汽车生产企业总装车间的物流规划原则及方法.doc

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1、汽车生产企业总装车间的物流规划原则及方法摘要：多车型、小批量、高产能的汽车混线制造物流系统庞大而复杂，是各种不同功能要素的集合。各要素之间相互关联、相互作用，形成众多的功能模块和各级子系统。汽车制造物流规划的 优劣，直接影响装配线生产效率的发挥和物流对生产计划变动的快速响应能力。本文根据汽车生产 企业总装车间多车型、小批量、高产能的实际生产情况，按照生产物流规划的基本原则，从几个方 面阐述和分析乘用车制造总装车间内部物流规划基本步骤及方法。关键词：总装物流 规划布局 物流设备 零件包装中图分类号：U463.06文献标识码：B奇瑞汽车股份有限公司规划设计院 江禄晓 周自云 王建海g.物流容器应单

2、元化、集装化；单元容器应标准化、通用化。（2）规划基本流程 规划基本流程见图1。1内部物流规划的总体思路和规划的流程（1）规划基本原则a.满足工厂生产工艺流程的要求。b.工厂总平面布置及车间机器设备的布置应满足 物流流向合理、 物流距离短的要求。c.车间分工任务的划分应满足最大限度地减少物 流环节，减少倒运、搬运次数，满足直达化的要求， 同时满足零件的“先进先出”要求。d.确定合理的库存量和物料周转量。e.物流活动与生产节拍同步，以减少在制品的 库存。f.物料装、卸、搬、运要尽量使用机械化以省 力、省时。2物流规划边际条件（1）车间生产信息a.根据公司销售与生产制定出的年度产品大纲， 分析每月

3、总装车间月度生产产能计划、峰值产能计划 及具体线体的月产量、年工作日、月工作日等信息。b.车型的生产纲领、工艺路线等。 c.生产方式：多车型混线生产或新建生产线。 d.工作班制：单班生产、双班生产、三班生产等。 e.各班制的有效工作时间。（2）车型物料特征生产S现O场SHOPLUTION图2多车型共线的实际情况，制定了相应的物流作业组织及工艺流程，见图3。图1a.根据车型物料清单（PBOM）分析零件的种类、单车用量、使用工位、供货性质、供货方式等。 b.根据确认的包装方式分析物料形状、外形尺 寸、质量、品质要求、单元包装数量、包装器具类型、包装器具规格尺寸等。（3）平面布置a.根据线体的平面布

4、置分析物流卸货、待检、存 储、分拣配套区域的形状和面积。b.物流路线及区域移动分析：距离、交叉、配送 设备、配送方式、通道宽度、流量等。（4）物流的运作方式及信息系统设置 物流供货模式主要由看板供货、排序供货和计划供货三者结合。 物流中心（主要接收进口件及不常用的件）总装车间物流区生产工位。 第三方物流（含本地供应商）总装车间物流区总装生产工位。 生产车间(甲车间)总装车间物流区总装生产工位（主要针对动力总成、轮胎、电泳件等不同车间 内部供货或独立分装中心供货的件）。信息流见图2。图3车间物流作业区域最基本的分区方法为：卸货区、检验暂存区、存储区、分拣分装区、配送区、混 杂区等。一般基本布局见

5、图4。图4以上是物流区域布局中最基本的分区及分类方法，具体到各个车间可以根据车间自身实际的生产布 局特点决定各种不同物流区域的布局，但要从区域的 位置、范围及搬运路线的设计等方面综合考虑物流作 业区域的布局，以使搬运成本最低。搬运线路的设计应当遵循以下基本原则。a.区域内所有的搬运线路避免交叉，例如从卸货3车间物流区域总体规划根据以上了解掌握的基本信息，结合公司平台化2012年第6期 汽 车 工 艺 与 材 料 AT&M41生产S现O场SHOPLUTION区把货卸下来，运送到检验存放区；再从检验存放区运送到存储区；通过分装、分拣排序区，再到配送 区。设计整个线路应避免交叉。b.尽量设计成“一个

6、流”，从而减少搬运距离， 达到降低总成本的目的。在进行车间物流区域布局的时候，设计搬运线路 应遵循以上原则，从而奠定物流成本最低的基础。但 是随着车型的平台化开发加大，共线生产车型越来越 多，线旁物料存储空间明显不足。为适应小批量多品 种的规模化生产，物流必须进行内部排序作业。物流 作业部分分区的功能也逐步同质化，如单纯作为存储 功能的区域已与分拣排序区域融合在一起，该区域同 时含有存储区域功能和分拣排序功能。改进后的物流作业区域布局见图5。（2）检验存放区布局检验存放区主要用于卸货区零件缓存分类及零件 数量、外观的检查。该部分面积的设定需要根据到货 零件分类的进度及点货、外观检验所用时间内的

7、到货 量决定。（3）存储排序区布局 存储排序区的规划分为区域规划、物料库位规划两部分。 a.存储排序区域规划 存储排序区域大致分为：货架存储库区、落地存储库区。 货架存储库区：主要指在货架上存放的小件物料的存储区域，货架主要有自制精益管货架和标准通用货架 两类。各总装车间根据各自零件外尺寸略有不同的特点 采用精益管货架。标准货架尺寸一般为2 000 mm（内 长）1 200 mm（内宽） 2 000 mm（高），货 架层数一般分5层可调。货架存储区面积按下面公式计算：S = n S 1/K 上式中，n 为货架个数，由小件库区准备存储的包装 单元总数及1个货架能够存放的包装单元的数量确 定；K

8、为经验值，是考虑通道损失、布置死角、辅助 面积所取的修正系数，可根据实际情况调整其大小， 一般取0.95。S 1为单个货架底面面积。对于背靠背摆放的货架（图9），其 每个货架占地面积按下面公式计算：S 1= A (B +L /2) 上式中，A 为单个货架的长度；B 为单个货 架的宽度/深度；L 为通道宽度。对于单列摆放的货架（图10），其每 个货架占地面积按下面公式计算：S 1= A B +(L 1+L 2)/2 落地存储库区：指零部件通过包装容器具直接堆码存放于地面的存储区域，该部分零部件 一般是体积或质量都比较大的，不便上货架的零件如蒸发器，地毯，前、后保险杠，排气管，燃油管，玻图5（1）

9、卸货区域场地布局卸货区布局一般包括：部品卸货区、空器具回收 装车区、紧急部品卸货区及叉车充电区几个部分，见 图6。图6卸货可分为侧面卸货和后卸货2种，所占用场地面积大小、布置方式均不同，后卸货场地布置见图7。侧卸货场地布置见图8。42汽 车 工 艺 与 材 料 AT&M2012年第6期 生产S现O场SHOPLUTION图10璃等。落地存储库区面积按下面公式计算：S = A /K上式中，A 为容器具占地净面积 ；K 为 面积利用率。 容器具占地净面积需要根据生产线节 拍、设定库存周期、共线车型差异件及共 用件包装数据等进行计算，其中：生产线节拍（JPH）=月度峰值计划 产能/月计划有效工作时间设

10、定库存周期主要根据零件到货周期 及生产线节拍确定，一般将总装车间设定线体生产需求量12 h作为1个周期。 计算容器具占地净面积的参数见表1。 存储量=设定的库存周期单车用量生产线体节拍/单元包装数量 容器具占地净面积A =Ai b. 物料库位规划库位地址主要是针对物料存储位置进行的一种 地址编码管理，目的是便于物料信息化的管理和物流标准化的操作。对零件供应商来说，可根据订单需求图7图8图9单车 用量包装 形式单元包 装数量单层存放 占地面积零件号零件名称工位长/mm宽/mm高/mm存储量 取整1器具专用 器具XXX-XXXXXX2XXXX21DF051 8001 2001 3506A22012

11、年第6期 汽 车 工 艺 与 材 料 AT&M43XXX-XXXXXX1XXXX11DF041 2001 0001 250专用30A表1生产S现场SHOPOLUTION上的库位地址知道要供应的零件送到哪个车间、在第几号卸货位进行卸货，即零件送达地址；对车间物流 操作人员来说，可根据库位地址编码准确、快捷地找 到零件和配送地点，提高物流效率。总之，物料库位 规划，既要能够很方便地得出物料的存储位置、数量 等，同时又要与线旁配送进行无缝衔接。（4）分装区布局 物流区域内设置分装区，主要由于共线车型增多、车型配置增加后，线旁面积不足，将分装区域前 移至物流区域，该区域主要根据分装总成件种类的多 少、

12、分装台占地面积大小、操作空间、工艺流向进行 具体布局。（5）配套区布局 该区域的面积规划主要根据内部配送周期及该配送周期内排序小车占地面积决定。布局可以按照配 送的组合方式进行划分，如按照生产线体工段等，但 需要以方便配送的牵引车牵引为准则。（6）混杂区布局 混杂区主要包括油品存储、报废零件存储及安全库存。 设置安全库存的主要目的是确保在以下情况下可能造成物料短缺时的库存。 a.计划的临时变动造成物料短缺。 b.不合格件及工废、料废件造成物料短缺。 c.调货周期较长，不可控因素造成物料短缺。 为了避免因安全库存导致PC区内零件库存量增加的太多，安全库存存储的主要零件有：来件检验不 合格的件，产

13、生工废、料废频次较高的件，到货周期长 的件。安全库存量 =紧急订货周期（天）每天消耗量（7）线旁物流区域 线旁物流区是用来满足装配工位线旁获取零件的同时保证物流配送人员有一定的时间周转物料的区 域。该区域长度方向主要由线体工位节距、线旁设备 布局等决定；宽度方向一般设置为1.5 2 m。线旁布局主要是根据1个配送周期内该工位装车所用物料种类和数量及按照排序供货所用的排序小车数量来决定，原则上不允许跨工位摆放，同时需满足便于物料 更新、配送周期均衡的要求。4车间内部物流路线与通道规划（1）物流路线的含义物流路线是指生产企业厂区内及车间内原材料、 零部件、整车运输的路径。物流活动是在某种平面布 置

14、内研究物料的移动，因此物流路线设计受限于车间 平面布置。（2）车间内部物流路线规划原则a.物流路线最短原则。尽量减少搬运工作量和 费用。b.流向合理原则。避免拥挤和阻塞，同时尽量避 免逆向物流和减少物流路线的交叉。（3）确定物流路线需要考虑的具体条件 a.路线倾斜、垂直、水平、曲折和直线的情况。 b.路面条件和拥挤程度。 c.气候、环境的要求，室内或室外，有无空气调节和卫生的要求。d.起止点情况、取货点和卸货点的数目、具体设 施排列及布置。（4）车间内部通道规划 通道的正确安排和宽度设计将直接影响物流效率。一般在规划布置厂房时，首先设计通道的位置 和宽度。影响通道位置和宽度的因素有:通道形式，

15、 搬运设备的型号、尺寸、能力和旋转半径，储存货 物尺寸，进、出口与装卸区的距离，存储的批量大 小等。良好通道的设计应该注意流量经济性、空间经 济性和危险条件。总装车间物流通道经验值一般为4 0006 000 mm，通道主要根据料架大小、车辆转 弯半径及车辆装卸货时留有其他车辆通过的空间来确 定。在通道规划时需了解车间整体布局、物流门、车 间周围环境、线旁物料摆放地点、运送频率等因素。物流路线尽量保持直线、畅通、移动距离最短。44汽 车 工 艺 与 材 料 AT&M2012年第6期 生产S现O场SHOPLUTION（5）叉车作业通道宽度计算叉车作业通道宽度按下面公式计算:A = Eav + P

16、+ X + R + Ear 上式中，A 为叉车作业通道宽度；Eav为安全距离， 取100 mm；Ear为另一侧安全距离，取100 mm；R 为叉车转弯半径；P 为货物进叉方向宽度；X 为门架 至前轴距离。叉车作业通道宽度示意图见图11。T 1=L 1 / V 1T 2=L 2 / V 2 上式中，L 1为车间内行程，用最短车间内行程与最长 车间内行程取平均值；V 1为厂内速度；L 2为车间外行 程，用最短车间外行程与最长车间外行程取平均值； V 2为厂外速度。b.原地操作时间段是指物流循环中原地进行装 卸、堆垛等操作产生的时间。原地操作时间要根据物 流设备操作动作进行分析，一般采用秒表测量计时

17、方 法取均值确定。（3）物流设备需求 叉车、牵引车需求量计算公式： N =Q K/A G上式中，N 为叉车、牵引车数量，台；Q 为年运输 量，t；K为设备备用系数，取经验值1.2；A 为设备 年工作日；G 为设备每班次生产率，即 G =P K1( P 为物流设备额定载重量，t；K1为吨位利用系数经 验值,取0.450.55； 为每工作班次往返次数， =制度工作时间 / 标准单元作业时间TA ) 。图115车间搬运设备规划（1）车间物流搬运设备主要种类物流搬运设备主要包括：叉车、牵引车、电动托 盘车、堆高车及手动液压车，其中使用最多的是牵引 车和叉车。（2）物流搬运设备作业工时分解 对一个物流循

18、环进行操作动作分析，以不同的“时间段”进行分解，整个循环可分为行驶时间段和 原地操作时间段两部分。物流设备的标准单元作业时间 ：TA =（T行驶+TC ）CR 上式中，T 行驶为物流设备在一个标准作业单元往返行 驶的时间；TC 为物流设备在1个标准作业单元原地作 业的时间；CR为疲劳系数，是指因疲劳程度产生的 时间损失，一般取1.2。a. 行驶时间段由物流循环中物流设备往返的时 间组成，由物流路线长短及物流设备行驶速度决定， 一般可以用计算方法确定。T 行驶= T 1+T 26物流包装及容器具规划物流包装和容器具应视为产品工艺装备的组成部分，其设计水平直接影响整车和零部件质量。而通用 化、标准

19、化、系列化的物流容器可以节约采购成本， 轻松实现与供应商之间的周转，无需或减少二次包 装，同时可堆垛码放以节约宝贵的储存面积和降低物 流容器的管理难度。专用容器可降低特殊零件对运输 环境的要求，提高运输工具的装载能力，减小装卸和 搬运难度，降低劳动强度，减少因搬运和储存而产生 的废品。因此物流包装及容器具规划是总装物流规划 的一个重要环节。（1）物流包装及容器具确认原则 a.满足储运零件和保护产品的功能要求。 b.结构简单、制作方便、便于维修。 c.帮助减少存货的要求。d.在考虑人体工程学的前提下满足人工或机 2012年第6期 汽 车 工 艺 与 材 料 AT&M45生产S现场SHOPOLUT

20、ION械操作。 e.对于过时包装材料能够采用最大限度的循环再 利用和最小限度的销毁方式。f.在满足工厂空间和运输车辆尺寸要求的前提下 包装费用最低。g.采用通用化、标准化、系列化的选择与特殊 零件专用容器相结合的原则，并配以色彩标识进行 管理。（2）包装的总体要求a.在满足小批量多频次供货的要求及保证零部件 质量的条件下，以最低费用设计出最大密度的包装。 b.确定单个零件的最小标准单元包装数量和包装 方式，最小标准单元包装中只允许包装同一零件号的零件。c.标准单元包装的件数不应超过生产线体1 h的 使用量。若因零件的尺寸、质量大小及使用量改变（如体积较小的标准件），则可以更改1 h的使用 量，

21、但不得超过1个班次的使用量。d.单个零件的单元运输包装箱里最小包装数量应 是确定的标准单元包装收容量的整数倍，同时为减少 二次分拣更换包装，尽最大可能使用标准单元包装箱 来运送零件。e.运输包装中一般只包含同一个零件号的标准包 装单元，为满足运输装载要求，单元运输包装中可以 出现不同零件号的零件，但是不同零件号的零件应该 包装在不同的标准单元包装中，同时在二级包装箱上应使用专有的混装标签（一级包装是指最接近零件的性及人体工程学方面考虑，包括零件在内的包装箱最大质量不超过18.5 kg。b.包装箱优先选择1 200 mm1 000 mm运输模 块的标准组件，便于使用标准的SMC尺寸。c.当零件的

22、尺寸不允许使用SMC时，下一个优 先选择的是最适合零件的手工制作的钙塑板箱，见图12。（a）标准包装箱（b）钙塑板箱图12d.当零件因尺寸或质量而不能使用钙塑板制作的 包装箱时，可以选择使用散件包装箱托盘、金属 板式货箱等，但尺寸优先选择1 200 mm1 000 mm 系列，见图13.e.当零件对以上包装箱均不能使用时，可以把包 装的尺寸改为零件的长度，但优先选用包装的宽度为1 200 mm ，见图14。（4）优选物流容器具主要分类及目的 a.主要标准包装箱及其内、外径尺寸（表2） 以上尺寸配合选择的1 200 mm1 000 mm包装箱，依次类推为二级包装）。f.当装运的零件数量很大时，包

23、装箱进行运输时可由托盘承载。g.尽量使用可循环利用的包装箱，如塑料周转 箱、板式货箱等。h.除小颗粒状或液体外，袋子、桶、罐等不能作 为运输包装箱。（3）包装的优先选择a.选择小型的塑料标准包装箱（SMC），从经济46汽 车 工 艺 与 材 料 AT&M2012年第6期 生产S现O场SHOPLUTION（a） 散件包装箱托盘（a）前风挡玻璃专用包装（b）金属板式货箱（b） 燃油箱专用包装图13图14种类外径尺寸/mm内径尺寸/mm图15150 mm的托盘实行模数堆垛方式。10个400 mm300 mm的包装箱组成的1个包装单元见图15。20个300 mm200 mm的包装箱组成的1个包装单元见

24、 图16。b.托盘尺寸标准的选择 托盘是人工搬运和机械化搬运的接口，托盘及配套尺寸的周转容器是物流容器尺寸链的核心尺寸。 由于国内物流发展的不成熟及受国外公司使用习惯的影响，国内的托盘尺寸较为混乱，但是用量最大的是图161 200 mm1 000 mm的托盘（欧、美标准为1 200 mm1 000 mm或1 200 mm 800 mm，日本标准为1 100 mm 1 100mm），因此从配套使用角度 及车辆装载率等方面综合考虑，优先选择的标准是2012年第6期 汽 车 工 艺 与 材 料 AT&M47A类300200148250150123B类400300148350250123C类40030

25、0280350250255D类600400280550350255H类600400148550350123表2生产S现场SHOPOLUTION1 200 mm 1 000 mm。2种塑料托盘见图17。包装的宽度为1 200 mm，便于整齐摆放，提高仓库面积利用率及运输装载率；便于配送转移和拿取。同 时，定置摆放的物流容器能保证机械手准确地从中抓 取物料，减少设备的误操作和空等待。（5）物流容器周转量的确定 为了保证有足够数量的工位器具用于生产和周转，避免因物流容器过多而造成浪费，对容器周转量 应进行计算：n K tN =（1+20%）T Q（a）轻型式中，N 为容器周转量(容器数量) ；n 为

26、年生产量（生产大纲）；K 为单车零件的用量；t 为容器周转期， 天；T 为年实际工作日；Q 为每个容器装入的零件 数；20%为备用量。7结束语汽车制造总装物流规划是个庞大而复杂的系统工程，需要做详细的调查分析，并且还需对调查分析的 结果进行多次深入探讨，甚至在必要的情况下可对不 同的观点和分析结果进行问题重新界定，然后再做系 统分析。调查分析是规划的前提和依据，充分的调查（b）加重型图17c.专用容器对于不适合通用器具包装的特殊零件，可根据 零件特性设计自带脚轮及牵引的包装器具。优先使用才有优质的规划。&M48汽 车 工 艺 与 材 料 AT&M2012年第6期 西格里集团碳陶材料开启木星之旅

27、全球领先的碳素石墨材料及相关产品制造商德国西格里集团（SGL GroupThe Carbon Company）于2012年4月23日至27日期间举行的汉诺威工业博览会上展示了由其陶瓷复合材料SIGRASIC制成的光学元件。该光具座已被美国 国家航空航天局(NASA)采用，安装在“朱诺”木星探测器外部的吊杆以固定测量木星磁场的磁力仪。对于该探测任务来说，需要用到一种轻量且极其坚固的非磁性材料，能够承受探测器发射和4年多飞行途中的各种 高温和机械应力。SIGRASIC作为一种碳纤维增强碳化硅(C/SiC)材料，具有出众的性能。该材料通过将碳纤维结合在陶瓷基料中， 在保持轻量优势的同时又能实现卓越的耐磨性、抗裂性以及在极端温度和热冲击下的性能稳定性。西格里集团是该材料研发领域的先驱。碳/碳化硅材料最广为人知的应用就是碳陶刹车片。保时捷公司曾首次将碳 陶刹车片作为标准配置装配在GT2车型上。如今，其它豪华汽车和跑车制造商也开始采用这一创新型刹车材料。基于这 一专长，西格里集团的全球技术与创新(T&I)团队正与各家合作伙伴展开广泛合作，共同开拓材料应用新领域，开辟新 市场。AT