汽车总装车间中对物流自动化技术的应用*

2022-12-28杨双幸

物流工程与管理 2022年2期

□ 杨双幸

(山西交通技师学院,山西晋中 030800)

物流系统在汽车总装车间中是非常重要的组成部分，物流配送的效率对整车总装制造的效果具有关键性作用和影响，在信息技术与智能技术的改革升级背景下，逐渐开发出了适用于汽车生产过程的物流自动化系统，通过计算机系统、信息技术等多种先进技术的综合协调实现对汽车总装车间物流过程的优化，节省人力、物力，有效提升了物流作业的效率和质量，充分体现了汽车企业生产管理的智能化转型。物流自动化技术在汽车总装车间的应用主要涉及到多种智能技术的配合，如自动验收设备、AGV自动配送技术、物流仿真技术等，这些技术的实践改变了传统总装车间物流工作模式，增强了物流自动化水平，与现代化汽车制造行业智能化、敏捷化的发展趋势相一致。

1 物流自动化技术的原理

物流自动化技术的应用是基于AGV、信息物理系统和关节机器人等实现的，通过多技术原理的支持在汽车总装空间中发挥作用。AGV是一种可以自动行驶的运输车，是在电磁或者光学原理基础上制作的自动引导装置，借助计算机系统设计控制运输路线，即可以实现无人驾驶自动化的行进，沿着设计好的轨道获取行进指令而到达指定位置。AGV具有操作简单、效率高、安全可靠等明显优点。信息物理系统是对计算技术、通信技术和控制技术的综合统一，利用计算进程开展综合计算，利用物理进程创设合理物理环境，在多技术的融合协同下能够实现物体的动态监控、感知，并充分利用所获信息做出分析，提高控制效果。信息物理系统具有高效性、及时性和可靠性等优势。关节机器人是工业制造生产中十分常见的一种关节机械手臂，将关节机器人的控制系统与AGV相连接可实现精准对接搬运控制，与传统人力操作相比，关节机器人具有较强的替代性，且可以通过预设控制高效完成一些搬运工作，所占面积也比较小。

2 物流自动化技术的优势

物流自动化技术在汽车总装车间中的应用优势主要体现在以下几个方面：一是能够降低人工成本支出。用机器人和机械设备代替人工操作减少了对人力资源的需求，借助智能化、自动化技术完成之前人工操作性质的作业，便可不用为人力工作投入过多成本，且与人力相关的其他成本，如照明、防热等方面的成本投入也得到降低；二是能够降低土地成本。物流自动化技术下融合了密集存储技术，利用AGV运输车传送物品缩小了以往人工操作所需的通道场地空间，并且在机器设备的支持下可以将货品的存放高度提升，提高了车间面积的利用率，在有限空间内也可以正常有序完成各项工作，因而土地成本随之降低；三是能够提高配送效率。物流自动化技术的应用可以实现自动化的存储操作、搬运操作以及分拣操作，相比于传统工作模式，这种操作方式的效率更高，而且也更加准确，能够精准完成对接搬运；四是能够增强物流管理能力。通过物流自动化技术可有序完成对货品的全过程控制与管理，包括入库、分拣、出库、搬运等，从中也可以直接掌握货品的动态变化情况，在此基础上加以分析则可以作为管理者决策制定的重要依据[1]。同时，也能够帮助管理者调整总装车间不同环节的工作，确保企业资金投入的有效流转，提高资金利用率，促使汽车总装车间的运行得到有效保障。

3 汽车总装车间中物流自动化技术的应用

3.1 货物自动验收技术

汽车总装车间中所涉及的各种零部件较多且种类多样，在对其进行总装处理之前需要经过严格的验收步骤，采用传统人工验收方式不仅需要耗费大量的人力，还存在一定的验收失误现象，效率低、准确性低。而在物流自动化中则采取了自动验收技术，能够实现对货物的自动检验和验收，相较于人工验收方式，自动化验收效率更高且准确性更强。目前，汽车总装车间中常见的自动验收技术有两种，一种是二维码自动验收门，另一种是RFID自动验收门。二维码自动验收门是在货物张贴二维码的前提下得以运行的，通过二维码识别系统对各货物上的二维码进行扫描并读取其数据信息，经过对接系统完成验证后即可实现自动化验收。RFID自动验收是在验收门中设置RFID读写器，货物上张贴RFID标签，货物在通过验收门时扫描读写标签信息后对接系统中的货品信息记录，核对成功后即可确认验收。

3.2 AGV控制技术

AGV是一种轮式移动运输车，由自动导航路径识别系统、自动移载功能等组成，作为物流自动化技术中的重要组成部分被广泛应用在各种制造生产行业中，并且自身还具备安全保护系统能够在自动运输中保护自己的安全。AGV有多种类型，汽车总装车间在实际应用过程中需考虑到业务实际需求，选择合适的型号，以切实满足车间的应用环境。首先，要选择结构合适的AGV，现有且常见的机械结构共两种，分别为牵引式AGV和背负式AGV，由于汽车总装车间内的货物种类比较复杂，一般需要两种机械结构的AGV配合使用，才能达到更好的控制效率[2]。其次，要切实考虑到总装车间的空间环境，选择驱动方式合适的AGV。为满足总装车间复杂通道的运输需要，一般采用双舵轮和麦克纳姆轮更为合适。另外，要选择导航方式合适的AGV，较为常见的几种导航方式有磁条导航、色带导航、激光导航、电磁导航和二维码导航，出于对成本、可靠性、实施难度等多方面的考虑和分析，适用于汽车总装车间这种工作量大、工作环境复杂的最优导航方式是二维码导航，通过摄像识别二维码可以在较低成本保障下便捷实施导航技术，可靠性也比较强。

3.3 物流仓储技术

物流自动化技术中最基础且关键的技术是物流仓储技术，不同于传统仓储模式，其优势更加突出，操作更加便捷。采用自动化立体仓库进行货物存放，配合AGV控制技术实现货物的精准搬运和放置，增强了仓储自动化水平。从结构上来看，自动化立体仓库主要是由几个不同系统组合而成的，包括最基础的货架设施、自动入库和出库设备、巷道式堆垛起重机和控制系统等，其中货架是存放货物的主要结构，根据汽车总装车间货品的不同类型划分货物存放区域后，按照其规格和质量等打造钢筋混凝土结构支撑的货架设施，满足各类货品存放需求。自动入库和出库设备是根据货物自动验收技术实现对进出货品的检验和审核，确保所进库货物是符合总装车间标准的，也是维护总装工作质量的基础。巷道式堆垛起重机一般被放置在货架与货架之间，主要作用是对传送货物进行移动取放，在物流仓储中是非常重要的环节。各工作环节之间由计算机系统进行综合控制，获取各环节的动态信息，管理人员可实现便捷化操控，让自动化立体仓库能够更加协调的开展工作[3]。

3.4 SPS配送技术

SPS配送技术是指成套零部件供应配送技术，在汽车总装车间中应用该技术则是根据一整辆车的总装需求将所需要的各种零部件安排到几台运输车上进行统一传送，到达总装处理的位置对车辆进行组装，过程中所使用的小车均保持同速、同方向的行进。SPS配送技术在汽车总装车间的应用优势是非常明显的，一是能够缩短生产线，无论哪一种车型的生产总装都可以使用这一技术，这样就减少了器具的使用，提高生产线的效率；二是适用于各种零部件的配送，只要是汽车总装所需要的各种类型的零部件通常都可以做到有效传送，不会受到过多的限制，应用场景广泛；三是可以优化人机工程，关于线旁工位器具设计不易被更改，很大程度上减少了相关器具的制作成本，因而还起到降低车间管理成本的作用。此外，SPS配送技术的基本原理以车辆配置信息为基础，按照生产管理系统的控制，将整车零部件的物料采集信息以指令方式发送后，运输车到达指定位置取出物料，再按照既定排序点顺序自动输送至线边工位，方便做好汽车整车的有序装配。

3.5 物流仿真技术

物流仿真技术在汽车总装车间中的应用大大提升了车间工作的智能化水平，并充分满足总装车间的复杂工作需求，灵活且高效。在物流自动化技术中主要运用的物流仿真技术软件有三种：AutoMod软件，由AutoMod模块、AutoStat模块、AutoView模块构成，其中AutoMod模块模拟真实的物流系统，涵盖运输车、运输轨道、起重机等方面的信息，掌握车间物流各环节的动态情况；AutoStat模块根据管理者所设定的标准与参数对AutoMod模块中的各项信息进行分析处理；AutoView模块可以形成动态画面，通过摄像机跟踪物体移动形成相应的模拟场景，以便于掌握更加详细的车间物流信息。ShowFlow软件由统计模块、动画模块、分析模块、仿真模块和建模模块等构成，可以对总装车间中各种货品资源情况可以进行预测和分析，并了解生产量水平，在此基础上结合实际需求开展仿真模拟实验，为决策制定提供参考[4]。Siemens Plant Simulation软件由布局规划及仿真模块、车间物流仿真模块、生产线产能仿真模块等构成，可以完成对车间布局的定量检测，并评估物流设计、生产产能等的合理性，在仿真验证基础上找到最优布局和规划方案。