自動化方案助力陶瓷生產(chǎn)企業(yè)高效存儲

文/本刊記者 張穎川

廣東冠星陶瓷企業(yè)有限公司與南京音飛儲存設(shè)備(集團(tuán))股份有限公司合作，打造了一套以堆垛機(jī)為核心的自動化解決方案，助力廣東冠星陶瓷企業(yè)有限公司優(yōu)化自動倉儲系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)高空間利用率、貨物迅速存取、精準(zhǔn)出入庫管控需求，提高企業(yè)效率的同時，極大節(jié)省人力與經(jīng)營成本。

近年來，在邁向 “工業(yè)4.0 ”時代的發(fā)展道路上，在國家推動由“中國制造”向“中國智造”轉(zhuǎn)變的大環(huán)境下，各類生產(chǎn)制造企業(yè)也在積極轉(zhuǎn)型，在智能制造、智慧物流等領(lǐng)域不斷創(chuàng)新謀變。特別是在智能制造體系中扮演重要角色的物流倉儲環(huán)節(jié)，企業(yè)工廠紛紛打造自動化立體倉庫，投入AGV、堆垛機(jī)、穿梭車等自動化設(shè)備，整合系統(tǒng)最大功效，實(shí)現(xiàn)貨品迅速存取、精準(zhǔn)出入庫管控，提高企業(yè)效率的同時，可以極大節(jié)省人力與經(jīng)營成本。

廣東冠星陶瓷企業(yè)有限公司（以下簡稱“冠星陶瓷”），即是陶瓷行業(yè)智慧物流方面的積極踐行者。該公司生產(chǎn)的核心產(chǎn)品是瓷磚，目前從原料上線到成品下線，整個生產(chǎn)線已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了自動化。但是在產(chǎn)成品的倉儲方面仍存在很多難題，需要通過自動化物流倉儲方案加以解決。經(jīng)過多方考量，南京音飛儲存設(shè)備（集團(tuán)）股份有限公司（以下簡稱“音飛儲存”）提供的堆垛機(jī)解決方案更能滿足現(xiàn)在的業(yè)務(wù)需求，適應(yīng)公司的發(fā)展及后續(xù)的業(yè)務(wù)延伸。最終，冠星陶瓷與音飛儲存達(dá)成項(xiàng)目合作，由音飛儲存進(jìn)行項(xiàng)目的整體設(shè)計(jì)制造。音飛儲存為冠星陶瓷提供了一套以堆垛機(jī)為核心的自動化解決方案，協(xié)助其實(shí)現(xiàn)高空間利用率、貨物迅速存取需求，取得明顯成效。

一、項(xiàng)目背景與需求

記者在采訪中了解到，對于瓷磚生產(chǎn)企業(yè)來說，在產(chǎn)成品的入庫、存儲和出庫方面普 遍存在一些痛點(diǎn)，降低運(yùn)營效率、推高企業(yè)成本的同時，給生產(chǎn)企業(yè)的倉儲管理也帶來極大的難度，主要體現(xiàn)在：

入庫-環(huán)形穿梭小車，用于立體庫前端、收發(fā)前端取送貨物

存儲-站在環(huán)形穿梭車上方參觀平臺

存儲-立體庫尾部貨架轉(zhuǎn)軌部分，可以將兩個巷道間的距離縮小到最短，從而有效提高庫容利用率

出庫-堆垛機(jī)從輸送線上取貨和送貨

1.成品入庫路徑長，成本高。瓷磚生產(chǎn)型企業(yè)的產(chǎn)品燒制車間通常都長達(dá)數(shù)百米，原料和成品在同一側(cè)進(jìn)出，成品的存儲大多遠(yuǎn)離車間，往往需要經(jīng)過數(shù)百米的運(yùn)輸才能到達(dá)成品庫區(qū)。如本項(xiàng)目中，從生產(chǎn)廠區(qū)到成品庫區(qū)的距離達(dá)300米，這種重貨的長距離運(yùn)輸成本居高不下，每月達(dá)百萬元之多。

2.成品存儲，庫區(qū)占地面積大。通常的瓷磚存儲沒有貨架，大多是簡單的多層堆碼，由于重量大，不能堆碼太高。所以，一個中等規(guī)模的企業(yè)，通常需要20萬～30萬平方米的區(qū)域來存儲瓷磚。常規(guī)的陶瓷生產(chǎn)企業(yè)，都存在成品庫不夠用的問題，冠星陶瓷的成品存儲也不例外。

3.庫內(nèi)SKU數(shù)量高達(dá)1000多種。由于庫內(nèi)的瓷磚有不同的品牌、不同的規(guī)格尺寸、不同的花型、不同的色系、不同的批次等，SKU的數(shù)量往往多達(dá)千余種，這給庫區(qū)的貨位管理帶來較大困難，同時也增加了找貨難度。

4.揀選出庫工作量大，庫內(nèi)作業(yè)人員多。很多瓷磚企業(yè)庫存管理采用人工記賬，而面對訂單零頭、少量多品種的樣品發(fā)貨等，都需要人工揀選。巨大的庫區(qū)和簡陋的記賬方式，造成揀選作業(yè)所需的人力多達(dá)百余人，還容易出錯。

5.信息化需求增加。隨著物聯(lián)網(wǎng)時代的到來，產(chǎn)品溯源需求在家居行業(yè)逐漸增多，原來的手工記賬的方式，無法做到商品庫存信息的及時更新，需要更加智能的信息化手段來管理庫存信息。

隨著國家《中國制造2025》戰(zhàn)略的推廣，加之地方政府又有相應(yīng)的補(bǔ)貼政策，這為陶瓷生產(chǎn)企業(yè)打造自動化立體倉庫，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)成品自動出入庫和智能存儲提供了良好契機(jī)?；谏鲜鲋T多因素，冠星陶瓷決定打造自動化立體倉庫，以解決長期存在的出入庫及倉儲難題。

當(dāng)然，對于成品的自動化存儲，冠星陶瓷還是存在一定的顧慮：一是貨物太重，單托都在3噸左右，自動化設(shè)備是否能穩(wěn)定運(yùn)行，立體庫貨架是否能夠承受這個重量？二是自動化系統(tǒng)與產(chǎn)線配套，同時服務(wù)訂單發(fā)貨，產(chǎn)品的穩(wěn)定性是否能保證？三是項(xiàng)目難度高，投入大，有多少企業(yè)能承接，項(xiàng)目運(yùn)作是否有風(fēng)險？

經(jīng)過仔細(xì)考察，冠星陶瓷最終確定由音飛儲存為其打造一套以堆垛機(jī)為核心的自動化解決方案。據(jù)了解，冠星陶瓷選擇音飛儲存的主要原因包括：一方面，3噸左右的重貨堆垛機(jī)項(xiàng)目，音飛儲存在十年前的電力行業(yè)就做過，不論是貨架、堆垛機(jī)還是輸送線，音飛儲存都有足夠的經(jīng)驗(yàn)；另一方面，音飛儲存已有十多年的系統(tǒng)集成經(jīng)驗(yàn)，特別是在制造業(yè)有近百個系統(tǒng)集成案例，項(xiàng)目實(shí)施軟硬件兼?zhèn)?，可以提供交鑰匙工程，管理省心；再者，音飛儲存是上市企業(yè)，運(yùn)營穩(wěn)定。不管在項(xiàng)目實(shí)施的各類風(fēng)險控制，還是后續(xù)的維保服務(wù)方面，都有足夠的保障。

二、項(xiàng)目概況及主要流程

據(jù)音飛儲存工程中心總監(jiān)邱德康介紹，本項(xiàng)目占地面積約36畝，有效存儲高度達(dá)到24米。應(yīng)用到的核心物流設(shè)備包括堆垛機(jī)、環(huán)形穿梭車、提升機(jī)、輸送線、RGV，以及WMS、WCS軟件系統(tǒng)。

產(chǎn)成品出入庫流程如下：

1.入庫

成品在生產(chǎn)廠區(qū)（總共有四個廠區(qū)，目前主要是一廠、二廠在投入應(yīng)用，三廠、四廠為后期規(guī)劃待建項(xiàng)目）經(jīng)過裝箱、自動碼盤以后，通過叉車轉(zhuǎn)運(yùn)到自動化立體庫的入口，再通過提升機(jī)送達(dá)二層輸送平臺（由于地面主要是生產(chǎn)設(shè)備，所以輸送系統(tǒng)搭建在二層鋼平臺上面）。

近300米的成品長距離自動化輸送，其中大部分是在二層鋼平臺上完成。二層鋼平臺輸送以RGV系統(tǒng)為主，共設(shè)置3臺RGV。其中1臺RGV主要是接收二廠區(qū)運(yùn)送過來的貨物，然后轉(zhuǎn)運(yùn)給中間的RGV；中間的RGV主要起擺渡作用，接收完第一臺RGV運(yùn)送過來的貨物后，將其擺渡到第三臺RGV上；第三臺RGV除了接收擺渡貨物外，還可以將一廠區(qū)通過提升機(jī)送來的貨物轉(zhuǎn)運(yùn)走，既完成了長距離輸送，又保障了效率。

貨物被RGV運(yùn)走后，再經(jīng)過鏈條輸送機(jī)、提升機(jī)運(yùn)回到自動化立體庫的地面上，再通過地面一層的鏈條輸送機(jī)以及環(huán)形穿梭車到達(dá)自動化立體倉庫。在這個方案里面，庫前的輸送系統(tǒng)里加入了環(huán)形穿梭車系統(tǒng)，主要任務(wù)是擺渡，把庫前輸送設(shè)備上的貨物擺渡到庫口輸送線上，同時也把庫口輸送線的貨物運(yùn)送到庫前輸送線上。

2.存儲

在存儲環(huán)節(jié)，穿梭車把貨物運(yùn)送到庫口輸送線上，堆垛機(jī)取貨，然后存入貨位。值得一提的是，項(xiàng)目設(shè)計(jì)了彎軌堆垛機(jī)，主要是因?yàn)橄到y(tǒng)出入庫效率要求不高，兩個巷道可以共用一臺堆垛機(jī)，目的是提高庫容利用率，降低成本。

3.出庫

堆垛機(jī)將貨物從庫位取出后，送到庫口輸送線上，再通過環(huán)形穿梭車系統(tǒng)將貨物擺渡到庫前輸送線上。在庫前輸送線上，可以完成整盤出庫和揀選出庫。整盤出庫以后，空托盤經(jīng)過碼盤，然后通過叉車以及鏈條輸送線、提升機(jī)、RGV等重新回到生產(chǎn)廠區(qū)。

三、項(xiàng)目難點(diǎn)與核心亮點(diǎn)

據(jù)邱德康介紹，本項(xiàng)目在設(shè)計(jì)過程中克服了很多技術(shù)難點(diǎn)，比如：

1.載重大，地面立柱點(diǎn)載重每個達(dá)30噸。為此，音飛儲存和土建的設(shè)計(jì)院溝通，給設(shè)計(jì)院提供預(yù)埋點(diǎn)位圖，通過在地下鋼筋網(wǎng)上加鋪預(yù)埋板來分散承載。

2.成品種類多，但每次出庫只是針對某些色號一批次地出庫，如果入庫時沒有規(guī)劃，可能同一批次的商品會集中在一個巷道或少數(shù)幾個巷道，那么出庫時其他巷道的設(shè)備很難發(fā)揮作用。因此，項(xiàng)目在入庫時做了規(guī)劃，每個色號平均分配堆垛機(jī)11臺、22巷道，這樣在出庫時，所有設(shè)備可以實(shí)現(xiàn)聯(lián)動，能夠大幅提升作業(yè)效率。

通過不斷地攻堅(jiān)克難，本項(xiàng)目得以順利實(shí)施。記者在采訪中了解到，該項(xiàng)目在運(yùn)作過程中呈現(xiàn)出諸多亮點(diǎn)：

1.輸送線上RGV系統(tǒng)的運(yùn)用

出庫-貨到人設(shè)計(jì)

智能倉監(jiān)控系統(tǒng)

在效率滿足需求的情況下，RGV系統(tǒng)的輸送成本遠(yuǎn)低于鏈條輸送機(jī)和滾筒輸送機(jī)，投入成品低，維護(hù)方便。另外，本項(xiàng)目在輸送線端頭還設(shè)置了檢修工位，可以保障某個RGV檢修的同時，其他RGV能夠正常工作。

2.庫前環(huán)形穿梭車的應(yīng)用

自動化立體庫前有眾多的作業(yè)口和堆垛機(jī)巷道，通過環(huán)形穿梭車進(jìn)行擺渡，可靈活處理出庫、入庫、揀選、盤點(diǎn)等業(yè)務(wù)，實(shí)現(xiàn)柔性連接。隨著出入庫需求的增加，可逐步增加穿梭車的數(shù)量，達(dá)到效率柔性提升。

3.歐米伽型彎軌的應(yīng)用

在彎軌方面，本項(xiàng)目創(chuàng)新采用了歐米伽型彎軌，而不是常規(guī)的U型軌道，原因是歐米伽型軌道的設(shè)計(jì)，可以將兩個巷道的貨架間距離縮小到最短，從而有效提高庫容利用率。

4.軟件系統(tǒng)的保駕護(hù)航

本項(xiàng)目中瓷磚產(chǎn)成品能夠?qū)崿F(xiàn)高效率、低成本存儲，除了一系列硬件的支撐，還有一套軟件系統(tǒng)在保障運(yùn)行：WMS系統(tǒng)，主要功能是產(chǎn)品的庫存信息管理，為用戶的產(chǎn)品溯源，以及經(jīng)銷商的實(shí)時查詢提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)；WCS系統(tǒng)，主要負(fù)責(zé)設(shè)備的調(diào)度管理。

四、實(shí)施效果

音飛儲存所提供的自動化倉儲解決方案正式投入使用后，為冠星陶瓷的瓷磚產(chǎn)成品出入庫及存儲帶來了極大的改善，實(shí)現(xiàn)高空間利用率、貨物迅速存取、精準(zhǔn)出入庫管控需求，提高運(yùn)營效率的同時，極大節(jié)省了人力與經(jīng)營成本。具體體現(xiàn)在：

1.助力企業(yè)大幅節(jié)約成本

高位自動化立體庫的應(yīng)用，為冠星陶瓷節(jié)省3萬～4萬平方米的存儲空間；本項(xiàng)目中長距離自動化輸送，解決了原來采用叉車轉(zhuǎn)運(yùn)時帶來的高成本問題，為企業(yè)每年節(jié)省500多萬元的搬運(yùn)成本；自動化存儲和庫前輸送系統(tǒng)，為企業(yè)節(jié)省作業(yè)人員近百人。綜合以上計(jì)算，在3～5年內(nèi)即可收回設(shè)備投資。

2.有助于企業(yè)形象的提升

進(jìn)入廠區(qū)，成品擺放規(guī)整，不像以前貨物堆疊參差不齊，布局混亂；進(jìn)出倉變得很規(guī)律，盤點(diǎn)、發(fā)貨變得很輕松；助力該企業(yè)榮獲“2018年度高新技術(shù)企業(yè)”稱號，2019年獲得省級技術(shù)企業(yè)資質(zhì)。

3.信息化建設(shè)方面有所改善

采用自動化存儲，在WMS、WCS等軟件系統(tǒng)的保障下，助力企業(yè)實(shí)現(xiàn)廠內(nèi)物流全程條碼溯源。

據(jù)了解，本項(xiàng)目目前還沒有實(shí)現(xiàn)成品出庫裝車的自動化，可以在后期技術(shù)成熟后，將自動裝車系統(tǒng)添加進(jìn)去，使得整個成品入出庫流程全部實(shí)現(xiàn)自動化作業(yè)。