鋁板帶加工企業(yè)智能化物流方案研究

陳丁文｜文

本文對(duì)鋁板帶加工企業(yè)物流智能化技術(shù)、方案進(jìn)行對(duì)比分析，指出鋁板帶加工工廠設(shè)計(jì)中以智能化物流為核心的必要性，指明了鋁板帶加工企業(yè)智能化物流的建設(shè)方案和思路。

在當(dāng)前國(guó)內(nèi)工業(yè)企業(yè)正處在快速向工廠智能化生產(chǎn)模式轉(zhuǎn)變的大趨勢(shì)下，鋁板帶加工企業(yè)進(jìn)行智能工廠工藝路線探索勢(shì)在必行，逐步實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)設(shè)備網(wǎng)絡(luò)化、生產(chǎn)數(shù)據(jù)可視化、生產(chǎn)文檔無(wú)紙化、生產(chǎn)過(guò)程透明化、生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)無(wú)人化，全方位提高企業(yè)管理水平、生產(chǎn)效率和生產(chǎn)效益。其中，物流智能化是智能工廠建設(shè)的重要基礎(chǔ)，未來(lái)的工廠平面布置也必然從生產(chǎn)工藝流程為核心轉(zhuǎn)變?yōu)橐灾悄芑锪鳛楹诵拈_展設(shè)計(jì)，確保全流程物料流轉(zhuǎn)的流暢、高效，實(shí)現(xiàn)物流的自動(dòng)化流轉(zhuǎn)、信息化管控、智能調(diào)度優(yōu)化。本文對(duì)鋁板帶加工企業(yè)物流、存儲(chǔ)、運(yùn)轉(zhuǎn)、信息傳遞、裝備選型、應(yīng)用系統(tǒng)等方面鋁板帶加工工廠物流智能化設(shè)計(jì)方案進(jìn)行對(duì)比、研究，希望為有色金屬行業(yè)智能轉(zhuǎn)型升級(jí)提供參考。

有色加工行業(yè)物流現(xiàn)狀與問(wèn)題

國(guó)內(nèi)大多數(shù)的有色金屬加工企業(yè)的發(fā)展模式為滾動(dòng)式發(fā)展，上一批設(shè)備，建一批廠房，形成一個(gè)生產(chǎn)單元，設(shè)備、物流、廠房、管理等未經(jīng)統(tǒng)一規(guī)劃，體現(xiàn)在物流管理方面為物資分散和管理分散。在生產(chǎn)物流管理方面，大多數(shù)企業(yè)管理仍處于人工經(jīng)驗(yàn)式管理狀態(tài)。生產(chǎn)計(jì)劃發(fā)下去以后，車間調(diào)度員需通過(guò)卡片、記憶、經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行物資調(diào)度，運(yùn)輸工具為普通的卡車、叉車、天車；生產(chǎn)中的原材料、半成品、成品處于什么位置、什么狀態(tài)等信息，需要由計(jì)劃員每天進(jìn)行及時(shí)跟蹤，并以據(jù)跟蹤情況做新的生產(chǎn)計(jì)劃、調(diào)整計(jì)劃；生產(chǎn)操作人員需要根據(jù)生產(chǎn)任務(wù)和來(lái)料上卡片進(jìn)行生產(chǎn)，本次工序完成以后，再填寫新的卡片向下道工序流轉(zhuǎn)，生產(chǎn)效率和物資周轉(zhuǎn)效率低下。

國(guó)內(nèi)只有少數(shù)鋁板帶加工企業(yè)在物資的存放、周轉(zhuǎn)方面進(jìn)行了有益的嘗試，不同程度上采用了信息化平面庫(kù)、智能天車、智能高架庫(kù)、AGV 運(yùn)載車等，但截至目前，仍沒(méi)有一家企業(yè)實(shí)現(xiàn)全新物流的智能化。

瑞士大型材專家Werner和Bernard到南南鋁加工有限公司擠壓中心指導(dǎo)大型材生產(chǎn)

110MN單動(dòng)短行程擠壓機(jī)

智能化物流方案設(shè)計(jì)研究

有色金屬加工涉及鑄造、壓延、熱處理、清洗、矯直、分切、包裝等工序，產(chǎn)品從原材料、半成品、成品需要根據(jù)不同要求經(jīng)過(guò)以上不同路徑的工序外，還要根據(jù)訂單、計(jì)劃、規(guī)格、庫(kù)存、產(chǎn)能匹配等情況進(jìn)行物料的調(diào)度、周轉(zhuǎn)、出入庫(kù)、路徑規(guī)劃等。如何做到物資周轉(zhuǎn)效率、保障訂單按時(shí)供貨，需要做好企業(yè)的智能化物流方案設(shè)計(jì)。

在工廠平面設(shè)計(jì)方面，有色金屬加工企業(yè)應(yīng)圍繞生產(chǎn)材料物流的自動(dòng)化、智能化為核心，兼顧生產(chǎn)工藝流程進(jìn)行工廠平面設(shè)計(jì)。在熱軋機(jī)組（或鑄軋機(jī)組）和冷軋機(jī)組之間應(yīng)設(shè)置半成品庫(kù)，半成品庫(kù)可以是智能平面庫(kù)或智能高架立體庫(kù)或同時(shí)設(shè)置智能平面庫(kù)、智能高架立體庫(kù)，在鋁板帶箔加工企業(yè)宜在成品放置區(qū)設(shè)置成品庫(kù)，成品庫(kù)可以使智能平面庫(kù)或智能高架立體庫(kù)。

在料卷周轉(zhuǎn)方面，熱軋卷材可通過(guò)跨運(yùn)卷小車自動(dòng)將卷材運(yùn)至平面庫(kù)或高架庫(kù)外鞍座上，然后由智能天車或高架庫(kù)小車進(jìn)行自動(dòng)入庫(kù)，鑄軋卷可通過(guò)自動(dòng)運(yùn)輸輥道自動(dòng)冷軋區(qū)域和平面或高架庫(kù)之間通過(guò)運(yùn)輸輥道連接，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)出庫(kù)、入庫(kù)；精整區(qū)域與中間半成品庫(kù)，可以通過(guò)自動(dòng)運(yùn)輸輥道或AGV 運(yùn)載車實(shí)現(xiàn)物料的周轉(zhuǎn)；在精整區(qū)到成品庫(kù)，可以通過(guò)AGV 運(yùn)載車完成轉(zhuǎn)運(yùn)。

智能化物流裝備選型

在有色金屬加工工廠常用的智能化物流裝備有AGV 運(yùn)載車、智能天車、智能化運(yùn)輸輥道、自動(dòng)運(yùn)料小車、自動(dòng)上卸套筒機(jī)械手、自動(dòng)套筒返回裝置等。

1.智能AGV 運(yùn)載車

智能AGV 運(yùn)載車具有的自動(dòng)裝卸機(jī)構(gòu)、行走機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和導(dǎo)航裝置。智能AGV 運(yùn)載車的導(dǎo)航方式有磁帶導(dǎo)航、色帶導(dǎo)航、二維碼導(dǎo)航、激光導(dǎo)航、混合模式導(dǎo)航等，分別滿足不同工況，具有較大的自由度和靈活性。

由于以上特點(diǎn)，AGV 小車可廣泛用于半成品庫(kù)房到冷軋、箔軋、精整設(shè)備，或上述設(shè)備之間，或上述設(shè)備到成品庫(kù)之間的卷材自動(dòng)運(yùn)輸，實(shí)現(xiàn)車間物料的信息化、物流的智能化高效管理。

2.智能天車

智能天車由行走大車、小車、提升機(jī)構(gòu)、定位系統(tǒng)、識(shí)別系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等組成。智能天車采用圖像識(shí)別技術(shù)對(duì)卷材進(jìn)行識(shí)別確認(rèn)，通過(guò)圖像識(shí)別讀取載體上的條碼或二維碼信息，得到物料信息；通過(guò)旋轉(zhuǎn)編碼器檢測(cè)技術(shù)，對(duì)大車縱向行走、小車橫向行走、提升機(jī)構(gòu)垂直方向行走精準(zhǔn)定位；通過(guò)控制系統(tǒng)和車間調(diào)度系統(tǒng)、平面庫(kù)信息化系統(tǒng)對(duì)接，實(shí)現(xiàn)物流的跟蹤和調(diào)度。

基于上述，可根據(jù)車間調(diào)度指令，對(duì)平面庫(kù)區(qū)內(nèi)的卷材進(jìn)行自動(dòng)調(diào)度和信息傳遞，可用于平面原料庫(kù)、半成品庫(kù)和成品庫(kù)。

3.自動(dòng)運(yùn)輸輥道

自動(dòng)運(yùn)輸輥道具有檢測(cè)、分段驅(qū)動(dòng)的功能，當(dāng)自動(dòng)運(yùn)輸輥道將車間內(nèi)全部設(shè)備連接起來(lái)，整個(gè)車間包括運(yùn)輸輥道都可以視作一個(gè)大的信息化平面庫(kù)，可由自動(dòng)運(yùn)輸輥道作為料卷調(diào)運(yùn)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，完成車間物流的智能化管理。

自動(dòng)運(yùn)輸輥道可用于鑄軋到冷軋、到半成品庫(kù)，冷軋或半成品到精整設(shè)備之間的物料運(yùn)輸。

物流信息化管理

有色金屬加工企業(yè)物料的調(diào)運(yùn)、跟蹤管理離不開物料編碼和物料跟蹤管理系統(tǒng)。

物料編碼應(yīng)由智能編碼系統(tǒng)根據(jù)編碼原則自動(dòng)生成。信息編碼應(yīng)符合企業(yè)特點(diǎn)，既充分考慮企業(yè)發(fā)展對(duì)信息編碼的需求，又兼顧企業(yè)的現(xiàn)狀?，F(xiàn)在企業(yè)常用的標(biāo)示碼為條形碼、二維碼。

有色金屬加工企業(yè)應(yīng)通過(guò)智能標(biāo)識(shí)技術(shù)實(shí)現(xiàn)全流程跟蹤，實(shí)現(xiàn)對(duì)每個(gè)物料單件以及單元物料的標(biāo)識(shí)、跟蹤與監(jiān)控。將標(biāo)識(shí)碼嵌入生產(chǎn)中的物料、設(shè)備和產(chǎn)品中，實(shí)時(shí)搜集生產(chǎn)狀況信息與可視化傳感器結(jié)合，實(shí)現(xiàn)可視化自動(dòng)生產(chǎn)和監(jiān)控。

智能化物流應(yīng)用

國(guó)內(nèi)有兩種比較典型的鋁板帶加工企業(yè)智能物流案例，一家是熱軋、冷軋、精整生產(chǎn)工藝路線，該企業(yè)在綜合廠房的中間設(shè)立智能化半成品高架庫(kù)，即將熱軋、冷軋、競(jìng)爭(zhēng)設(shè)備區(qū)分開，又通過(guò)智能物流系統(tǒng)將三個(gè)不同區(qū)域的料卷智能連接，通過(guò)智能天車、高架立體庫(kù)、運(yùn)輸輥道、AGV 運(yùn)載車等方式實(shí)現(xiàn)了全廠生產(chǎn)段物流的智能化管理，但其成品區(qū)的物料運(yùn)輸、存放管理仍待優(yōu)化；另一家企業(yè)是鑄軋、冷軋、精整生產(chǎn)工藝路線，該企業(yè)通過(guò)運(yùn)輸輥道將車間內(nèi)全部設(shè)備、庫(kù)區(qū)進(jìn)行連接，僅通過(guò)智能天車和自動(dòng)運(yùn)輸輥道也可有效對(duì)全廠生產(chǎn)段物流進(jìn)行智能化管理，其包裝到成品庫(kù)之間的連接有待連通。實(shí)際設(shè)計(jì)中，每家企業(yè)可通過(guò)自身?xiàng)l件在這種方案中進(jìn)行混合重組優(yōu)化。

結(jié)論

鋁板帶加工企業(yè)的物流智能化是整個(gè)工廠智能化的基礎(chǔ)，是企業(yè)在智能化升級(jí)改造或新上項(xiàng)目規(guī)劃中必須策劃、決策的議題。高效、智能化的物流管理系統(tǒng)可提高企業(yè)物料周轉(zhuǎn)效率20%以上，可大幅降低企業(yè)物資滯留成本，降低企業(yè)調(diào)度人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)為企業(yè)信息化、物質(zhì)化工藝管理、質(zhì)量管理、計(jì)劃排產(chǎn)提供有力支撐。

有色金屬加工企業(yè)智能化建設(shè)剛剛起步，行業(yè)對(duì)智能化建設(shè)的認(rèn)識(shí)正在交流和規(guī)范的過(guò)程中，本文拋磚引玉，希望和廣大同行進(jìn)一步交流，共同推動(dòng)行業(yè)智能化建設(shè)進(jìn)程。