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蒙牛乳业(银川)有限公司自动化立体仓库项目

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应用行业建议:自动管控;仓储物流

服务商:北京机械工业自动化研究所

方案简述:本项目共设置了14个巷道,20000个货位。共有堆垛机14台,4台机器人及计算机管理监控系统、自动化控制系统等其他相关辅助设备,是国内目前自动化程度较高的自动化立体仓库系统。

    内蒙古蒙牛乳业乳制品自动化立体仓库,是蒙牛乳业公司委托北自所设计制造的自动化立体仓库。该库后端与公司乳制品生产线相衔接,与出库区相联接,库内主要存放成品纯鲜奶和成品瓶酸奶。库区面积8323平方米,货架最大高度21米,托盘尺寸1200×1000毫米,库内货位总数19632个。其中,常温区货位数14964个;低温区货位46687年。入库能力150盘/小时,出库能力300盘/小时。出入库采用联机自动。

    一、工艺流程及库区布置

    根据用户存储温度的不同要求,该库划分为常温和低温两个区域。常温区保存鲜奶成品,低温区配置制冷设备,恒温4℃,存储瓶酸奶。按照生产――存储――配送的工艺及奶制品的工艺要求,经方案模拟仿真优化,最终确定库区划分为入库区、储存区、托盘(外调)回流区、出库区、维修区和计算机管理控制室6个区域。

    入库区由66台链式输送机、3台双工位高速梭车组成。负责将生产线码垛区完成的整盘货物转入各入库口。双工位穿梭车则负责生产线端输送机输出的货物向各巷道入库口的分配、转动及空托盘回送。

    储存区包括高层货架和17台巷道堆垛机。高层货架采用双托盘货位,完成货物的存储功能。巷道堆垛机则按照指令完成从入库输送机到目标的取货、搬运、存货及从目标货位到出货输送机的取货、搬运、出货任务。

    托盘(外调)回流区分别设在常温储存区和低温储存区内部,由12台出库口输送机、14台入库口输送机、巷道堆垛机和货架组成。分别完成空托盘回收、存储、回送、外调货物入库、剩余产品,退库产品入库、回送等工作。

    出库区设置在出库口外端,分为货物暂存区和装车区,由34台出库较输送机、叉车和运输车辆组成。叉车司机通过电子看板、RF终端扫描来叉车完成装车作业,反馈发送信息。

    维修区设在穿梭车轨道外一侧,在某台空梭车更换配件或处理故障时,其他穿梭车仍旧可以正常工作。计算机控制室设在二楼,用于出入库登记、出入库高度、管理和联机控制。

    二、设备选型及配置

    (一)货架

    1、货架主材。

    主柱:常温区选用刚玉公司自选轧制的126型异型材,低温区采用120型异型材。横梁:常温区选用刚玉公司自轧制异型材55BB区采用5BB型异型材。天、地轨:地轨采用30公斤/米钢轨;天要采用16#工字钢。

    2、采用的标准、规范。

    JB/T5323-1991立体仓库焊接式钢结构货架技术条件;JB/T9018-1999有轨巷道式高层货架仓库设计规范;CECS 23:90钢货架结构设计规范和Q/140100GYCC001-1999货架用异型钢材。

    3、基础及土建要求。

    仓库地面平整度允许念头:仓库980长谈主,允许偏差±10毫米;在最大载荷下,货架区域基础地坪的沉降变形应小于1/1000。

    4、消防空间。

    货架北部有400毫米空间,200毫米安装背拉杆,200毫米安装消防管道。

    (二)有轨巷道堆垛机

    1、 设备配置。

    有要巷道堆垛超重机主要由多发结构、超升机构、货叉取货机构、载货台、断绳案例保护装置、限速装置、过载与松绳保护装置以及电器控制装置等组成。

    驱动装置:采用德国德马格公司产品,性能优良、体积小、噪音低、维护保养方便。变频调整:驱动单元采用变频调速,可满足堆垛机出入库平衡操作和高速运行,具有起动性能好、调速范围宽、速度变化平衡、运行稳定并有完善的过压、过流保护功能。堆垛机控制系统:先用分解式控制、控制单元采用模块式结构,当某个模块发生故障时,在几分钟内便可更换备用模块,使系统重新投入工作。案例保护装置:堆垛机超升松绳和过载、娄绳安全保护装置;载货台上、下极限位装置;运行及超升强制换速形状和紧急限位器;货叉伸缩机械限位挡块;位虚实探测、货物高度及歪斜控制;电器联锁装置;各运行端部极限设缓冲器;堆垛机设作业报警电铃和警示灯。

    2、 控制方式。

    手动控制:戴盆望天垛机的手动控制是由操作人员,通过操作板的按钮和万能转换形状,直接操作机械运作行,包括水平运行、载货台升降、货叉伸缩三种动作。

    单机自动:单机自动控制是操作人员在出入库端通过堆垛机电控柜上的操作板,输入入(出)库指令,堆垛机将自动完成入(出)库作业,并返回入(出)库端待令。

    在线全自动控制:操作人员在计算机中心控制室,通过操作终端输入入(出)库任务或入(出)库指令,计算机与堆垛机通过远红外通讯连接将入(出)库指令下达到堆垛机,再由堆垛机自动完成入(出)库作业。

    (三)输送机。

    整个输送系统由2套PLC控制系统控制,与上位监控机相联,接收监控机发出的作业命令,返回命令的执行情况和子系统的状态等。

    (四)双工位穿梭车

    系统完成小车的高度,其中一工位完成成品货物的接送功能,另一工位负责执行委员会的拆卸分配。主要技术参数有:安定载荷:1300公斤;接送货物规格:1200毫米×1000毫米×1470毫米(含托盘);拆最大空托盘数:8个;空托盘最大高度:1400毫米;运行速度:5-160米/分(变频调速);输送速度:12.4米/分。

    (五)计算机管理与控制系统

    依据蒙牛业立库招标的具体需求,考虑企业长远目标及业务发展需求,针对立库的业务实际和管理模式,为本项目定制开了一套适合用户需求的仓储物流管理系统。

    主要包括仓储物流信息管理系统和仓储物流控制与监控系统两部分。仓储物流信息管理系统实现上层战略信息流、中层管理信息流的管理;自动化立体仓库控制与监控系统实现下层信息流与物流作业的管理。

    1、仓储物流信息管理系统。

    1) 入库管理。实现入库信息采集、入库信息维护、脱机入库、条形码管理、入库交接班管理、入库作业管理、入库单查询等。

    2) 出库管理。实现出库单据管理、出库货位分配、脱机出库、发货确认、出库交接班管理、出库作业管理。

    3) 库存管理。对货物、库区、货位等进行管理,实现仓库调拨、仓库盘点、存货调价、库存变动、托盘管理、在库物品管理、库存物流断档分析、积压分析、质保期预警、  库存报表、可出库报表等功能。

    4)系统管理。实现对系统基础资料的管理,主要包括系统初始设置,系统安全管理,基础资料管理,物料管理模块,业务资料等模块。

    5)配送管理。实现车辆管理、派车、装车、运费结算等功能。

    6)质量控制。实现出入库物品、库存物品的质量控制管理。包括抽检管理、复检管理、质量查询、质量控制等。

    7)批次管理。实现入库批次数字化、库存批次查询、出库发货批次追踪。

    8)配送装车辅助。通过电子看板、RF终端提示来指导叉车进行物流作业。

    9)RF信息管理系统。通过RF实现入库信息采集、出库发货数据采集、盘点数据采集等。

    2、仓储物流控制监控系统。

    自动化立体仓库控制与监控系统是实现仓储作业自动化、智能化的核心系统,它负责管理高度仓储物流信息系统的作业队列,并把作业队列解析自动化仓储设备的指令队列,根据设备的运行状况指挥协调设备的运行。同时,本系统以动态仿真人机交互界面监控自动化仓储设备的运行状况。

    系统包括作业管理、作业高度、作业跟踪、自动联机入库、设备监控、设备组态、设备管理等几个功能模块。

    案例思考题

    1、结合本案例分析自动化立体仓库由哪些设施组成?

    2、自动化立体仓库的特点是什么?

    3、分析蒙牛采用的此立体化仓库的优越性在哪?

    答案:

    1、一般的自动立体化仓库由高层货架、托盘、巷道堆垛机、输送机系统、AGV系统、自动控制系统、库存信息管理系统组成。本案例中的自动化仓库由货架、有轨巷道堆垛机、输送机、双工位穿梭车、计算机管理与控制系统组成。

    2、(1)自动立体化仓库采用高层货架库存量大,占地面积小,本案例中的货架不仅能够达到上述要求,还具有消防空间,保证货物的安全性。

    2)采用巷道式堆垛起重设备,自动装卸货物,省人省力,工作效率高。本案例采用有轨巷道堆垛机,具有性能优良、体积小、噪音低、维护保养方便等优点,能够实现更大程度的自动化。

    3)货架存取和仓库管理的全部活动都由计算机控制,实现全过程自动化。本案例采用仓储物流信息管理系统和仓储物流控制监控系统,全面自动化管理仓储活动。

    3.自动化立体仓库的优越性在于:

    1)提高空间利用率。本案例采用有轨巷道式高层货架,具有较大货物空间利用率,还具有消防空间,保证货物的安全性。

    2)加快货物的存取节奏,减轻劳动强度,提高生产效率。本案例采用信息系统自动化管理仓储活动,运用输送机,双工位穿梭车等自动化装置,大大提高货物的搬运、运输等速度,提高生产率的同时也节省了人力。

    3)减少库存资金积压。由于自动化立体仓库的生产效率高,货物存取速度快,大大地增强了货物与资金周转。

    4)便于形成先进的物流系统,提高企业生产管理水平。本案例中采用立体货架,巷道式堆垛机,输送机,双工位穿梭车等自动化装置以及信息管理系统,形成了高效率的现代化立体仓库管理系统,大大提高了生产管理水平。


北京机械工业自动化研究所

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