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智能装卸车系统在仓储运输的应用

发布时间:2020-11-18   |  所属分类:智能科学:论文发表  |  浏览:  |  加入收藏

  民爆炸药生产企业自动化程度低,人员控制要求较高。为满足无人化、少人化政策和降本增效的要求,对装卸车运输环节进行了智能化改造,引入了智能装卸车系统。通过对现有装卸运输环节布局的分析,从整体上设计了系统流程方式,形成了民爆行业特点的仓储物流运输体系,优化了现有的管理模式;解决了成品药信息与托盘信息,托盘信息与公安备案系统序列码之间的对应问题,智能叉车的摄像识别等关键性技术问题;设计了导航磁条铺设方法;提出整装机械及设备的应用条件;建立了具有行业示范效应的智能装车系统。结果表明:系统在某民爆企业应用后,装卸运输环节减员3人,经济效益提高40%,使企业智能化程度提升了一个新层次。

智能装卸车系统在仓储运输的应用

  关键词:智能装卸车系统;改造;管理;仓储运输

  近些年,随着《工业和信息化部关于推进民爆行业高质量发展的意见》与《民爆行业安全生产专项整治三年行动工作方案》等一些列政策文件的相继出台,企业迫切需要在技改方面不断突破,引入先进的设备与技术,优化现场管理方式,实现减员增效,做大做强,不断提升整体的自动化与信息化水平。成品药装卸车运输是民爆生产与销售全流程中的重要环节[1],起着中转与分配的承接作用,大体量的货物往往限制着转运与交付进程,一直是行业内众所周知的痛点所在,而传统的成品药装卸车一般采用人力搬运,每个装卸点配置2~5人协同作业,总体效率低,进度慢,成本高,不能满足持续装车的需求,且具有一定的安全隐患,经常造成交付拥堵与停滞,因此成品药装车环节是企业智能化改造的有效着力点。根据民爆行业技术规范,参考国内外民爆企业智能装卸车运输方案,应企业规划与实际需求调研,确定了智能装卸车系统在民爆行业应用的可行性。通过对现有的智能通用装卸车系统进行引进并改造,使之满足民爆现场使用要求,实现集约化管理。系统应用后可达到每个装卸点配备1人巡检即可,在减员增效上有了较大突破,整个仓储运输流程运转更加流畅,在国内民爆行业起到先锋示范作用,符合企业未来发展方向。

  1系统应用场景

  1.1系统流程

  民爆炸成品药装卸车运输是一个连续的系统流程,主要由3部分组成,第一部分是成品药从传送带运输到装车搬运区,经智能叉车或者AGV小车进行装车,继而卡车运输到仓库;第二部分是卡车行驶至入库区,对卡车里的成品药卸载与搬运入库工作;第三部分是销售出库环节,实现仓库成品药的搬运与装车。这3部分构成了成品药生产与销售装车运输过程,能够实现快速装卸车与货物流转。图1为智能装车流程图。

  1.2装卸车场景

  装车系统主要包含智能AGV叉车总装,导航系统,运载托盘,上位机软件等。叉车运行在磁条导航系统中,可以按照上位机指令完成相应的搬运工作,实现无人化操作。智能装车相比人工搬运优势明显,大大提高了装卸过程效率[2],同时可以按照仓库序列要求进行识别码垛,便于库存管理。智能装卸车场景如图2所示。

  2关键技术及措施

  2.1导航技术

  常见的智能叉车导航介质有无线电磁波、激光、磁场等[3],为叉车行走提供导向信号,可以按照既定的方向和路线完成搬运工作。由于民爆企业属于特种行业,行业技术规范中不允许在厂区范围内使用无线电波[1],且激光也不被允许使用,因此考虑使用磁导航较为合理,具有以下好处:①磁导航相对独立,不会对其他系统产生干扰;②采用铺设磁条的方式,可以埋藏于地表或地下,免去了介质供电问题;③便于路径规划与迁移,导航方式较为灵活[4]。图2为地下与地表磁条的铺设结构图,当关键节点路径选择地表铺设,可以改变路径方向,一般过程路径选择地下铺设,以减少对地面的干扰。施工应结合现场的实际情况进行选择与设计,从而达到最佳效果。

  2.2标识与识别技术

  装车搬运涉及到的标识有3个,一是成品药包装二维码,其与公安部门备案记录相对应,记录成品药包装产品、规格与序号等信息;二是托盘电子二维码,记录托盘的成品药序号范围等信息;三是搬运区黄线标识区等,起限位辅助作用。涉及到的识别方式是采用摄像机图像识别技术,可以识别托盘、二维码、卡车、标识区等目标。在实际工况中,成品药出库与入库环节必须严格按照序号交付,成品药自码垛成盘后,每个托盘电子二维码可以对承载货物进行排序,以保证出入库序号能与备案序号相对应,结合二维码识别可以确定托盘位置,以便实现自动搬运。图4为标识与识别过程。

  2.3整装机械及设备

  整装机械主要是运输相关的机械装备,包括传送带或传送辊、机械手、运输车、AGV搬运小车与叉车及相关辅助机械与设备等,是运输的主体部分,使用应满足民爆行业规范,具备使用条件如下。(1)具备带电设备要具有防爆措施,如加装防爆外壳,选用具备防爆认证的设备。(2)具备防静电功能,选用防静电材料的设备及辅材,加装去静电装置。(3)现场不能有裸露电源,不能有直接带电或持续供电设施,对于智能叉车需要早安全区域实现自主充电功能。

  3系统应用表现

  智能装卸车系统最初应用在物流业与制造业[5],具有运作井然有序与高效协作的特点,从而推广到其他行业使用。物流路线上大都采用整套智能装备与配套辅助设施,建设规模大,流程连续紧凑,人员参与较少。而民爆生产企业则是离散型运输,采用点对点方式,不适宜大规模布设,存在一定的差异。智能装卸车系统在民爆行业的应用,借鉴其他行业应用的基础上进行改造,整体处于探索阶段,运行初见成效,但也有一些瑕疵,主要表现在以下方面。(1)实现装、卸、运一体化,打通了仓储物流运输环节。智能装车系统能与现有的成品药传送带衔接,并能匹配其传送频率,完成搬运装车,并可以在装卸区完成出入库操作。(2)改变了仓储物流运输管理模式。改造前的出入库相关环节需要人员参与,有相应的班组部门,需要专门进行考核管理等,机构相对冗余。改造后系统流程人员较少,实行个人责任制,工作效率得以提高,可以明确管理目标与范围。(3)需要一定的适应与调整周期。涉及到技术变革往往需要摸索并与工况逐渐吻合,包括人员的培训,机器与设备的磨合,管理的适应等。前期试用阶段会遇到诸多问题,如对于混装秩序运输情况下,托盘二维码的制定与调整需要进一步优化,需要与现场操作人员沟通交流并妥善处理,以满足各类场景需求,这就需要一定周期才能正式发挥用途。

  4结论

  通过对智能装卸车系统的个性化改造,对企业智能制造水平有了显著的提高,证明了智能装卸车系统的可用性,适用了民爆行业智能化发展方向。在某民爆生产企业试行3个月后,整体效果较好,主要取得了以下成果。(1)完成了智能装卸车运输物流场景的全流程设计,制定了民爆行业特色的智能装卸车运输解决方案,成功应用了智能装卸车系统。(2)根据具体工况完成了导航磁条路线的布设,整车及托盘的配套使用,标识与识别技术的应用等关键技术的攻关,对整装机械及设备的选用提供了参考依据,为系统运行奠定了基础应用基础。(3)完成了系统测试与调整,相关管理与操作人员的培训,为系统首试应用提供了良好的管理应用基础。

  参考文献

  [1]李仕洪,李宏位,李国会.工业炸药产品入库自动装卸车系统的设计[J].爆破器材,2018(4):49-54.

  [2]梁睿,杨黎明.AGV在智能化物流系统中的应用[J].起重运输机械,2019(4):66-68.

  [3]方俊,孙晖,韦浩.新型智能袋装物装卸车机电气控制系统设计[J].港口科技,2019(2):48-52.

  [4]李爱民.AGV叉车轨迹跟踪控制策略的思考[J].时代农机,2018(4):223-224.

  [5]王熠璐,周友华,熊静,等.智能仓储在制药行业应用的几种方案研究[J].设计与分析,2019(36):148-149.

  作者:张曹林 汤剑松

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