一体化车身自动化立体库的设计原则探讨

摘 要：一体化车身自动化立体库的构建可以帮助企业提高生产产能。一体化车身自动化立体库主要是由车身立体库和各车间的输送线连廊组成，而自动化立体库的作用便是用来储存上游车间生产的"半成品"，然后通过自动化输送线以及三个主要生产车间的连接来实现立体库与车间的整体性，从而提升整个汽车制造生产线的产能。本文将对一体化车身自动化立体库的组成进行深入研究，然后在具体阐述一体化立体库缓冲库存量以及再排序库存置的设计原则。

关键词：一体化立体库；缓冲库存量；库容量；再排序库存

一、一体化车身自动化立体库的组成

在汽车制造生产线中，主要包括三类生产车间，分别是焊装车间、涂装车间以及总装车间。部分企业为了提升企业自身生产产能，会构建一体化车身自动化立体库（下文简称“一体化立体库”），而一体化立体库主要是由车身立体库和各车间的输送线连廊组成，车身立体库的作用是储存上游车间生产的“半成品”，然后通过自动化输送线以及三个主要生产车间的连接来实现立体库与车间的整体性，以此来提升生产制造的产能与效率。在汽车生产线上，我们将车身自动化立体库大致划分为四个主要区域，分别是预处理区、操作层、高架区以及精编区。

（一）预处理区

预处理区的主要功能是延长立体库和各车间输送线连廊的储存区，从而起着缓冲的作用，所执行的操作为滑撬的储存与更换。滑撬在生产运输线上起着托架的作用，是为了确保车身在运输过程中的平稳而设置的。

（二）操作层

操作层可以分为三类，分别是入库层、出库层、以及地面维修层，入库层约有十米，出库层约有6米，同时配有三条巷道，這三条巷道由立体库控制系统进行操控，然后通过生产系统来控制车身出入库的操作。

（三）高架区

高架区中的高层货架存储着许多车身，并都放置在滑撬托架上，然后由巷道堆垛机来对车身进行放置和抓取操作，在进行这项操作时要注意避免车身与滑撬和高层货架的碰撞、摩擦。

（四）精编区

精编区的运输线设有分叉口，因此这条运输线上不存在车上的增加与取出情况，因此能在精编区与总装车间的传输中按照预报订单顺序来实现先进先出。在精编区，技术人员可以通过所接收的EDI信息排序，将指定排序件送到特定的总装车间中。正因为精编区，才能高效有序的将车身与排序零件进行完美组合，从而生产出高质量的车辆。但与此同时，精编区的运输线要根据排序供应商的操作时间以及总装工作节拍等因素进行调整。

二、一体化立体库缓冲库存量的设计原则

在汽车制造生产线中，往往会因为上游车间与下游车间生产作息以及产出与输入的速度不匹配而影响整个生产线的生产效率。因此，设计立体库缓存库是非常有必要的，而在设计过程中，针对缓存库的存量设计需要进行以下两方面因素考虑。

（一）上游生产车间与下游生产车间的作息时间不同

假定某一汽车制造生产线的三大车间焊装车间、涂装车间以及总装车间，焊装车间和总装车间生产工作时间相同，白班9点至17点，夜班21点到次日早5点，涂装车间的生产工作时间为早班6点至14点，中班14点至22点。三大车间之间分别都与车身立体库运输线相连。

三大车间在这样一个不同的生产作息下，上游车间生产出的在制品在下游车间停工时便要进行短暂的存储，即输送至一体化立体库进行存储。也就是焊装车间在晚班生产出的在制品都需要输送到一体化立体库进行储存，而存库也必须通过涂装车间开始生产工作后才能慢慢消耗。假定整个汽车生产制造线的产能都为每小时50车身，按照上文假定的生产作息，白车身的缓存库存量为450个，漆后车身的缓存库存量为早班150个，中班200个，总库存量上升至280个。

（二）上游、下游生产车间的产出速度不同

在汽车制造生产线，但由于生产工艺不同，上下游生产车间的产出速度不同，假定上游车间每小时产出8个，下游车间每小时只能产出五个，这便会造成每小时三个在制品的滞留，因此在上游车间的生产工作中，每小时都需要三个暂时存储位。如果上游车间每天共两个班次，每个班次工作七个小时，下游车间每天三个班次，每个班次八个小时，根据这个生产班次，缓冲库存量每天都会增加到21个。

三、一体化立体库再排序库存置的设计原则

由于各生产车间的生产作息以及产出速率的不同，需要就总装车间的订单顺序以及供应商生产的灵活性进行调节，这便需要就一体化立体库的再排序库进行科学、合理的设计，从而将缓存库的库存量降到最佳标准，从而最大程度的节约生产空间，降低制造生产线的运营成本。但在设计过程中，也要注意在排序库存量过低的状况，这会导致总装订单顺序与原始顺序发生冲突，从而导致订单匹配失败，造成无车可出的尴尬状况。因此在再排序库的设计需要通过模拟车身流程以及数据模型的创建来完成，从而设计出最科学合理的再排序库，将在排序库的库存维持在最佳标准。

为了缩减连廊建筑的成本，应在工厂规划布局时，将总装车间以及焊装车间放置在一起，同时将立体库与各车间的连廊进行合并，构建单向双层的连廊。另外，立体库也应靠近涂装车间，因为立体库中的操作层与涂装车间有着密切关联，缩减这两者之间的连廊距离，并且合并至立体库预处理区的连廊，从而起到缩减连廊建筑成本的作用。

四、结语

一体化立体库相比于独立的立体库，其所具有的独特优势有以下几个方面：首先是能有效的调节汽车制造生产线的生产节拍，最大程度的提升工厂生产产能与效率；其次是一体化立体库的设计能有效的减少人工操作，大大提升了工作的效率以及精密度；最后便是一体化立体库的设计能有效的推动汽车制造企业的规模化发展，并节约生产制造成本。

参考文献：

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[2] 王静雯.车身自动化立体库在北京奔驰的应用[J].物流技术与应用，2015，20（07）：80+82-84.

[3] 安玉伟，严洪森.汽车同步装配线生产计划与调度集成优化[J].控制与决策，2011，26（05）：641-649.

作者简介：

王宝胜（1989-）， 男，民族：汉族，籍贯： 河北省承德市，当前职务：机械助理工程师，学历：本科，研究方向：机械设计。