蒙牛乳业自动化立体仓库案例_蒙牛自动化立体仓库
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蒙牛乳业自动化立体仓库案例
内蒙古蒙牛乳业泰安有限公司乳制品自动化立体仓库，是蒙牛乳业公司委托太原刚玉物流工程有限公司设计制造的第三座自动化立体仓库。该库后端与泰安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、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、运作流程
按照成品，内包材和辅料三种不同物料划分，其物流作业流程分别如下： 1.成品物流
蒙牛六期物流中心从前到后依次为生产区、入库区、储存区和出库区，具体运作流程如下： 生产区
22台封箱机经输送链与码盘机器人接头，输送链在码垛钱江带产品的纸箱提升至离地面2米处。纸箱由码盘机器人按货架层间距的尺寸要求，整齐地码放在下游输送带上的托盘上。 入库区 码好产品的托盘由环行穿梭车搬运到自动立体库外与巷道堆垛机连接的输送机上。装有苗条型产品的托盘在入库前需要进行塑料薄膜缠绕。
在入库区设有双工位高速环行穿梭车，将入库货物向入库口进行分配。托盘货物在上穿竣车之前，须经过外形合格检测装置，未通过者由小车送到整形装置处进行整形后再入库。
经检测码垛合格的托盘被堆垛机自动放到计算机系统指定的货位上。 出库区
出库作业区设置20个停车位，可以满足20辆运输车同时装卸任务。堆垛机从货架上取出装有产品的托盘，送到库房外的环行穿梭车上。根据销售清单，产品托盘从滚筒式输送机被送到装货车旁。在环行穿竣车的某处设立产品分拆区域，需要分拆的托盘在此脱离穿竣车道，通过人工分拣后，再回到穿竣车道上。
2.内包材物流
入库
内包材从外部采购回来时，由人工卸车码放在托盘上后，用叉车将包材放置到输送机上，运至入库台上（一个入口）。堆垛机接到指令后将货物就近或者按照预先设定的位置先放到穿梭板上，由穿竣板的往复运动将货物放置到货架（两种尺寸货架）上。 出库
根据生产的需求，由堆垛机自动将所需纸卷、纸盒托盘取出放到和生产车间相通的一端。从库房至生产灌装机之间的物料搬运采用激光导引自动搬运机器人（AGV）。AGV将整托盘纸卷或纸盒送到无菌灌装机指定的工位，人工辅助上纸卷或纸盒。空托盘由AGV送回包材库。系统充分考虑到了生产结束后剩余包材回库问题，在下次出货时优先使用剩余的包材。
3.辅料物流
纸箱：在辅料库中指定的工位，由人工将纸箱拆捆后，按生产要求的数量、方向放到搬运车的装载模具内。
吸管：在辅料库中指定的工位，由人工将吸管拆箱后，把箱内所有的吸管放在搬运车上的周转箱内。
纸箱及吸管至生产车间装箱和贴管机的运送，采用空中无人自动搬运悬挂车完成。搬运车可自动将这些辅料送到所需上料的装箱机处，并自动投放到装箱机上的纸箱缓冲工位。生产结束后或更换品种时，搬运车能将剩余纸箱或吸管送回辅料库内。
三、设备选型及配置
1.货架 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。
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。 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。 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。
规格。
成品立体库总建筑面积102×106米。库房顶最高点24米，最低点20米。货架分布为24排76列12层、24排76列13层，共45600个货位。
2.有轨巷道堆垛机
设备装置：
有轨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。
单元式直线型有轨巷道堆垛机工24台，单机最大起重量为1200千克。采用变频调速方式，完成来自车间货物的入库或外来货物的出库操作。堆垛机与计算机管理监控系统采用红外线通讯方式。 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。
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。
3.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。 码垛好的托盘货物经输送线至入库环形穿梭车入口，等待搬运车入库。
出、入库端各设24条输送线，和立体库内24条巷道对应。
出库装车处有20条辊筒式输送机（有坡度），同20辆汽车对应。 装车后留下的空托盘经输送线送回入库码垛处、分拆处或立体库存储。 分拆后剩余的产品也经输送线重新送回立体库。
入库码盘区空托盘的补充通过系统自动完成，可以保证在机器人码垛时始终有空托盘备用。码垛所需空托盘从立体库内取出后（8个为一垛），由环形穿梭车送至空托盘输送线进行拆盘，在被分配到机器人码盘区。
4.双工位/环形穿梭车
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。
环形穿梭车用于将满载托盘从机器人码垛后的输送线，自动运送到成品仓库入库端的各工位，并完成入库端空托盘组至分解空托盘处的自动运输。
四、主要系统
1.计算机管理与控制系统
依据蒙牛业泰安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。1.1 仓储物流信息管理系统。
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。 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。
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。 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。 配送管理。实现车辆管理、派车、装车、运费结算等功能。
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。
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。
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。
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。
1.2 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。2.内包材及输送系统
该系统从内包材经人工码垛后用叉车将托盘运至入库输送线起，至所有内包材被送到生产车间的使用点（包括空托盘回库）。内包材库存放的是和牛奶直接接触的包材（包括纸卷和纸盒），因此对库房内的洁净度有一定的要求，故采用自动化立体库储存。另外，内包材库还具有包材外调和空托盘外出的功能。主要由如下设备组成： 2.1 驶入式货架系统
包材库总建筑面积102×30米，库房净高9米，总货位数2400个。由于两种包材的托盘尺寸不等，故将货架分为两个区域，每种各占50%。放置利乐包材的托盘尺寸1200×1200mm，托盘与包材重1200千克/托盘。放置康美包材的托盘尺寸1240×1000mm，托盘与包材重780千克/托盘. 货架采用穿梭板式货位和螺栓连接式，高度可调整。
2.2单伸堆垛机
采用2台转轨式堆垛机，单机最大起重量为1300千克，即可满足外来包材的进货量及送往车间的包材出货量的要求，又可满足不同货架尺寸的需求。 没有过载与松绳保护装置、断绳保护装置、货叉动作连锁保护装置及货叉力矩限止器和货位探测及有无货物检测装置。 堆垛机与计算机管理监控系统采用红外线通讯方式。
堆垛机上没有载入装置，方便人员对最高处货架的维修及管理。 堆垛机操作方式：联机操作、单机操作、手动操作。2.3 出库机器人自动搬运系统（AGV系统）
在和生产车间相通的一端，由AGV（无人搬运车）自动将包材直接送到无菌灌装机指定的位置，空托盘由AGV送回包材库。AGV采用激光引导，由带输送移载机构的AGV小车、地面导航系统、在线自动充电系统、周边输送系统、AGV控制台和通讯系统等组成。
3.辅料自动输送系统
该系统从人工将辅料放置到自动搬运悬挂车起，至辅料被准确送到车间辅料位置。辅料库位于生产车间外马路对面，为驶入式库房，用于存放纸箱和吸管。辅料库空中长廊底标高5米，空中长度30米。
每条生产线纸箱需求量分别为：利乐包834片/小时、康美包500片/小时。纸箱及吸管至生产车间装箱机和贴管机的搬运，采用空中无人自动搬运悬挂车完成。空中无人自动搬运车采用单轨道悬挂机构，在一条环形主轨道上运行
蒙牛乳业自动化立体仓库集高新技术于一身，在控制系统方面，实现了生产物流与多库存储物流的统一调度管理。高度自动化要求对成品自动化库、内包材自动化库、辅料库进行多库统一调度和管理，即建立包括仓储物流信息管理系统、自动化库房控制与监控系统和自动化库房控制执行系统等在内的信息控制系统；实现生产物流与包装的自动化控制，生产物流与存储物流的统一管理调度，以及多库存储与生产物流的统筹管理等。
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