面向大流量多品规件箱的柔性处理系统在卷烟配送中心中的应用

面向大流量多品规件箱的柔性处理系统在卷烟配送中心中的应用摘要：本文针对烟草商业公司卷烟配送中心的件箱处理，提出了一种“直通为主环线为辅的柔性互联的模式”。该模式通过动态感知在途件箱数量，实时调整分流策略，实现多入口对应多码垛工位的柔性互通且能力均衡的件箱处理模式；多品规件箱自动调整处理，以适应多品规环线输送及自动码垛；同时通过集成式布局方式，结合物料的ABC特性对不同类型件箱分类处理，实现高速输入、密集仓储及高速输出，以优化卷烟配送中心的工艺流程、减少物流环节、缩短物流动线，并节省大量的占地面积、设备投资，降低设备能耗和后期的维护成本。多品规件箱自动调整处理系统；集成式布局我国烟草行业在行政体制上划分为工业公司和商业公司，工业公司为卷烟生产企业，商业公司为卷烟销售企业。通常在烟草商业公司的卷烟销售量中，随着市场对个性化产品需求的提升，传统的标准卷烟模式已经难以满足市场需求，细支烟、中支烟、短支烟和特异型烟的需求日益增长，因此烟草商业公司需要处理的卷烟品规日益增多，尺寸也大不相同，物料尺寸范围波动较大(长×宽×高：270～590mm×430～560mm×23目前，全国很多烟草商业公司都已经构建了自动化程度较高的各类仓库。在卷烟入库环节，都采用一个伸缩皮带/链板对应一个机图5机器人码垛系统构成示意图机器人拆垛系统构成如图6中所示。每个拆垛机器人设置双工位实托盘拆垛，设置一个件箱拆垛站台，可实现多品规(主要为细支烟、类标烟、标准烟)件箱的自动拆垛。同时设计人工拆垛口，灵活实现特异型件箱和特殊情况的在线拆垛，同时可兼顾机器人故图6机器人拆垛系统构成示意图机器人拆垛后的件箱送至倍速链及细标一体多层穿梭车存储系统暂存。倍速链及细标一体多层穿梭车存储系统构成如图7所示。速链存储A类大品规卷烟、多层穿梭车存储BC类品规卷烟(含细支烟、中支烟等),这种分类策略能够充分发挥设备效率，有效规避图7倍速链及细标一体多层穿梭车存储系统构成示意图电控系统主要完成整个物流系统中输送设备的控制任务。电控料输送的过程控制及信息的传递。横向完成其他单机系统的控制集成。此外还提供内容丰富、形象直观的人机界面、安全保护措施和控调度计算机、网络等诸多技术结合在一起，采用方便灵活的模块化、参数化方法进行设计，既满足总体工艺要求的精确控制又满足高的性价比，在提升客户生产效率，提高客户关键竞争力方面树立了新的标杆，并以其卓越的产品设计理念为实现工厂的可持续性发调度控制系统向上连接物流管理层、向下连接作业执行层(即设备执行层)。调度控制系统分为入库、仓储、出库、补货、分拣五个模块，各功能边界清晰，系统可整合运行也可独立运行。系统可动态感知在途件箱数量，实时调整分流策略。系统根据机器人/人工的闲置情况以及环线上的在途情况，实时调整分流策略，采用直通(一卸货口对一机器人)或环线一对多(一卸货口对应其它闲置机器人)的柔性调度分流策略，均衡每个码垛口的物流量，发挥系统提供三维调度监控界面、任务监控功能，形象展示设备的运行状况、设备状态、故障信息和物流单位位置等实时物流状态。所提供的物流设备在三维方式下，能提供信息量更丰富的全景监控场景，支持旋转，缩放，漫游，定位；通过3D监控界面，用户还可以实时查看当前已有任务的任务详细信息和执行情况，并且可以对任务进行执行优先级设置和任务状态维护。三、系统难点及解决方案烟草商业卷烟配送中心卷烟品规多、件箱外形尺寸多，尤其是对于年销量大于等于20万大箱的一类卷烟配送中心，其件箱的处理量大。针对卷烟配送中心的上述特点，柔性处理系统的设计难点在于大流量多品规件箱的输送、码垛/拆垛、存储工艺方面，本文对此提出了解决方案。1.多品规件箱在线自动调整处理方案卸货车辆从不同的省输送过来，车中有标准烟、细支烟、中支烟、短支烟、特异型烟，经过伸缩链板机/带式输送机输送扫码后，自动调整上环线、下环线进入机器人码垛的输送方向，并在输送过程中不断调整烟姿，便于条码扫描和分流的稳定性。图8单通道调整处理系统局部示意图(需转向的件箱)送的细支烟、中支烟、短支烟(如图8),转向装置转向后变为长度方向输送，长度方向输送的件箱在输送线上更为稳定，经过斜角合流装置送入环线，在环线上经过烟姿调整后(如图9),进入滑标烟(如图10),则直接输送或环线输送到各机器人进行码垛。对图9斜角合流后烟姿调整局部示意图图10单通道调整处理系统局部示意图(不需要转向的件箱)多品规件箱柔性处理系统充分利用关节机器人的特点(双工位码垛拆垛、采用特殊设计夹具处理大部分品规的件箱),与环形穿梭车、直行穿梭车相结合，实现多品规(主要为细支烟、类标烟、标准烟)件箱的自动码垛和拆垛。同时设计人工码垛和拆垛口，灵根据客户的数据分析，采用ABC分类处理的模式，多层穿梭车有效规避订单及品牌波动；BC类卷烟(含细支烟、中支烟等)采用多层穿梭车货架存储模式，提升存量，四巷道互为备份，提升系统效率和可靠性。多品规大流量件箱柔性处理系统实现件箱从收货、存储到备货的全过程，业务流程包含件箱入库、件箱出库、件箱备货。1.件箱入库流程空托盘码分机件烟分拣输送系统图11件箱入库物流动线件箱入库的物流动线如图11所示，包含了件箱输送(直通+环线输送)、机器人码垛、环形穿梭车输送入库等流程。件箱输送。工人进入车厢内将件箱放置在伸缩链板机上，进行卸车作业。件箱在输送过程中，经自动扫码，扫码合格的件箱通过直通(或环形输送线)送到指定机器人码垛工位或人工码垛工位。机器人码垛流程。每个机器人设置两个码垛工位，系统根据上位系统的任务对同一品规的件箱进行码垛成整托盘。不适应机器人件箱堆码所需要的空托盘以空托盘组的形式出库后，通过托盘码分环形穿梭车输送。码好盘后的整托盘经环形穿梭车输送至指定联合工房二层图12件箱出库物流动线件箱出库的物流动线如图12所示。适宜拆垛和输送的件箱，由调度控制系统根据件箱存储系统的实际消耗进行计算，通知托盘立库将所需要的实托盘调出。通过直行穿梭车系统和输送机系统将实托盘送至机器人/人工拆垛站台，机器人/人工将件烟拆垛后放在输中进行存放，供分拣补货使用；散盘返回库中存储。拆垛后产生的图13件箱备货物流动线件箱备货的物流动线如图13所示。拆垛后的A类大品规，经自库往复式提升机进入多穿系统进行缓存。烟输送线输送至合流输送线，与A类烟合流后直接输送至相应的分拣线补货口。纵观国内的烟草商业卷烟配送中心，件箱入库环节常用模式有 (或人工码垛),对于很多异型件箱，需要剔除后，采用人工码垛的方式，具体布局如图14所示，此类模式常用于二、三类卷烟配送中心；2.入库采用多台伸缩皮带/链板机，通过环线的模式(输送模采用人工码垛的方式，具体布局如图15所示，此类模式常用于一类大型卷烟配送中心。这两种常用入库模式对应的出库拆垛一般都是机器人拆标准件箱，异型件箱采用人工拆垛的方式，进入备货系统图14直通模式步步的6000图15环线模式根据上述模式，经过多方面的研究、探讨，本文设计的一种大流量多品规件箱处理系统，配置了件箱合分流系统、机器人码垛/调度控制系统，实现大流量情况下多品规件箱的柔性处理及存储，有效解决现有技术的不足，具体布局如图16所示。图16柔性处理模式在某个一类卷烟配送中心的技改项目中，设计了三种模式的方案，分别从占地面积、物流动线、能耗、系统效率、自动化程度、系统冗余度等方面进行了对比，具体对比情况参见表1。从表1中可以看出，柔性处理模式与环线模式相比，占地面积上差不多，由于有直通送至机器人码垛，能耗低；物流动线短、系统效率高、自动化程度高、系统冗余度高。柔性处理模式与直通模式相比，由于直通模式的码垛机器人与伸缩链板机一一对应，项目中五个件箱入库对应五个码垛机器人，而柔性处理模式可完成五个件箱入库对应表1三种模式的对比分析内容1占地面积较小2短短3能耗高(环线一直在工作)中等(要进入环线时，环线才工作)4(≤4000箱/h)中(5000箱/h)高(≥7000箱/h)5自动化度高高6低高六、结语大流量多品规件箱柔性处理系统实现了多品规的柔性处理、自