自動化立體倉庫技術在橡膠輪胎行業中的應用

輪胎行業(ye) 由於(yu) 生產(chan) 工藝的原因，生產(chan) 車間的工作環境一般有溫度高，氣味濃烈，煙霧大等特點。而隨著人們(men) 生活水平不斷提高，越來越少的工人願意在這樣的環境中工作，企業(ye) 招工越來越難，用工成本也越來越高，輪胎行業(ye) 的生產(chan) 工藝和工作環境急需升級改造。采用自動化立體(ti) 倉(cang) 庫技術，可實現膠料的自動存儲(chu) 、自動輸送，以及膠料集中封閉管理，最大程度減少膠片對車間空氣質量的影響。這既是智能項目，又是環保項目，是典型的功能疊加解決(jue) 方案，可為(wei) 行業(ye) 提供一定借鑒。

本文以某國際知名橡膠集團為(wei) 案例，從(cong) 項目需求、方案製定、係統構成等多個(ge) 角度全方麵介紹了自動化立體(ti) 倉(cang) 庫係統在橡膠輪胎生產(chan) 中的實際應用。

一、項目需求

某集團公司是國際知名的輪胎生產(chan) 企業(ye) ，在世界輪胎企業(ye) 中具有舉(ju) 足輕重的地位。混煉膠車間中立體(ti) 庫占地尺寸為(wei) 100m（L）×15m（W）×15m（H），項目需求是將8條膠冷線生產(chan) 的膠料根據要求進行輸送入庫、出庫，外購促進劑的入庫、出庫。混煉膠立體(ti) 倉(cang) 庫存放丁基料、無硫料、促進劑、二段加工料、空托盤 ，貨物重量最大為(wei) 1噸/托。混煉膠自動化立體(ti) 倉(cang) 庫區域分為(wei) 左區和右區，即左、右兩(liang) 個(ge) 倉(cang) 庫。需實現自動供應空托對接膠冷線膠料收皮處，並將8條膠冷線生產(chan) 的膠料根據要求輸送至不同的倉(cang) 庫區域存儲(chu) ，再根據實際生產(chan) 需求將膠料出庫至二樓，或者在一樓出庫至其他車間。貨物基礎信息，如表1；

貨物出入庫物流要求及流量需求，如表2。

二、方案製定

1.布局規劃

結合企業(ye) 廠地情況，將混煉膠自動化立體(ti) 倉(cang) 庫規劃為(wei) 左區和右區，即左、右兩(liang) 個(ge) 倉(cang) 庫。設計規劃采用RGV小車、拆盤機、輸送線與(yu) 一樓膠冷線直接對接，使用自動化立體(ti) 倉(cang) 庫進行貨物存儲(chu) ，可實現空托自動供應至膠冷線收膠處；收膠後，膠料自動輸送入庫、出庫，整個(ge) 過程無人化。自動化立體(ti) 倉(cang) 庫硬件係統主要采用了堆垛機、貨架、RGV小車、輸送線、拆盤機、AGV小車等設備。圖1為(wei) 混煉膠自動化立體(ti) 倉(cang) 庫整體(ti) 效果圖。

左、右庫各由2個(ge) 巷道組成，高度14.5m，貨架7層高，總貨物數為(wei) 1464貨位，左庫728貨位（所存貨物尺寸：1200mm×1000mm×1450mm），右庫736貨位（右庫分存兩(liang) 種貨物尺寸：1200mm×1200mm×1750mm的288貨位；1200mm×1000mm×1450mm的448貨位），庫位規劃滿足客戶1448貨位的使用需求。

混煉膠自動化立體(ti) 倉(cang) 庫的出入庫流量一共為(wei) 172托/h，左、右兩(liang) 庫共采用4台堆垛機，平均每台堆垛機能力要求為(wei) 43托/h。鑒於(yu) 客戶流量需求比較大，堆垛機設計為(wei) 雙叉堆垛機，即堆垛機上有兩(liang) 個(ge) 貨叉，可同時叉取/放2托貨物，出入庫能力滿足客戶使用需求。

2.混煉膠立體(ti) 倉(cang) 庫作業(ye) 流程

貨物入庫和出庫作業(ye) 流程，

（1）一樓丁基料、無硫料入庫：RGV將庫內(nei) 空托盤分別輸送到8條膠冷線的終端（始終保持有空托盤待料），拆盤後進行收膠；膠冷線收膠後帶有膠料信息的滿托（膠料信息由MES係統寫(xie) 入RFID芯片），輸送到外形檢測工位，檢測貨物外形不合格，則發出警報，送異常整理口人工整理，人工整理後再入庫，若二次外形檢測仍不合格，則由RGV將貨物送至異常下線口；異常整理口兼作不入庫膠料的下線口；外形檢測合格，由RGV送至巷道入庫口的輸送線上（其中丁基料全部入左庫，無硫料由係統分配確定入左庫或右庫）；貨物到達堆垛機取貨位後，堆垛機取貨並送至係統指定的貨架儲(chu) 位上（堆垛機上設置RFID閱讀器實現入庫貨位分配、自動盤庫、出庫校驗功能）；計算機自動過賬，入庫作業(ye) 完成。如圖4。

（2）一樓促進劑入庫：人員在電腦上下入庫指令，空托盤出至一樓右庫右端輸送線上，叉車將促進劑放在空托上組盤入庫，確認後貨物入庫；若入庫口上的外形檢測到貨物外形不合格，則退出整理；若入庫口上的外形檢測到貨物外形合格，則把貨物信息寫(xie) 入RFID芯片，生成入庫指令，則由堆垛機取貨位後，送至係統指定的貨架儲(chu) 位上，入庫作業(ye) 完成。如圖5。

（3）一樓丁基料出庫:係統下達出庫指令，左庫堆垛機將丁基料送至左庫一樓右端的輸送線上；通過輸送線、RGV輸送到右庫一樓右端的輸送線出口，顯示屏提示出庫信息；叉車根據顯示屏信息下線出庫，返回的空托盤回庫；也可通過左庫堆垛機將丁基料送至左庫一樓左端的輸送線上，RGV對接貨物輸送至出庫輸送線上，叉車叉取下線出庫，返回的空托回庫，出庫作業(ye) 完成。如圖6。

（4）二樓無硫料出庫：係統下達出庫指令；堆垛機啟動並根據計算機下達的出庫指令取出貨物，送二樓巷道端部輸送線上；再通過RGV輸送到出庫輸送線上；AGV叉車進行取貨作業(ye) ，將貨物輸送至產(chan) 線，出庫作業(ye) 完成。丁基料二樓出庫，空托入庫，如圖7。

（5）二樓促進劑出庫：係統下達出庫指令；堆垛機啟動並根據計算機下達的出庫指令取出貨物，送二樓巷道端部輸送線上；叉車進行取貨作業(ye) ，出庫作業(ye) 完成。如圖8。

（6）一樓二段料通過右庫堆垛機直接上二樓：叉車將二段料放到右庫一樓的輸送線上；發出物料輸送請求；通過RGV、輸送線、堆垛機將物料輸送到二樓輸送線上；AGV叉車取走物料。如圖9、圖10。

三、係統構成

通過倉(cang) 庫管理係統WMS和生產(chan) 製造係統MES無縫對接，實際數據流精準快速交付。此項目涉及到的係統包括：倉(cang) 庫管理係統WMS、物流設備控製係統WCS、手持終端係統RFS和看板顯示係統等等，實現了人、貨、車、設備的全方位管控。

WMS總係統主要包含出入庫、庫存管理和監控、數據維護、係統管理等功能。WCS係統上層通過以太網與(yu) 倉(cang) 庫管理係統WMS聯接，接收WMS 的作業(ye) 任務指令；下層通過工業(ye) 總線、串行通信等其他通信設備與(yu) 堆垛機、RGV小車、AGV小車、輸送線設備控製係統等通訊，下達設備運行指令和采集接收設備的運轉狀態和任務執行狀態；功能包含任務管理、作業(ye) 調度、監控設備、異常處理等。手持終端係統RFS用於(yu) 入庫配盤、出庫、庫存查詢，盤點查詢、托盤合並等。顯示係統用於(yu) 顯示出入口當前執行任務的信息，對整個(ge) 倉(cang) 庫的情況包括存儲(chu) 、報警、設備狀態等進行實時顯示。

整個(ge) 係統能夠對庫存貨物進行自動管理，實現貨物實時精確管理功能。係統架構，如圖11所示。

四、結語

本文詳細分析了自動化立體(ti) 倉(cang) 庫技術在輪胎行業(ye) 中煉膠車間中的方案規劃過程，根據客戶項目現場的實際情況及要求，采用合理的方案，使得煉膠車間的膠冷線—倉(cang) 庫—產(chan) 線作業(ye) 全部實現機械化、自動化，無人化、提高了作業(ye) 效率。項目特點如下：

1.提高了空間利用率，項目改造前采用堆放在地麵的方式，現采用高層貨架、立體(ti) 儲(chu) 存，能有效利用空間，減少占地麵積，降低土地購置費用。

2.膠片集中管理，集中處理、集中排放、減少汙染，改善環保問題。

3.貨位集中，便於(yu) 控製與(yu) 管理，特別是使用倉(cang) 庫管理係統，信息化管理，不但能夠實現作業(ye) 過程的自動控製，而且能夠對庫存貨物進行精準管理。

4.具有無人化、信息化、高速化、密集化、智能化等特點，減少勞動力及提高物流管理水平，是實現無人煉膠的重要技術支撐方案。