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科技發(fā)達的今天, 信息化已經(jīng)高度集成, PLC、傳感器、控制器被廣泛應(yīng)用, 智能化的思路、發(fā)展方向已深入到每個企業(yè)管理者的大腦, 從精益生產(chǎn)、持續(xù)改進到簡化、優(yōu)化、數(shù)據(jù)化、信息化、智能化, 已經(jīng)開始在各行各業(yè)、各個制程環(huán)節(jié)被廣泛研究。本文探討的是鋁合金型材加工行業(yè)中, 成品倉儲智能化運行管理的設(shè)計與應(yīng)用。

回顧行業(yè)現(xiàn)狀, 成品儲存的方式都很多, 歸納一下, 主要有以下二大類存方式:第一大類是無托盤的堆放式管理, 其堆放式管理又細分為兩種形式: (1) 原始的在地面按產(chǎn)品或客戶堆放; (2) 制作貨架, 采用兩層或三層貨架, 將材料按照一定的歸類原則直接堆放到貨架上。第二大類是有托盤的定置式管理, 其托盤式管理細分為: (1) 有貨架式的托盤管理, 又可細分為巷道車和移動叉車兩種; (2) 無貨架式的托盤疊加式管理。第二大類最大的優(yōu)點是可實現(xiàn)數(shù)據(jù)化、信息化、智能化。不同類型存儲形式對比分析列表見表1。

表1 不同類型存儲形式對比表     下載原表

當(dāng)今現(xiàn)實情況, 由企業(yè)主導(dǎo)客戶消費的時代慢慢在終結(jié), 滿足客戶的需求已經(jīng)逐漸成為每個企業(yè)的宗旨, 因此客戶的需求基本上是定制化的訂單, 企業(yè)生產(chǎn)過程也是圍繞客戶交單組織生產(chǎn), 因此每個企業(yè)對客戶的產(chǎn)品需求基本上是按照訂單組織生產(chǎn)、訂單管理的方式。從表1可以看出, 在訂單管理的當(dāng)下, 第5種儲存的倉庫管理模式具有一定的優(yōu)勢, 這種型式的倉庫儲存管理模式將大有可為。

疊加托盤式儲存對廠房有一定的要求, 高度滿足疊加托盤高度和機械手的安全運行空間。以標準的托盤高度為基礎(chǔ), 廠房行車梁標高一般可達5.5m, 縱向每跨寬度根據(jù)型材長度6m和排數(shù)量 (按2排運行效率較高) 的乘積基礎(chǔ)上增加3~4m, 可以多跨。廠房橫向總長度一般控制在200m以內(nèi), 每跨機械手數(shù)量可按每90~100m配置一臺機械手。

混凝土地面需要做水平一致性的調(diào)整, 誤差精度3cm。為確保水平精度控制, 一次性混凝土地面難以達到, 因此一般采用100的槽鋼或工字鋼二次調(diào)水平, 水平控制的目的是便于機械手在抓取托盤時能準確定位。每個企業(yè)可根據(jù)自己的發(fā)貨點需要, 規(guī)劃出貨通道。通道采用固定在地面可調(diào)節(jié)高度的帶滾輪式的鏈條輸送滾道, 一般每40m設(shè)計一條輸送滾道。同時規(guī)劃入庫位置, 通過橫向的輸送鏈條與縱向的輸送滾道駁接, 打通橫向入庫點到倉庫的縱向出貨的輸送通道, 回庫輸送滾道根據(jù)企業(yè)的需要是否布局做設(shè)計。每跨區(qū)域庫位設(shè)計, 橫向根據(jù)機械手運行安全空間, 通過軟件系統(tǒng)控制橫向擺放托盤的間距?？v向疊加托盤, 托盤疊加最大層數(shù)可以通過軟件系統(tǒng)設(shè)置, 根據(jù)效率思想的設(shè)計, 有可能需要不出貨的托盤移動到另外一個位置, 因此最大層數(shù)設(shè)置為六層。

倉儲平面的布局規(guī)劃通過軟件系統(tǒng)將針對倉庫存儲的庫位、輸送滾道自動設(shè)計, 并完全展示到電腦屏幕上, 類似于倉庫的工藝平面布局圖。電腦屏幕顯示的布局圖通過瀏覽器直觀可視、可拖動。因此每個企業(yè)倉庫廠房的規(guī)格有差異。這種系統(tǒng)的開發(fā)可以說是私人定制式的, 但內(nèi)部邏輯、系統(tǒng)算法是一致的。

托盤是產(chǎn)品和機械手的橋梁, 托盤的設(shè)計必須根據(jù)機械手運行小車的掛鉤、起升高度來定制。托盤在設(shè)計時需要重點關(guān)注的尺寸有:托盤橫向掛槽的長度、縱向掛槽的寬度以及豎向掛槽的高度。托盤示意圖見圖1。

圖1 托盤示意圖   下載原圖

入庫點、輸送滾道所有機械手抓取點、松開點都設(shè)置電感式接近開關(guān)和機械限位, 通過接近開關(guān)反饋信號控制托盤前進的減速、停止動作。機械定位采用氣缸和機械裝置卡槽、導(dǎo)向槽來實現(xiàn)。機械手的小車定位也是相同的, 大車定位采用光反射反饋信號測距定位, 確保大車抓取托盤的準確性。

系統(tǒng)采用PLC編程與位置編程數(shù)據(jù)庫結(jié)合的模式, 利用驅(qū)動與服務(wù)器, 以及集成數(shù)據(jù)庫管理服務(wù), 對面向PLC的通訊進行管理, 通過這些軟件包和PLC中的軟件系統(tǒng), 實現(xiàn)數(shù)據(jù)指令與機械運行動作的互動。

有品牌并具一定規(guī)?；钠髽I(yè)實施了企業(yè)資源管理系統(tǒng)ERP, 產(chǎn)品的信息化數(shù)據(jù)在ERP系統(tǒng)里有完整的訂單、生產(chǎn)的數(shù)據(jù)流, 信息化數(shù)據(jù)均儲存在了ERP數(shù)據(jù)庫。一般情況下, 是ERP把數(shù)據(jù)流寫入到倉庫儲存指定的數(shù)據(jù)表里, 儲存數(shù)據(jù)完整與ERP對接。

無ERP系統(tǒng)的企業(yè), 倉庫儲存系統(tǒng)需要開通人工錄入的數(shù)據(jù)界面。由于錄入的信息較多, 具備部分生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息化的企業(yè), 在開發(fā)人工錄入數(shù)據(jù)界面時, 通過訪問生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息化儲存的服務(wù)器數(shù)據(jù)庫, 實現(xiàn)大部分的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換存儲, 大大減少數(shù)據(jù)的錄入量。為防止出錯, 錄入端口設(shè)置在成品包裝點, 輸出具有托盤號、訂單、生產(chǎn)信息的完整入庫數(shù)據(jù)單, 以便倉庫管理人員核對確認。核對出錯誤信息, 既可以返回到前端錄入點進行修改, 也可以在倉庫存儲系統(tǒng)直接修正。

有些企業(yè)沒有實施包裝后的計量, 需要入庫前實施稱重計量, 稱重的基礎(chǔ)需要有托盤的注冊登記。系統(tǒng)可預(yù)先建立好托盤的編號及對應(yīng)的凈重, 稱重信息化是另外一個系統(tǒng)。倉庫軟件系統(tǒng)服務(wù)器開通一級數(shù)據(jù)庫以便對接托盤注冊數(shù)據(jù), 針對需要在產(chǎn)品入庫前計量的情況, 入庫點需要設(shè)置滿托盤 (含產(chǎn)品) 的稱重計量, 通過托盤掃描獲取托盤編號。稱重獲取的數(shù)據(jù), 經(jīng)人工確認后, 系統(tǒng)自動通過算法計算出托盤里產(chǎn)品的總重量, 然后通過具體某個斷面理論重量在占總理論重量的比例, 分解實際總重量, 存取到某一托盤下某個斷面的重量, 實現(xiàn)產(chǎn)品計量的過程。

經(jīng)過計量的托盤放到入庫輸送帶, 作業(yè)人員發(fā)送入庫指令, 服務(wù)器把入庫指令發(fā)送到PLC控制器, 系統(tǒng)優(yōu)化計算, 按就近優(yōu)先的原則分配庫位, 輸送帶將托盤送到服務(wù)器分配的指定位置對應(yīng)的點, 然后機械手按指令將托盤拾取、存放到指定位置。

通過系統(tǒng)控制, 可鎖定或解鎖存放區(qū)域、修改疊加層數(shù), 還可以實現(xiàn)入庫的訂單化管理模式, 將訂單號相同的托盤疊加到同一區(qū)域, 這種模式將大幅度提高出貨效率, 但倉庫的庫容減小。因此企業(yè)要根據(jù)自己的倉儲規(guī)劃, 在確保運行效率的同時, 盡可能高效利用倉庫的庫容。

出庫的指令來源有兩種方式, 一是對接有ERP發(fā)貨指令, 客戶名作為總指令, 訂單號作為二級指令。當(dāng)ERP系統(tǒng)發(fā)送指令后, 倉儲系統(tǒng)通過優(yōu)化計算, 找出客戶名、訂單號下的全部托盤編號, 系統(tǒng)自動生成一個出貨列表。當(dāng)系統(tǒng)同時接受多個托盤出庫指令時, 系統(tǒng)指揮機械手以排隊流程方式開展批量作業(yè);二是通過系統(tǒng)查詢客戶發(fā)貨訂單編號, 找到對應(yīng)的托盤號, 人工輸入托盤出庫指令完成發(fā)貨動作。無論是哪種發(fā)貨指令, 都會按照訂單編號打印出庫指令單, 供發(fā)貨點作業(yè)人員確認。

系統(tǒng)指令輸入確認即生效, 可以通過刪除未執(zhí)行的指令結(jié)束任務(wù)。在入庫點、出庫點均設(shè)置計算機, 并網(wǎng), 均可實現(xiàn)輸入、刪除出庫指令控制, 靈活方便。

出庫計量的設(shè)計是在條碼掃描和稱重確認后才會以無線方式傳輸數(shù)據(jù)。沒有注冊的空托盤, 通過一次掃描、稱重確認動作即就完成托盤注冊。若已經(jīng)是注冊過的托盤, 可以通過稱重的新數(shù)據(jù)與原注冊的凈重數(shù)據(jù)比較, 根據(jù)數(shù)據(jù)差異的標準值系統(tǒng)自動判斷決定是否更新服務(wù)器的數(shù)據(jù)。

出庫重量的核對, 盡管托盤在入庫時記錄了實際重量數(shù)據(jù), 往往我們還在發(fā)貨時進行一次發(fā)貨稱重。發(fā)貨稱重可能存在兩種情況:一種是托盤里的產(chǎn)品一次性發(fā)完;另一種是產(chǎn)品發(fā)一部分, 另一部分需要回庫?；貛斓闹亓扛鶕?jù)原重量和發(fā)貨部分實際稱出的實際重量進行計算, 回庫產(chǎn)品的重量明細按照入庫總重分解算法計算成回庫產(chǎn)品某個斷面的總重量。訂單發(fā)貨完畢, 反饋發(fā)貨清單表, 清單表里累計發(fā)貨總重量, 以供核對、確認。

機械手作業(yè)方式就兩種:一種是入庫模式, 另一種是出庫模式?？蛻艨梢愿鶕?jù)工作的輕重緩急, 隨時切換優(yōu)先模式。鋁型材行業(yè)的特點, 例如, 夜晚一般不會發(fā)貨, 夜晚某些時段可以切換到入庫優(yōu)先模式。

系統(tǒng)半自動、全自動運行過程, 全程記錄出現(xiàn)故障的信息記錄, 便于管理者查看、改進。

(1) 排隊作業(yè)運行的功能, 運行效率大幅度提高, 尤其是訂單化管理的產(chǎn)品。

(2) 回庫功能的設(shè)計, 使系統(tǒng)不但更加適用于訂單化管理的產(chǎn)品, 同樣也適用于非訂單式管理的產(chǎn)品。

(3) 優(yōu)先模式的設(shè)計, 使作業(yè)設(shè)置靈活;而精準定位裝置的設(shè)計讓運行更加可靠。

(1) 托盤疊加式的智能化倉儲模式, 廠房投入小, 庫容量大。

(2) 實現(xiàn)內(nèi)部無人化作業(yè), 設(shè)備可以在黑暗的夜晚安靜運行。