大眾MEB電池工廠如何做智能物流？
2024-3-8新聞
動力電池是新能源汽車的動力來源，是整車中最重要的系統(tǒng)，也是區(qū)別于傳統(tǒng)燃油汽車的標志性部件，目前動力電池的成本占新能源整車成本的30%～40%。動力電池長期被認為是推動新能源汽車發(fā)展的關(guān)鍵部件，也是新能源汽車的核心市場競爭力。
伴隨中國新能源市場的快速發(fā)展，動力電池已經(jīng)成為各大車企的重點發(fā)展領(lǐng)域，動力電池工廠建設(shè)也成為重頭戲。動力電池自重大，且結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，主要由電池包和電池殼體組成，電池包由多個電芯模組構(gòu)成，每個模組又由幾個到十幾個不等的電芯組成。在動力電池工廠建設(shè)中，動力電池重量大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、穩(wěn)定性和安全性要求極高等特性，對工廠的生產(chǎn)工藝和物流過程提出一定的新要求和挑戰(zhàn)。
例如，生產(chǎn)工藝方面，動力總成技術(shù)密集，需要使用高精度的設(shè)備和工藝保障生產(chǎn)和質(zhì)量安全。在物流方面，汽車動力電池重量大，體積大，且容易受損，需要穩(wěn)定的存儲和運輸環(huán)境，如何實現(xiàn)自動化傳送、倉儲管理、庫存管控、安全管理、質(zhì)量管理等都是物流規(guī)劃和建設(shè)中的重點課題。
近期，本文作者深入?yún)⒂^了佛山MEB電池工廠物流規(guī)劃與建設(shè)，并對工廠物流整體規(guī)劃建設(shè)布局及建設(shè)亮點等內(nèi)容進行了總結(jié)分析。
1.
一汽-大眾汽車有限公司（以下簡稱“一汽-大眾”）成立于1991年2月6日，是由中國第一汽車股份有限公司、德國大眾汽車股份公司、奧迪汽車股份公司和大眾汽車（中國）投資有限公司合資經(jīng)營的大型乘用車生產(chǎn)企業(yè)，經(jīng)過31年的發(fā)展，現(xiàn)已擁有大眾、奧迪、捷達三大品牌30余款產(chǎn)品。
隨著新能源時代的到來，一汽-大眾積極進行電動化布局，佛山工廠正是其MEB電動車生產(chǎn)基地，有著專門針對純電汽車打造的MEB平臺，靈活適配從緊湊型到廂型貨車等多種車身類型。佛山MEB電池工廠正是誕生在這樣一個具有強大電動車基因的大工廠之內(nèi)，于2020年正式投產(chǎn)，在強大的物流配套之下，具備單班15萬、雙班30萬個電池包的年產(chǎn)量，自動化率達到82%以上，屬于全球高壓電池領(lǐng)域的佼佼者。
2.
佛山MEB電池工廠綜合生產(chǎn)及物料等要素，對工廠物流布局進行了統(tǒng)一規(guī)劃。從產(chǎn)線來看，工廠建有一條先進的電池殼體焊裝線和一條先進的電池包裝配線，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。
從工廠物料來看，動力電池的物料主要是看板件，根據(jù)物料體積區(qū)分為大件GLT和小件KLT兩種，其中核心物料是電池模組，占據(jù)了動力電池主要的體積；而散件物料種類比較少，大約包括100多種型號。物料來源卻比較豐富多樣，包括通過進口來的CKD（全散裝件）物料，長途取貨、短途取貨及自送等各物流模式運輸而來的物料。
由于動力電池工廠坐落在電動汽車MEB平臺工廠內(nèi)，為節(jié)約面積，減少庫存，降低物流成本，提高物流效率，工廠物流布局上充分結(jié)合產(chǎn)線布局和物料種類、來源等情況，綜合雙層空間，采取統(tǒng)一存儲，分開緩存配送或直通工位等模式進行了整體布局，主要功能包括：物料需求管理、訂貨管理、零件發(fā)運及取貨、物料庫存管理、內(nèi)物流配送、消耗管理、成品管理及返空管理。
MEB工廠電池殼體焊裝線
MEB工廠電池包裝配線
3.
佛山MEB電池工廠的主要物流作業(yè)流程包括：分類訂貨、入廠、卸貨、散件存儲、廠內(nèi)配送及成品存儲和成品配送。具體如下：
1.分類訂貨。動力電池工廠通過聯(lián)動主機廠整車生產(chǎn)計劃進行物料訂貨，訂貨系統(tǒng)通過將整車計劃上線車序進行物料拆分計算，聯(lián)動生成電池物料訂單計劃，并向供應(yīng)商精準訂貨。
2.零部件入廠。通過供應(yīng)商自送或Milk-Run按時間窗取貨等模式將零部件由供應(yīng)商處運送到工廠，卡車到達工廠通過RFID進行車控管理，過車控后到達入口卸貨。
3.存儲/上線。入廠卸貨后，進行檢驗，檢驗通過后，外地零件通過臨近高架進行快速的隨機存儲；本地零件檢驗后直接進行分類投送，高架區(qū)旁設(shè)立有帶輥道垂直升降機，可以將焊裝線零件放置輥道，自動傳送到二樓區(qū)域。對大型零件，如電池模組，則通過大量的AGV自動從輥道接取，并自動傳送到裝配使用工位。備貨環(huán)節(jié)中，備貨員通過設(shè)定的上線規(guī)則和路線，進行按需投貨，其中GLT件一般由AGV進行運輸配送，部分GLT大件會通過車載PC實時獲取到上線任務(wù)，車載PC可按FIFO規(guī)則推薦庫位。
4.成品發(fā)貨。通過準時化系統(tǒng)獲取到整車上線信息，并拆分到電池型號，并根據(jù)整車上線計劃實時按順序備貨，利用自動化軌道對接，將約半噸重的電池自動傳送至卡車，從而實現(xiàn)精準配送。
4.
佛山MEB電池工廠依據(jù)物流流程設(shè)計和物流布局特點，對一些關(guān)鍵物流作業(yè)環(huán)節(jié)投入各種自動化、智能化物流系統(tǒng)，實現(xiàn)高效、精益的物流作業(yè)，主要包括：
1.AGV+機器人
為確保上線效率，節(jié)約工廠物流通道面積，提高電池模組運輸安全性，佛山MEB電池工廠投入了大量AGV，通過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.隨機高架存儲
為優(yōu)化面積，降低成本，電池工廠采取高架對外地零件進行緩存存儲，高架采取隨機存儲的方式。當(dāng)入口指示燈顯示可“投貨”狀態(tài)時，上架員依據(jù)車載PC按“先進先出”推薦的高架庫位進行匹配投貨。
零部件高架存儲
3.自動化傳送鏈
由于電池重量大、不便搬運，且有較高安全需求，自動化傳送鏈剛好可以解決這些需求，尤其是裝車和卸貨環(huán)節(jié)，通過傳送鏈自動傳送到卡車內(nèi)部，到主機廠卸貨時，同樣對接自動化傳送鏈，經(jīng)傳送鏈送至安裝工位進行電池裝配。
自動化傳送鏈完成電池搬運及上線
4.輥道+升降機雙層物流
電池工廠采取雙層物流支撐上下兩條生產(chǎn)線的布局，將升降機設(shè)置到離高架和入口較近的地方，可以將入口直送零件直接投放到軌道上，或從高架取出進行投放，再利用升降機自動聯(lián)合控制，將貨物傳送到二層。
物流升降機將零部件自動運送至二樓
5.
佛山MEB電池工廠緊挨電動汽車MEB平臺工廠總裝車間，在信息流數(shù)字化設(shè)計上具有得天獨厚的天然優(yōu)勢，通過信息流的數(shù)字化設(shè)計讓訂貨更精準，讓JIT配送模式、MilkRun集貨運輸模式下的運作更高效，為優(yōu)化庫存、提升效率、降低成本方面提供了極大助力。
1.訂單需求自動運算無縫對接實現(xiàn)精準訂貨
以產(chǎn)線MES系統(tǒng)為基礎(chǔ)，開發(fā)生產(chǎn)需求訂單自動運算系統(tǒng)，通過系統(tǒng)連接實時獲取整車FIS中整車在線訂單數(shù)量，根據(jù)產(chǎn)線產(chǎn)能自動運算當(dāng)天生產(chǎn)計劃并下達產(chǎn)線，同時以此產(chǎn)線計劃計算物料需求訂單并向供應(yīng)商發(fā)布。通過將電池工廠物料的需求計算過程和整車物料訂貨系統(tǒng)進行完全融合合并計算訂貨，可實現(xiàn)電池物料與整車計劃的100%吻合訂貨，通過一套完整的集成系統(tǒng)，以提前鎖定兩周日訂單，提前3天鎖定本地時序訂單為前提，當(dāng)計算整車物料時，同時計算出各型號電池的需求，再通過BOM信息，同步計算出電池下級物料訂單，做到精準聯(lián)動，消除供應(yīng)鏈牛鞭效應(yīng)，大幅降低電池物料的安全庫存，非核心物料可以做到小時級庫存儲備以消除在途風(fēng)險。
2.JIT配送模式
采取與主機廠上線信號聯(lián)動的準時化供貨模式，在接收到固定循環(huán)量的電池需求后，卡車立馬將滿載的電池送至整車車間卸貨口，以自動化傳送鏈卸貨給整車車間傳送鏈，完成配送。JIT模式可以大幅減少電池車間的電池庫存，從而大幅減少因電池體積大、重量高帶來的成本與安全問題。
3.成本最優(yōu)的MilkRun集貨運輸模式
動力電池工廠物料根據(jù)運輸模式有本地集貨、長途集貨兩種模式，通過物料訂貨系統(tǒng)進行合捆、積載的算法運算，得到Milk-Run集貨路線，以最高可能地提高滿載率，同時降低在庫庫存，運輸上依據(jù)GPS定位功能，實現(xiàn)在途可視跟蹤，監(jiān)控異常，從而整體上保障過程精益可控。
6.
佛山MEB電池工廠物流整體布局和規(guī)劃設(shè)計，使得動力電池工廠從物料到成品的物流管理過程非常高效精益，并且通過關(guān)鍵環(huán)節(jié)應(yīng)用AGV+機器人、自動化傳送鏈、輥道+升降機雙層物流等智能化物流系統(tǒng)，以及數(shù)字化物流信息系統(tǒng)設(shè)計，節(jié)省了人工投入，大幅提升了物流作業(yè)效率，降低了整體物流成本，為動力電池工廠安全高效生產(chǎn)，以及主機廠動力電池的安全高效供應(yīng)提供了強大助力。
佛山MEB電池工廠在高壓電池領(lǐng)域是一個自動化率非常高的工廠，物流自動化程度也較高，但隨著物流技術(shù)持續(xù)發(fā)展，動力電池工廠的物流過程仍然有進一步提升的空間。例如，在信息流上，可以利用數(shù)字化能力打造數(shù)據(jù)可視及全物流寫實，還原真實物流場景，監(jiān)控所有物流動態(tài)過程，從而實現(xiàn)數(shù)據(jù)分析、問題分析，繼而持續(xù)改善。在實物流上，可以針對卸貨和投貨過程加大智能設(shè)備投入，如利用AGV或揀選鏈對貨物進行自動投貨，同時可以用無人叉車進行高架投貨操作，從而在整體上實現(xiàn)更高的自動化率，優(yōu)化更多人力，提高運作效率，讓物流更安全。
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