智能倉儲及輸送系統(tǒng)設(shè)計及應(yīng)用

荊麗麗

（國網(wǎng)遼寧省電力有限公司計量中心，遼寧 沈陽 110006）

智能倉儲及輸送系統(tǒng)設(shè)計及應(yīng)用

荊麗麗

（國網(wǎng)遼寧省電力有限公司計量中心，遼寧 沈陽 110006）

倉儲作為整個物流過程的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，是物流活動的中轉(zhuǎn)站、調(diào)節(jié)物流的中心。以遼寧電力公司計量中心倉儲輸送系統(tǒng)為背景，針對其具體流程與特點，將智能物流技術(shù)融入電能計量管理中，運用智能物流技術(shù)及裝備，優(yōu)化工作流程、提高資產(chǎn)周轉(zhuǎn)效率和管理精細(xì)度、降低管理成本，符合國家電網(wǎng)公司集團(tuán)化運作、集約化發(fā)展、精益化管理、標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)的總體要求，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和發(fā)展前景。

倉儲輸送系統(tǒng)；電能計量管理；智能物流技術(shù)

國家電網(wǎng)公司對省級計量中心建設(shè)提出了“整體式授權(quán)、自動化檢定、智能化倉儲、物流化配送”的基本建設(shè)原則，明確電能計量的發(fā)展方向和發(fā)展要求，以“公平、公正、公開”為準(zhǔn)則，以“智能化、自動化、信息化”為手段，實現(xiàn)電能計量器具的集中檢定、集中倉儲、統(tǒng)一配送、統(tǒng)一監(jiān)督。

通過資源整合、要素重組、流程再造，對電能表檢定及智能倉儲輸送系統(tǒng)進(jìn)行分析、改造、升級，構(gòu)建要素配置合理、成本運營較低的生產(chǎn)系統(tǒng)，從而達(dá)到國家電網(wǎng)公司對電能表智能倉儲與智能檢定一體化系統(tǒng)的總體需求。本套智能化倉儲及輸送系統(tǒng)配備目前國內(nèi)外先進(jìn)的軟硬件設(shè)備，滿足遼寧電力公司的生產(chǎn)需求，可完成電能計量器具從新品到貨到配送出庫裝車的全套流程，實現(xiàn)了集中檢定、統(tǒng)一派發(fā)的工作要求。

1 智能倉儲及輸送系統(tǒng)

1.1 基本情況

遼寧電力公司計量中心的智能倉儲及輸送系統(tǒng)由沈陽新松機(jī)器人自動化股份有限公司負(fù)責(zé)承建，是目前國內(nèi)電力行業(yè)規(guī)模較大的智能倉儲輸送系統(tǒng)。智能倉儲及輸送系統(tǒng)是將先進(jìn)、成熟的倉儲物流輸送技術(shù)與近年來發(fā)展的電能表智能化檢定系統(tǒng)有機(jī)集成，實現(xiàn)電能表檢定出庫、上料檢定、下料裝箱、箱表入庫、物流配送等全過程作業(yè)的智能化、自動化，實現(xiàn)電能表倉儲、檢定的一體化管理［1］。

智能倉儲系統(tǒng)共3層，全部為框架結(jié)構(gòu)，其中自動化立體物流倉庫大小為85 m（長）×30 m（寬）×18.5 m（高）。根據(jù)現(xiàn)場條件合理設(shè)置相應(yīng)的立體庫貨架庫區(qū)、配套物流傳輸系統(tǒng)、出／入庫作業(yè)區(qū)、出／入庫緩沖區(qū)、新品拆包區(qū)、廢箱處理區(qū)、組箱區(qū)、拆盤區(qū)、碼盤區(qū)、立體庫與各檢定車間配套物流傳輸系統(tǒng)、各檢定車間的主輸送線等。整個智能倉儲系統(tǒng)主要包括托盤庫堆垛機(jī)系統(tǒng)、周轉(zhuǎn)箱庫堆垛機(jī)系統(tǒng)、貨架系統(tǒng)、拆碼垛機(jī)器人系統(tǒng)、自動裝箱機(jī)器人系統(tǒng)、RGV系統(tǒng)、托盤輸送系統(tǒng)、周轉(zhuǎn)箱輸送系統(tǒng)、紙箱輸送系統(tǒng)、裸表輸送系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、監(jiān)控管理系統(tǒng)等［2－3］。

1.2 輸送作業(yè)流程

智能倉儲系統(tǒng)包括新品入庫流程、新品抽檢流程、空托盤組供給流程、紙箱出托盤庫入周轉(zhuǎn)箱庫流程、檢定出庫／回庫流程、周轉(zhuǎn)箱出庫配送流程、機(jī)器人拆碼垛流程、不合格品處理流程等，如圖1所示。

圖1 輸送作業(yè)流程圖

2 關(guān)鍵智能設(shè)備的研制開發(fā)

2.1 采用ActiveMQ消息隊列處理機(jī)制

遼寧電力公司計量中心的智能倉儲系統(tǒng)在處理任務(wù)申請和數(shù)據(jù)采集時，采用ActiveMQ消息隊列處理機(jī)制。

ActiveMQ為目前最流行、功能最強(qiáng)大的即時通信和集成模式的開源服務(wù)器，支持多種語言和協(xié)議。ActiveMQ有許多特性，例如支持多種不同的傳輸，異步發(fā)送等。ActiveMQ針對不同需求都有相應(yīng)配置，即使要達(dá)到同一個目的也可以有多種不同的配置方案［4］。本系統(tǒng)根據(jù)實際需求，采用發(fā)布／訂閱方式，該方式可能存在多個接收客戶端，并且接收端與發(fā)送端存在時間上的相互制約，在一個接收端智能接收創(chuàng)建信息后，再發(fā)送客戶端要發(fā)送的消息。

本系統(tǒng)采用ActiveMQ消息隊列處理機(jī)制，結(jié)合自身系統(tǒng)進(jìn)行二次開發(fā)，能更高效快速地處理異步消息，提高生產(chǎn)效率和系統(tǒng)運行穩(wěn)定性。

2.2 巷道式堆垛機(jī)

巷道式堆垛機(jī)作為自動化立體倉庫的核心物流設(shè)備，其工作效率高低直接影響自動化立體倉庫的運行效率和經(jīng)濟(jì)效益。堆垛機(jī)有啟動加速、自由滑行和剎車制動3種常見的工作情況，以及后輪抱死、與緩沖塊碰撞2種緊急狀況，它是隨著立體倉庫的出現(xiàn)而發(fā)展起來的專用起重機(jī)，也是立體倉庫中運行頻率最高的物料搬運設(shè)備，主要擔(dān)負(fù)著電能計量器具的出庫、進(jìn)庫等任務(wù)，在高層貨架的巷道內(nèi)來回穿梭運行，使得企業(yè)的生產(chǎn)物流速度大大提高［5－6］。

2.3 搬運／碼垛機(jī)器人

作為物流自動化領(lǐng)域的一門新興技術(shù)，近年來碼垛技術(shù)獲得了飛速發(fā)展，廣泛采用碼垛機(jī)器人對提高勞動生產(chǎn)率以及降低生產(chǎn)成本有著十分重要的意義，對企業(yè)提高生產(chǎn)效率、保證產(chǎn)品質(zhì)量、改善勞動條件、優(yōu)化作業(yè)布局貢獻(xiàn)巨大，碼垛技術(shù)的應(yīng)用標(biāo)志著企業(yè)生產(chǎn)自動化的先進(jìn)水平［7］。

搬運／碼垛機(jī)器人是一種用于自動化物流系統(tǒng)中的智能型自動碼垛設(shè)備，主要用于將料箱或紙箱包裝物料碼放在托盤上入庫，以及從托盤上將物料拆取并放在輸送輥道上，具有高度的自動化和靈活性。

2.4 裝箱機(jī)器人

目前大部分網(wǎng)省公司計量中心的新表都是由人工拆取包裝箱，再由人工導(dǎo)入塑料周轉(zhuǎn)箱。隨著人力成本的不斷增加和人工裝箱的不確定性等各種不利因素顯現(xiàn)出來，遼寧電力公司計量中心與新松公司一起研究采用機(jī)器人代替人力進(jìn)行電能計量器具的裝箱工作，保證電能計量器具導(dǎo)入塑料周轉(zhuǎn)箱時準(zhǔn)確無誤，大大提高了勞動生產(chǎn)率。

2.5 大型可編程控制程序

電氣控制系統(tǒng)是整個智能生產(chǎn)物流系統(tǒng)中智能設(shè)備執(zhí)行的控制核心，包含設(shè)備控制層和監(jiān)控層。向上聯(lián)接物流系統(tǒng)的調(diào)度計算機(jī)，接受物料的輸送指令；向下聯(lián)接輸送設(shè)備，實現(xiàn)底層輸送設(shè)備的驅(qū)動、輸送物料的檢測與識別，完成物料輸送及過程控制信息的傳遞。此外還提供內(nèi)容豐富的人機(jī)界面、安全保護(hù)措施和多種操作模式，輔助工作人員進(jìn)行設(shè)備操作和維護(hù)。

2.6 生產(chǎn)物流管理信息系統(tǒng)

為了將遼寧電力公司計量中心建立成計量管理標(biāo)準(zhǔn)化、計量裝置檢測自動化、倉儲管理智能化、配送管理網(wǎng)絡(luò)化的一流電能計量中心，打造全覆蓋、全過程、全方位、全壽命周期的計量管理體系，以采用自動化檢定流水線和智能倉儲技術(shù)的檢定生產(chǎn)基地為硬件依托，以生產(chǎn)調(diào)度平臺、SG186營銷業(yè)務(wù)系統(tǒng)、電能信息系統(tǒng)、ERP系統(tǒng)為軟件依托，提供有效的協(xié)調(diào)智能倉庫、自動傳輸線、自動檢定線，形成井然有序的柔性管理生產(chǎn)線，在專業(yè)管理上達(dá)到可視、可知、可控的生產(chǎn)管理水平。

3 倉儲系統(tǒng)設(shè)計優(yōu)勢

a.首次在入庫申請和出庫校驗的掃碼器位置安裝攝像頭。入庫時通過掃碼器申請出現(xiàn)異常以及出庫時通過掃碼器校驗出現(xiàn)異常時，箱垛都會停留在掃碼器位置等待處理，其它網(wǎng)省公司計量中心都需要人走過去看一下周轉(zhuǎn)箱的具體條碼，遼寧電力公司計量中心的立庫可在電腦上通過攝像頭看到具體條碼以便處理，大大提高了工作效率。

b.紙箱里電能表需要放入周轉(zhuǎn)箱庫時，由裸表線和抓表機(jī)器人自動操作。大多數(shù)網(wǎng)省公司計量中心在進(jìn)行將電能表由紙箱放入周轉(zhuǎn)箱庫的操作時，需要人工拆包，放置到周轉(zhuǎn)箱中，之后再人工放箱入庫，遼寧電力公司計量中心的立庫在進(jìn)行此操作時只需人工拆紙箱，之后可將電能表放置到裸表線上，裸表線會自動輸送電能表，抓表機(jī)器人再自動將電能表放置到周轉(zhuǎn)箱內(nèi)，最后周轉(zhuǎn)箱自動掃描組垛入庫，提高了工作效率，節(jié)省了勞動力。

c.配置以照相原理掃描電能表條碼的采集設(shè)備。該采集設(shè)備掃描條碼的原理不同于以往的激光掃描，而是采用照相掃描的方式，不僅提高了掃描效率，基本可以保證100%的掃描率，對質(zhì)量較差的條碼也可掃描到（在實際工作中有一批條碼檢測為F級的不合格級條碼，也可掃描到）；而且可以判斷電能表在周轉(zhuǎn)箱中的方向，避免將電能表放反等錯誤的發(fā)生。

d.配送出庫處配置RFID射頻門，用于出庫校驗。大多數(shù)網(wǎng)省公司計量中心的立庫在配送出庫時沒有校驗設(shè)備，遼寧電力公司計量中心的立庫在出庫時有RFID射頻門掃描電能表的電子標(biāo)簽，均進(jìn)行出庫校驗工作，提高了出庫準(zhǔn)確度。

e.出庫和入庫的輸送線分層。大多數(shù)網(wǎng)省公司計量中心的出庫輸送線和入庫輸送線是分開的，但都在一個平面內(nèi)，遼寧電力公司計量中心立庫的輸送線分為上下2層，上層輸送線用于出庫，下層輸送線用于入庫，可直觀地觀察任務(wù)執(zhí)行情況，出現(xiàn)問題時也能更方便地找到錯誤信息。

4 結(jié)論

目前智能倉儲及輸送系統(tǒng)已經(jīng)進(jìn)入試運行階段，運行狀態(tài)穩(wěn)定，系統(tǒng)的庫存容量、生產(chǎn)輸送效率、業(yè)務(wù)功能均能滿足遼寧電力公司計量中心的生產(chǎn)要求。智能倉儲及輸送系統(tǒng)的應(yīng)用，保證了計量器具庫房管理各個環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)輸入的速度和準(zhǔn)確性，確保能及時準(zhǔn)確地掌握庫存的真實數(shù)據(jù)，合理保持和控制庫存量。通過科學(xué)的編碼，還可對庫存電能計量器具的批次、保質(zhì)期等進(jìn)行管理，利用系統(tǒng)的庫位管理功能，可以及時掌握所有庫存計量器具當(dāng)前所在位置，有利于提高工作效率，對保證電能計量器具倉儲管理的良好運轉(zhuǎn)、發(fā)揮電能計量器具倉儲管理的效率效能、不斷提升電能計量集約化管理效率具有重要意義。

［1］ 明靜靜.電力系統(tǒng)物資倉庫優(yōu)化設(shè)計與實現(xiàn)［D］.濟(jì)南：山東大學(xué)，2012.

［2］ 徐 述.株洲電力物料倉儲管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)［D］.長沙：中南大學(xué)，2010.

［3］ 朱祝武.現(xiàn)代物流企業(yè)倉儲系統(tǒng)管理研究［D］.青島：山東科技大學(xué)，2005.

［4］ 張 燕，徐立新.ActiveMQ特性與配置研究［J］.電腦編程技巧與維護(hù)，2011，18（12）：6.

［5］ 孫軍艷，曹西京，張鎖懷.基于ANSYS的堆垛機(jī)結(jié)構(gòu)強(qiáng)度分析［J］.輕工機(jī)，2005，23（1）：51－54.

［6］ 喬玉晶，呂 寧.立體倉庫巷道堆垛機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計［J］.自動化技術(shù)與應(yīng)用，2004，23（11）：44－46.

［7］ 張豐華，韓寶玲，羅慶生，等.基于PLC的新型工業(yè)碼垛機(jī)器人控制系統(tǒng)設(shè)計［J］.計算機(jī)測量與控制，2009，17（11）：2 191－2 193.

Intelligent Storage and Transportation System Design and Application

JING Li?li
（State Grid Liaoning Electric Power Co.，Ltd.，Metrological Center，Shenyang，Liaoning 110006，China）

As a key link in the whole logistics process，storage is the hub of logistics activity，the center of the logistics adjusting. Based on this，this paper takes liaoning electric power company center warehouse delivery system as the background，aiming at the spe?cific process and the characteristics of the intelligent logistics technology into the electric energy metering management，using intelligent logistics technology and equipment（RGV robot，handling／palletizing robot，stacker，etc.），optimizing working process，improving the efficiency of assets turnover and the precision，reducing the management cost.All of which conform to the state grid group operation，intensive development，overall requirements of the lean management，standardized construction，achieving good economic efficiency，social benefits and good prospects for development.

Storage and transportation system；Electric energy metering management；Intelligent logistics technology

TM76

A

1004－7913（2015）05－0060－03

荊麗麗（1984—），女，學(xué)士，工程師，主要從事電能計量器具的倉儲及配送工作。

2015－02－06）