蒙牛六期的高度自動化物流系統(tǒng)

　　蒙牛乳業(yè)集團成立于1999年，總部設(shè)在內(nèi)蒙古呼和浩特市和林格爾縣盛樂經(jīng)濟園區(qū)，企業(yè)總資產(chǎn)達76億元，乳制品年生產(chǎn)能力500萬噸。隨著生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴大，自2002年起，蒙牛乳業(yè)集團開始采用自動化立體倉庫，提高倉儲容量與物流管理水平。伴隨在全國范圍內(nèi)共擁有20多座立體倉庫。其中，2007年投入使用的六期工廠的物流系統(tǒng)項目，以規(guī)模巨大和高度自動化受到業(yè)界的廣泛關(guān)注。

　　2006年，蒙牛乳業(yè)集團做出了在總部投資建設(shè)六期生產(chǎn)項目的決定，并提出了“八化”即國際化、智能化、規(guī)?；?、立體化、展示化、個性化、差異化、系統(tǒng)化的要求，準備采用先進的設(shè)計理念和技術(shù)設(shè)備，建成國內(nèi)規(guī)模最大，科技含量最高，集生產(chǎn)、科研、培訓于一體的大型現(xiàn)代化液體奶生產(chǎn)廠。該項目主體工程投資 10億元，主車間4.77萬平方米，擁有22條生產(chǎn)線，日產(chǎn)鮮奶2000噸，由中央控制系統(tǒng)指令各種設(shè)備，自動完成從收奶到產(chǎn)品出庫的全過程。蒙牛六期的建成，標志著我國乳品加工業(yè)技術(shù)水平邁進了世界先進列，縮小了中國乳業(yè)與世界乳業(yè)的差距。

　　與蒙牛六期項目相配套的物流系統(tǒng)，集成了自動倉庫系統(tǒng)AS/RS、空中懸掛輸送系統(tǒng)、碼垛機器人、環(huán)行穿梭車、直線穿梭車、自動導(dǎo)引運輸車 AGV、自動整形機、自動薄膜纏繞機、液壓升降臺、貨架穿梭板、連續(xù)提升機、以及多種類型的輸送機等眾多自動化物流設(shè)備，是迄今國內(nèi)乳業(yè)自動化程度最高、最先進的物流系統(tǒng)

　　系統(tǒng)要求

　　蒙牛六期物流系統(tǒng)項目由太原剛玉物流工程有限公司負責整體規(guī)劃、實施。由于此前雙方長期而良好的合作基礎(chǔ)，工程從招標到建成僅歷時半年，速度之快、效率之高令人稱奇。該項目總包方太原剛玉物流工程有限公司經(jīng)受了大方案、大集成、打服務(wù)的嚴峻考驗，展示出強大的綜合實力。

　　蒙牛六期物流系統(tǒng)主要服務(wù)于常溫液體奶的生產(chǎn)、儲存、發(fā)貨，按照功能設(shè)計劃分為生產(chǎn)區(qū)、入庫區(qū)、儲存區(qū)和出庫區(qū)等，由計算機統(tǒng)一對整個物流流程實行自動化管理。六期項目共設(shè)置22條生產(chǎn)線，包括10條利樂22型機(3條苗條型、7條標準型)和12條康美機(5條苗條型、7條標準型)、生產(chǎn)能力為 1800噸 /20小時，出庫量為5000噸/22小時。按照規(guī)定，每天來自灌裝車間的產(chǎn)品入庫量約為110托盤/小時;出庫需分拆的量為30托盤/小時。

　　在物流系統(tǒng)規(guī)劃過程中，蒙牛集團不僅對處理量提出了很高的要求，更重要的是要求實現(xiàn)從牛奶生產(chǎn)到成品最后出庫裝車發(fā)運全過程的無人化作業(yè)，其中包括成品入出庫、原輔料及包材的輸送等所有物流作業(yè)環(huán)節(jié)。同時，整個系統(tǒng)還要符合經(jīng)濟性、靈活性、安全性與易維護性的要求。

　　系統(tǒng)構(gòu)成

　　為實現(xiàn)從生產(chǎn)到出庫流程的無人化作業(yè)，蒙牛六期的物流系統(tǒng)由成品全自動立體庫及輸送系統(tǒng)、內(nèi)包材自動化立體庫及輸送系統(tǒng)、輔料自動輸送系統(tǒng)、以及貫穿這三個子系統(tǒng)的計算機管理系統(tǒng)組成。

　　一、 成品自動立體庫及輸送系統(tǒng)的構(gòu)成與特點

　　該系統(tǒng)從生產(chǎn)車間內(nèi)的產(chǎn)品封箱后起，至出庫區(qū)穿梭車后輥筒式輸送機(裝車前)，實現(xiàn)成品存儲與出庫操作，以及空托盤的與存儲。主要設(shè)備包括：

　　1、 提升機

　　22臺提升機與相應(yīng)數(shù)量的封箱機銜接，提升高度為2米，負責將成品奶箱送至碼盤機器人處

　　2、機器人自動碼盤系統(tǒng)

　　為提升整體系統(tǒng)的自動化程度，托盤碼垛采用機器人作業(yè)。碼盤機器人可同時分別對來自兩條生產(chǎn)線的貨物進行碼垛。機械手為六軸式，每天可連續(xù)工作20小時以上。

　　3、 環(huán)形穿梭車

　　環(huán)形穿梭車用于將滿載托盤從機器人碼垛后的輸送線，自動運送到成品倉庫入庫端的各工位，并完成入庫端空托盤組至分解空托盤處的自動運輸。

　　4、輸送系統(tǒng)

　　(1)碼垛好的托盤貨物經(jīng)輸送線至入庫環(huán)形穿梭車入口，等待搬運車入庫。

　　(2)出、入庫端各設(shè)24條輸送線，和立體庫內(nèi)24條巷道對應(yīng)。

　　(3)出庫裝車處有20條輥筒式輸送機(有坡度)，同20輛汽車對應(yīng)。

　　(4)裝車后留下的空托盤經(jīng)輸送線送回入庫碼垛處、分拆處或立體庫存儲。

　　(5)分拆后剩余的產(chǎn)品也經(jīng)輸送線重新送回立體庫。

　　(6)入庫碼盤區(qū)空托盤的補充通過系統(tǒng)自動完成，可以保證在機器人碼垛時始終有空托盤備用。碼垛所需空托盤從立體庫內(nèi)取出后(8個為一垛)，由環(huán)形穿梭車送至空托盤輸送線進行拆盤，在被分配到機器人碼盤區(qū)。

　　5、高位貨架

　　成品立體庫總建筑面積102×106米。庫房頂最高點24米，最低點20米。貨架分布為24排76列12層、24排76列13層，共45600個貨位。

　　6、單伸堆垛機

　　(1)單元式直線型有軌巷道堆垛機工24臺，單機最大起重量為1200千克。

　　(2)采用變頻調(diào)速方式，完成來自車間貨物的入庫或外來貨物的出庫操作。

　　(3)堆垛機與計算機管理監(jiān)控系統(tǒng)采用紅外線通訊方式。

　　(4)堆垛機操作方式：聯(lián)機操作、單機操作、手動操作。

　　二、內(nèi)包材及輸送系統(tǒng)的構(gòu)成與特點

　　該系統(tǒng)從內(nèi)包材經(jīng)人工碼垛后用叉車將托盤運至入庫輸送線起，至所有內(nèi)包材被送到生產(chǎn)車間的使用點(包括空托盤回庫)。內(nèi)包材庫存放的是和牛奶直接接觸的包材(包括紙卷和紙盒)，因此對庫房內(nèi)的潔凈度有一定的要求，故采用自動化立體庫儲存。另外，內(nèi)包材庫還具有包材外調(diào)和空托盤外出的功能。主要由如下設(shè)備組成：

　　1、 駛?cè)胧截浖芟到y(tǒng)

　　(1) 包材庫總建筑面積102×30米，庫房凈高9米，總貨位數(shù)2400個。由于兩種包材的托盤尺寸不等，故將貨架分為兩個區(qū)域，每種各占50%。放置利樂包材的托盤尺寸1200×1200mm，托盤與包材重1200千克/托盤。放置康美包材的托盤尺寸1240×1000mm，托盤與包材重780千克/托盤.

　　(2) 貨架采用穿梭板式貨位和螺栓連接式，高度可調(diào)整。

　　2、 單伸堆垛機

　　(1) 采用2臺轉(zhuǎn)軌式堆垛機，單機最大起重量為1300千克，即可滿足外來包材的進貨量及送往車間的包材出貨量的要求，又可滿足不同貨架尺寸的需求。

　　(2) 沒有過載與松繩保護裝置、斷繩保護裝置、貨叉動作連鎖保護裝置及貨叉力矩限止器和貨位探測及有無貨物檢測裝置。

　　(3) 堆垛機與計算機管理監(jiān)控系統(tǒng)采用紅外線通訊方式。

　　(4) 堆垛機上沒有載入裝置，方便人員對最高處貨架的維修及管理。

　　(5) 堆垛機操作方式：聯(lián)機操作、單機操作、手動操作。

　　3、 出庫機器人自動搬運系統(tǒng)(AGV系統(tǒng))

　　在和生產(chǎn)車間相通的一端，由AGV(無人搬運車)自動將包材直接送到無菌灌裝機指定的位置，空托盤由AGV送回包材庫。AGV采用激光引導(dǎo)，由帶輸送移載機構(gòu)的AGV小車、地面導(dǎo)航系統(tǒng)、在線自動充電系統(tǒng)、周邊輸送系統(tǒng)、AGV控制臺和通訊系統(tǒng)等組成。

　　三、 輔料自動輸送系統(tǒng)的構(gòu)成與特點

　　該系統(tǒng)從人工將輔料放置到自動搬運懸掛車起，至輔料被準確送到車間輔料位置。輔料庫位于生產(chǎn)車間外馬路對面，為駛?cè)胧綆旆?，用于存放紙箱和吸管。輔料庫空中長廊底標高5米，空中長度30米。

　　每條生產(chǎn)線紙箱需求量分別為：利樂包834片/小時、康美包500片/小時。紙箱及吸管至生產(chǎn)車間裝箱機和貼管機的搬運，采用空中無人自動搬運懸掛車完成?？罩袩o人自動搬運車采用單軌道懸掛機構(gòu)，在一條環(huán)形主軌道上運行。

　　四.計算機監(jiān)控和管理系統(tǒng)

　　整個計算機監(jiān)控和管理系統(tǒng)可以實現(xiàn)對成品自動化庫、內(nèi)包材自動化庫和輔料庫的統(tǒng)一管理。成品自動化庫、包材自動化庫要求實現(xiàn)聯(lián)機在線的全自動控制、監(jiān)控和管理，主要包括庫房倉儲物流信息管理系統(tǒng)、自動化庫房控制與監(jiān)控系統(tǒng)、自動化庫房控制執(zhí)行系統(tǒng)三部分。其中，庫房倉儲物流信息管理系統(tǒng)具備入庫管理、出庫管理、庫存管理、數(shù)據(jù)采集、質(zhì)檢管理、批次管理、查詢統(tǒng)計、系統(tǒng)管理、儲位管理、人力資源管理、預(yù)警、糾偏、人性化操作界面等功能模塊。系統(tǒng)特點

　　1、 在計算機統(tǒng)一指揮下完成立體庫作業(yè)，實現(xiàn)貨物的入出庫信息自動化管理，自動完成貨物的數(shù)據(jù)維護、查詢、修改、清庫報表、庫存分析、報表打印等操作，并動態(tài)顯示設(shè)備狀態(tài)、位置及完成工作情況、故障情況提示、報警信息，以及庫存貨物的分布情況等。

　　2、 入庫時，系統(tǒng)自由分配貨位，按照由下到上的原則，也可以具體指定任意貨位;出庫時，原則上按入庫登錄順序(入庫日期和批號)，即先進先出的原則。

　　3、 計算機監(jiān)控系統(tǒng)采用全漢化圖形界面，具有良好的開放性，系統(tǒng)功能便于修改和再次開發(fā)。

　　運作流程

　　按照成品，內(nèi)包材和輔料三種不同物料劃分，其物流作業(yè)流程分別如下：

　　一、 成品物流

　　蒙牛六期物流中心從前到后依次為生產(chǎn)區(qū)、入庫區(qū)、儲存區(qū)和出庫區(qū)，具體運作流程如下：

　　(一) 生產(chǎn)區(qū)

　　22臺封箱機經(jīng)輸送鏈與碼盤機器人接頭，輸送鏈在碼垛錢江帶產(chǎn)品的紙箱提升至離地面2米處。紙箱由碼盤機器人按貨架層間距的尺寸要求，整齊地碼放在下游輸送帶上的托盤上。

　　(二) 入庫區(qū)

　　1、 碼好產(chǎn)品的托盤由環(huán)行穿梭車搬運到自動立體庫外與巷道堆垛機連接的輸送機上。裝有苗條型產(chǎn)品的托盤在入庫前需要進行塑料薄膜纏繞。

　　2、 在入庫區(qū)設(shè)有雙工位高速環(huán)行穿梭車，將入庫貨物向入庫口進行分配。托盤貨物在上穿竣車之前，須經(jīng)過外形合格檢測裝置，未通過者由小車送到整形裝置處進行整形后再入庫。

　　3、 經(jīng)檢測碼垛合格的托盤被堆垛機自動放到計算機系統(tǒng)指定的貨位上。

　　(三)出庫區(qū)

　　1 、出庫作業(yè)區(qū)設(shè)置20個停車位，可以滿足20輛運輸車同時裝卸任務(wù)。堆垛機從貨架上取出裝有產(chǎn)品的托盤，送到庫房外的環(huán)行穿梭車上。根據(jù)銷售清單，產(chǎn)品托盤從滾筒式輸送機被送到裝貨車旁。

　　2、在環(huán)行穿竣車的某處設(shè)立產(chǎn)品分拆區(qū)域，需要分拆的托盤在此脫離穿竣車道，通過人工分揀后，再回到穿竣車道上。

　　二、內(nèi)包材物流

　　1、入庫

　　內(nèi)包材從外部采購回來時，由人工卸車碼放在托盤上后，用叉車將包材放置到輸送機上，運至入庫臺上(一個入口)。堆垛機接到指令后將貨物就近或者按照預(yù)先設(shè)定的位置先放到穿梭板上，由穿竣板的往復(fù)運動將貨物放置到貨架(兩種尺寸貨架)上。

　　2、出庫

　　根據(jù)生產(chǎn)的需求，由堆垛機自動將所需紙卷、紙盒托盤取出放到和生產(chǎn)車間相通的一端。從庫房至生產(chǎn)灌裝機之間的物料搬運采用激光導(dǎo)引自動搬運機器人(AGV)。AGV將整托盤紙卷或紙盒送到無菌灌裝機指定的工位，人工輔助上紙卷或紙盒?？胀斜P由AGV送回包材庫。系統(tǒng)充分考慮到了生產(chǎn)結(jié)束后剩余包材回庫問題，在下次出貨時優(yōu)先使用剩余的包材。

　　三、輔料物流

　　紙箱：在輔料庫中指定的工位，由人工將紙箱拆捆后，按生產(chǎn)要求的數(shù)量、方向放到搬運車的裝載模具內(nèi)。

　　吸管：在輔料庫中指定的工位，由人工將吸管拆箱后，把箱內(nèi)所有的吸管放在搬運車上的周轉(zhuǎn)箱內(nèi)。

　　紙箱及吸管至生產(chǎn)車間裝箱和貼管機的運送，采用空中無人自動搬運懸掛車完成。搬運車可自動將這些輔料送到所需上料的裝箱機處，并自動投放到裝箱機上的紙箱緩沖工位。生產(chǎn)結(jié)束后或更換品種時，搬運車能將剩余紙箱或吸管送回輔料庫內(nèi)。

　　技術(shù)亮點

　　蒙牛六期自動化物流系統(tǒng)是高科技設(shè)備和控制技術(shù)的高度集成，以規(guī)模之大、創(chuàng)新點之多、自動化程度之高、運行效率之高備受業(yè)界矚目。該項目從信息管理控制系統(tǒng)到物流設(shè)備應(yīng)用擁有諸多創(chuàng)新技術(shù)。

　　在控制系統(tǒng)方面，實現(xiàn)了生產(chǎn)物流與多庫存儲物流的統(tǒng)一調(diào)度管理。物流中心的高度自動化要求對成品自動化庫、內(nèi)包材自動化庫、輔料庫進行多庫統(tǒng)一調(diào)度和管理，即建立包括倉儲物流信息管理系統(tǒng)、自動化庫房控制與監(jiān)控系統(tǒng)和自動化庫房控制執(zhí)行系統(tǒng)等在內(nèi)的信息控制系統(tǒng);實現(xiàn)生產(chǎn)物流與包裝的自動化控制，生產(chǎn)物流與存儲物流的統(tǒng)一管理調(diào)度，以及多庫存儲與生產(chǎn)物流的統(tǒng)籌管理等。

　　在高科技設(shè)備應(yīng)用方面，該項目涵蓋了多種先進高效的自動化設(shè)備，其中AGV和空中懸掛輸送系統(tǒng)是蒙牛六期中的最大亮點。特別是在內(nèi)包材出庫環(huán)節(jié)引入了 AGV，從根本上實現(xiàn)了真正的自動化搬運，成為蒙牛集團同類項目中的一大突破。據(jù)了解，在其他項目的立體庫中，內(nèi)包材搬運作業(yè)多由計算機控制堆垛機使貨物下架，由軌道出庫。相比之下，AGV的應(yīng)用使蒙牛六期的運輸系統(tǒng)實現(xiàn)了完全的智能化，大大提高了工作效率，降低了人力成本。

　　從一年來的運轉(zhuǎn)情況看，蒙牛六期物流系統(tǒng)已基本達到了當初的規(guī)劃設(shè)計目標，取得了令人滿意的效果。以此為基礎(chǔ)，蒙牛乳業(yè)集團有信心將位于呼和浩特和林德爾縣的總部基地建設(shè)成國內(nèi)規(guī)模最大、科技含量最高的現(xiàn)代化工廠，成為國內(nèi)外乳制品行業(yè)的典范。

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