供稿/天津萬事達物流裝備有限公司

河南伊賽博愛工廠全自動化冷庫實景

隨著伊賽牛肉公司近年來的高速發(fā)展，于2016年興建的博愛工廠對于冷庫的管理模式提出了更高的要求。天津萬事達根據(jù)業(yè)主的實際需求，制定了子母車密集存儲系統(tǒng)的解決方案，以達到自動化、信息化、無人化、高效便捷等作業(yè)要求。

河南伊賽牛肉股份有限公司（簡稱“伊賽牛肉”）位于河南省焦作市，創(chuàng)立于2001年，占地5000畝，員工3000人。作為國內(nèi)最大的牛肉產(chǎn)業(yè)化企業(yè)之一，伊賽牛肉目前擁有河南10萬頭、內(nèi)蒙古20萬頭，共計30萬頭肉牛產(chǎn)業(yè)化基地及年10萬噸肉制品深加工、千余條柜國際貿(mào)易的產(chǎn)業(yè)規(guī)模。在北京、上海、廣州、深圳、成都、西安、沈陽、武漢、鄭州等全國30多個城市建立全資子公司和300個辦事處，銷售網(wǎng)絡(luò)遍及全國。伊賽牛肉已成為專業(yè)從事肉牛養(yǎng)殖、飼料生產(chǎn)、屠宰分割、食品加工、連鎖專賣和供應(yīng)鏈服務(wù)于一體的全產(chǎn)業(yè)鏈現(xiàn)代化清真食品集團。

牛肉屠宰、深加工等產(chǎn)業(yè)環(huán)節(jié)對冷庫需求較大，伊賽牛肉修武工廠冷庫自2013年開始使用穿梭式貨架，配合叉車進行出入庫作業(yè)，一定程度上增加了冷庫內(nèi)的空間利用率、節(jié)約冷庫管理人員的人工支出，由此帶來的經(jīng)濟效應(yīng)讓伊賽牛肉公司對穿梭車類密集存儲解決方案較為認(rèn)同。

隨著伊賽牛肉公司近年來的高速發(fā)展，于2016年興建的博愛工廠對于冷庫的管理模式提出了更高的要求。天津萬事達根據(jù)業(yè)主的實際需求，制定了子母車密集存儲系統(tǒng)的解決方案，以達到自動化、信息化、無人化、高效便捷等作業(yè)要求。

一、 項目需求與解決方案

伊賽牛肉博愛工廠以牛肉深加工為主，年產(chǎn)量達10萬噸，投建初期擬規(guī)劃萬噸冷庫，冷庫分為大小兩個區(qū)域，小庫區(qū)存放原料、包材，大庫區(qū)存放成品，貨物品類相對單一且形成批量出入庫，符合密集存儲的規(guī)劃要求。伊賽牛肉公司結(jié)合其河南修武工廠使用穿梭車貨架系統(tǒng)的經(jīng)驗，提出萬噸冷庫需要同時具備智能化、自動化、信息化的管理模式，由此天津萬事達提出子母車自動化密集存儲方案。

1.項目整體需求

本項目所采購的穿梭子母車密集存儲系統(tǒng)主要用于原材料庫和成品庫，分別用于存放生產(chǎn)原料及肉制品。原材料庫設(shè)計規(guī)格1噸/托盤，庫房需4000托盤位,（托盤尺寸1200mm×1000mm×H1750mm含托盤）溫度范圍（-18度）,存放的原材料主要集中入庫和集中出庫。成品庫設(shè)計規(guī)格0.5噸/托盤，（托盤尺寸1200mm×1000mm×H1750mm含托盤）溫度范圍（-18度）庫房需要6000托盤位，產(chǎn)品SKU原材料庫需要共計100品相，成品庫需要100品相，成品庫出庫峰值（參考伊賽修武工廠出庫峰值160噸）320盤/10小時。原材料庫前期可能放成品，出庫效率不低于每小時40盤。具體要求詳見表1。

實托盤從偏載提升機移載至穿梭母車狀態(tài)

入貨平臺入庫口

出庫理貨區(qū)（1）

出庫理貨區(qū)（2）

2.小庫區(qū)貨物存儲、出入庫等具體需求：

（1）為低溫原料庫長88500mm×寬15400mm ×H19000mm。

（2）平面布局52列，3進深和8進深；8層存儲。

（3）總儲位數(shù)：4576個托盤位。

（4）可存放SKU：832種貨物品項。

（5）低溫原料庫的入庫為右側(cè)，叉車將托盤放入原料入庫口，托盤進入尺寸檢測門（不合格托盤退出，需要重新碼放），合格托盤進入提升機，提升機、子車、母車 根據(jù)控制系統(tǒng)WCS實現(xiàn)入庫作業(yè)指令，完成入庫命令。

（6）出庫為左側(cè)，提升機、子車、母車根據(jù)控制系統(tǒng)WCS實現(xiàn)出庫作業(yè)指令，完成出庫命令，出庫貨物運輸?shù)匠鰩燧斔途€后，叉車工將貨物運輸?shù)缴a(chǎn)線。

3.大庫區(qū)貨物存儲、出入庫等具體需求：

（1）為低溫原料庫長88500mm×寬23000mm×H19000mm。

（2）平面布局52列，15進深；8層存儲。

（3）總儲位數(shù)：6240個托盤位。

（4）可存放SKU：416種貨物品項。

（5）低溫成品庫的入庫為左側(cè)，原料經(jīng)生產(chǎn)線加工成品后，運輸?shù)匠善穾烊霂炜?，托盤進入尺寸檢測門（不合格托盤退出，需要重新碼放），合格托盤進入提升機，提升機、子車、母車根據(jù)控制系統(tǒng)WCS實現(xiàn)入庫作業(yè)指令，完成入庫命令。

（6）低溫成品庫的出庫為右側(cè)，提升機、子車、母車根據(jù)控制系統(tǒng)WCS實現(xiàn)出庫作業(yè)指令，完成入庫命令，貨物運輸?shù)匠鰩燧斔途€后，叉車工將貨物運輸?shù)匠鰩炱脚_。

二、備貨、分揀方案及主要流程

子母車智能存儲系統(tǒng)的WMS接受上游ERP的訂單數(shù)據(jù)，對訂單數(shù)據(jù)進行整理自動建立出庫任務(wù)隊列，按照先進先出及尾盤先出的原則將訂單系統(tǒng)中物料進行出庫，月臺叉車工將物料搬運至分揀區(qū)域，根據(jù)訂單進行人工分揀，分揀后訂單托盤按照發(fā)貨地區(qū)或發(fā)貨車輛重新綁定托盤信息進行入庫暫存，庫區(qū)設(shè)計了訂單暫存區(qū)，區(qū)域通常設(shè)計在靠近提升機向道區(qū)域，方便第二天上午發(fā)貨出庫。

具體流程如下：

（1）業(yè)主ERP系統(tǒng)將當(dāng)天（上午8：00-12：00）銷售系統(tǒng)訂單需求推送給子母車立體庫WMS系統(tǒng)。

（2）立庫WMS系統(tǒng)將訂單數(shù)據(jù)分析整理，按照先進先出、尾盤先出原則自動生成出庫聯(lián)機任務(wù)隊列，也可人工指定某物料托盤出庫。

（3）立庫WCS調(diào)度立庫中提升機系統(tǒng)、輸送線系統(tǒng)、穿梭子車、穿梭母車執(zhí)行任務(wù)，每執(zhí)行一個出庫任務(wù)后將完成信息反饋給WMS系統(tǒng)。在執(zhí)行任務(wù)中，立體庫中的所有設(shè)備狀態(tài)、動作、位置可通過控制室WCS監(jiān)控系統(tǒng)進行監(jiān)控，也可通過月臺的終端顯示屏進行監(jiān)控。

（4）出貨端LED屏提示叉車工將訂單物料下架并搬運至分揀區(qū)域。分揀區(qū)作業(yè)人員根據(jù)訂單進行貨物揀選形成訂單托盤，訂單托盤可以根據(jù)發(fā)貨要求進行直接發(fā)貨處理或由入貨端口由手持終端操作綁定進入立庫的訂單物料存儲區(qū)等待第二天發(fā)貨處理，訂單托盤存儲邏輯可以按照客戶、發(fā)貨路線等進行綁定和存儲。

表1：整體項目要求

圖1：項目規(guī)劃圖

穿梭母車運行狀態(tài)

穿梭母車與偏載提升機對接狀態(tài)

（5）訂單分揀后的尾盤通過手持終端系統(tǒng)進行重新綁盤，回庫存放，WMS系統(tǒng)記錄數(shù)據(jù)，在庫內(nèi)設(shè)計尾盤存放區(qū)，作為下次優(yōu)先出庫標(biāo)注。

本項目主要流程包括入庫和出庫，入庫流程見圖2，出庫流程見圖3。

三、項目核心優(yōu)勢

控制系統(tǒng)：子車、母車、提升機控制系統(tǒng)均采用西門子PLC，通過無線通訊技術(shù)將所有PLC連接到統(tǒng)一局域網(wǎng)內(nèi)。

執(zhí)行元件：子車、母車、提升機執(zhí)行元件均采用國際知名品牌電機，其中子車和母車電機為伺服電機。運行安全可靠，響應(yīng)時間短，控制精度高。

定位控制：采用二維碼定位模式，可以同時檢測水平和垂直兩個方向的數(shù)據(jù)變化，具有定位誤差小、讀取響應(yīng)快、重復(fù)定位精度高、耐腐蝕等特點，使用溫度-20℃到50℃。

優(yōu)化的低溫電池供電解決方案可供母車連續(xù)工作18小時以上、子車連續(xù)工作8小時以上，在電池電量報警后系統(tǒng)會自動到庫內(nèi)充電樁充電，充電時間小于4小時。

貨物提升機用鏈條代替鋼絲繩，避免了傳統(tǒng)提升機經(jīng)常碰到的鋼絲繩斷股或變形量大等問題，保證了提升機的安全穩(wěn)定性。

偏載提升機具備設(shè)備換層、貨物垂直提升雙功能，一體化的設(shè)計極大程度節(jié)約了冷庫內(nèi)的空間，載貨臺采用四電機四點同步提升，即使一臺電機發(fā)生故障也不影響正常運行。

在精定位及容易誘發(fā)安全及穩(wěn)定性因素方面，均進行了安全備份，確保運行穩(wěn)定。

在單機設(shè)備的設(shè)計、物流方案整體規(guī)劃上規(guī)避了容易引起系統(tǒng)不穩(wěn)定的陳舊的設(shè)計方法，進行了多處設(shè)計創(chuàng)新。

圖2：入庫流程圖

圖3：出庫流程圖

四、實施效果

項目于2017年秋季驗收投產(chǎn)，至今運行穩(wěn)定，達到了設(shè)計要求。相對于平庫穿梭車貨架系統(tǒng)，子母車系統(tǒng)實現(xiàn)了冷庫內(nèi)的無人化作業(yè)模式，出入庫口設(shè)計了緩沖間，僅用作托盤的出入庫，避免由于叉車頻繁出入冷庫帶來的能耗損失。一體化的偏載提升機提供了貨物、子母車設(shè)備同時垂直升降功能，在滿足實際運作效率的同時減少業(yè)主在子母車設(shè)備上的投入，具備同巷道多層共享子母車的優(yōu)勢?？紤]到該項目未來運作效率提升的可能性，對應(yīng)第一層母車軌道設(shè)計了子母車出入庫通道，為將來增加子母車和維修提供便利。

河南伊賽牛肉股份有限公司董事長買銀胖先生對博愛工廠萬噸冷庫子母車密集存儲項目給予較高評價，并將伊賽牛肉內(nèi)蒙開魯工廠的自動化密集存儲項目也交予天津萬事達實施，該項目涵蓋兩座子母車密集庫、一座多層料箱穿梭車密集庫，整體項目將在2019年底交付使用。