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智能裝卸車系統在倉儲運輸的應用

發布時間:2020-11-18   |  所屬分類:智能科學:論文發表  |  瀏覽:  |  加入收藏

  民爆炸藥生產企業自動化程度低,人員控制要求較高。為滿足無人化、少人化政策和降本增效的要求,對裝卸車運輸環節進行了智能化改造,引入了智能裝卸車系統。通過對現有裝卸運輸環節布局的分析,從整體上設計了系統流程方式,形成了民爆行業特點的倉儲物流運輸體系,優化了現有的管理模式;解決了成品藥信息與托盤信息,托盤信息與公安備案系統序列碼之間的對應問題,智能叉車的攝像識別等關鍵性技術問題;設計了導航磁條鋪設方法;提出整裝機械及設備的應用條件;建立了具有行業示范效應的智能裝車系統。結果表明:系統在某民爆企業應用后,裝卸運輸環節減員3人,經濟效益提高40%,使企業智能化程度提升了一個新層次。

智能裝卸車系統在倉儲運輸的應用

  關鍵詞:智能裝卸車系統;改造;管理;倉儲運輸

  近些年,隨著《工業和信息化部關于推進民爆行業高質量發展的意見》與《民爆行業安全生產專項整治三年行動工作方案》等一些列政策文件的相繼出臺,企業迫切需要在技改方面不斷突破,引入先進的設備與技術,優化現場管理方式,實現減員增效,做大做強,不斷提升整體的自動化與信息化水平。成品藥裝卸車運輸是民爆生產與銷售全流程中的重要環節[1],起著中轉與分配的承接作用,大體量的貨物往往限制著轉運與交付進程,一直是行業內眾所周知的痛點所在,而傳統的成品藥裝卸車一般采用人力搬運,每個裝卸點配置2~5人協同作業,總體效率低,進度慢,成本高,不能滿足持續裝車的需求,且具有一定的安全隱患,經常造成交付擁堵與停滯,因此成品藥裝車環節是企業智能化改造的有效著力點。根據民爆行業技術規范,參考國內外民爆企業智能裝卸車運輸方案,應企業規劃與實際需求調研,確定了智能裝卸車系統在民爆行業應用的可行性。通過對現有的智能通用裝卸車系統進行引進并改造,使之滿足民爆現場使用要求,實現集約化管理。系統應用后可達到每個裝卸點配備1人巡檢即可,在減員增效上有了較大突破,整個倉儲運輸流程運轉更加流暢,在國內民爆行業起到先鋒示范作用,符合企業未來發展方向。

  1系統應用場景

  1.1系統流程

  民爆炸成品藥裝卸車運輸是一個連續的系統流程,主要由3部分組成,第一部分是成品藥從傳送帶運輸到裝車搬運區,經智能叉車或者AGV小車進行裝車,繼而卡車運輸到倉庫;第二部分是卡車行駛至入庫區,對卡車里的成品藥卸載與搬運入庫工作;第三部分是銷售出庫環節,實現倉庫成品藥的搬運與裝車。這3部分構成了成品藥生產與銷售裝車運輸過程,能夠實現快速裝卸車與貨物流轉。圖1為智能裝車流程圖。

  1.2裝卸車場景

  裝車系統主要包含智能AGV叉車總裝,導航系統,運載托盤,上位機軟件等。叉車運行在磁條導航系統中,可以按照上位機指令完成相應的搬運工作,實現無人化操作。智能裝車相比人工搬運優勢明顯,大大提高了裝卸過程效率[2],同時可以按照倉庫序列要求進行識別碼垛,便于庫存管理。智能裝卸車場景如圖2所示。

  2關鍵技術及措施

  2.1導航技術

  常見的智能叉車導航介質有無線電磁波、激光、磁場等[3],為叉車行走提供導向信號,可以按照既定的方向和路線完成搬運工作。由于民爆企業屬于特種行業,行業技術規范中不允許在廠區范圍內使用無線電波[1],且激光也不被允許使用,因此考慮使用磁導航較為合理,具有以下好處:①磁導航相對獨立,不會對其他系統產生干擾;②采用鋪設磁條的方式,可以埋藏于地表或地下,免去了介質供電問題;③便于路徑規劃與遷移,導航方式較為靈活[4]。圖2為地下與地表磁條的鋪設結構圖,當關鍵節點路徑選擇地表鋪設,可以改變路徑方向,一般過程路徑選擇地下鋪設,以減少對地面的干擾。施工應結合現場的實際情況進行選擇與設計,從而達到最佳效果。

  2.2標識與識別技術

  裝車搬運涉及到的標識有3個,一是成品藥包裝二維碼,其與公安部門備案記錄相對應,記錄成品藥包裝產品、規格與序號等信息;二是托盤電子二維碼,記錄托盤的成品藥序號范圍等信息;三是搬運區黃線標識區等,起限位輔助作用。涉及到的識別方式是采用攝像機圖像識別技術,可以識別托盤、二維碼、卡車、標識區等目標。在實際工況中,成品藥出庫與入庫環節必須嚴格按照序號交付,成品藥自碼垛成盤后,每個托盤電子二維碼可以對承載貨物進行排序,以保證出入庫序號能與備案序號相對應,結合二維碼識別可以確定托盤位置,以便實現自動搬運。圖4為標識與識別過程。

  2.3整裝機械及設備

  整裝機械主要是運輸相關的機械裝備,包括傳送帶或傳送輥、機械手、運輸車、AGV搬運小車與叉車及相關輔助機械與設備等,是運輸的主體部分,使用應滿足民爆行業規范,具備使用條件如下。(1)具備帶電設備要具有防爆措施,如加裝防爆外殼,選用具備防爆認證的設備。(2)具備防靜電功能,選用防靜電材料的設備及輔材,加裝去靜電裝置。(3)現場不能有裸露電源,不能有直接帶電或持續供電設施,對于智能叉車需要早安全區域實現自主充電功能。

  3系統應用表現

  智能裝卸車系統最初應用在物流業與制造業[5],具有運作井然有序與高效協作的特點,從而推廣到其他行業使用。物流路線上大都采用整套智能裝備與配套輔助設施,建設規模大,流程連續緊湊,人員參與較少。而民爆生產企業則是離散型運輸,采用點對點方式,不適宜大規模布設,存在一定的差異。智能裝卸車系統在民爆行業的應用,借鑒其他行業應用的基礎上進行改造,整體處于探索階段,運行初見成效,但也有一些瑕疵,主要表現在以下方面。(1)實現裝、卸、運一體化,打通了倉儲物流運輸環節。智能裝車系統能與現有的成品藥傳送帶銜接,并能匹配其傳送頻率,完成搬運裝車,并可以在裝卸區完成出入庫操作。(2)改變了倉儲物流運輸管理模式。改造前的出入庫相關環節需要人員參與,有相應的班組部門,需要專門進行考核管理等,機構相對冗余。改造后系統流程人員較少,實行個人責任制,工作效率得以提高,可以明確管理目標與范圍。(3)需要一定的適應與調整周期。涉及到技術變革往往需要摸索并與工況逐漸吻合,包括人員的培訓,機器與設備的磨合,管理的適應等。前期試用階段會遇到諸多問題,如對于混裝秩序運輸情況下,托盤二維碼的制定與調整需要進一步優化,需要與現場操作人員溝通交流并妥善處理,以滿足各類場景需求,這就需要一定周期才能正式發揮用途。

  4結論

  通過對智能裝卸車系統的個性化改造,對企業智能制造水平有了顯著的提高,證明了智能裝卸車系統的可用性,適用了民爆行業智能化發展方向。在某民爆生產企業試行3個月后,整體效果較好,主要取得了以下成果。(1)完成了智能裝卸車運輸物流場景的全流程設計,制定了民爆行業特色的智能裝卸車運輸解決方案,成功應用了智能裝卸車系統。(2)根據具體工況完成了導航磁條路線的布設,整車及托盤的配套使用,標識與識別技術的應用等關鍵技術的攻關,對整裝機械及設備的選用提供了參考依據,為系統運行奠定了基礎應用基礎。(3)完成了系統測試與調整,相關管理與操作人員的培訓,為系統首試應用提供了良好的管理應用基礎。

  參考文獻

 。1]李仕洪,李宏位,李國會.工業炸藥產品入庫自動裝卸車系統的設計[J].爆破器材,2018(4):49-54.

 。2]梁睿,楊黎明.AGV在智能化物流系統中的應用[J].起重運輸機械,2019(4):66-68.

 。3]方俊,孫暉,韋浩.新型智能袋裝物裝卸車機電氣控制系統設計[J].港口科技,2019(2):48-52.

 。4]李愛民.AGV叉車軌跡跟蹤控制策略的思考[J].時代農機,2018(4):223-224.

 。5]王熠璐,周友華,熊靜,等.智能倉儲在制藥行業應用的幾種方案研究[J].設計與分析,2019(36):148-149.

  作者:張曹林 湯劍松


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