天津SEW基于精益生产的集配自动化物流系统
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机械制造行业属于离散型制造业，既要保证在最短时间内完成最大量的订单生产；又要实现产品质量跟踪追溯，建立完整的产品档案系统。随着制造业市场竞争的曰益激烈，企业迫切要求持续提高对市场的反应能力，增强竞争力。而在传统的生产模式下，生产物资流转不畅成为严重制约生产效率的瓶颈。因为离散型制造企业所用物料的外形、大小、重量差异很大，规格品种少则几千种，多则数十万，生产需求复杂，而企业资金实力相对较弱。如何利用有限的投资满足离散制造企业的生产需求，是自动化物流系统供应商面临的一个难题。采用精益生产的集中配送自动化物流系统和柔性工艺。有助于降低离散型制造企业的生产成本，提高其市场快速反应能力和竞争力。
在这方面，SEW工业减速机(天津)公司生产自动化物流系统就是一个很好的案例，为离散制造业自动化物流建设提供了一种解决思路。
项目背景
sew工业减速机(天津)公司(以下简称“天津SEW”)生产中小型减速机，产品按订单生产，生产加工采用了先进的加工中心生产线，但是生产装配所需的物料仍采用平库普通货架存储，叉车辅助作业，人工到货架进行拣选，随着业务量增加，物料存储空间不够，仓库拥挤，人工拣选作业效率低，拣选人员不足，导致拣选物料不能及时录入ERP系统，造成ERP系统物料库存与实物不一致，采购脱节。造成缺货现象时有发生。物流过程成为生产加工、装配的瓶颈，严重制约产品生产能力和生产效率，直接影响企业的市场反应能力。因此。SEW决定在老厂房内建造生产自动化物流系统，系统采用精益生产理论，利用柔性工艺，满足企业灵活多变的生产需求。
物料单元设计
SEW王业减速机(天津)公司自动化物流系统要完成年产齿轮箱20000台的物料集中存储拣配，共有大小物料6000多种，同时存储3000多种50多万件。物料分类有多种方式，按物料的功能分为E、A、AO、O、I、EI、OK、K类零件，按物料供应性质分为自制件(主要为E、I、E1)、外协件(主要为A、AO)、采购件(主要为O、OK、I()，按物料大小、重量分为BIG、MED、SMALL三大类零件。
对数据进行分析计算后，存储的物料单元规划设计如下：
(1)采用1600(长)x1000(宽)x760(高)mm、1600(长)x1000(宽)x1100(高)mm的大托盘存储齿轮箱体、整箱进口轴承等BIG类零件；
(2)采用1000(长)x800(宽)x590(高)mm、1000(长)x800(宽)x990(高)mm的小托盘存储生产件、外协件、外购件等MED类零件；
(3)采用600(长)x400(宽)x220(高)mm的塑料箱存储小件外购件等SMAL类零件。
图3-4为主要的物料配盘设计示意图。系统规划
天津SEW的自动化物流系统作为零部件生产加工与产品装配之间的纽带。是产品装配的物料准备中心，对产品装配前的物料进行集中存储、拣选、配送。系统规划设计时，要最大限度利用空间，尽可能减小物料搬运距离。因此，把自动化物流系统规划在生产线和装配线之间，主要由质量检验区、大托盘立体库区、小托盘立体库区、料箱立体库区组成(参见图5)。搭建二层平台进行在线拣选配盘作业，一楼实现物料在线拣选入库作业、物料出库配送作业。生产线加工完成的零件直接在下线点入库；外购件、外仂件在质检区检验合格后，只需搬运较短距离即可入库，对应装配线就近设置出库点。
根据数据进行分析，规划设计大托盘立体库1个巷道430个货位，存储1500kg物料托盘；小托盘立体库7个巷道5640个货位，存储1000kg物料托盘；箱式立体库3个巷道3465个货位，存储小件物料。
柔性工艺设计
天津SEW的产品按订单生产，整个加工、调度、采购、物料精品、组装都由订单拉动。由于市场干变万化，订单没有规律，对自动化物流系统的精益生产、集中配送带来极大的挑战。系统设计了柔性化、功能齐全的工艺流程。尽可能减少人工作业量，提高工作效率，满足订单生产需求。
生产件入库
生产件是按工作令号组盘入库，工作令号与订单对应。
生产线加工完成的零件检验合格后，在对应的入库站台入库，并通过RF终端录入入库信息(工作令号、零件编号、零件生产信息等)。计算机系统下达指令，该工作令号托盘通过堆垛机、输送机、穿梭车等从立体库中送到入库站台。人工通过助力装置――悬臂吊把入库零件按规定位置放入托盘，然后托盘被自动送回立体库存储。
零件入库完成，也就完成了生产件拣选配盘。
外协件入库
外协件可按两种工作模式入库。作业人员可根据外协件数量、订单大小、交货时间等选择入库模式。模式一：外协件收货后，全部按单品种物料码放到托盘上入库，在装配前，提前一、二班出库，再按工作令号拣选配盘入库存储。模式二：外协件收货后，全部按工作令号组盘入库。
模式一的入库作业流程如下：外协件收货检验合格后，人工将零件按规定位置放到一个空托盘上，叉车把托盘放到入库站台进行入库。如立体库中存放该外协件的托盘不满，系统将存放该零件的托盘从立体库中取出，送到入库站台。人工通过助力装置把入库零件按规定位置放入托盘进行入库。
模式二的外协件入库流程与生产件的入库流程相同。
外购件入库
外购件主要存储在箱式立体库，部分外购件(如轴承)和箱式立体库存储多余的外购件存储到托盘立体库。入库流程与模式一的外仂件入库相同。
箱式立体库拣选作业
齿轮箱装配前，按工作令号在二层平台拣选外购件。计算机系统按ERP系统的生产计划自动生成拣选顺序，也可人工设定拣选顺序。下达拣选指令后，按拣选顺序自动将料箱输送到拣选工位，拣选人员按计算机系统的提示信息将物料取出，放到推车上对应拣选任务单的料箱里，并录入信息，确认拣选完成。剩余物料的料箱自动送回立体库存储。拣选完成的物料箱推到缓冲区暂存，等待进行合单作业。
装配线需要零配件或紧急物料时，料箱自动送到一层的拣选工位。人工按规定数量取出物，送到装配线。剩余物料的料箱送回立体库存储。
托盘立体库拣选作业
托盘立体库在二层平台按工作令号进行拣选作业，主要拣选外协件和部分外购件。小托盘立体库的物料拣选有两种模式，模式A为播种式拣选，模式。为摘果式拣选。作业人员可根据物数量、订单大小等选择拣选模式，也可以按计算机系统自动设定的模式作业。拣选顺序可由计算机系统按ERP生产计划自动生成，也可人工设定。
模式A播种式拣选的作业流程如下：
一个拣选站台对应三个存料站台为一个拣选组，共有四个拣选组，每个拣选组单独完成一个工作令号的托盘拣选。4个空托盘自动从立体库输送到拣
选站台，需拣选的单品种物料托盘自动按拣选顺序输送到存料站台。拣选人员按提示信息，将物料从存料站台的托盘上搬到对应的拣选站台的托盘里，确认拣选完成。存料站台的物料托盘自动输送退回立体库存储，同时下一个需拣选的单品种物料托盘自动输送到存料站台，供下一轮拣选。如拣选站台的物料需在另外的拣选组进行拣选，则直接自动输送到其拣选站台，不再退回立体库。重复本条作业流程，直至该工作令号托盘上的所有物拣选完成。最后输送到合单站台。
模式B摘果式拣选的作业流程如下：
启动拣选作业后，需拣选的单品种物料托盘从立体库自动按顺序输送到存料站台，空托盘自动输送到拣选站台。人工分别从3个存料站台将物搬到对应的第、个拣选站台的托盘上，确认拣选完成。如下一个工作令号拣选不需该存料站台上的物料，则该站台上的物料托盘自动输送退回立体库存储，同时下一个工作令号拣选需要的物料托盘自动从立体库输送到该存料站台；如下一个工作令号拣选仍需该存料站台上的物料，则该物料托盘不回库。第1个拣选站台拣选完成，托盘自动输送到第2个拣选站台。下一个工作令号的空托盘自动输送到第1个拣选站台，重复上述作业，进行下一个工作令号拣选。
按上述作业流程分从，个存料站台将物料搬到对应的2、3、4拣选站台的托盘上，完成所有物拣选。最后输送到合单站台。
合单作业
拣选完成的物料托盘输送到合单站台，人工根据提示信息，将大托盘库存料站台上的轴承、料箱立体库拣选完成的外购件物料搬到合单站台的物料托盘上，检查并确认所有物料按工作令号全部拣选完成。物料托盘自动送到立体库存储，供生产装配使用。
出库作业
生产装配前，计算机系统根据ERP生产计划生成出库顺序，也可人工排序。装配时，托盘库的物料托盘通过堆垛机、输送机、穿梭车输送到对应装配生产线的出库站台，人工叉车根据提示信息配送到装配生产线。
除上述主要工艺外，还有空托盘入库、空托盘出库、盘库、抽检、倒库等工艺流程，在此不一一详述。
效果显著
SEW工业减速机(天津)公司实施的精益生产自动化物流系统是在老厂房内建设的，由于可以利用的面积有限，需要在狭小的空间内实现物料存储、柔性拣选和出入库作业、精益集中配送功能。该系统投入运行后，取得了良好的效果：物料流动能力得到极大提高，解决了生产瓶颈，规范了作业流程，提升了企业管理和生产自动化水平，提高了生产效率和生产能力，同时降低了人工作业工作量。平均每个生产订单的工作令号装配物料准备时间由原来的半个多月缩短在一周内，大大减少了库存。在不增加仓库作业人员的情况下，企业产量增加了60％。此外，降低了生产成本，提高了柔性生产能力，可以更加快速地响应市场，满足不断变化的市场需求，提升了企业竞争力和企业形象。