一體化車身自動化立體庫的設計原則探討

摘 要：一體化車身自動化立體庫的構建可以幫助企業提高生產產能。一體化車身自動化立體庫主要是由車身立體庫和各車間的輸送線連廊組成，而自動化立體庫的作用便是用來儲存上游車間生產的"半成品"，然后通過自動化輸送線以及三個主要生產車間的連接來實現立體庫與車間的整體性，從而提升整個汽車制造生產線的產能。本文將對一體化車身自動化立體庫的組成進行深入研究，然后在具體闡述一體化立體庫緩沖庫存量以及再排序庫存置的設計原則。

關鍵詞：一體化立體庫；緩沖庫存量；庫容量；再排序庫存

一、一體化車身自動化立體庫的組成

在汽車制造生產線中，主要包括三類生產車間，分別是焊裝車間、涂裝車間以及總裝車間。部分企業為了提升企業自身生產產能，會構建一體化車身自動化立體庫（下文簡稱“一體化立體庫”），而一體化立體庫主要是由車身立體庫和各車間的輸送線連廊組成，車身立體庫的作用是儲存上游車間生產的“半成品”，然后通過自動化輸送線以及三個主要生產車間的連接來實現立體庫與車間的整體性，以此來提升生產制造的產能與效率。在汽車生產線上，我們將車身自動化立體庫大致劃分為四個主要區域，分別是預處理區、操作層、高架區以及精編區。

（一）預處理區

預處理區的主要功能是延長立體庫和各車間輸送線連廊的儲存區，從而起著緩沖的作用，所執行的操作為滑撬的儲存與更換。滑撬在生產運輸線上起著托架的作用，是為了確保車身在運輸過程中的平穩而設置的。

（二）操作層

操作層可以分為三類，分別是入庫層、出庫層、以及地面維修層，入庫層約有十米，出庫層約有6米，同時配有三條巷道，這三條巷道由立體庫控制系統進行操控，然后通過生產系統來控制車身出入庫的操作。

（三）高架區

高架區中的高層貨架存儲著許多車身，并都放置在滑撬托架上，然后由巷道堆垛機來對車身進行放置和抓取操作，在進行這項操作時要注意避免車身與滑撬和高層貨架的碰撞、摩擦。

（四）精編區

精編區的運輸線設有分叉口，因此這條運輸線上不存在車上的增加與取出情況，因此能在精編區與總裝車間的傳輸中按照預報訂單順序來實現先進先出。在精編區，技術人員可以通過所接收的EDI信息排序，將指定排序件送到特定的總裝車間中。正因為精編區，才能高效有序的將車身與排序零件進行完美組合，從而生產出高質量的車輛。但與此同時，精編區的運輸線要根據排序供應商的操作時間以及總裝工作節拍等因素進行調整。

二、一體化立體庫緩沖庫存量的設計原則

在汽車制造生產線中，往往會因為上游車間與下游車間生產作息以及產出與輸入的速度不匹配而影響整個生產線的生產效率。因此，設計立體庫緩存庫是非常有必要的，而在設計過程中，針對緩存庫的存量設計需要進行以下兩方面因素考慮。

（一）上游生產車間與下游生產車間的作息時間不同

假定某一汽車制造生產線的三大車間焊裝車間、涂裝車間以及總裝車間，焊裝車間和總裝車間生產工作時間相同，白班9點至17點，夜班21點到次日早5點，涂裝車間的生產工作時間為早班6點至14點，中班14點至22點。三大車間之間分別都與車身立體庫運輸線相連。

三大車間在這樣一個不同的生產作息下，上游車間生產出的在制品在下游車間停工時便要進行短暫的存儲，即輸送至一體化立體庫進行存儲。也就是焊裝車間在晚班生產出的在制品都需要輸送到一體化立體庫進行儲存，而存庫也必須通過涂裝車間開始生產工作后才能慢慢消耗。假定整個汽車生產制造線的產能都為每小時50車身，按照上文假定的生產作息，白車身的緩存庫存量為450個，漆后車身的緩存庫存量為早班150個，中班200個，總庫存量上升至280個。

（二）上游、下游生產車間的產出速度不同

在汽車制造生產線，但由于生產工藝不同，上下游生產車間的產出速度不同，假定上游車間每小時產出8個，下游車間每小時只能產出五個，這便會造成每小時三個在制品的滯留，因此在上游車間的生產工作中，每小時都需要三個暫時存儲位。如果上游車間每天共兩個班次，每個班次工作七個小時，下游車間每天三個班次，每個班次八個小時，根據這個生產班次，緩沖庫存量每天都會增加到21個。

三、一體化立體庫再排序庫存置的設計原則

由于各生產車間的生產作息以及產出速率的不同，需要就總裝車間的訂單順序以及供應商生產的靈活性進行調節，這便需要就一體化立體庫的再排序庫進行科學、合理的設計，從而將緩存庫的庫存量降到最佳標準，從而最大程度的節約生產空間，降低制造生產線的運營成本。但在設計過程中，也要注意在排序庫存量過低的狀況，這會導致總裝訂單順序與原始順序發生沖突，從而導致訂單匹配失敗，造成無車可出的尷尬狀況。因此在再排序庫的設計需要通過模擬車身流程以及數據模型的創建來完成，從而設計出最科學合理的再排序庫，將在排序庫的庫存維持在最佳標準。

為了縮減連廊建筑的成本，應在工廠規劃布局時，將總裝車間以及焊裝車間放置在一起，同時將立體庫與各車間的連廊進行合并，構建單向雙層的連廊。另外，立體庫也應靠近涂裝車間，因為立體庫中的操作層與涂裝車間有著密切關聯，縮減這兩者之間的連廊距離，并且合并至立體庫預處理區的連廊，從而起到縮減連廊建筑成本的作用。

四、結語

一體化立體庫相比于獨立的立體庫，其所具有的獨特優勢有以下幾個方面：首先是能有效的調節汽車制造生產線的生產節拍，最大程度的提升工廠生產產能與效率；其次是一體化立體庫的設計能有效的減少人工操作，大大提升了工作的效率以及精密度；最后便是一體化立體庫的設計能有效的推動汽車制造企業的規模化發展，并節約生產制造成本。

參考文獻：

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[3] 安玉偉，嚴洪森.汽車同步裝配線生產計劃與調度集成優化[J].控制與決策，2011，26（05）：641-649.

作者簡介：

王寶勝（1989-）， 男，民族：漢族，籍貫： 河北省承德市，當前職務：機械助理工程師，學歷：本科，研究方向：機械設計。