少人化、無人化自動化設(shè)計

1、無人化、少人化的自動化模型工廠通過建立存儲、搬運、生產(chǎn)自動化降低人工成本，減少人為質(zhì)量干預(yù), 快速應(yīng)對市場變化。圖2-22對自動化模型進(jìn)行描述：少人化、無人化的自動化模型圖2-22少人化、無人化的自動化模型2.4.1智能存儲系統(tǒng)自動化立體庫根據(jù)物品存放的需求有多種形式的設(shè)計方式，需根據(jù)實際需求進(jìn)行選型，常見的立體庫類型如2-23, 2-24所示。圖2-23臥式智能庫與提升式智能庫圖2-24原材料、半成品、成品立體庫自動立體庫用于物料、產(chǎn)品的自動存儲、自動管理，在設(shè)計需考慮以下原則：功能齊全，滿意工藝流程合理的基礎(chǔ)上，使有限空間實現(xiàn)最大存儲 量技術(shù)先進(jìn)性原則：包括設(shè)計理念、設(shè)備、控制、軟件系統(tǒng)，

2、最大投 資回報率以實際需求出發(fā)，考慮未來發(fā)展、既實用而又具有柔性經(jīng)濟(jì)性原則：安裝操作簡單，運營和維護(hù)成本低，靈活應(yīng)用軟硬件系統(tǒng)、接口和通訊協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)化，又具有較強(qiáng)兼容性，可靠成 熟 倉儲管理原則：應(yīng)急優(yōu)先原則、先進(jìn)先出原則、入庫優(yōu)先原則、分 散存放原則、上輕下重原則等。人機(jī)界面具有友好性，操作簡單方便、使設(shè)備控制和監(jiān)視界面直觀 適應(yīng)當(dāng)?shù)貧夂驐l件建設(shè)立體庫需提供的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)基于實際需求庫存需求，規(guī)劃立體倉庫庫區(qū)面積用戶需協(xié)助立體庫廠家需熟悉產(chǎn)品工藝流程，可以根據(jù)工藝流程和 目標(biāo)庫容量進(jìn)行硬件和庫容庫位規(guī)劃，其中包括堆垛機(jī)數(shù)量，庫區(qū) 的列數(shù)，行數(shù)，層數(shù)及層高，儲位數(shù)及儲位承載量，容器載具數(shù)量、 規(guī)格、

3、重量，儲存產(chǎn)品數(shù)，產(chǎn)品重量，每個儲位放置的容器載具數(shù)。方案設(shè)計場地要求供電要求：建議總供電點總功率不低于60千瓦，使用穿線電纜（三 相五芯電纜）管道預(yù)埋連接到立體庫總配電柜，從總配電柜使用電 纜連接到各分供電點。網(wǎng)絡(luò):滿足需求的網(wǎng)絡(luò)部署。 場地地平要求：地平不平度偏差參照J(rèn)B/T5323-91標(biāo)準(zhǔn)，不平整度 不得超過10mm。照明要求：庫區(qū)需大于120LUX,出入庫作業(yè)區(qū)需大于300LUX,物料暫 存區(qū)大于120LUX.承載要求：在廠房設(shè)計時，需考慮承載要求，根據(jù)承載要求設(shè)計貨架貨位數(shù)量、 重量及高度、堆垛機(jī)選型、放置物料重量。 靜載地面承載計算公式：（貨架自重+堆垛機(jī)自重+放置物料重量）/占

4、用面積動載地面承載計算公式：靜載地面承載*1.2還需要考慮單根貨架立柱底部反力和單立柱地面集中承載。環(huán)境要求明顯的警示標(biāo)志，如嚴(yán)謹(jǐn)煙火等，特別有危險化學(xué)品儲存時，必須 有中文化學(xué)品技術(shù)說明書、化學(xué)品安全標(biāo)簽有相應(yīng)的通風(fēng)裝置和溫濕度監(jiān)控設(shè)施戶外的配電柜及電氣開關(guān)有防雨防潮措施符合規(guī)范的應(yīng)急照明和緊急疏散指示裝置存放物品需要的禁忌要求對儲存量和搬運量分析，結(jié)合堆垛機(jī)、穿梭車、機(jī)械手效率，計算 設(shè)備的需求根據(jù)設(shè)備需求計算需求的輔助設(shè)備與安裝輔料貨件的設(shè)計、采購、安裝、調(diào)整，貨物標(biāo)識堆垛機(jī)軌道設(shè)計、鋪設(shè)安全防護(hù)設(shè)計、安裝電氣配線設(shè)計 WCS設(shè)計及硬件部署提供設(shè)計圖紙與用戶討論 提供與其他信息化系統(tǒng)（W

5、MSMESERPSCM等）、硬件系統(tǒng)（AGVRFID 等）需交互的信息明細(xì)及接口要求。軟硬件的選型及施工提供完整的設(shè)備清單與關(guān)鍵配件清單堆垛機(jī)：計算單循環(huán)和復(fù)合循環(huán)的效率，堆垛機(jī)地軌設(shè)計、堆垛機(jī) 控制方式確定（人工、終端控制、聯(lián)網(wǎng)控制） 穿梭車：根據(jù)載重、直線速度、加速時間、加速距離、輸送時間、 通訊時間、計算運力。提供倉庫控制系統(tǒng)（WCS）倉儲管理系統(tǒng)（WMS）軟件系統(tǒng)模塊詳 細(xì)清單貨架規(guī)格設(shè)計、堆垛機(jī)天軌的鋪設(shè)、貨位可識別標(biāo)識、安全門、防 護(hù)網(wǎng)、安全欄桿。配線：動力及電力配線、控制信號配線、氣路配線涂裝要求：噴砂標(biāo)準(zhǔn)：Sa2 1/2級，烤漆標(biāo)準(zhǔn)：塑粉60m智能倉儲物流管理系統(tǒng)智能倉儲管理系

6、統(tǒng)由三部分組成：底層 PLC控制系統(tǒng)、WCS (Warehouse Conetrol System)倉庫控制系統(tǒng)、WMS (Warehouse Management System)。圖 2-25是智能倉儲物流系統(tǒng)的位階圖。圖2-25智能倉儲物流系統(tǒng)WCS控制系統(tǒng)通過接口協(xié)調(diào)上下軟硬件系統(tǒng)，使其進(jìn)行協(xié)同作業(yè)，接收WMS 的任務(wù)指令，進(jìn)行分解和下達(dá)給執(zhí)行機(jī)構(gòu)，并反饋執(zhí)行機(jī)構(gòu)的執(zhí)行信息，實現(xiàn)自 動化倉儲物流的綜合調(diào)度、設(shè)備調(diào)度、路徑調(diào)度、任務(wù)調(diào)度和設(shè)備監(jiān)控等。WCS 的主要功能是從WMS或其他系統(tǒng)接收數(shù)據(jù)，接收后將數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲；并按協(xié)議對 任務(wù)進(jìn)行解析，解析后的數(shù)據(jù)下發(fā)給設(shè)備控制系統(tǒng)，設(shè)備控制系統(tǒng)將

7、指令下發(fā)到 相對應(yīng)的設(shè)備中；從設(shè)備控制系統(tǒng)中采集相關(guān)執(zhí)行及狀態(tài)數(shù)據(jù)，依據(jù)通訊協(xié)議將 數(shù)據(jù)上傳WMS中；執(zhí)行界面監(jiān)控與一些故障操作和排除(任務(wù)的刪除、強(qiáng)制完成、 新增任務(wù)等)。通過WCS對設(shè)備進(jìn)行監(jiān)控和故障處理管理。2.4.2智能搬運系統(tǒng)智能搬運系統(tǒng)需根據(jù)企業(yè)實際需求進(jìn)行設(shè)計，使智能倉儲和生產(chǎn)自動化的物 料實現(xiàn)無縫對接，是有效降低企業(yè)搬運成本，提高利潤途徑之一。圖2-26是常見 的搬運系統(tǒng)：圖2-26智能搬運系統(tǒng)企業(yè)在設(shè)計智能搬運系統(tǒng)時需遵循以下原則有效整合整廠搬運系統(tǒng)，整體規(guī)劃進(jìn)料、配送、退庫、生產(chǎn)、入庫、 出貨等環(huán)節(jié)的搬運，使搬運無延遲、無停滯、零差錯等促進(jìn)工廠容器載具標(biāo)準(zhǔn)化管理、搬運方式方

8、法、搬運設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化充分利用空間原則互動原則，使用者合設(shè)備、系統(tǒng)有效互動節(jié)能降耗原則，設(shè)備配置簡單，能耗低；避免搬運設(shè)備空轉(zhuǎn)、自動 裝卸設(shè)備利用率低；彈性原則，設(shè)備通用性強(qiáng)，系統(tǒng)功能可以進(jìn)行擴(kuò)充、路徑可變集成原則：搬運系統(tǒng)可以與MES、WMS等系統(tǒng)進(jìn)行集成，統(tǒng)一調(diào)度， 使物流和信息流同步；安全原則：具有非接觸障礙探測、機(jī)械式防護(hù)欄、負(fù)載報警、急停按鈕、廠內(nèi)搬運管制系統(tǒng)等安全措施建立搬運自動化需求的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)工廠布局，物流區(qū)現(xiàn)狀、區(qū)域功能原材料種類、規(guī)格容器載具的標(biāo)準(zhǔn)化程度每天工廠的物流量搬運自動化方案設(shè)計與施工根據(jù)工廠實際狀況選擇搬運方式：軌道式、磁帶式AGV、激光AGV、 吊掛式等對搬運工作量進(jìn)

9、行分析計算，計算搬運自動化設(shè)備數(shù)量規(guī)劃搬運路線引導(dǎo)裝置鋪設(shè)、安裝裝卸自動化設(shè)備安裝與其他軟件信息接口2.4.3生產(chǎn)自動化系統(tǒng)自動化產(chǎn)線是通過控制系統(tǒng)、傳送系統(tǒng)，按照產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝來控制整線所 有自動設(shè)備與輔助設(shè)備進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)的系統(tǒng)。如圖2-27是電子主機(jī)板的自動化產(chǎn) 線，實現(xiàn)自動上下料、自動插件、自動搬運、自動測試、自動包裝等功能。圖2-28 是成品組測包自動線，通過RFID識別，機(jī)器人組裝、測試、包裝實現(xiàn)無人化生產(chǎn)。m試上科窟面鞍）1自 WftBl多層I海測和【翻1111郵檢）波峰螺接機(jī)第二段圖2-27電子主板自動化產(chǎn)線般電片工FM工序5TJftt回 TJfT區(qū)工gBone* 1*=11Hw

10、UI v* 1劣1圖2-28自動化組裝線自動化設(shè)計原則在設(shè)計時需遵循以下原則：工藝工序最少化；盡量選用標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備及標(biāo)準(zhǔn)配件；效率最大化；易于維護(hù)、維修，故障率低；無人化、少人化;易操作性原則；經(jīng)濟(jì)性原則。自動化產(chǎn)線設(shè)計需求的基礎(chǔ)資料產(chǎn)品的工藝分析，對每一工序的管理特點深入了解，對工序的生產(chǎn) 標(biāo)準(zhǔn)熟悉，整套產(chǎn)品工藝、SOP；產(chǎn)品的布局；對整線生產(chǎn)節(jié)拍及每個工序節(jié)拍進(jìn)行分析，特別是對瓶頸工序的分 析；對現(xiàn)有生產(chǎn)線的線平衡進(jìn)行分析，計算出平衡率；對工廠布局進(jìn)行分析；工序特殊需求的分析；來料的包裝方式；產(chǎn)線工序投料方式。自動化產(chǎn)線設(shè)計依據(jù)節(jié)拍、效率、平衡率、品質(zhì)控制、人力成本等條件，從各個維 度對生產(chǎn)自動產(chǎn)線進(jìn)行設(shè)計，選出最優(yōu)方案；根據(jù)產(chǎn)品工藝設(shè)計所需求設(shè)備與輔助設(shè)備；根據(jù)