一种传送单元及其组成的可重构自适应的流水线的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及生产流水线技术领域，特别是一种传送单元及其组成的可重构自适应的流水线。
【背景技术】
[0002]在批量工业制造生产中，生产流水线被广泛使用以适应标准化生产并提高生产效率，对于同型号大批量的生产制造活动尤其适合。经过长期的发展，现有流水线的拓扑结构大致分为五种形式，分别是:1、一字线；2、一字梳状组合线；3、一字串并组合线；4、环形线；
5、环形梳状组合线。
[0003]1、一字线
一字线是最早出现且被最常使用的流水线，被生产加工的物料沿流水线单方向传递，从起点经各工位加工后，被传递到终点。一字线常用于单纯物料传送，也可以在传送过程中进行相应再加工。物料加工既可以采用人工也可以自动机械完成。一字线在布设时不一定要布设成绝对的一字，可以拐弯成“L”形、“S”形等，甚至可以部分架空到空中，但从拓扑结构上来说都符合单方向传送、起点终点明确等特点，都被视为一字线。
[0004]2、一字梳状组合线
一字梳状组合线实际是多条一字线的组合运用，多用于多个起点对应一个终点、一个起点对应多个终点，或多个起点对应多个终点，如快递行业的信件分拣系统、机场的行李传送系统。一字梳状组合线极大地丰富了一字线应用范围，可将其视为多条一字线的交叉组合，被传送的物品按一定规则可在不同的一字线间进行选择传递，其实际布线的表现形式多样，如，可以是星状，也可以是几个星状的组合，最明显的就是铁路的道岔系统，可以将列车传送到不同的铁路线上，但无论什么样的表现形式，从拓扑数学上说都可以将其视为梳状线。和一字线一样，一字梳状组合线也没有形成回流循环，即针对每一个被传送的物体来说，其在线体上的传送是单方向的。
[0005]3、一字串并组合线
一字串并组合线是一字线的一种组合形式，在生产实践过程中，由于某些工序耗时较长明显多于其他工序，且这些耗时较长的工序无法分拆为小的工序，就可能用到一字串并组合线。最明显的案例就是高速公路和收费站的组合应用，汽车通过主道后进入收费区，被分流到不同的收费站，通过收费站后再汇流到主通道。和一字线一样，一字梳状组合线也没有形成回流循环，即针对每一个被传送的物体来说，其在线体上的传送是单方向的。
[0006]4、环形线
产品在流水线上运输传递时，为保证产品不与线体间发生碰撞、磨损，同时能相对流水线定位，常常需要将被加工产品置于运载台车上，再将运载台车放置于传送线上进行传送，当产品加工完成到达流水线终点时，产品被从运载台车上取下，运载台车需要在流水线上传送回流到流水线的起点再搭载新的产品，由此产生了对环形流水线的需求。
[0007]在工业生产中，环状线也非常常见，如空调、电视、机顶盒、屠宰场等生产线普遍都采用环状线，这里所谓的环可以是平面环，也可以是上下环。所谓环只是数学上的拓扑概念，不一定是圆、椭圆等，实际布设时表现形式多样，如公交车的运行路线从数学意义上说其拓扑结构也可视为环形，公交车可视为运载台车。其主要特点是载物台车(挂钩或其他载物治具)需要在线体上呈单向循环运动，且台车上的单个传送物品的传送路线不重合，即传送物品的终点不会越过起点。
[0008]5、环形梳状组合线
在一些特殊运用场合，将上述梳状线和环形线进行组合使用，在生产实践中形成了环形梳状组合线。将梳状线与环形线进行组合，是对环状线性能的有效提升。若只生产一种产品，其梳状线的并行结构可以有效提高生产效率；若要求同时在线生产多种产品，梳状结构的不同分支可以支持不同产品生产要求，而环状单线体部分可以支持不同产品的共用生产需求。
[0009]由于生产产能不断加大，市场供应量的增加，市场供求关系逐渐从卖方市场转换为买方市场，迫使产品的提供者需要提供满足不同需求的多样化产品来争取消费者青睐。这种市场模式的变化，导致产品制造要求逐渐告别单一品种大批量生产，订制化、多品种小批量生产逐渐成为主流。现行的流水线结构由于其只适应单品种大批量生产制造而逐渐不适应市场要求，其原来高效率的优点在多品种频繁切线的需求面前反而变成生产效率提升的负担；并且，由于线体智能化程度差，生产中出现的各种问题不能及时进行自我调整，需要大量人工干预，不能适应未来生产的要求。
[0010]很多制造厂被迫将大生产班组分拆为小生产班组，长流水线分拆为短流水线，生产组织变得异常复杂，与不断降低的产品售价相比，管理成本逐渐增高，制造工厂的获利能力不断下降。并且由于流水线的拓扑结构没有根本的改变，相比原来的大班组长流水线，生产效率显著降低，更进一步降低了制造过程创造利润的能力。
[0011]传统的生产流水线体现的不足之处大体可以归纳为以下几点:
1、固化的物料传送路径，难以适应层出不穷的新工艺要求
传统生产流水线，在设计时首先由需求方提出物料传送的路径和操作工位需求，设计方按照既定的传送路径进行流水线体设计，安装完成投入使用后，其物料传送路径即被固化。如原设计为一字线的传送路径，难以改变为环形线；一种梳状线难以改造为另一种梳状线结构，单环形线想要变化为多环形线几乎不可能。但在实际生产实践中，由于产品设计、生产工艺的变化，新产品的不断推出，以及生产中不断发现的问题，原来固化的生产流水线的传送路径及操作工位数量，往往不能满足这些不断出现新需要，并且不同产品生产中的传送路径要求往往大相径庭。这些复杂的变化，使生产工厂要么选择仍旧使用现有线体，带来的问题是降低生产效率。如果选择重新采购新线体，带来的风险则是增加的固定资产投入和不确定的市场需求间的矛盾。
[0012]2、固化的操作顺序，难以适应变化的产品需求
现有流水线体，当线体和其各操作工位所需设备装调完成，操作工位在传送路径上的位置和作业顺序就被确定下来。如一字梳状组合线，某操作工位在线体设计时被设置于共用的一字线位置，由于其中一种产品生产工艺变化，需要将其设置于梳状线位置，而其他产品的生产工艺仍需要设置在原共用的一字线位置，现有线体遇到这种情况，只能在切换产品时，人工转移该工位的设备，如果设备安装复杂，每次还需要重新调校，这大大影响了生产切线效率。更为复杂的是，如果两种以上的产品要求同时在线生产，现有线体安排就基本不能满足。
[0013]3、智能化程度差，出现问题难以及时调整，容易导致传送阻塞
随着产品生产工艺复杂程度的加大，线体上各操作工位设备的可靠性、复杂性的要求随之提高，生产过程中的不确定性随之增大，局部的机械故障、设备工况、在产产品性能变化、操作工人熟练程度的差异，往往导致单个工位生产节拍与流水线原设定的工艺节拍要求有较大出入，所以按固定路径传送的流水线体常常因发生局部阻塞导致生产效率严重降低，流水线体现有的拓扑结构和缺乏智能调控的功能，导致这些阻塞往往需要人工干预才能疏通。如同城市交通管控的智能程度差，局部产生交通阻塞常常需要交警现场指挥疏通。这种情况一旦发生，将直接降低设备嫁动率，影响生产效率的发挥。
[0014]4、不适应多品种小批量同时在线生产
随着新技术不断出现，创新成为主流，产品市场寿命已经大大缩短，产品淘汰节奏加快，对产品生产交付时间的缩短提出了越来越高的要求。由于产品品种增加，交货周期缩短，就要求生产流水线能适应多品种小批量同时在线生产。而对于现有流水线拓扑结构，一字梳