濾棒存儲輸送物流系統(tǒng)在老廠房的研究與應用

文/盛小賀 楊玉才 張維 肖琦 張萬全 梁嘉

一、項目背景

濾棒作為卷煙生產(chǎn)的重要輔料，其儲存和輸送在紅云紅河煙草（集團）曲靖卷煙廠仍采用傳統(tǒng)的“單機+存儲架”的生產(chǎn)作業(yè)模式，該模式部分規(guī)格濾棒存儲量不足，需采用裝盤機將濾棒裝盤后，人工將料盤搬運到緩存區(qū)暫存，固化一段時間后，再由人工送到發(fā)射機組卸盤機上。該模式存在著明顯的自動化程度低、濾棒信息跟蹤不暢、存儲占地面積大、管理成本高、勞動用工成本高、固化時間短、質(zhì)量控制不力、柔性差等問題，不利于生產(chǎn)集約化管理和生產(chǎn)加工精益化發(fā)展。

而新建一套濾棒自動化物流系統(tǒng)，能很好地滿足模塊化、精細化濾棒生產(chǎn)的需要，形成先進的物流系統(tǒng)，提高企業(yè)生產(chǎn)管理水平。柔性化調(diào)度，解決原來成型機組與發(fā)射機組一對一、二對一所帶來的生產(chǎn)能力不匹配、不均衡、有效作業(yè)率低的問題，提高生產(chǎn)組織的靈活性和規(guī)范性，有利于延長濾棒自然固化時間，減少濾棒內(nèi)的殘留氣味，節(jié)約濾棒的生產(chǎn)制造成本，提高卷煙質(zhì)量、保障生產(chǎn)工藝需求、減少原料消耗、降低生產(chǎn)制造成本。同時對于提升企業(yè)自動化、信息化水平具有較好的促進作用。

濾棒存儲輸送系統(tǒng)屬于集中存放，對地面承載沉降、土建結(jié)構(gòu)等要求較高,目前國內(nèi)濾棒存儲輸送物流系統(tǒng)的建設主要采用新建在地面一層的模式，即使有在其他樓層的應用案例也是在新建廠房的同時，考慮對濾棒存儲輸送系統(tǒng)的新建，這樣可以將濾棒存儲輸送物流系統(tǒng)建設的風險控制在土建設計階段，避免后續(xù)復雜的改造工程。

然而針對在老廠房二層及以上樓層的做法，目前在國內(nèi)煙草企業(yè)還沒有應用案例，屬于一次全新的探索。為節(jié)約老廠房使用面積，充分發(fā)揮老廠房二層的使用價值，曲靖卷煙廠計劃在老廠房的二層區(qū)域新建濾棒存儲輸送物流系統(tǒng)，由此帶來的一系列難題亟待通過不斷的實驗研究、科學設計和計算分析等進行解決。

本項目以曲靖卷煙廠正在進行的成型車間搬遷改造項目為契機，計劃在曲煙卷包工房8.5m層新建一套濾棒存儲輸送物流系統(tǒng)，針對已使用20余年的老廠房的現(xiàn)狀以及在二層樓層新建的特殊要求給項目帶來的一系列難題和挑戰(zhàn)。

項目的成功實施，對于實現(xiàn)煙草企業(yè)濾棒存儲的自動化建設及生產(chǎn)集約化、精益化管理具有較好的促進作用，同時為推廣煙草企業(yè)濾棒存儲輸送物流系統(tǒng)在老廠房二層的建設提供經(jīng)驗借鑒。

二、主要研究內(nèi)容和技術(shù)關(guān)鍵

本項目的主要研究內(nèi)容分為土建結(jié)構(gòu)補強設計、伸縮抗震縫觀測評價、堆垛機軌道設計安裝、濾棒存儲輸送系統(tǒng)輕量化設計和“一軌四車”模式的實現(xiàn)五個部分。主要研究內(nèi)容和關(guān)鍵技術(shù)如下：

1.土建結(jié)構(gòu)補強設計

因工藝設備變動，局部的框架梁、次梁、板容易受到集中荷載不利影響，為保證不超過原設計15.0KN/㎡要求，需對局部構(gòu)件進行補強以滿足荷載要求。

2.伸縮抗震縫的觀測評價

本項目改造區(qū)域分為C、D、E三個獨立的抗震單元，每個單元之間設置120mm的抗震縫（兼溫縮縫，非抗沉降縫），為滿足工藝不超過1/1000的變形要求，對房屋沉降進行沉降監(jiān)測。

3.堆垛機軌道設計、安裝

工藝堆垛機鋼軌道跨越兩個抗震縫，因此鋼軌與鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的連接計劃采用滑動連接，確保鋼軌自由伸縮。擬在軌道下部進行預埋件處理，以減少抗震縫對于堆垛機軌道的影響。采用柔性軌道安裝技術(shù)，保證地面受力的均勻性、分散性。

4.濾棒存儲輸送系統(tǒng)輕量化設計

為滿足曲靖卷煙廠8.5m層地面樓板承載要求，進一步降低堆垛機對地面的承載壓力，本項目擬通過對地面的承載強度測算，對堆垛機進行輕量化設計，降低堆垛機整機質(zhì)量，保證地面樓板承載的穩(wěn)定性、安全性。

5.“一軌四車”模式的實現(xiàn)

針對曲煙老廠房二層現(xiàn)狀，考慮堆垛機對于土建結(jié)構(gòu)特殊要求，只能采取單軌道沿結(jié)構(gòu)次梁敷設的模式。為滿足工藝、流量要求，擬在單軌道上布置四臺雙叉堆垛機。充分考慮堆垛機的調(diào)度策略和相互避讓策略，采取減震及降低噪音的措施，保證濾棒存儲輸送自動化物流系統(tǒng)運行的穩(wěn)定、高效。

三、采用的實驗方法和技術(shù)方案

擬通過深化設計輔以試驗調(diào)整的方法，分別對土建結(jié)構(gòu)補強設計、伸縮抗震縫觀測評價、堆垛機軌道設計安裝、濾棒存儲輸送系統(tǒng)輕量化設計和“一軌四車”模式的實現(xiàn)五個方面提出技術(shù)方案。

1.土建結(jié)構(gòu)補強方案

（1）現(xiàn)有土建地坪拆除

擬拆除地坪區(qū)域是貨架及堆垛機運行區(qū)域，需進一步加固，鑿去現(xiàn)有找平層找到梁的位置，去掉梁上部分混凝土，露出鋼筋。在鋼筋之間的縫隙中插入鋼筋并植入化學膠，在鋼筋上焊接預埋板。

（2）粘鋼補強

因工藝設備布置變動，局部的框架梁、次梁、板容易受到集中荷載的影響，需對局部構(gòu)件進行粘鋼補強以滿足荷載要求。

2.堆垛機軌道設計、安裝方案

（1）堆垛機軌道設計方案

圖1： 技術(shù)路線圖

堆垛機軌道擬采用柔性設計，由預埋板+調(diào)平板+橡膠緩沖墊+安裝板+地軌組成。預留一定高度作為出現(xiàn)地基沉降時重新調(diào)整地軌的余量，在沉降后加調(diào)整墊進行地軌高差調(diào)整。

（2）堆垛機軌道安裝方案

在調(diào)平預埋板上焊接調(diào)節(jié)螺絲并安裝調(diào)平板、橡膠墊、安裝板、地軌及地軌相關(guān)組件，并調(diào)試堆垛機。堆垛機調(diào)試完成后由土建施工方將堆垛機地軌調(diào)節(jié)區(qū)域二次澆灌至與周邊找平層同高。

根據(jù)總體要求均勻沉降不大于1/1000而沒有產(chǎn)生局部突變的沉降情況，出現(xiàn)地基沉降情況時計劃采用橡膠緩沖墊吸收變形的作用而不至于損壞軌道，同時還可以有效降低堆垛機運行噪音。

3.伸縮抗震縫的觀測評價方案

擬通過對原土建設計方案進行系統(tǒng)分析研究，依據(jù)《建筑變形測量規(guī)范》的要求，分階段采用全站儀進行閉環(huán)平差勘測。跟蹤測量伸縮抗震縫的沉降情況，為濾棒存儲輸送系統(tǒng)的建設提供可靠的數(shù)據(jù)支撐。

4.濾棒存儲輸送輕量化設計方案

擬對堆垛機進行輕量化設計，根據(jù)沉降觀測數(shù)據(jù)及土建設計改造方案，經(jīng)試驗測算后在滿足強度及運行要求的情況下，選用特殊輕型化材料降低堆垛機整機質(zhì)量。

5.“一軌四車”模式實現(xiàn)技術(shù)方案

擬在兩排貨架中間的一條軌道上布置四臺雙叉堆垛機，“一軌四車”模式擬采用仿真模擬技術(shù)進行不斷優(yōu)化調(diào)度、避讓策略，優(yōu)化上位控制程序；擬采用對堆垛機上下行走輪進行柔性化改造，避免堆垛機在行走時產(chǎn)生的共振和噪音污染。

技術(shù)路線圖，見圖1。

四、結(jié)束語

濾棒存儲輸送物流系統(tǒng)在曲靖卷煙廠老廠房二層的新建設計與探索應用，為煙草工業(yè)企業(yè)濾棒存儲輸送物流系統(tǒng)在老廠房二層及以上樓層的新建提供較好的參照案例，對煙草企業(yè)地自動化、信息化建設起到較好的示范作用。