少人化、无人化自动化设计

1、无人化、少人化的自动化模型工厂通过建立存储、搬运、生产自动化降低人工成本，减少人为质量干预, 快速应对市场变化。图2-22对自动化模型进行描述：少人化、无人化的自动化模型图2-22少人化、无人化的自动化模型2.4.1智能存储系统自动化立体库根据物品存放的需求有多种形式的设计方式，需根据实际需求进行选型，常见的立体库类型如2-23, 2-24所示。图2-23卧式智能库与提升式智能库图2-24原材料、半成品、成品立体库自动立体库用于物料、产品的自动存储、自动管理，在设计需考虑以下原则：功能齐全，满意工艺流程合理的基础上，使有限空间实现最大存储 量技术先进性原则：包括设计理念、设备、控制、软件系统，

2、最大投 资回报率以实际需求出发，考虑未来发展、既实用而又具有柔性经济性原则：安装操作简单，运营和维护成本低，灵活应用软硬件系统、接口和通讯协议标准化，又具有较强兼容性，可靠成 熟 仓储管理原则：应急优先原则、先进先出原则、入库优先原则、分 散存放原则、上轻下重原则等。人机界面具有友好性，操作简单方便、使设备控制和监视界面直观 适应当地气候条件建设立体库需提供的基础数据基于实际需求库存需求，规划立体仓库库区面积用户需协助立体库厂家需熟悉产品工艺流程，可以根据工艺流程和 目标库容量进行硬件和库容库位规划，其中包括堆垛机数量，库区 的列数，行数，层数及层高，储位数及储位承载量，容器载具数量、 规格、

3、重量，储存产品数，产品重量，每个储位放置的容器载具数。方案设计场地要求供电要求：建议总供电点总功率不低于60千瓦，使用穿线电缆（三 相五芯电缆）管道预埋连接到立体库总配电柜，从总配电柜使用电 缆连接到各分供电点。网络:满足需求的网络部署。 场地地平要求：地平不平度偏差参照JB/T5323-91标准，不平整度 不得超过10mm。照明要求：库区需大于120LUX,出入库作业区需大于300LUX,物料暂 存区大于120LUX.承载要求：在厂房设计时，需考虑承载要求，根据承载要求设计货架货位数量、 重量及高度、堆垛机选型、放置物料重量。 静载地面承载计算公式：（货架自重+堆垛机自重+放置物料重量）/占

4、用面积动载地面承载计算公式：静载地面承载*1.2还需要考虑单根货架立柱底部反力和单立柱地面集中承载。环境要求明显的警示标志，如严谨烟火等，特别有危险化学品储存时，必须 有中文化学品技术说明书、化学品安全标签有相应的通风装置和温湿度监控设施户外的配电柜及电气开关有防雨防潮措施符合规范的应急照明和紧急疏散指示装置存放物品需要的禁忌要求对储存量和搬运量分析，结合堆垛机、穿梭车、机械手效率，计算 设备的需求根据设备需求计算需求的辅助设备与安装辅料货件的设计、采购、安装、调整，货物标识堆垛机轨道设计、铺设安全防护设计、安装电气配线设计 WCS设计及硬件部署提供设计图纸与用户讨论 提供与其他信息化系统（W

5、MSMESERPSCM等）、硬件系统（AGVRFID 等）需交互的信息明细及接口要求。软硬件的选型及施工提供完整的设备清单与关键配件清单堆垛机：计算单循环和复合循环的效率，堆垛机地轨设计、堆垛机 控制方式确定（人工、终端控制、联网控制） 穿梭车：根据载重、直线速度、加速时间、加速距离、输送时间、 通讯时间、计算运力。提供仓库控制系统（WCS）仓储管理系统（WMS）软件系统模块详 细清单货架规格设计、堆垛机天轨的铺设、货位可识别标识、安全门、防 护网、安全栏杆。配线：动力及电力配线、控制信号配线、气路配线涂装要求：喷砂标准：Sa2 1/2级，烤漆标准：塑粉60m智能仓储物流管理系统智能仓储管理系

6、统由三部分组成：底层 PLC控制系统、WCS (Warehouse Conetrol System)仓库控制系统、WMS (Warehouse Management System)。图 2-25是智能仓储物流系统的位阶图。图2-25智能仓储物流系统WCS控制系统通过接口协调上下软硬件系统，使其进行协同作业，接收WMS 的任务指令，进行分解和下达给执行机构，并反馈执行机构的执行信息，实现自 动化仓储物流的综合调度、设备调度、路径调度、任务调度和设备监控等。WCS 的主要功能是从WMS或其他系统接收数据，接收后将数据进行存储；并按协议对 任务进行解析，解析后的数据下发给设备控制系统，设备控制系统将

7、指令下发到 相对应的设备中；从设备控制系统中采集相关执行及状态数据，依据通讯协议将 数据上传WMS中；执行界面监控与一些故障操作和排除(任务的删除、强制完成、 新增任务等)。通过WCS对设备进行监控和故障处理管理。2.4.2智能搬运系统智能搬运系统需根据企业实际需求进行设计，使智能仓储和生产自动化的物 料实现无缝对接，是有效降低企业搬运成本，提高利润途径之一。图2-26是常见 的搬运系统：图2-26智能搬运系统企业在设计智能搬运系统时需遵循以下原则有效整合整厂搬运系统，整体规划进料、配送、退库、生产、入库、 出货等环节的搬运，使搬运无延迟、无停滞、零差错等促进工厂容器载具标准化管理、搬运方式方

8、法、搬运设备标准化充分利用空间原则互动原则，使用者合设备、系统有效互动节能降耗原则，设备配置简单，能耗低；避免搬运设备空转、自动 装卸设备利用率低；弹性原则，设备通用性强，系统功能可以进行扩充、路径可变集成原则：搬运系统可以与MES、WMS等系统进行集成，统一调度， 使物流和信息流同步；安全原则：具有非接触障碍探测、机械式防护栏、负载报警、急停按钮、厂内搬运管制系统等安全措施建立搬运自动化需求的基础数据工厂布局，物流区现状、区域功能原材料种类、规格容器载具的标准化程度每天工厂的物流量搬运自动化方案设计与施工根据工厂实际状况选择搬运方式：轨道式、磁带式AGV、激光AGV、 吊挂式等对搬运工作量进

9、行分析计算，计算搬运自动化设备数量规划搬运路线引导装置铺设、安装装卸自动化设备安装与其他软件信息接口2.4.3生产自动化系统自动化产线是通过控制系统、传送系统，按照产品的生产工艺来控制整线所 有自动设备与辅助设备进行产品生产的系统。如图2-27是电子主机板的自动化产 线，实现自动上下料、自动插件、自动搬运、自动测试、自动包装等功能。图2-28 是成品组测包自动线，通过RFID识别，机器人组装、测试、包装实现无人化生产。m试上科窟面鞍）1自 WftBl多层I海测和【翻1111邮检）波峰螺接机第二段图2-27电子主板自动化产线般电片工FM工序5TJftt回 TJfT区工gBone* 1*=11Hw

10、UI v* 1劣1图2-28自动化组装线自动化设计原则在设计时需遵循以下原则：工艺工序最少化；尽量选用标准设备及标准配件；效率最大化；易于维护、维修，故障率低；无人化、少人化;易操作性原则；经济性原则。自动化产线设计需求的基础资料产品的工艺分析，对每一工序的管理特点深入了解，对工序的生产 标准熟悉，整套产品工艺、SOP；产品的布局；对整线生产节拍及每个工序节拍进行分析，特别是对瓶颈工序的分 析；对现有生产线的线平衡进行分析，计算出平衡率；对工厂布局进行分析；工序特殊需求的分析；来料的包装方式；产线工序投料方式。自动化产线设计依据节拍、效率、平衡率、品质控制、人力成本等条件，从各个维 度对生产自动产线进行设计，选出最优方案；根据产品工艺设计所需求设备与辅助设备；根据