一種傳送單元及其組成的可重構(gòu)自適應的流水線的制作方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及生產(chǎn)流水線技術(shù)領域，特別是一種傳送單元及其組成的可重構(gòu)自適應的流水線。
【背景技術(shù)】
[0002]在批量工業(yè)制造生產(chǎn)中，生產(chǎn)流水線被廣泛使用以適應標準化生產(chǎn)并提高生產(chǎn)效率，對于同型號大批量的生產(chǎn)制造活動尤其適合。經(jīng)過長期的發(fā)展，現(xiàn)有流水線的拓撲結(jié)構(gòu)大致分為五種形式，分別是:1、一字線；2、一字梳狀組合線；3、一字串并組合線；4、環(huán)形線；
5、環(huán)形梳狀組合線。
[0003]1、一字線
一字線是最早出現(xiàn)且被最常使用的流水線，被生產(chǎn)加工的物料沿流水線單方向傳遞，從起點經(jīng)各工位加工后，被傳遞到終點。一字線常用于單純物料傳送，也可以在傳送過程中進行相應再加工。物料加工既可以采用人工也可以自動機械完成。一字線在布設時不一定要布設成絕對的一字，可以拐彎成“L”形、“S”形等，甚至可以部分架空到空中，但從拓撲結(jié)構(gòu)上來說都符合單方向傳送、起點終點明確等特點，都被視為一字線。
[0004]2、一字梳狀組合線
一字梳狀組合線實際是多條一字線的組合運用，多用于多個起點對應一個終點、一個起點對應多個終點，或多個起點對應多個終點，如快遞行業(yè)的信件分揀系統(tǒng)、機場的行李傳送系統(tǒng)。一字梳狀組合線極大地豐富了一字線應用范圍，可將其視為多條一字線的交叉組合，被傳送的物品按一定規(guī)則可在不同的一字線間進行選擇傳遞，其實際布線的表現(xiàn)形式多樣，如，可以是星狀，也可以是幾個星狀的組合，最明顯的就是鐵路的道岔系統(tǒng)，可以將列車傳送到不同的鐵路線上，但無論什么樣的表現(xiàn)形式，從拓撲數(shù)學上說都可以將其視為梳狀線。和一字線一樣，一字梳狀組合線也沒有形成回流循環(huán)，即針對每一個被傳送的物體來說，其在線體上的傳送是單方向的。
[0005]3、一字串并組合線
一字串并組合線是一字線的一種組合形式，在生產(chǎn)實踐過程中，由于某些工序耗時較長明顯多于其他工序，且這些耗時較長的工序無法分拆為小的工序，就可能用到一字串并組合線。最明顯的案例就是高速公路和收費站的組合應用，汽車通過主道后進入收費區(qū)，被分流到不同的收費站，通過收費站后再匯流到主通道。和一字線一樣，一字梳狀組合線也沒有形成回流循環(huán)，即針對每一個被傳送的物體來說，其在線體上的傳送是單方向的。
[0006]4、環(huán)形線
產(chǎn)品在流水線上運輸傳遞時，為保證產(chǎn)品不與線體間發(fā)生碰撞、磨損，同時能相對流水線定位，常常需要將被加工產(chǎn)品置于運載臺車上，再將運載臺車放置于傳送線上進行傳送，當產(chǎn)品加工完成到達流水線終點時，產(chǎn)品被從運載臺車上取下，運載臺車需要在流水線上傳送回流到流水線的起點再搭載新的產(chǎn)品，由此產(chǎn)生了對環(huán)形流水線的需求。
[0007]在工業(yè)生產(chǎn)中，環(huán)狀線也非常常見，如空調(diào)、電視、機頂盒、屠宰場等生產(chǎn)線普遍都采用環(huán)狀線，這里所謂的環(huán)可以是平面環(huán)，也可以是上下環(huán)。所謂環(huán)只是數(shù)學上的拓撲概念，不一定是圓、橢圓等，實際布設時表現(xiàn)形式多樣，如公交車的運行路線從數(shù)學意義上說其拓撲結(jié)構(gòu)也可視為環(huán)形，公交車可視為運載臺車。其主要特點是載物臺車(掛鉤或其他載物治具)需要在線體上呈單向循環(huán)運動，且臺車上的單個傳送物品的傳送路線不重合，即傳送物品的終點不會越過起點。
[0008]5、環(huán)形梳狀組合線
在一些特殊運用場合，將上述梳狀線和環(huán)形線進行組合使用，在生產(chǎn)實踐中形成了環(huán)形梳狀組合線。將梳狀線與環(huán)形線進行組合，是對環(huán)狀線性能的有效提升。若只生產(chǎn)一種產(chǎn)品，其梳狀線的并行結(jié)構(gòu)可以有效提高生產(chǎn)效率；若要求同時在線生產(chǎn)多種產(chǎn)品，梳狀結(jié)構(gòu)的不同分支可以支持不同產(chǎn)品生產(chǎn)要求，而環(huán)狀單線體部分可以支持不同產(chǎn)品的共用生產(chǎn)需求。
[0009]由于生產(chǎn)產(chǎn)能不斷加大，市場供應量的增加，市場供求關系逐漸從賣方市場轉(zhuǎn)換為買方市場，迫使產(chǎn)品的提供者需要提供滿足不同需求的多樣化產(chǎn)品來爭取消費者青睞。這種市場模式的變化，導致產(chǎn)品制造要求逐漸告別單一品種大批量生產(chǎn)，訂制化、多品種小批量生產(chǎn)逐漸成為主流。現(xiàn)行的流水線結(jié)構(gòu)由于其只適應單品種大批量生產(chǎn)制造而逐漸不適應市場要求，其原來高效率的優(yōu)點在多品種頻繁切線的需求面前反而變成生產(chǎn)效率提升的負擔；并且，由于線體智能化程度差，生產(chǎn)中出現(xiàn)的各種問題不能及時進行自我調(diào)整，需要大量人工干預，不能適應未來生產(chǎn)的要求。
[0010]很多制造廠被迫將大生產(chǎn)班組分拆為小生產(chǎn)班組，長流水線分拆為短流水線，生產(chǎn)組織變得異常復雜，與不斷降低的產(chǎn)品售價相比，管理成本逐漸增高，制造工廠的獲利能力不斷下降。并且由于流水線的拓撲結(jié)構(gòu)沒有根本的改變，相比原來的大班組長流水線，生產(chǎn)效率顯著降低，更進一步降低了制造過程創(chuàng)造利潤的能力。
[0011]傳統(tǒng)的生產(chǎn)流水線體現(xiàn)的不足之處大體可以歸納為以下幾點:
1、固化的物料傳送路徑，難以適應層出不窮的新工藝要求
傳統(tǒng)生產(chǎn)流水線，在設計時首先由需求方提出物料傳送的路徑和操作工位需求，設計方按照既定的傳送路徑進行流水線體設計，安裝完成投入使用后，其物料傳送路徑即被固化。如原設計為一字線的傳送路徑，難以改變?yōu)榄h(huán)形線；一種梳狀線難以改造為另一種梳狀線結(jié)構(gòu)，單環(huán)形線想要變化為多環(huán)形線幾乎不可能。但在實際生產(chǎn)實踐中，由于產(chǎn)品設計、生產(chǎn)工藝的變化，新產(chǎn)品的不斷推出，以及生產(chǎn)中不斷發(fā)現(xiàn)的問題，原來固化的生產(chǎn)流水線的傳送路徑及操作工位數(shù)量，往往不能滿足這些不斷出現(xiàn)新需要，并且不同產(chǎn)品生產(chǎn)中的傳送路徑要求往往大相徑庭。這些復雜的變化，使生產(chǎn)工廠要么選擇仍舊使用現(xiàn)有線體，帶來的問題是降低生產(chǎn)效率。如果選擇重新采購新線體，帶來的風險則是增加的固定資產(chǎn)投入和不確定的市場需求間的矛盾。
[0012]2、固化的操作順序，難以適應變化的產(chǎn)品需求
現(xiàn)有流水線體，當線體和其各操作工位所需設備裝調(diào)完成，操作工位在傳送路徑上的位置和作業(yè)順序就被確定下來。如一字梳狀組合線，某操作工位在線體設計時被設置于共用的一字線位置，由于其中一種產(chǎn)品生產(chǎn)工藝變化，需要將其設置于梳狀線位置，而其他產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝仍需要設置在原共用的一字線位置，現(xiàn)有線體遇到這種情況，只能在切換產(chǎn)品時，人工轉(zhuǎn)移該工位的設備，如果設備安裝復雜，每次還需要重新調(diào)校，這大大影響了生產(chǎn)切線效率。更為復雜的是，如果兩種以上的產(chǎn)品要求同時在線生產(chǎn)，現(xiàn)有線體安排就基本不能滿足。
[0013]3、智能化程度差，出現(xiàn)問題難以及時調(diào)整，容易導致傳送阻塞
隨著產(chǎn)品生產(chǎn)工藝復雜程度的加大，線體上各操作工位設備的可靠性、復雜性的要求隨之提高，生產(chǎn)過程中的不確定性隨之增大，局部的機械故障、設備工況、在產(chǎn)產(chǎn)品性能變化、操作工人熟練程度的差異，往往導致單個工位生產(chǎn)節(jié)拍與流水線原設定的工藝節(jié)拍要求有較大出入，所以按固定路徑傳送的流水線體常常因發(fā)生局部阻塞導致生產(chǎn)效率嚴重降低，流水線體現(xiàn)有的拓撲結(jié)構(gòu)和缺乏智能調(diào)控的功能，導致這些阻塞往往需要人工干預才能疏通。如同城市交通管控的智能程度差，局部產(chǎn)生交通阻塞常常需要交警現(xiàn)場指揮疏通。這種情況一旦發(fā)生，將直接降低設備嫁動率，影響生產(chǎn)效率的發(fā)揮。
[0014]4、不適應多品種小批量同時在線生產(chǎn)
隨著新技術(shù)不斷出現(xiàn)，創(chuàng)新成為主流，產(chǎn)品市場壽命已經(jīng)大大縮短，產(chǎn)品淘汰節(jié)奏加快，對產(chǎn)品生產(chǎn)交付時間的縮短提出了越來越高的要求。由于產(chǎn)品品種增加，交貨周期縮短，就要求生產(chǎn)流水線能適應多品種小批量同時在線生產(chǎn)。而對于現(xiàn)有流水線拓撲結(jié)構(gòu)，一字梳