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大(dà)衆MEB電池工廠如何做(zuò)智能物(wù)流?

2024-3-8新聞





動力電池已經成爲各大(dà)車企的(de)重點發展領域,動力電池工廠的(de)物(wù)流規劃與建設也(yě)頗受關注。一汽-大(dà)衆佛山MEB電池工廠爲全球高(gāo)壓電池領域的(de)佼佼者,本文結合生産工藝布局、物(wù)流需求等特點,對(duì)佛山MEB電池工廠物(wù)流整體布局與規劃、關鍵環節的(de)智能化(huà)物(wù)流系統、物(wù)流數字化(huà)設計等進行了(le)全面介紹
                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                                              
 - 文章(zhāng)信息 - 


本文作者:一汽-大(dà)衆汽車有限公司李甘霖、王發明(míng)、李秀璋、周松、肖骁。由「物(wù)流技術與應用(yòng)」原創首發, 數字化(huà)企業經授權發布。


0.

前言

動力電池是新能源汽車的(de)動力來(lái)源,是整車中最重要的(de)系統,也(yě)是區(qū)别于傳統燃油汽車的(de)标志性部件,目前動力電池的(de)成本占新能源整車成本的(de)30%~40%。動力電池長(cháng)期被認爲是推動新能源汽車發展的(de)關鍵部件,也(yě)是新能源汽車的(de)核心市場(chǎng)競争力。


伴随中國新能源市場(chǎng)的(de)快(kuài)速發展,動力電池已經成爲各大(dà)車企的(de)重點發展領域,動力電池工廠建設也(yě)成爲重頭戲。動力電池自重大(dà),且結構比較複雜(zá),主要由電池包和(hé)電池殼體組成,電池包由多(duō)個(gè)電芯模組構成,每個(gè)模組又由幾個(gè)到十幾個(gè)不等的(de)電芯組成。在動力電池工廠建設中,動力電池重量大(dà)、結構複雜(zá)、穩定性和(hé)安全性要求極高(gāo)等特性,對(duì)工廠的(de)生産工藝和(hé)物(wù)流過程提出一定的(de)新要求和(hé)挑戰。


例如,生産工藝方面,動力總成技術密集,需要使用(yòng)高(gāo)精度的(de)設備和(hé)工藝保障生産和(hé)質量安全。在物(wù)流方面,汽車動力電池重量大(dà),體積大(dà),且容易受損,需要穩定的(de)存儲和(hé)運輸環境,如何實現自動化(huà)傳送、倉儲管理(lǐ)、庫存管控、安全管理(lǐ)、質量管理(lǐ)等都是物(wù)流規劃和(hé)建設中的(de)重點課題。


近期,本文作者深入參觀了(le)佛山MEB電池工廠物(wù)流規劃與建設,并對(duì)工廠物(wù)流整體規劃建設布局及建設亮點等内容進行了(le)總結分(fēn)析。

1.


電池工廠概況

一汽-大(dà)衆汽車有限公司(以下(xià)簡稱“一汽-大(dà)衆”)成立于1991年2月(yuè)6日,是由中國第一汽車股份有限公司、德國大(dà)衆汽車股份公司、奧迪汽車股份公司和(hé)大(dà)衆汽車(中國)投資有限公司合資經營的(de)大(dà)型乘用(yòng)車生産企業,經過31年的(de)發展,現已擁有大(dà)衆、奧迪、捷達三大(dà)品牌30餘款産品。


随著(zhe)新能源時(shí)代的(de)到來(lái),一汽-大(dà)衆積極進行電動化(huà)布局,佛山工廠正是其MEB電動車生産基地,有著(zhe)專門針對(duì)純電汽車打造的(de)MEB平台,靈活适配從緊湊型到廂型貨車等多(duō)種車身類型。佛山MEB電池工廠正是誕生在這(zhè)樣一個(gè)具有強大(dà)電動車基因的(de)大(dà)工廠之内,于2020年正式投産,在強大(dà)的(de)物(wù)流配套之下(xià),具備單班15萬、雙班30萬個(gè)電池包的(de)年産量,自動化(huà)率達到82%以上,屬于全球高(gāo)壓電池領域的(de)佼佼者。

2.


物(wù)流規劃與布局

佛山MEB電池工廠綜合生産及物(wù)料等要素,對(duì)工廠物(wù)流布局進行了(le)統一規劃。從産線來(lái)看,工廠建有一條先進的(de)電池殼體焊裝線和(hé)一條先進的(de)電池包裝配線,其中電池殼體焊裝線建立在二層,電池包裝配線建立在一層。


從工廠物(wù)料來(lái)看,動力電池的(de)物(wù)料主要是看闆件,根據物(wù)料體積區(qū)分(fēn)爲大(dà)件GLT和(hé)小件KLT兩種,其中核心物(wù)料是電池模組,占據了(le)動力電池主要的(de)體積;而散件物(wù)料種類比較少,大(dà)約包括100多(duō)種型号。物(wù)料來(lái)源卻比較豐富多(duō)樣,包括通(tōng)過進口來(lái)的(de)CKD(全散裝件)物(wù)料,長(cháng)途取貨、短途取貨及自送等各物(wù)流模式運輸而來(lái)的(de)物(wù)料。


由于動力電池工廠坐(zuò)落在電動汽車MEB平台工廠内,爲節約面積,減少庫存,降低物(wù)流成本,提高(gāo)物(wù)流效率,工廠物(wù)流布局上充分(fēn)結合産線布局和(hé)物(wù)料種類、來(lái)源等情況,綜合雙層空間,采取統一存儲,分(fēn)開緩存配送或直通(tōng)工位等模式進行了(le)整體布局,主要功能包括:物(wù)料需求管理(lǐ)、訂貨管理(lǐ)、零件發運及取貨、物(wù)料庫存管理(lǐ)、内物(wù)流配送、消耗管理(lǐ)、成品管理(lǐ)及返空管理(lǐ)。


MEB工廠電池殼體焊裝線


MEB工廠電池包裝配線


電池殼體自動上線

3.


物(wù)流作業流程

佛山MEB電池工廠的(de)主要物(wù)流作業流程包括:分(fēn)類訂貨、入廠、卸貨、散件存儲、廠内配送及成品存儲和(hé)成品配送。具體如下(xià):


1.分(fēn)類訂貨。動力電池工廠通(tōng)過聯動主機廠整車生産計劃進行物(wù)料訂貨,訂貨系統通(tōng)過将整車計劃上線車序進行物(wù)料拆分(fēn)計算(suàn),聯動生成電池物(wù)料訂單計劃,并向供應商精準訂貨。


2.零部件入廠。通(tōng)過供應商自送或Milk-Run按時(shí)間窗(chuāng)取貨等模式将零部件由供應商處運送到工廠,卡車到達工廠通(tōng)過RFID進行車控管理(lǐ),過車控後到達入口卸貨。


3.存儲/上線。入廠卸貨後,進行檢驗,檢驗通(tōng)過後,外地零件通(tōng)過臨近高(gāo)架進行快(kuài)速的(de)随機存儲;本地零件檢驗後直接進行分(fēn)類投送,高(gāo)架區(qū)旁設立有帶輥道垂直升降機,可(kě)以将焊裝線零件放置輥道,自動傳送到二樓區(qū)域。對(duì)大(dà)型零件,如電池模組,則通(tōng)過大(dà)量的(de)AGV自動從輥道接取,并自動傳送到裝配使用(yòng)工位。備貨環節中,備貨員(yuán)通(tōng)過設定的(de)上線規則和(hé)路線,進行按需投貨,其中GLT件一般由AGV進行運輸配送,部分(fēn)GLT大(dà)件會通(tōng)過車載PC實時(shí)獲取到上線任務,車載PC可(kě)按FIFO規則推薦庫位。



4.成品發貨。通(tōng)過準時(shí)化(huà)系統獲取到整車上線信息,并拆分(fēn)到電池型号,并根據整車上線計劃實時(shí)按順序備貨,利用(yòng)自動化(huà)軌道對(duì)接,将約半噸重的(de)電池自動傳送至卡車,從而實現精準配送。

4.


智能化(huà)物(wù)流系統應用(yòng)

佛山MEB電池工廠依據物(wù)流流程設計和(hé)物(wù)流布局特點,對(duì)一些關鍵物(wù)流作業環節投入各種自動化(huà)、智能化(huà)物(wù)流系統,實現高(gāo)效、精益的(de)物(wù)流作業,主要包括:


1.AGV+機器人(rén)

爲确保上線效率,節約工廠物(wù)流通(tōng)道面積,提高(gāo)電池模組運輸安全性,佛山MEB電池工廠投入了(le)大(dà)量AGV,通(tōng)過AGV自動從備貨輥道區(qū)域接取電池模組,按路線配送到裝配鏈入口,由機器人(rén)自動進行抓取,安全精準地放置到裝配線自動傳輸鏈。


AGV搬運電池模組至裝配線入口


2.随機高(gāo)架存儲

爲優化(huà)面積,降低成本,電池工廠采取高(gāo)架對(duì)外地零件進行緩存存儲,高(gāo)架采取随機存儲的(de)方式。當入口指示燈顯示可(kě)“投貨”狀态時(shí),上架員(yuán)依據車載PC按“先進先出”推薦的(de)高(gāo)架庫位進行匹配投貨。


零部件高(gāo)架存儲


3.自動化(huà)傳送鏈

由于電池重量大(dà)、不便搬運,且有較高(gāo)安全需求,自動化(huà)傳送鏈剛好可(kě)以解決這(zhè)些需求,尤其是裝車和(hé)卸貨環節,通(tōng)過傳送鏈自動傳送到卡車内部,到主機廠卸貨時(shí),同樣對(duì)接自動化(huà)傳送鏈,經傳送鏈送至安裝工位進行電池裝配。


自動化(huà)傳送鏈完成電池搬運及上線


4.輥道+升降機雙層物(wù)流

電池工廠采取雙層物(wù)流支撐上下(xià)兩條生産線的(de)布局,将升降機設置到離高(gāo)架和(hé)入口較近的(de)地方,可(kě)以将入口直送零件直接投放到軌道上,或從高(gāo)架取出進行投放,再利用(yòng)升降機自動聯合控制,将貨物(wù)傳送到二層。


物(wù)流升降機将零部件自動運送至二樓


5.


數字化(huà)讓物(wù)流更高(gāo)效

佛山MEB電池工廠緊挨電動汽車MEB平台工廠總裝車間,在信息流數字化(huà)設計上具有得(de)天獨厚的(de)天然優勢,通(tōng)過信息流的(de)數字化(huà)設計讓訂貨更精準,讓JIT配送模式、MilkRun集貨運輸模式下(xià)的(de)運作更高(gāo)效,爲優化(huà)庫存、提升效率、降低成本方面提供了(le)極大(dà)助力。


1.訂單需求自動運算(suàn)無縫對(duì)接實現精準訂貨

以産線MES系統爲基礎,開發生産需求訂單自動運算(suàn)系統,通(tōng)過系統連接實時(shí)獲取整車FIS中整車在線訂單數量,根據産線産能自動運算(suàn)當天生産計劃并下(xià)達産線,同時(shí)以此産線計劃計算(suàn)物(wù)料需求訂單并向供應商發布。通(tōng)過将電池工廠物(wù)料的(de)需求計算(suàn)過程和(hé)整車物(wù)料訂貨系統進行完全融合合并計算(suàn)訂貨,可(kě)實現電池物(wù)料與整車計劃的(de)100%吻合訂貨,通(tōng)過一套完整的(de)集成系統,以提前鎖定兩周日訂單,提前3天鎖定本地時(shí)序訂單爲前提,當計算(suàn)整車物(wù)料時(shí),同時(shí)計算(suàn)出各型号電池的(de)需求,再通(tōng)過BOM信息,同步計算(suàn)出電池下(xià)級物(wù)料訂單,做(zuò)到精準聯動,消除供應鏈牛鞭效應,大(dà)幅降低電池物(wù)料的(de)安全庫存,非核心物(wù)料可(kě)以做(zuò)到小時(shí)級庫存儲備以消除在途風險。


2.JIT配送模式

采取與主機廠上線信号聯動的(de)準時(shí)化(huà)供貨模式,在接收到固定循環量的(de)電池需求後,卡車立馬将滿載的(de)電池送至整車車間卸貨口,以自動化(huà)傳送鏈卸貨給整車車間傳送鏈,完成配送。JIT模式可(kě)以大(dà)幅減少電池車間的(de)電池庫存,從而大(dà)幅減少因電池體積大(dà)、重量高(gāo)帶來(lái)的(de)成本與安全問題。


3.成本最優的(de)MilkRun集貨運輸模式

動力電池工廠物(wù)料根據運輸模式有本地集貨、長(cháng)途集貨兩種模式,通(tōng)過物(wù)料訂貨系統進行合捆、積載的(de)算(suàn)法運算(suàn),得(de)到Milk-Run集貨路線,以最高(gāo)可(kě)能地提高(gāo)滿載率,同時(shí)降低在庫庫存,運輸上依據GPS定位功能,實現在途可(kě)視跟蹤,監控異常,從而整體上保障過程精益可(kě)控。

6.


項目價值及優化(huà)方向

佛山MEB電池工廠物(wù)流整體布局和(hé)規劃設計,使得(de)動力電池工廠從物(wù)料到成品的(de)物(wù)流管理(lǐ)過程非常高(gāo)效精益,并且通(tōng)過關鍵環節應用(yòng)AGV+機器人(rén)、自動化(huà)傳送鏈、輥道+升降機雙層物(wù)流等智能化(huà)物(wù)流系統,以及數字化(huà)物(wù)流信息系統設計,節省了(le)人(rén)工投入,大(dà)幅提升了(le)物(wù)流作業效率,降低了(le)整體物(wù)流成本,爲動力電池工廠安全高(gāo)效生産,以及主機廠動力電池的(de)安全高(gāo)效供應提供了(le)強大(dà)助力。


佛山MEB電池工廠在高(gāo)壓電池領域是一個(gè)自動化(huà)率非常高(gāo)的(de)工廠,物(wù)流自動化(huà)程度也(yě)較高(gāo),但随著(zhe)物(wù)流技術持續發展,動力電池工廠的(de)物(wù)流過程仍然有進一步提升的(de)空間。例如,在信息流上,可(kě)以利用(yòng)數字化(huà)能力打造數據可(kě)視及全物(wù)流寫實,還(hái)原真實物(wù)流場(chǎng)景,監控所有物(wù)流動态過程,從而實現數據分(fēn)析、問題分(fēn)析,繼而持續改善。在實物(wù)流上,可(kě)以針對(duì)卸貨和(hé)投貨過程加大(dà)智能設備投入,如利用(yòng)AGV或揀選鏈對(duì)貨物(wù)進行自動投貨,同時(shí)可(kě)以用(yòng)無人(rén)叉車進行高(gāo)架投貨操作,從而在整體上實現更高(gāo)的(de)自動化(huà)率,優化(huà)更多(duō)人(rén)力,提高(gāo)運作效率,讓物(wù)流更安全。


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End.


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