隨著2013年德國提出“工業(yè)4.0”概念，“智能制造”的熱風迅速席卷全球。德國SEW集團作為工業(yè)4.0核心技術(shù)和設(shè)備提供商與服務(wù)商,對自身的工廠建設(shè)十分重視，SEW-傳動設(shè)備(蘇州)有限公司（以下簡稱“蘇州SEW”）二期工廠中就融入了智能化物流系統(tǒng)，為保障順暢高效生產(chǎn)奠定了基礎(chǔ)。

　　SEW集團（以下簡稱“SEW”）成立于1931年，專業(yè)生產(chǎn)各種電機、減速機、變頻和伺服控制設(shè)備，其生產(chǎn)技術(shù)和市場占有率均居世界領(lǐng)先地位。SEW于1995年進入中國市場，以精品、服務(wù)、本地化三大發(fā)展戰(zhàn)略為主線，現(xiàn)已成為中國機械制造業(yè)的知名企業(yè)，在天津、蘇州擁有2個制造中心，以及7家裝配及技術(shù)服務(wù)中心和50余個辦事處，服務(wù)網(wǎng)絡(luò)遍布全國各大中城市。

　　不斷擴大的工廠規(guī)模

　　到達位于蘇州新加坡工業(yè)園的蘇州SEW公司，首先映入眼簾的是以減速機為原型設(shè)計的辦公樓，外形十分獨特，其精致、優(yōu)雅的風姿為蘇州工業(yè)園增添了一道亮麗的風景線。蘇州SEW公司為SEW在華東地區(qū)的裝配和技術(shù)服務(wù)中心, 可以為客戶提供從機械到電子的全套驅(qū)動解決方案服務(wù)。

　　蘇州SEW公司總經(jīng)理趙剛介紹，早在2002年，為了更好地開拓華東地區(qū)市場與服務(wù)客戶，SEW蘇州裝配中心建成投產(chǎn)。隨著華東地區(qū)經(jīng)濟的快速發(fā)展，蘇州SEW公司業(yè)務(wù)迅猛增長，原有工廠的產(chǎn)能已經(jīng)無法滿足市場需求。SEW公司于2011年開始進行蘇州二期工廠的布局規(guī)劃，從提高裝配效率和產(chǎn)能以及實現(xiàn)工廠現(xiàn)代化等多重因素出發(fā)，在新工廠設(shè)計中合理地將智能化物流系統(tǒng)融入裝配工藝流程，實現(xiàn)了二期工廠的高效率運作和高水平管理，保證了整個華東地區(qū)的產(chǎn)品供應(yīng)。

　　蘇州二期工廠占地面積72000多平方米，總投資3800萬美元，于2012年1月1日正式投產(chǎn)運營，具有單班年產(chǎn)30萬臺的組裝能力，是SEW目前在中國產(chǎn)量最大的裝配廠。

　　合理的廠內(nèi)布局

　　SEW蘇州工廠為典型的按單裝配型工廠，其規(guī)劃布局采用了環(huán)形設(shè)計，按照生產(chǎn)工藝流程，依次設(shè)置了零部件收貨區(qū)、拆箱入庫區(qū)、揀選區(qū)、零部件緩存區(qū)、裝配區(qū)、測試區(qū)、上貨站、噴漆烘干區(qū)、下線包裝區(qū)、發(fā)貨區(qū)。工廠內(nèi)部物流系統(tǒng)不僅應(yīng)用了自動化立體庫、自動輸送線，還采用了SEW自主研發(fā)的無接觸供電自動導(dǎo)引小車（AGV）、無接觸供電電動單軌小車（EMS系統(tǒng)）等智能化物流設(shè)備。在信息技術(shù)方面，從零部件入廠到成品出庫整個生產(chǎn)與物流流程，都采用了先進的SAP系統(tǒng)進行統(tǒng)一管理。在現(xiàn)場運營管理方面，不僅采用了看板管理、超市貨架管理等先進的物料配送方式，而且現(xiàn)場工程師還在每天的工作中不斷地找尋瓶頸工序并進行分析解決，以改善產(chǎn)線布局，減少裝配動作。合理的工廠布局、智能化的物流系統(tǒng)、先進的運營管理理念，使SEW蘇州二期工廠的裝配效率得到極大提升，同時還大幅減少了單位產(chǎn)量的用工數(shù)量。

　　據(jù)了解，SEW蘇州工廠共有8000多種零件，可以組合生產(chǎn)出超過4000萬種成品。為了能夠及時完成生產(chǎn)與交付產(chǎn)品，工廠內(nèi)部必須要有充足的標準化、模塊化的零部件庫存。采用智能化物流系統(tǒng)、先進的物流設(shè)備與信息系統(tǒng)，對實現(xiàn)高效準確的物料管理與配送上線、提高裝配效率、保證交貨期、降低整體成本尤為關(guān)鍵。見圖1。

圖1

　　順暢的作業(yè)流程

　　工廠物流作業(yè)主要流程如下：

　　1.零部件接收

　　零部件到達工廠后，通過手持終端掃描條碼信息，收貨信息實時自動錄入SAP 系統(tǒng)，SAP系統(tǒng)與自動化立體庫IWMS系統(tǒng)實時關(guān)聯(lián)。

　　2.零部件入庫

　　IWMS系統(tǒng)為入庫零件按不同的重量、高度、規(guī)格自動分配貨位。不超重但是高度較高的零部件一般存于自動化立體庫的上層區(qū)域，不超重但高度較低的零部件則存于自動化立體庫的下層區(qū)域，超重或超高的零部件則存于自動化立體庫旁邊的普通庫。

　　3.零部件揀選

　　銷售人員簽訂合同后，將合同錄入SAP系統(tǒng)，即自動生成BOM（物料清單）并關(guān)聯(lián)到自動化倉庫系統(tǒng)。根據(jù)生產(chǎn)計劃，BOM零件會自動從立庫中被取出，送至揀選區(qū)，工作人員掃描托盤或托箱上的條形碼，系統(tǒng)會提示相關(guān)信息和明確指令，工作人員按指令揀選零部件，然后配送至所需裝配工位。

　　4.零部件補貨

　　為產(chǎn)線進行零部件補貨的管理方式有三種：一種為超市貨架管理，即當超市貨架上的零部件數(shù)量低于裝配所需數(shù)量時，系統(tǒng)自動發(fā)出指令，工作人員進行揀選補貨；第二種為看板管理，每一種產(chǎn)品裝配所需的標準零部件都在產(chǎn)線旁碼放兩盒，一盒使用，一盒備用。盒子倒過來就說明空了，倉庫人員看到倒過來的盒子就要掃描條碼進行補貨；第三種則為按單補貨。見圖2。

圖2

　　5.零部件緩存

　　對于第二天生產(chǎn)才會使用的已經(jīng)揀選完成的零部件，放置于零部件緩存區(qū)。

　　6.成品輸送

　　裝配完成的成品分為小型產(chǎn)品和大型產(chǎn)品。小型產(chǎn)品直接放在輸送線上送至EMS上貨站，再經(jīng)長達380米貫穿整個工廠的空中輸送線（共20臺EMS小車，采用無接觸供電和波導(dǎo)通訊）運至噴漆房；大型產(chǎn)品裝配完成后，工作人員按下按鈕，無接觸供電的AGV會自動到達裝配工位取走并送到EMS上貨站，再送至噴漆房。見圖3。成品在噴漆房內(nèi)完成噴漆、烘干工序。

圖3

　　7.包裝

　　根據(jù)不同的訂單需求對成品進行不同的包裝，主要采用木箱包裝和紙箱包裝兩類。見圖4。

圖4

　　8.成品存儲

　　包裝好的成品暫存于成品存儲區(qū)等待發(fā)運。

　　智能化的物流系統(tǒng)

　　1.綠色高效的自動化立體庫

　　SEW蘇州工廠內(nèi)的自動化立體庫由北京起重運輸機械設(shè)計研究院與SEW蘇州公司合作建成，有著多方面的創(chuàng)新。該立體庫由12排貨架、6臺堆垛機、6條巷道、按燈系統(tǒng)以及IWMS管理系統(tǒng)等主要部分組成，不僅滿足了SEW多種規(guī)格、類型的零部件的自動入庫、出庫、先進先出管理、貨到人揀選等功能，節(jié)省了工廠的倉儲面積，提升了存儲與分揀效率，還充分體現(xiàn)了節(jié)能環(huán)保的理念。

　　一方面，該自動化立體庫應(yīng)用了SEW的能量回饋系統(tǒng)，將堆垛機貨叉取貨以后在下降過程中產(chǎn)生的勢能轉(zhuǎn)化為電能直接為運行機構(gòu)電機供電，多余的回饋給電網(wǎng)，降低了耗電量，減少CO2排放。

　　另一方面，該自動化立體庫出入庫系統(tǒng)的減速電機采用了SEW的現(xiàn)場分散控制技術(shù)，這些電機和減速機并未像普通的自動化立體庫一樣配備控制室，而是通過分散安裝方案，省去了配備控制室、電控柜等相關(guān)設(shè)施，節(jié)省了電纜用量，減少了安裝調(diào)試時間，使用維護方便，也便于線路的延伸和拓展，同時節(jié)省了空間。

　　2.采用感應(yīng)供電和波導(dǎo)通訊的電動單軌小車（EMS）

　　電動單軌小車采用無接觸供電和波導(dǎo)通訊技術(shù)，實現(xiàn)了每一個小車跟計算機之間的無線通訊，該技術(shù)為SEW自主研發(fā)，實現(xiàn)了智能化的空中運輸。同時，感應(yīng)供電懸掛單軌小車取電的可靠性有了大幅提高，不再擔心摩擦磨損；不怕水，不怕灰塵；采用空中輸送方式，極大地節(jié)省了地面空間；運行速度快，無接觸供電允許的最高運行速度每分鐘可高達600米，極大地提升了運輸效率，比傳統(tǒng)的輸送線允許的運行速度要快很多。

　　SEW是首家提供全套EMS解決方案的公司，可提供輕載和重載EMS全套解決方案，包括標準驅(qū)動減速電機、無接觸能量傳輸系統(tǒng)、無線通訊技術(shù)、車載控制器、系統(tǒng)診斷和監(jiān)控以及車輛調(diào)度系統(tǒng)。當前，該項技術(shù)已經(jīng)成功應(yīng)用在通用、大眾、寶馬、菲亞特、長城等國內(nèi)外汽車工廠，以及煙草等其他行業(yè)工廠內(nèi)。見圖5。

圖5

　　3.感應(yīng)供電AGV

　　該工廠物流的平面輸送導(dǎo)入了感應(yīng)供電AGV，同樣采用無接觸供電方式，將電纜設(shè)置在地下，AGV可以全天24小時持續(xù)使用，提升了作業(yè)效率，節(jié)省了電瓶維修和更換費用。而普通的電瓶AGV需要不斷充電，不能持續(xù)使用，更換電池等使用維護成本高。

　　SEW也是首家提供該技術(shù)方案的公司，能夠提供包括項目規(guī)劃、系統(tǒng)仿真、所有電控元件、系統(tǒng)安裝調(diào)試與監(jiān)控，以及售后服務(wù)在內(nèi)的全套服務(wù)。見圖6、圖7。

圖6

圖7

　　系統(tǒng)效果與未來規(guī)劃

　　二期工廠智能化物流系統(tǒng)的建設(shè)給蘇州SEW創(chuàng)造了多重價值。

　　一是自動化立體庫的應(yīng)用大幅節(jié)省了倉儲面積，對于裝配工廠來講，這意味著更大的生產(chǎn)面積、更多的產(chǎn)量，意味著價值；堆垛機自動存貨、取貨，更好地替代了人工，降低了人工成本，提升了揀貨準確率和物流效率，能夠更加精準地保證產(chǎn)線需要。

　　二是工廠內(nèi)部平面輸送、空中輸送、EMS、感應(yīng)供電AGV等多種智能化物流系統(tǒng)的綜合應(yīng)用，大幅提升工廠的運營效率，提高產(chǎn)量，保證了及時交貨，更好地保證了SEW華東地區(qū)的產(chǎn)品供應(yīng)及客戶服務(wù)。

　　趙剛表示，“智能工廠”已成為全球制造業(yè)發(fā)展趨勢，SEW在德國、法國的工廠在很多方面都實現(xiàn)了智能化，例如在物流方面，揀選完成的貨物由感應(yīng)供電AGV配送至工位，AGV上帶有射頻（RFID）技術(shù)識讀設(shè)備，可以自動掃描托盤、托箱或成品二維碼，完全取代了人工作業(yè)；在SEW德國工廠，成品都是掛在成品立體庫中存放，發(fā)貨的時候系統(tǒng)將同一個客戶不同的型號規(guī)格的成品放到一起自動包裝好發(fā)運給客戶。

　　展望未來，蘇州SEW也會不斷優(yōu)化工廠布局，引入更多的智能化物流系統(tǒng)及設(shè)備。最近幾年首要優(yōu)化和改進的有兩個方面：一是當前蘇州SEW工廠的成品存儲區(qū)占地面積較大，今后將考慮建設(shè)成品自動化立體庫，減少成品存儲區(qū)占地面積；另一方面，噴漆工序考慮采用機器人作業(yè)，并增加更多的AGV，以減少人工，以更高的自動化水平實現(xiàn)生產(chǎn)的高效率和產(chǎn)品穩(wěn)定性，更好地滿足客戶對高品質(zhì)產(chǎn)品的需要。