。（8）办公生活区考虑管理人员、工程师、信息文档、参观接待，会议室、培训室、工具材料库房、卫生间等。（9）工段园地根据实际空间布设。（10）考虑员工上下班进入车间、生产线员工与车间内部人员走动、人员参观路线。

结束语

本文介绍整车工厂冲压车间在规划设计阶段应考虑的原则，提出结合实际优化设计、降低投资和运行成本、提高生产效率、利于扩建需求的设计原则。

参考文献：

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（作者单位：1精诚工科汽车系统有限公司底盘研究院；

2诺博汽车系统有限公司保定徐水公司制造二部）