自動化立體倉庫技術(shù)在橡膠輪胎行業(yè)中的應(yīng)用

文/ 陳月清

輪胎行業(yè)由于生產(chǎn)工藝的原因，生產(chǎn)車間的工作環(huán)境一般有溫度高，氣味濃烈，煙霧大等特點(diǎn)。而隨著人們生活水平不斷提高，越來越少的工人愿意在這樣的環(huán)境中工作，企業(yè)招工越來越難，用工成本也越來越高，輪胎行業(yè)的生產(chǎn)工藝和工作環(huán)境急需升級改造。采用自動化立體倉庫技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)膠料的自動存儲、自動輸送，以及膠料集中封閉管理，最大程度減少膠片對車間空氣質(zhì)量的影響。這既是智能項(xiàng)目，又是環(huán)保項(xiàng)目，是典型的功能疊加解決方案，可為行業(yè)提供一定借鑒。

本文以某國際知名橡膠集團(tuán)為案例，從項(xiàng)目需求、方案制定、系統(tǒng)構(gòu)成等多個(gè)角度全方面介紹了自動化立體倉庫系統(tǒng)在橡膠輪胎生產(chǎn)中的實(shí)際應(yīng)用。

表1 貨物基礎(chǔ)信息

表2 貨物出入庫物流要求及流量需求

一、項(xiàng)目需求

圖1 混煉膠庫整體效果圖

圖2 貨物入庫作業(yè)流程

圖3 貨物出庫作業(yè)流程

某集團(tuán)公司是國際知名的輪胎生產(chǎn)企業(yè)，在世界輪胎企業(yè)中具有舉足輕重的地位?；鞜捘z車間中立體庫占地尺寸為100m（L）×15m（W）×15m（H），項(xiàng)目需求是將8條膠冷線生產(chǎn)的膠料根據(jù)要求進(jìn)行輸送入庫、出庫，外購促進(jìn)劑的入庫、出庫?；鞜捘z立體倉庫存放丁基料、無硫料、促進(jìn)劑、二段加工料、空托盤 ，貨物重量最大為1噸/托。混煉膠自動化立體倉庫區(qū)域分為左區(qū)和右區(qū)，即左、右兩個(gè)倉庫。需實(shí)現(xiàn)自動供應(yīng)空托對接膠冷線膠料收皮處，并將8條膠冷線生產(chǎn)的膠料根據(jù)要求輸送至不同的倉庫區(qū)域存儲，再根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)需求將膠料出庫至二樓，或者在一樓出庫至其他車間。貨物基礎(chǔ)信息，如表1；貨物出入庫物流要求及流量需求，如表2。

二、方案制定

1.布局規(guī)劃

結(jié)合企業(yè)廠地情況，將混煉膠自動化立體倉庫規(guī)劃為左區(qū)和右區(qū)，即左、右兩個(gè)倉庫。設(shè)計(jì)規(guī)劃采用RGV小車、拆盤機(jī)、輸送線與一樓膠冷線直接對接，使用自動化立體倉庫進(jìn)行貨物存儲，可實(shí)現(xiàn)空托自動供應(yīng)至膠冷線收膠處；收膠后，膠料自動輸送入庫、出庫，整個(gè)過程無人化。自動化立體倉庫硬件系統(tǒng)主要采用了堆垛機(jī)、貨架、RGV小車、輸送線、拆盤機(jī)、AGV小車等設(shè)備。圖1為混煉膠自動化立體倉庫整體效果圖。

左、右?guī)旄饔?個(gè)巷道組成，高度14.5m，貨架7層高，總貨物數(shù)為1464貨位，左庫728貨位（所存貨物尺寸：1200mm×1000mm×1450mm），右?guī)?36貨位（右?guī)旆执鎯煞N貨物尺寸：1200mm×1200mm×1750mm的288貨位；1200mm×1000mm×1450mm的448貨位），庫位規(guī)劃滿足客戶1448貨位的使用需求。

混煉膠自動化立體倉庫的出入庫流量一共為172托/h，左、右兩庫共采用4臺堆垛機(jī)，平均每臺堆垛機(jī)能力要求為43托/h。鑒于客戶流量需求比較大，堆垛機(jī)設(shè)計(jì)為雙叉堆垛機(jī)，即堆垛機(jī)上有兩個(gè)貨叉，可同時(shí)叉取/放2托貨物，出入庫能力滿足客戶使用需求。

2.混煉膠立體倉庫作業(yè)流程

貨物入庫和出庫作業(yè)流程，如圖2、圖3。

（1）一樓丁基料、無硫料入庫：RGV將庫內(nèi)空托盤分別輸送到8條膠冷線的終端（始終保持有空托盤待料），拆盤后進(jìn)行收膠；膠冷線收膠后帶有膠料信息的滿托（膠料信息由MES系統(tǒng)寫入RFID芯片），輸送到外形檢測工位，檢測貨物外形不合格，則發(fā)出警報(bào)，送異常整理口人工整理，人工整理后再入庫，若二次外形檢測仍不合格，則由RGV將貨物送至異常下線口；異常整理口兼作不入庫膠料的下線口；外形檢測合格，由RGV送至巷道入庫口的輸送線上（其中丁基料全部入左庫，無硫料由系統(tǒng)分配確定入左庫或右?guī)欤回浳锏竭_(dá)堆垛機(jī)取貨位后，堆垛機(jī)取貨并送至系統(tǒng)指定的貨架儲位上（堆垛機(jī)上設(shè)置RFID閱讀器實(shí)現(xiàn)入庫貨位分配、自動盤庫、出庫校驗(yàn)功能）；計(jì)算機(jī)自動過賬，入庫作業(yè)完成。如圖4。

（2）一樓促進(jìn)劑入庫：人員在電腦上下入庫指令，空托盤出至一樓右?guī)煊叶溯斔途€上，叉車將促進(jìn)劑放在空托上組盤入庫，確認(rèn)后貨物入庫；若入庫口上的外形檢測到貨物外形不合格，則退出整理；若入庫口上的外形檢測到貨物外形合格，則把貨物信息寫入RFID芯片，生成入庫指令，則由堆垛機(jī)取貨位后，送至系統(tǒng)指定的貨架儲位上，入庫作業(yè)完成。如圖5。

（3）一樓丁基料出庫:系統(tǒng)下達(dá)出庫指令，左庫堆垛機(jī)將丁基料送至左庫一樓右端的輸送線上；通過輸送線、RGV輸送到右?guī)煲粯怯叶说妮斔途€出口，顯示屏提示出庫信息；叉車根據(jù)顯示屏信息下線出庫，返回的空托盤回庫；也可通過左庫堆垛機(jī)將丁基料送至左庫一樓左端的輸送線上，RGV對接貨物輸送至出庫輸送線上，叉車叉取下線出庫，返回的空托回庫，出庫作業(yè)完成。如圖6。

（4）二樓無硫料出庫：系統(tǒng)下達(dá)出庫指令；堆垛機(jī)啟動并根據(jù)計(jì)算機(jī)下達(dá)的出庫指令取出貨物，送二樓巷道端部輸送線上；再通過RGV輸送到出庫輸送線上；AGV叉車進(jìn)行取貨作業(yè)，將貨物輸送至產(chǎn)線，出庫作業(yè)完成。丁基料二樓出庫，空托入庫，如圖7。

（5）二樓促進(jìn)劑出庫：系統(tǒng)下達(dá)出庫指令；堆垛機(jī)啟動并根據(jù)計(jì)算機(jī)下達(dá)的出庫指令取出貨物，送二樓巷道端部輸送線上；叉車進(jìn)行取貨作業(yè)，出庫作業(yè)完成。如圖8。

（6）一樓二段料通過右?guī)於讯鈾C(jī)直接上二樓：叉車將二段料放到右?guī)煲粯堑妮斔途€上；發(fā)出物料輸送請求；通過RGV、輸送線、堆垛機(jī)將物料輸送到二樓輸送線上；AGV叉車取走物料。如圖9、圖10。

圖4 一樓丁基料、無硫料入庫

圖5 一樓促進(jìn)劑入庫

圖7 丁基料二樓出庫，空托入庫

三、系統(tǒng)構(gòu)成

通過倉庫管理系統(tǒng)WMS和生產(chǎn)制造系統(tǒng)MES無縫對接，實(shí)際數(shù)據(jù)流精準(zhǔn)快速交付。此項(xiàng)目涉及到的系統(tǒng)包括：倉庫管理系統(tǒng)WMS、物流設(shè)備控制系統(tǒng)WCS、手持終端系統(tǒng)RFS和看板顯示系統(tǒng)等等，實(shí)現(xiàn)了人、貨、車、設(shè)備的全方位管控。

WMS總系統(tǒng)主要包含出入庫、庫存管理和監(jiān)控、數(shù)據(jù)維護(hù)、系統(tǒng)管理等功能。WCS系統(tǒng)上層通過以太網(wǎng)與倉庫管理系統(tǒng)WMS聯(lián)接，接收WMS 的作業(yè)任務(wù)指令；下層通過工業(yè)總線、串行通信等其他通信設(shè)備與堆垛機(jī)、RGV小車、AGV小車、輸送線設(shè)備控制系統(tǒng)等通訊，下達(dá)設(shè)備運(yùn)行指令和采集接收設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)和任務(wù)執(zhí)行狀態(tài)；功能包含任務(wù)管理、作業(yè)調(diào)度、監(jiān)控設(shè)備、異常處理等。手持終端系統(tǒng)RFS用于入庫配盤、出庫、庫存查詢，盤點(diǎn)查詢、托盤合并等。顯示系統(tǒng)用于顯示出入口當(dāng)前執(zhí)行任務(wù)的信息，對整個(gè)倉庫的情況包括存儲、報(bào)警、設(shè)備狀態(tài)等進(jìn)行實(shí)時(shí)顯示。

整個(gè)系統(tǒng)能夠?qū)齑尕浳镞M(jìn)行自動管理，實(shí)現(xiàn)貨物實(shí)時(shí)精確管理功能。系統(tǒng)架構(gòu)，如圖11所示。

圖8 促進(jìn)劑二樓出庫，空托回庫

圖9 二段料一樓入庫

圖10 二段料二樓出庫

圖11 項(xiàng)目系統(tǒng)架構(gòu)

四、結(jié)語

本文詳細(xì)分析了自動化立體倉庫技術(shù)在輪胎行業(yè)中煉膠車間中的方案規(guī)劃過程，根據(jù)客戶項(xiàng)目現(xiàn)場的實(shí)際情況及要求，采用合理的方案，使得煉膠車間的膠冷線—倉庫—產(chǎn)線作業(yè)全部實(shí)現(xiàn)機(jī)械化、自動化，無人化、提高了作業(yè)效率。項(xiàng)目特點(diǎn)如下：

1.提高了空間利用率，項(xiàng)目改造前采用堆放在地面的方式，現(xiàn)采用高層貨架、立體儲存，能有效利用空間，減少占地面積，降低土地購置費(fèi)用。

2.膠片集中管理，集中處理、集中排放、減少污染，改善環(huán)保問題。

3.貨位集中，便于控制與管理，特別是使用倉庫管理系統(tǒng)，信息化管理，不但能夠?qū)崿F(xiàn)作業(yè)過程的自動控制，而且能夠?qū)齑尕浳镞M(jìn)行精準(zhǔn)管理。

4.具有無人化、信息化、高速化、密集化、智能化等特點(diǎn)，減少勞動力及提高物流管理水平，是實(shí)現(xiàn)無人煉膠的重要技術(shù)支撐方案。