复合材料桨叶生产线自动化仓储物流系统设计分析

复合材料桨叶生产线自动化仓储物流系统设计分析

张睿悦1、周佐浪2

1.身份证号：130534199001307727

   2.身份证号：370828199702102015

摘要：直升机复合材料桨叶生产线存在配套零组件种类多、数量多、不同零组件制造工艺各异,桨叶加工检测阶段工序多、部分工序需往复运行等问题。在复合材料桨叶生产线数字化车间建设中，解决上述问题的关键在于车间应具有方便快捷的仓储物流系统，以减少零件周转、保证生产线流畅、提高生产效率。本文主要通过分析复合材料桨叶生产车间仓储物流现状，提出自动化仓储物流系统设计方案。对于后续设计者进行复材类生产车间的自动化仓储物流系统设计，具有一定的参考意义。

关键词：复合材料桨叶、自动化、仓储物流

1.前言

仓储物流系统承担着生产车间空间管理（物品存放）和时间管理（物品周转速度）的双重任务；融于整个车间中，是连接各工序的桥梁纽带[1]。基于“工业4.0”的时代背景，在数字化车间建设中，自动化仓储/物流系统是车间实现数字化的重要环节，因为仓库的机械化、自动化功能，不仅能使货物在仓库内按需要自动存取，而且可以与以仓库为中心的各项生产工序进行有机连接，并通过计算机信息管理系统，使之成为整个企业信息化管理系统中的一个子系统，建立起以仓储管理为中心节点、能够快速出入库的物流系统，通过对各库位的合理配置，入库时，可以实现物资的快速妥善地存入；出库时，可以将生产所需零部件和原材料快速及时地送达生产线[2]。

2直升机复合材料桨叶生产线自动化仓储/物流需求分析

2.1桨叶生产线组成

复合材料桨叶主要制造工艺阶段包括零组件制造、桨叶模压成型、桨叶加工检测、包装发运等。根据各加工工序需求，典型复合材料桨叶生产车间主要由净化间、热压成型区、桨叶加工区、无损检测区、桨叶检测区、组件胶接固化区、包装发运区等组成，此外，还包括冷库间、外购零件库、工具间、工装库等生产配套房间或区域。

2.2桨叶生产线仓储现状

表1展示了现阶段复合材料桨叶生产车间的典型仓储系统组成。除成品桨叶外，其他各类物料的出库、入库均依靠工人进行搬运，物料存放位置确定依靠工人经验，物料出库分拣配送依靠人工查找。

表1  复材桨叶生产车间典型仓储系统组成表

2.3桨叶生产线物流现状

表2  复材桨叶生产车间典型物流系统组成表

表2展示了现阶段复合材料桨叶生产车间的典型物流系统组成。目前，上述各段物流段之间的物料运输主要依靠工人操纵叉车、推车、平板车、吊车等物流设备。由于桨叶零件尺寸较大，成型后运输周转空间大，人工搬运及运输不方便；此外，桨叶加工检测阶段工序多，部分工序需往复运行，人工运输经常导致生产线往返穿插，影响生产线的流畅度。

3自动化仓储/物流系统方案设计

3.1自动化仓储/物流系统建设方向

基于目前车间人为导致仓储物流系统效率低的问题，自动化仓储物流系统应能够实现以下目标：

1）实现各类物料的标签标识，物料的精细化管理；

2）实现物料自动化运输系统，对各工位进行自动化、准时配送；

3）实现物料的综合管理，包括物料的库存状态、货位、物料的盘点等。

具体做法如下：

1）将传统冷库改造为立体库式冷库，实现仓储物料的自动化存储、查找和分拣，解决人工查找困难的问题、提高物料准备效率。

2）在外供零件库、冷库、热压成型间及净化间建立自动化物流运输系统，由工人采用非自动运输设备领取物料模式变为各仓库自动、准时向净化间配送物料模式。解决了工人因到多个地点领取货物而浪费掉的工时，且能根据生产任务，让多个仓库同时进行物料准备及运输，大大提高了物料配送效率，同时能让铺叠工人更专业于本工序作业，提高铺叠效率和铺叠质量。

3）采用AGV小车实现桨叶在净化间-桨叶加工、检测各工段之间的自动化转运，AGV采用自主导航，具有全向移动、工件举升、工件纵向拖叉、主动避障等功能，能够解决人工搬抬、运输周转大尺寸桨叶效率低下的问题，且能避免因人工运输造成的桨叶损坏发生。AGV速率最高可达120m/min，能够大大提高桨叶在各加工、检测工序间的运输效率。

3.2自动化仓储/物流系统总体方案

仓储物流系统的总体结构如图5所示，包含三个子系统，具体如下：

1）编码系统：实现工装、工具、物料的统一编码管理，以及物联网标签的绑定管理。编码系统保证了工装、工具、物料的唯一性和智能身份标识，是实现仓储综合管控、物流系统的基础。

2）仓储综合管控系统：实现厂房内立体库、冷库以及现场等仓储设备的库存管理，包括库存、物料状态等。

3）物流系统：实现配送方案定制。在多种运输工具的支持下，实现从库房至现场准时配送，以及从生产现场至库房之间的归还。

图5  仓储物流系统总体结构

4结论

本文以直升机复合材料桨叶生产线的“仓储/物流系统”为研究对象，通过分析桨叶车间仓储物流系统现状，提出基于物联网的自动化仓储物流系统方案设计思路，以解决传统桨叶生产线中物料管理混乱、缺乏主动配送机制等问题，为复材类生产车间的自动化仓储物流系统建设提供了设计思路。

参考文献

[1]孙玉凤, 孙福田, 邢嘉禄, 刘艳锐. 现代物流仓储业的发展趋势及其优化策略研究[J]. 物流管理, 2010(10):20-21.

[2]史艨, 尹作友. 基于RFID技术的仓储物流自动化系统分析[J]. 电子技术, 2018(5):95-96.

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