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        立體配方庫輸送系統(tǒng)的優(yōu)化算法

        2016-08-23 06:21:10付永民河南中煙工業(yè)有限責任公司許昌卷煙廠河南許昌461000
        中國科技縱橫 2016年12期
        關鍵詞:煙包高架出庫

        付永民(河南中煙工業(yè)有限責任公司許昌卷煙廠,河南許昌 461000)

        立體配方庫輸送系統(tǒng)的優(yōu)化算法

        付永民
        (河南中煙工業(yè)有限責任公司許昌卷煙廠,河南許昌 461000)

        在整個物流體系中,貨物的存取和分發(fā)是影響運送效能的關鍵瓶頸,隨著技術的發(fā)展,高架立體配方庫應運而生,應用日趨廣泛。在高架立體配方庫系統(tǒng)中,穿梭車輸送物料的效率直接影響高架立體配方庫的性能發(fā)揮。優(yōu)化穿梭車輸送物料的路徑,在多站臺之間提高物料輸送速度,可以提升高架立體配方庫的性能發(fā)揮。

        高架立體配方庫 穿梭車 站臺 優(yōu)先級

        目前,隨著高架立體配方庫的廣泛使用。具有動態(tài)移栽特點的穿梭車輸送系統(tǒng),能使物料在不同工位之間傳送,使輸送線布局更加緊湊、簡捷,從而提高物料的輸送效率。因此,穿梭車在自動化物流系統(tǒng)中應用較為普遍。然而在多輸入、多輸出站臺系統(tǒng)中,穿梭車要依靠調(diào)度計算機的指令執(zhí)行不同的存放任務,此時任務分發(fā)的算法優(yōu)化就顯得尤為重要。

        1 工作原理

        近年來,自動化物流系統(tǒng)在煙草行業(yè)的應用日益廣泛,相關物流裝備趨于多元化,其技術性能和水平不斷提高。在自動化物流系統(tǒng)中,物料輸送主要采用鏈式、輥道輸送機等通用設備,一般均固定在地面上。每一列輸送機頭部形成一個輸入輸出工位,多個工位組成一個輸送路徑,這時需要移動穿梭車進行輸送。穿梭車具有動態(tài)移栽的特點,能使物料在不同工位之間的傳送及輸送線布局更加緊湊、簡捷,從而提高物料的輸送效率。因此,穿梭車在自動化物流系統(tǒng)中應用較為普遍。一般立體倉庫系統(tǒng)存在倉庫調(diào)度系統(tǒng)、輸送機電控系統(tǒng)、穿梭車調(diào)度系統(tǒng),穿梭車調(diào)度系統(tǒng)的任務輸入主要由倉庫調(diào)度系統(tǒng)進行控制。因此,做好倉庫調(diào)度系統(tǒng)和穿梭車調(diào)度系統(tǒng)之間的算法優(yōu)化就至關重要。

        許昌卷煙廠采用環(huán)形穿梭車,能在同一軌道上運行多輛車體,可大大提高搬運能力,是穿梭車的發(fā)展趨勢。隨著近幾年制絲車間生產(chǎn)任務的不斷加大,配方庫物流系統(tǒng)在實際運行過程中,逐漸暴露出系統(tǒng)運行效能不高的問題:任務出入庫同時運行時互相影響,爭奪環(huán)穿小車的使用權,造成入庫任務不能及時完成;空托盤組無法及時出、入庫,堵塞出庫生產(chǎn)線,降低運行效率。由于立體倉庫的出入庫效率直接影響著整個物流系統(tǒng)的效率,故如何調(diào)度自動化立體倉庫的各個輸送子系統(tǒng),使其性能達到最優(yōu),就成為提高制絲生產(chǎn)系統(tǒng)效能的一個重要目標和關鍵技術。

        圖1

        2 原因分析

        環(huán)穿輸送系統(tǒng)控制架構是先申請先執(zhí)行,實現(xiàn)方法是由物流調(diào)度系統(tǒng)timms-dcs向環(huán)穿調(diào)度系統(tǒng)RSV-MANAGER發(fā)送執(zhí)行任務,環(huán)穿調(diào)度系統(tǒng)接收的任務存儲在環(huán)穿計算機自帶的VEHICLE數(shù)據(jù)庫(Access類型)的CARRY_TASK表中,根據(jù)接收的先后順序分配任務編碼,然后按照任務編碼的大小順序執(zhí)行任務。 這種控制架構非常適合多入口、多出口系統(tǒng)。然而我車間高架庫系統(tǒng)是單入口、單出口。設備布局如下圖1所示。

        任務路徑如下:

        煙包入庫路徑是:2號站臺到8、10、12號站臺。

        煙包出庫路徑是:7、9、11號站臺到5號站臺。

        空托盤組入庫路徑是:4號站臺到8、10、12號站臺。

        空托盤組出庫路徑是:7、9、11號站臺到1、3號站臺。

        分析設備布局,當出入庫同時進行時,造成3條出庫任務和1條入庫任務同時爭奪環(huán)穿小車的使用權,4臺小車被占用后就無法執(zhí)行入庫任務,導致入庫任務不能及時完成。

        煙包出庫后,需要在雙工位工作臺進行煙包和托盤分離,托盤分離后在4號站臺回收入庫,然而由于申請時間落后于煙包出庫和進庫任務,造成空托盤組無法及時入庫,堵塞整個出庫生產(chǎn)流水線,導致雙工位工作臺不能進行煙包和托盤分離,最終形成4臺小車裝載4包煙包停靠在5號站臺等待出庫,整個小車環(huán)穿輸送系統(tǒng)停頓,進入工作死循環(huán)。

        當有空托盤組出庫任務時,必須等待前面先申請的煙包出入庫任務執(zhí)行完成后才能執(zhí)行,不能為煙包入庫提供足夠的空托盤,導致煙包入庫需要等待空托盤組出庫到位后才能執(zhí)行,降低入庫效率。

        3 改進措施

        分析我車間高架庫設備布局,和任務的分配情況以及任務的類型,對小車環(huán)穿輸送系統(tǒng)控制架構進行更改:加入優(yōu)先級控制,在優(yōu)先級相同的情況下采用先申請先執(zhí)行的控制架構。

        空托盤組入庫任務是整個系統(tǒng)良好運行的瓶頸,所以確定空托盤組入庫任務優(yōu)先級最高??胀斜P組出庫任務是為煙包入庫做準備,同時考慮到出庫任務會優(yōu)先爭奪小車使用權,所以確定空托盤組出庫任務和煙包入庫任務優(yōu)先級相同,高于煙包出庫任務。煙包出庫任務會優(yōu)先爭奪小車使用權,所以確定煙包出庫任務優(yōu)先級最低。

        最終確定空托盤組入庫任務優(yōu)先級是5;空托盤組出庫任務和煙包入庫任務優(yōu)先級是1;煙包出庫任務優(yōu)先級是0。

        在物流調(diào)度系統(tǒng)中對任務進行判斷,并在物流和環(huán)穿調(diào)度系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口中增加優(yōu)先級字段,將判斷數(shù)據(jù)寫入數(shù)據(jù)接口的優(yōu)先級字段。

        ············

        1-12號站臺是環(huán)穿調(diào)度系統(tǒng)的設備編碼,在物流調(diào)度系統(tǒng)中對應的設備編碼是105,115, 124,310,305,301,212,210,208,206,204,202。在數(shù)據(jù)傳送字符串后添加一個優(yōu)先級字段。

        (1)判斷任務起始站臺是310,將字符串中優(yōu)先級字段設為5;任務起始站臺是115或任務到達站臺是105和124,將字符串中優(yōu)先級字段設為1;其它的任務優(yōu)先級設為0。發(fā)送字符串成功,返回發(fā)送成功標記為0;連續(xù)10次發(fā)送字符串不成功,返回發(fā)送不成功標記為1。

        (2)對環(huán)穿調(diào)度Acess數(shù)據(jù)庫CARRY_TASK任務表中增加優(yōu)先級字段,接收物流系統(tǒng)傳送的優(yōu)先級數(shù)據(jù)。

        (3)環(huán)穿調(diào)度系統(tǒng)對接收的任務根據(jù)優(yōu)先級高低進行判斷,優(yōu)先執(zhí)行優(yōu)先級高的任務。

        建立數(shù)集對象TaskGet_RecordSet;從CARRY_TASK表中建立視圖,查詢執(zhí)行狀態(tài)為0和優(yōu)先級是5、1、0的任務,并把數(shù)據(jù)記錄按優(yōu)先級降序排列,優(yōu)先級相同的按任務編號升序排列。(實現(xiàn)優(yōu)先級控制,在優(yōu)先級相同的情況下采用先申請先執(zhí)行的控制架構。)

        如果記錄集不為0(有任務),讀出第一條記錄,判斷這條任務不是正在分配和正在下發(fā),就分配這條任務。然后更新數(shù)據(jù)庫,關閉視圖,結束函數(shù)。

        4 結語

        改進后,提升了高架庫整體運行效率:空托盤組入庫及時準確,消除了堵塞現(xiàn)象,在保障正常出煙的前提下,合理調(diào)配煙包出入庫任務分配,適當降低煙包出庫速度,提升煙包入庫速度。及時執(zhí)行入煙任務和空托盤組出庫任務;減少小車空跑現(xiàn)象,在任務繁忙時小車運行一周可以執(zhí)行兩個任務(一個入庫,一個出庫),提升單個小車的運行效率。經(jīng)測算,高架庫整體運行效率提升20%左右,每天節(jié)約運行時間1個多小時。

        [1]張建民.《機電一體化系統(tǒng)設計》.高等教育出版社,2007年7月.

        [2]聞邦椿.《機械設計手冊》.機械工業(yè)出版社,2010年1月.

        [3]徐正林,劉昌琪.自動化立體倉庫實用設計手冊》.中國物資出版社,2009年3月.

        付永民(1978—),男,漢族,學士,工程師,主要方向:工業(yè)自動化。河南中煙工業(yè)有限責任公司許昌卷煙廠。

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