随着智能制造的不绝生长,PCB行业的智能化建设也迎来了厘革。首先,机械人的应用推动了物流的自动化和智能化,随之催生了仓储治理的智能化。PCB工厂的货仓不再只是存储货物的库房了,己从静态治理向动态治理生长,爆发了根天性的变革,即开始生长为智能仓储治理系统。智能仓储具有节约园地、减轻劳动强度、制止货物损坏或遗失、消除过失、提供仓储自动化水平及治理水平、提高治理和操作人员素质、降低储运损耗、有效地减少流动资金的积压、提供物流效率等诸多优点。本文从PCB基板治理业务�?槠饰�,论述了智能仓储在PCB制造流程中的应用场景、库位设计,剖析了智能仓储的优点和投资接纳周期。
高多层PCB的制造工艺很是庞大,主要工艺流程包括:板料仓发料→开料→内层图形→内层检修→层压→钻孔→沉铜→电镀→树脂塞孔→外层图形→外层检修→阻焊→字符→外貌处理→外形加工→测试→终检→包装。
智能化工厂计划时,要凭据厂房楼层结构和工艺流程设计进行物流周转总体计划,实现物料“零搬运”,物流“零距离”。从PCB制造主要流程剖析,涉及大宗PCB板料、半制品和制品物料存储的工序包括板料仓、开料至内层图形、内层检修和包装,涉及大宗原质料贮存的的工序包括层压(半固化片和铜箔)、内外层图形(干膜)、钻孔(钻针)和阻焊(油墨),在计划智能仓储时,针对物料属性和存储量,选用差别的仓储模式。本文主要是针对PCB板料、半制品和制品进行智能仓储计划,论述差别的存储模式在PCB制造流程中的应用场景。
智能仓储系统是由仓储治理系统(WMS)、仓储控制系统(WCS)、车辆调理控制系统(LCTS)等软件系统,和立体货架、穿梭车、堆垛机、货物提升机、输送线以及其他辅助设备等硬件系统组成的智能化系统。该系统接纳一流的集成化物流理念设计,通过先进的通讯、调理、控制、剖析和信息技术应用,协调种种设备行动实现自动收支库作业。
在PCB制造流程中,板材、芯板和制品板的贮存因板材类别、规格、料号、批号等差别,保存库存量大并且种类繁多等治理难点,容易造成凝滞料、错混料和缺少料等问题,智能仓储的引入有助于化解这些治理难题。
由于PCB板材尺寸较大(单张最大抵达1245 mm×2210 mm),且为标准托盘承载,可接纳激光导航叉车AGV搬运、普通多层货仓货架存储模式(图1),凭据PCB厂房标准层高设计6~8层货架。在每排货架的叉车高度位置装置反光板,引导叉车AGV定位存储(图2),另外,叉车AGV设置有手动模式,当反光板或AGV自动系统不可运行时,可以切换成手动模式,由人工开动叉车。智能板料库匹配货仓治理系统(WMS),对接工厂MES\SAP系统,凭据计划指令自动发料,做到先进先出,避免爆发凝滞料。
关于大型的高多层PCB工厂,开料后芯板的存储量很是大,以PCB平均12层、月产能10万平米估算,每天芯板发料量约莫5万片,每日定单料号数约150~200个,治理难度很是大,容易造成错混料、凝滞料问题。如果接纳通例平面存放方法(平板或L架),存放车间面积需求约莫300~400平米,很是占用空间。为了解决芯板存储的空间和治理难题,物流行业常用的巷道式智能立库被引入,这种立库设计为2排6-9层货架,库位400~600个,接纳巷道式堆垛机进行进出料作业,并且立库通过输送段连接内层前处理生产线,实现内层自动投料(图3、图4)。
该立库通过输送线连接开料机,匹配MES系统实施配框作业,堆垛机凭据MES系统要求进行存取,也可以凭据生产计划排程自由调理生产。比照通例平面存储方法,智能巷道式立库占地面积约为100平米,空间利用率显著提高。
PCB制造流程中的内层芯板检修(自动光学检查,AOI)工序也保存大宗的半制品库存及治理,在古板工厂模式下AOI是人员需求量大、密集度高的工序之一。随着智能化工厂的兴起,智能化连线AOI系统应运而生。通过设备自动化将AOI流程的各个环节串联起来,再配置智能化的工具:例如RGV轨道运输车,AGV小车,智能AI假点过滤系统,以及智能立库系统
内层AOI智能立库接纳巷道式堆垛机及多排巷道式立体货架设计(货架数量凭据库存量设计),通过RGV轨道式运输车和输送线体划分连接在线AOI设备和棕化生产线(图5、图6);通过MES、SAP和WMS等信息化系统的配合运行,实现了生产指令的自动下发、产品信息的自动识别和生产信息的自动传输,辅以智能化的物流系统,实现了生产自动化和治理智能化[2],同时也大大减少了人力配置、节省了库存空间。
PCB制品仓的治理历来是一项庞大的工程,涉及差别的客户、料号、批号、周期、数量等等的信息治理,以及库位在线状态的治理,需要泯灭大宗的人力资源。以每月入库量10万平米估算,每天装箱(规格L300×W350×H250 mm)量约莫1000箱,按库存周转时间2个月盘算,制品仓储量抵达6万箱;按古板货架或卡板堆叠存放模式、每平米园地安排10箱估算,货仓面积需要6000~8000平米,涉及的货仓建设本钱很是高。
智能化工厂的PCB产品仓计划接纳四向穿梭车模式的立体货架,货架高度可达6米以上,每平米货仓面积设计标准库位可达20个以上,相比古板货仓,仓储容量提高1倍以上(图7、图8);同时,四向穿梭车的灵活便当性优于巷道式堆垛机,每台穿梭车治理的库位数凌驾10000个,事情效率凌驾堆垛机的2倍。
四向穿梭车匹配货仓治理系统(WMS)实施作业,穿梭车凭据WMS系统要求进行存取,通过识别、绑定包装箱和库位上的二维码,对货物和库位信息进行精准治理,显著提高了仓管效率。
目前PCB行业的货仓治理模式有3种,即古板货仓、智能化治理+古板货仓和智能立库,综合运营本钱、治理效率和客户满意的多维度评估,智能立库具有明显的优势(表2),预计是未来PCB工厂仓储生长的重要偏向。
以每月入库产量10万平米为基准,比照智能立库与古板货仓需求的库容量、占地面积、设备投资和人力投入(表3),核算人力本钱、耗电本钱、维保用度,并在此基础上评估智能立库的投资接纳周期如下(表4)。
(说明:人力本钱按1万元/人/月盘算,电费按0.68元/度盘算,维保本钱按设备投资的2.5%盘算)
从表3、表4的数据剖析,智能立库在占地面积和人力投入方面占有明显优势,特别是内层芯板立库,实现了无人化治理。从接纳周期数据来看,比照古板存储方法,芯板立库的接纳周期最短,仅需0.78年;制品库的接纳周期最长,需要5.02年,主要是因为初期投资很是大。
表2 种种型仓储计划的优缺点
4.1 PCB工厂的四种智能仓储模式,即激光导航叉车AGV、巷道式堆垛机、四向穿梭车和Picking AGV可以划分应用于PCB板料、芯板半制品、制品和大宗原质料的仓储治理,显著地提高空间利用率、减少人力投入;匹配MES、WMS等智能化治理系统,实现进出料治理智能化,减少混料和凝滞料。
4.2从运营本钱和投资接纳周期数据剖析,由于智能立库减少了大宗人力,因此节省了大宗的人力本钱,投资接纳周期最短的是内层芯板库(0.78年),最长的是制品库(5.02年)。
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