隨著2013年德國(guó)提出“工業(yè)4.0”概念，“智能制造”的熱風(fēng)迅速席卷全球。德國(guó)SEW集團(tuán)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(duì)自身的工廠建設(shè)十分重視，SEW-傳動(dòng)設(shè)備(蘇州)有限公司（以下簡(jiǎn)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(tuán)（以下簡(jiǎn)稱“SEW”）成立于1931年，專業(yè)生產(chǎn)各種電機(jī)、減速機(jī)、變頻和伺服控制設(shè)備，其生產(chǎn)技術(shù)和市場(chǎng)占有率均居世界領(lǐng)先地位。SEW于1995年進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)，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(guó)機(jī)械制造業(yè)的知名企業(yè)，在天津、蘇州擁有2個(gè)制造中心，以及7家裝配及技術(shù)服務(wù)中心和50余個(gè)辦事處，服務(wù)網(wǎng)絡(luò)遍布全國(guó)各大中城市。

　　不斷擴(kuò)大的工廠規(guī)模

　　到達(dá)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(jī)為原型設(shè)計(jì)的辦公樓，外形十分獨(dú)特，其精致、優(yōu)雅的風(fēng)姿為蘇州工業(yè)園增添了一道亮麗的風(fēng)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(jī)械到電子的全套驅(qū)動(dòng)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(chǎng)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(jì)的快速發(fā)展，蘇州SEW公司業(yè)務(wù)迅猛增長(zhǎng)，原有工廠的產(chǎn)能已經(jīng)無(wú)法滿足市場(chǎng)需求。SEW公司于2011年開始進(jìn)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(shí)現(xiàn)工廠現(xiàn)代化等多重因素出發(fā)，在新工廠設(shè)計(jì)中合理地將智能化物流系統(tǒng)融入裝配工藝流程，實(shí)現(xiàn)了二期工廠的高效率運(yùn)作和高水平管理，保證了整個(gè)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(wàn)美元，于2012年1月1日正式投產(chǎn)運(yùn)營(yíng)，具有單班年產(chǎn)30萬(wàn)臺(tái)的組裝能力，是SEW目前在中國(guó)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(jì)，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(kù)區(qū)、揀選區(qū)、零部件緩存區(qū)、裝配區(qū)、測(cè)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(dòng)化立體庫(kù)、自動(dòng)輸送線，還采用了SEW自主研發(fā)的無(wú)接觸供電自動(dòng)導(dǎo)引小車（AGV）、無(wú)接觸供電電動(dòng)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(kù)整個(gè)生產(chǎn)與物流流程，都采用了先進(jìn)的SAP系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一管理。在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)營(yíng)管理方面，不僅采用了看板管理、超市貨架管理等先進(jìn)的物料配送方式，而且現(xiàn)場(chǎng)工程師還在每天的工作中不斷地找尋瓶頸工序并進(jìn)行分析解決，以改善產(chǎn)線布局，減少裝配動(dòng)作。合理的工廠布局、智能化的物流系統(tǒng)、先進(jìn)的運(yùn)營(yíng)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(shí)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(guò)4000萬(wàn)種成品。為了能夠及時(shí)完成生產(chǎn)與交付產(chǎn)品，工廠內(nèi)部必須要有充足的標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化的零部件庫(kù)存。采用智能化物流系統(tǒng)、先進(jìn)的物流設(shè)備與信息系統(tǒng)，對(duì)實(shí)現(xiàn)高效準(zhǔn)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(dá)工廠后，通過(guò)手持終端掃描條碼信息，收貨信息實(shí)時(shí)自動(dòng)錄入SAP 系統(tǒng)，SAP系統(tǒng)與自動(dòng)化立體庫(kù)IWMS系統(tǒng)實(shí)時(shí)關(guān)聯(lián)。

　　2.零部件入庫(kù)

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

　　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(dòng)生成BOM（物料清單）并關(guān)聯(lián)到自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)。根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃，BOM零件會(huì)自動(dòng)從立庫(kù)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(huì)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(bǔ)貨

　　為產(chǎn)線進(jìn)行零部件補(bǔ)貨的管理方式有三種：一種為超市貨架管理，即當(dāng)超市貨架上的零部件數(shù)量低于裝配所需數(shù)量時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)發(fā)出指令，工作人員進(jìn)行揀選補(bǔ)貨；第二種為看板管理，每一種產(chǎn)品裝配所需的標(biāo)準(zhǔn)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(guò)來(lái)就說(shuō)明空了，倉(cāng)庫(kù)人員看到倒過(guò)來(lái)的盒子就要掃描條碼進(jìn)行補(bǔ)貨；第三種則為按單補(bǔ)貨。見圖2。

圖2

　　5.零部件緩存

　　對(duì)于第二天生產(chǎn)才會(huì)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(zhǎng)達(dá)380米貫穿整個(gè)工廠的空中輸送線（共20臺(tái)EMS小車，采用無(wú)接觸供電和波導(dǎo)通訊）運(yùn)至噴漆房；大型產(chǎn)品裝配完成后，工作人員按下按鈕，無(wú)接觸供電的AGV會(huì)自動(dòng)到達(dá)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?jī)?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(duì)成品進(jìn)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(chǔ)

　　包裝好的成品暫存于成品存儲(chǔ)區(qū)等待發(fā)運(yùn)。

　　智能化的物流系統(tǒng)

　　1.綠色高效的自動(dòng)化立體庫(kù)

　　SEW蘇州工廠內(nèi)的自動(dòng)化立體庫(kù)由北京起重運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)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(kù)由12排貨架、6臺(tái)堆垛機(jī)、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(dòng)入庫(kù)、出庫(kù)、先進(jìn)先出管理、貨到人揀選等功能，節(jié)省了工廠的倉(cāng)儲(chǔ)面積，提升了存儲(chǔ)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(dòng)化立體庫(kù)應(yīng)用了SEW的能量回饋系統(tǒng)，將堆垛機(jī)貨叉取貨以后在下降過(guò)程中產(chǎn)生的勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能直接為運(yùn)行機(jī)構(gòu)電機(jī)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(dòng)化立體庫(kù)出入庫(kù)系統(tǒng)的減速電機(jī)采用了SEW的現(xiàn)場(chǎng)分散控制技術(shù)，這些電機(jī)和減速機(jī)并未像普通的自動(dòng)化立體庫(kù)一樣配備控制室，而是通過(guò)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(shí)間，使用維護(hù)方便，也便于線路的延伸和拓展，同時(shí)節(jié)省了空間。

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

　　電動(dòng)單軌小車采用無(wú)接觸供電和波導(dǎo)通訊技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了每一個(gè)小車跟計(jì)算機(jī)之間的無(wú)線通訊，該技術(shù)為SEW自主研發(fā)，實(shí)現(xiàn)了智能化的空中運(yùn)輸。同時(shí)，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(dān)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(yùn)行速度快，無(wú)接觸供電允許的最高運(yùn)行速度每分鐘可高達(dá)600米，極大地提升了運(yùn)輸效率，比傳統(tǒng)的輸送線允許的運(yùn)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(biāo)準(zhǔn)驅(qū)動(dòng)減速電機(jī)、無(wú)接觸能量傳輸系統(tǒng)、無(wú)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(dāng)前，該項(xiàng)技術(shù)已經(jīng)成功應(yīng)用在通用、大眾、寶馬、菲亞特、長(zhǎng)城等國(guó)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(wú)接觸供電方式，將電纜設(shè)置在地下，AGV可以全天24小時(shí)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(fèi)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(hù)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(xiàng)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(lái)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(jià)值。

　　一是自動(dòng)化立體庫(kù)的應(yīng)用大幅節(jié)省了倉(cāng)儲(chǔ)面積，對(duì)于裝配工廠來(lái)講，這意味著更大的生產(chǎn)面積、更多的產(chǎn)量，意味著價(jià)值；堆垛機(jī)自動(dòng)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(zhǔn)確率和物流效率，能夠更加精準(zhǔn)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(yùn)營(yíng)效率，提高產(chǎn)量，保證了及時(shí)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(shì)，SEW在德國(guó)、法國(guó)的工廠在很多方面都實(shí)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(shí)讀設(shè)備，可以自動(dòng)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(guó)工廠，成品都是掛在成品立體庫(kù)中存放，發(fā)貨的時(shí)候系統(tǒng)將同一個(gè)客戶不同的型號(hào)規(guī)格的成品放到一起自動(dòng)包裝好發(fā)運(yùn)給客戶。

　　展望未來(lái)，蘇州SEW也會(huì)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(jìn)的有兩個(gè)方面：一是當(dāng)前蘇州SEW工廠的成品存儲(chǔ)區(qū)占地面積較大，今后將考慮建設(shè)成品自動(dòng)化立體庫(kù)，減少成品存儲(chǔ)區(qū)占地面積；另一方面，噴漆工序考慮采用機(jī)器人作業(yè)，并增加更多的AGV，以減少人工，以更高的自動(dòng)化水平實(shí)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(duì)高品質(zhì)產(chǎn)品的需要。