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蒙牛六期的高度自動(dòng)化物流系統(tǒng)
蒙牛乳業(yè)集團(tuán)成立于1999年,總部設(shè)在內(nèi)蒙古呼和浩特市和林格爾縣盛樂(lè)經(jīng)濟(jì)園區(qū),企業(yè)總資產(chǎn)達(dá)76億元,乳制品年生產(chǎn)能力500萬(wàn)噸。隨著生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大,自2002年起,蒙牛乳業(yè)集團(tuán)開(kāi)始采用自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù),提高倉(cāng)儲(chǔ)容量與物流管理水平。伴隨在全國(guó)范圍內(nèi)共擁有20多座立體倉(cāng)庫(kù)。其中,2007年投入使用的六期工廠的物流系統(tǒng)項(xiàng)目,以規(guī)模巨大和高度自動(dòng)化受到業(yè)界的廣泛關(guān)注。
2006年,蒙牛乳業(yè)集團(tuán)做出了在總部投資建設(shè)六期生產(chǎn)項(xiàng)目的決定,并提出了“八化”即國(guó)際化、智能化、規(guī)?;⒘Ⅲw化、展示化、個(gè)性化、差異化、系統(tǒng)化的要求,準(zhǔn)備采用先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念和技術(shù)設(shè)備,建成國(guó)內(nèi)規(guī)模最大,科技含量最高,集生產(chǎn)、科研、培訓(xùn)于一體的大型現(xiàn)代化液體奶生產(chǎn)廠。該項(xiàng)目主體工程投資 10億元,主車(chē)間4.77萬(wàn)平方米,擁有22條生產(chǎn)線(xiàn),日產(chǎn)鮮奶2000噸,由中央控制系統(tǒng)指令各種設(shè)備,自動(dòng)完成從收奶到產(chǎn)品出庫(kù)的全過(guò)程。蒙牛六期的建成,標(biāo)志著我國(guó)乳品加工業(yè)技術(shù)水平邁進(jìn)了世界先進(jìn)列,縮小了中國(guó)乳業(yè)與世界乳業(yè)的差距。
與蒙牛六期項(xiàng)目相配套的物流系統(tǒng),集成了自動(dòng)倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)AS/RS、空中懸掛輸送系統(tǒng)、碼垛機(jī)器人、環(huán)行穿梭車(chē)、直線(xiàn)穿梭車(chē)、自動(dòng)導(dǎo)引運(yùn)輸車(chē) AGV、自動(dòng)整形機(jī)、自動(dòng)薄膜纏繞機(jī)、液壓升降臺(tái)、貨架穿梭板、連續(xù)提升機(jī)、以及多種類(lèi)型的輸送機(jī)等眾多自動(dòng)化物流設(shè)備,是迄今國(guó)內(nèi)乳業(yè)自動(dòng)化程度最高、最先進(jìn)的物流系統(tǒng)
系統(tǒng)要求
蒙牛六期物流系統(tǒng)項(xiàng)目由太原剛玉物流工程有限公司負(fù)責(zé)整體規(guī)劃、實(shí)施。由于此前雙方長(zhǎng)期而良好的合作基礎(chǔ),工程從招標(biāo)到建成僅歷時(shí)半年,速度之快、效率之高令人稱(chēng)奇。該項(xiàng)目總包方太原剛玉物流工程有限公司經(jīng)受了大方案、大集成、打服務(wù)的嚴(yán)峻考驗(yàn),展示出強(qiáng)大的綜合實(shí)力。
蒙牛六期物流系統(tǒng)主要服務(wù)于常溫液體奶的生產(chǎn)、儲(chǔ)存、發(fā)貨,按照功能設(shè)計(jì)劃分為生產(chǎn)區(qū)、入庫(kù)區(qū)、儲(chǔ)存區(qū)和出庫(kù)區(qū)等,由計(jì)算機(jī)統(tǒng)一對(duì)整個(gè)物流流程實(shí)行自動(dòng)化管理。六期項(xiàng)目共設(shè)置22條生產(chǎn)線(xiàn),包括10條利樂(lè)22型機(jī)(3條苗條型、7條標(biāo)準(zhǔn)型)和12條康美機(jī)(5條苗條型、7條標(biāo)準(zhǔn)型)、生產(chǎn)能力為 1800噸 /20小時(shí),出庫(kù)量為5000噸/22小時(shí)。按照規(guī)定,每天來(lái)自灌裝車(chē)間的產(chǎn)品入庫(kù)量約為110托盤(pán)/小時(shí);出庫(kù)需分拆的量為30托盤(pán)/小時(shí)。
在物流系統(tǒng)規(guī)劃過(guò)程中,蒙牛集團(tuán)不僅對(duì)處理量提出了很高的要求,更重要的是要求實(shí)現(xiàn)從牛奶生產(chǎn)到成品最后出庫(kù)裝車(chē)發(fā)運(yùn)全過(guò)程的無(wú)人化作業(yè),其中包括成品入出庫(kù)、原輔料及包材的輸送等所有物流作業(yè)環(huán)節(jié)。同時(shí),整個(gè)系統(tǒng)還要符合經(jīng)濟(jì)性、靈活性、安全性與易維護(hù)性的要求。
系統(tǒng)構(gòu)成
為實(shí)現(xiàn)從生產(chǎn)到出庫(kù)流程的無(wú)人化作業(yè),蒙牛六期的物流系統(tǒng)由成品全自動(dòng)立體庫(kù)及輸送系統(tǒng)、內(nèi)包材自動(dòng)化立體庫(kù)及輸送系統(tǒng)、輔料自動(dòng)輸送系統(tǒng)、以及貫穿這三個(gè)子系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)組成。
一、 成品自動(dòng)立體庫(kù)及輸送系統(tǒng)的構(gòu)成與特點(diǎn)
該系統(tǒng)從生產(chǎn)車(chē)間內(nèi)的產(chǎn)品封箱后起,至出庫(kù)區(qū)穿梭車(chē)后輥筒式輸送機(jī)(裝車(chē)前),實(shí)現(xiàn)成品存儲(chǔ)與出庫(kù)操作,以及空托盤(pán)的與存儲(chǔ)。主要設(shè)備包括:
1、 提升機(jī)
22臺(tái)提升機(jī)與相應(yīng)數(shù)量的封箱機(jī)銜接,提升高度為2米,負(fù)責(zé)將成品奶箱送至碼盤(pán)機(jī)器人處
2、機(jī)器人自動(dòng)碼盤(pán)系統(tǒng)
為提升整體系統(tǒng)的自動(dòng)化程度,托盤(pán)碼垛采用機(jī)器人作業(yè)。碼盤(pán)機(jī)器人可同時(shí)分別對(duì)來(lái)自?xún)蓷l生產(chǎn)線(xiàn)的貨物進(jìn)行碼垛。機(jī)械手為六軸式,每天可連續(xù)工作20小時(shí)以上。
3、 環(huán)形穿梭車(chē)
環(huán)形穿梭車(chē)用于將滿(mǎn)載托盤(pán)從機(jī)器人碼垛后的輸送線(xiàn),自動(dòng)運(yùn)送到成品倉(cāng)庫(kù)入庫(kù)端的各工位,并完成入庫(kù)端空托盤(pán)組至分解空托盤(pán)處的自動(dòng)運(yùn)輸。
4、輸送系統(tǒng)
(1)碼垛好的托盤(pán)貨物經(jīng)輸送線(xiàn)至入庫(kù)環(huán)形穿梭車(chē)入口,等待搬運(yùn)車(chē)入庫(kù)。
(2)出、入庫(kù)端各設(shè)24條輸送線(xiàn),和立體庫(kù)內(nèi)24條巷道對(duì)應(yīng)。
(3)出庫(kù)裝車(chē)處有20條輥筒式輸送機(jī)(有坡度),同20輛汽車(chē)對(duì)應(yīng)。
(4)裝車(chē)后留下的空托盤(pán)經(jīng)輸送線(xiàn)送回入庫(kù)碼垛處、分拆處或立體庫(kù)存儲(chǔ)。
(5)分拆后剩余的產(chǎn)品也經(jīng)輸送線(xiàn)重新送回立體庫(kù)。
(6)入庫(kù)碼盤(pán)區(qū)空托盤(pán)的補(bǔ)充通過(guò)系統(tǒng)自動(dòng)完成,可以保證在機(jī)器人碼垛時(shí)始終有空托盤(pán)備用。碼垛所需空托盤(pán)從立體庫(kù)內(nèi)取出后(8個(gè)為一垛),由環(huán)形穿梭車(chē)送至空托盤(pán)輸送線(xiàn)進(jìn)行拆盤(pán),在被分配到機(jī)器人碼盤(pán)區(qū)。
5、高位貨架
成品立體庫(kù)總建筑面積102×106米。庫(kù)房頂最高點(diǎn)24米,最低點(diǎn)20米。貨架分布為24排76列12層、24排76列13層,共45600個(gè)貨位。
6、單伸堆垛機(jī)
(1)單元式直線(xiàn)型有軌巷道堆垛機(jī)工24臺(tái),單機(jī)最大起重量為1200千克。
(2)采用變頻調(diào)速方式,完成來(lái)自車(chē)間貨物的入庫(kù)或外來(lái)貨物的出庫(kù)操作。
(3)堆垛機(jī)與計(jì)算機(jī)管理監(jiān)控系統(tǒng)采用紅外線(xiàn)通訊方式。
(4)堆垛機(jī)操作方式:聯(lián)機(jī)操作、單機(jī)操作、手動(dòng)操作。
二、內(nèi)包材及輸送系統(tǒng)的構(gòu)成與特點(diǎn)
該系統(tǒng)從內(nèi)包材經(jīng)人工碼垛后用叉車(chē)將托盤(pán)運(yùn)至入庫(kù)輸送線(xiàn)起,至所有內(nèi)包材被送到生產(chǎn)車(chē)間的使用點(diǎn)(包括空托盤(pán)回庫(kù))。內(nèi)包材庫(kù)存放的是和牛奶直接接觸的包材(包括紙卷和紙盒),因此對(duì)庫(kù)房?jī)?nèi)的潔凈度有一定的要求,故采用自動(dòng)化立體庫(kù)儲(chǔ)存。另外,內(nèi)包材庫(kù)還具有包材外調(diào)和空托盤(pán)外出的功能。主要由如下設(shè)備組成:
1、 駛?cè)胧截浖芟到y(tǒng)
(1) 包材庫(kù)總建筑面積102×30米,庫(kù)房?jī)舾?米,總貨位數(shù)2400個(gè)。由于兩種包材的托盤(pán)尺寸不等,故將貨架分為兩個(gè)區(qū)域,每種各占50%。放置利樂(lè)包材的托盤(pán)尺寸1200×1200mm,托盤(pán)與包材重1200千克/托盤(pán)。放置康美包材的托盤(pán)尺寸1240×1000mm,托盤(pán)與包材重780千克/托盤(pán).
(2) 貨架采用穿梭板式貨位和螺栓連接式,高度可調(diào)整。
2、 單伸堆垛機(jī)
(1) 采用2臺(tái)轉(zhuǎn)軌式堆垛機(jī),單機(jī)最大起重量為1300千克,即可滿(mǎn)足外來(lái)包材的進(jìn)貨量及送往車(chē)間的包材出貨量的要求,又可滿(mǎn)足不同貨架尺寸的需求。
(2) 沒(méi)有過(guò)載與松繩保護(hù)裝置、斷繩保護(hù)裝置、貨叉動(dòng)作連鎖保護(hù)裝置及貨叉力矩限止器和貨位探測(cè)及有無(wú)貨物檢測(cè)裝置。
(3) 堆垛機(jī)與計(jì)算機(jī)管理監(jiān)控系統(tǒng)采用紅外線(xiàn)通訊方式。
(4) 堆垛機(jī)上沒(méi)有載入裝置,方便人員對(duì)最高處貨架的維修及管理。
(5) 堆垛機(jī)操作方式:聯(lián)機(jī)操作、單機(jī)操作、手動(dòng)操作。
3、 出庫(kù)機(jī)器人自動(dòng)搬運(yùn)系統(tǒng)(AGV系統(tǒng))
在和生產(chǎn)車(chē)間相通的一端,由AGV(無(wú)人搬運(yùn)車(chē))自動(dòng)將包材直接送到無(wú)菌灌裝機(jī)指定的位置,空托盤(pán)由AGV送回包材庫(kù)。AGV采用激光引導(dǎo),由帶輸送移載機(jī)構(gòu)的AGV小車(chē)、地面導(dǎo)航系統(tǒng)、在線(xiàn)自動(dòng)充電系統(tǒng)、周邊輸送系統(tǒng)、AGV控制臺(tái)和通訊系統(tǒng)等組成。
三、 輔料自動(dòng)輸送系統(tǒng)的構(gòu)成與特點(diǎn)
該系統(tǒng)從人工將輔料放置到自動(dòng)搬運(yùn)懸掛車(chē)起,至輔料被準(zhǔn)確送到車(chē)間輔料位置。輔料庫(kù)位于生產(chǎn)車(chē)間外馬路對(duì)面,為駛?cè)胧綆?kù)房,用于存放紙箱和吸管。輔料庫(kù)空中長(zhǎng)廊底標(biāo)高5米,空中長(zhǎng)度30米。
每條生產(chǎn)線(xiàn)紙箱需求量分別為:利樂(lè)包834片/小時(shí)、康美包500片/小時(shí)。紙箱及吸管至生產(chǎn)車(chē)間裝箱機(jī)和貼管機(jī)的搬運(yùn),采用空中無(wú)人自動(dòng)搬運(yùn)懸掛車(chē)完成??罩袩o(wú)人自動(dòng)搬運(yùn)車(chē)采用單軌道懸掛機(jī)構(gòu),在一條環(huán)形主軌道上運(yùn)行。
四.計(jì)算機(jī)監(jiān)控和管理系統(tǒng)
整個(gè)計(jì)算機(jī)監(jiān)控和管理系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)對(duì)成品自動(dòng)化庫(kù)、內(nèi)包材自動(dòng)化庫(kù)和輔料庫(kù)的統(tǒng)一管理。成品自動(dòng)化庫(kù)、包材自動(dòng)化庫(kù)要求實(shí)現(xiàn)聯(lián)機(jī)在線(xiàn)的全自動(dòng)控制、監(jiān)控和管理,主要包括庫(kù)房倉(cāng)儲(chǔ)物流信息管理系統(tǒng)、自動(dòng)化庫(kù)房控制與監(jiān)控系統(tǒng)、自動(dòng)化庫(kù)房控制執(zhí)行系統(tǒng)三部分。其中,庫(kù)房倉(cāng)儲(chǔ)物流信息管理系統(tǒng)具備入庫(kù)管理、出庫(kù)管理、庫(kù)存管理、數(shù)據(jù)采集、質(zhì)檢管理、批次管理、查詢(xún)統(tǒng)計(jì)、系統(tǒng)管理、儲(chǔ)位管理、人力資源管理、預(yù)警、糾偏、人性化操作界面等功能模塊。系統(tǒng)特點(diǎn)
1、 在計(jì)算機(jī)統(tǒng)一指揮下完成立體庫(kù)作業(yè),實(shí)現(xiàn)貨物的入出庫(kù)信息自動(dòng)化管理,自動(dòng)完成貨物的數(shù)據(jù)維護(hù)、查詢(xún)、修改、清庫(kù)報(bào)表、庫(kù)存分析、報(bào)表打印等操作,并動(dòng)態(tài)顯示設(shè)備狀態(tài)、位置及完成工作情況、故障情況提示、報(bào)警信息,以及庫(kù)存貨物的分布情況等。
2、 入庫(kù)時(shí),系統(tǒng)自由分配貨位,按照由下到上的原則,也可以具體指定任意貨位;出庫(kù)時(shí),原則上按入庫(kù)登錄順序(入庫(kù)日期和批號(hào)),即先進(jìn)先出的原則。
3、 計(jì)算機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)采用全漢化圖形界面,具有良好的開(kāi)放性,系統(tǒng)功能便于修改和再次開(kāi)發(fā)。
運(yùn)作流程
按照成品,內(nèi)包材和輔料三種不同物料劃分,其物流作業(yè)流程分別如下:
一、 成品物流
蒙牛六期物流中心從前到后依次為生產(chǎn)區(qū)、入庫(kù)區(qū)、儲(chǔ)存區(qū)和出庫(kù)區(qū),具體運(yùn)作流程如下:
(一) 生產(chǎn)區(qū)
22臺(tái)封箱機(jī)經(jīng)輸送鏈與碼盤(pán)機(jī)器人接頭,輸送鏈在碼垛錢(qián)江帶產(chǎn)品的紙箱提升至離地面2米處。紙箱由碼盤(pán)機(jī)器人按貨架層間距的尺寸要求,整齊地碼放在下游輸送帶上的托盤(pán)上。
(二) 入庫(kù)區(qū)
1、 碼好產(chǎn)品的托盤(pán)由環(huán)行穿梭車(chē)搬運(yùn)到自動(dòng)立體庫(kù)外與巷道堆垛機(jī)連接的輸送機(jī)上。裝有苗條型產(chǎn)品的托盤(pán)在入庫(kù)前需要進(jìn)行塑料薄膜纏繞。
2、 在入庫(kù)區(qū)設(shè)有雙工位高速環(huán)行穿梭車(chē),將入庫(kù)貨物向入庫(kù)口進(jìn)行分配。托盤(pán)貨物在上穿竣車(chē)之前,須經(jīng)過(guò)外形合格檢測(cè)裝置,未通過(guò)者由小車(chē)送到整形裝置處進(jìn)行整形后再入庫(kù)。
3、 經(jīng)檢測(cè)碼垛合格的托盤(pán)被堆垛機(jī)自動(dòng)放到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)指定的貨位上。
(三)出庫(kù)區(qū)
1 、出庫(kù)作業(yè)區(qū)設(shè)置20個(gè)停車(chē)位,可以滿(mǎn)足20輛運(yùn)輸車(chē)同時(shí)裝卸任務(wù)。堆垛機(jī)從貨架上取出裝有產(chǎn)品的托盤(pán),送到庫(kù)房外的環(huán)行穿梭車(chē)上。根據(jù)銷(xiāo)售清單,產(chǎn)品托盤(pán)從滾筒式輸送機(jī)被送到裝貨車(chē)旁。
2、在環(huán)行穿竣車(chē)的某處設(shè)立產(chǎn)品分拆區(qū)域,需要分拆的托盤(pán)在此脫離穿竣車(chē)道,通過(guò)人工分揀后,再回到穿竣車(chē)道上。
二、內(nèi)包材物流
1、入庫(kù)
內(nèi)包材從外部采購(gòu)回來(lái)時(shí),由人工卸車(chē)碼放在托盤(pán)上后,用叉車(chē)將包材放置到輸送機(jī)上,運(yùn)至入庫(kù)臺(tái)上(一個(gè)入口)。堆垛機(jī)接到指令后將貨物就近或者按照預(yù)先設(shè)定的位置先放到穿梭板上,由穿竣板的往復(fù)運(yùn)動(dòng)將貨物放置到貨架(兩種尺寸貨架)上。
2、出庫(kù)
根據(jù)生產(chǎn)的需求,由堆垛機(jī)自動(dòng)將所需紙卷、紙盒托盤(pán)取出放到和生產(chǎn)車(chē)間相通的一端。從庫(kù)房至生產(chǎn)灌裝機(jī)之間的物料搬運(yùn)采用激光導(dǎo)引自動(dòng)搬運(yùn)機(jī)器人(AGV)。AGV將整托盤(pán)紙卷或紙盒送到無(wú)菌灌裝機(jī)指定的工位,人工輔助上紙卷或紙盒??胀斜P(pán)由AGV送回包材庫(kù)。系統(tǒng)充分考慮到了生產(chǎn)結(jié)束后剩余包材回庫(kù)問(wèn)題,在下次出貨時(shí)優(yōu)先使用剩余的包材。
三、輔料物流
紙箱:在輔料庫(kù)中指定的工位,由人工將紙箱拆捆后,按生產(chǎn)要求的數(shù)量、方向放到搬運(yùn)車(chē)的裝載模具內(nèi)。
吸管:在輔料庫(kù)中指定的工位,由人工將吸管拆箱后,把箱內(nèi)所有的吸管放在搬運(yùn)車(chē)上的周轉(zhuǎn)箱內(nèi)。
紙箱及吸管至生產(chǎn)車(chē)間裝箱和貼管機(jī)的運(yùn)送,采用空中無(wú)人自動(dòng)搬運(yùn)懸掛車(chē)完成。搬運(yùn)車(chē)可自動(dòng)將這些輔料送到所需上料的裝箱機(jī)處,并自動(dòng)投放到裝箱機(jī)上的紙箱緩沖工位。生產(chǎn)結(jié)束后或更換品種時(shí),搬運(yùn)車(chē)能將剩余紙箱或吸管送回輔料庫(kù)內(nèi)。
技術(shù)亮點(diǎn)
蒙牛六期自動(dòng)化物流系統(tǒng)是高科技設(shè)備和控制技術(shù)的高度集成,以規(guī)模之大、創(chuàng)新點(diǎn)之多、自動(dòng)化程度之高、運(yùn)行效率之高備受業(yè)界矚目。該項(xiàng)目從信息管理控制系統(tǒng)到物流設(shè)備應(yīng)用擁有諸多創(chuàng)新技術(shù)。
在控制系統(tǒng)方面,實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)物流與多庫(kù)存儲(chǔ)物流的統(tǒng)一調(diào)度管理。物流中心的高度自動(dòng)化要求對(duì)成品自動(dòng)化庫(kù)、內(nèi)包材自動(dòng)化庫(kù)、輔料庫(kù)進(jìn)行多庫(kù)統(tǒng)一調(diào)度和管理,即建立包括倉(cāng)儲(chǔ)物流信息管理系統(tǒng)、自動(dòng)化庫(kù)房控制與監(jiān)控系統(tǒng)和自動(dòng)化庫(kù)房控制執(zhí)行系統(tǒng)等在內(nèi)的信息控制系統(tǒng);實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)物流與包裝的自動(dòng)化控制,生產(chǎn)物流與存儲(chǔ)物流的統(tǒng)一管理調(diào)度,以及多庫(kù)存儲(chǔ)與生產(chǎn)物流的統(tǒng)籌管理等。
在高科技設(shè)備應(yīng)用方面,該項(xiàng)目涵蓋了多種先進(jìn)高效的自動(dòng)化設(shè)備,其中AGV和空中懸掛輸送系統(tǒng)是蒙牛六期中的最大亮點(diǎn)。特別是在內(nèi)包材出庫(kù)環(huán)節(jié)引入了 AGV,從根本上實(shí)現(xiàn)了真正的自動(dòng)化搬運(yùn),成為蒙牛集團(tuán)同類(lèi)項(xiàng)目中的一大突破。據(jù)了解,在其他項(xiàng)目的立體庫(kù)中,內(nèi)包材搬運(yùn)作業(yè)多由計(jì)算機(jī)控制堆垛機(jī)使貨物下架,由軌道出庫(kù)。相比之下,AGV的應(yīng)用使蒙牛六期的運(yùn)輸系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了完全的智能化,大大提高了工作效率,降低了人力成本。
從一年來(lái)的運(yùn)轉(zhuǎn)情況看,蒙牛六期物流系統(tǒng)已基本達(dá)到了當(dāng)初的規(guī)劃設(shè)計(jì)目標(biāo),取得了令人滿(mǎn)意的效果。以此為基礎(chǔ),蒙牛乳業(yè)集團(tuán)有信心將位于呼和浩特和林德?tīng)柨h的總部基地建設(shè)成國(guó)內(nèi)規(guī)模最大、科技含量最高的現(xiàn)代化工廠,成為國(guó)內(nèi)外乳制品行業(yè)的典范。
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