郎新星 高家興/文

輥類(lèi)物料智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

郎新星 高家興/文

本文介紹了一種存放輥類(lèi)、軸類(lèi)零部件的智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)，該系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)輥類(lèi)、軸類(lèi)零部件的立體存放大大節(jié)省占地面積，同時(shí)實(shí)現(xiàn)物料的信息化管理。該設(shè)備主要由倉(cāng)儲(chǔ)主體、搬運(yùn)小車(chē)、軟件管理系統(tǒng)三部分組成，本文將對(duì)以上三部分進(jìn)行分析說(shuō)明。

輥類(lèi)與軸類(lèi)零部件、立體存儲(chǔ)、信息化

在造紙業(yè)、汽車(chē)內(nèi)飾及其他皮料、布料加工企業(yè)，需用到大量軋輥、印花輥或形狀類(lèi)似的零部件，隨著產(chǎn)品多樣性及產(chǎn)品系列的擴(kuò)展，如何降低該類(lèi)零部件的存儲(chǔ)面積、降低人員勞動(dòng)強(qiáng)度、實(shí)現(xiàn)信息化管理，日益成為相關(guān)企業(yè)急需解決的問(wèn)題。

一、現(xiàn)狀分析

輥類(lèi)零部件的軸袞外圓柱面為主要工作面(每件輥類(lèi)的重量均在100kg以上)，需要保護(hù)，不得有磨損、劃傷等。

圖1 ：輥?zhàn)拥跹b

圖2 ：最大輥?zhàn)映叽鐖D

圖3 ：輥?zhàn)討覓焓疽?/p>

傳統(tǒng)的輥類(lèi)部件存放方式為地面平鋪放置，一般采用相對(duì)應(yīng)的專(zhuān)用包裝箱將其架空存儲(chǔ)，取放時(shí)通過(guò)專(zhuān)用吊具將其從包裝箱內(nèi)吊出，然后放置于專(zhuān)用的周轉(zhuǎn)小車(chē)上人工搬運(yùn)至指定位置。此外，物料信息的管理也由人工登記結(jié)合倉(cāng)庫(kù)人員記憶實(shí)現(xiàn)。傳統(tǒng)的存儲(chǔ)方式具有以下弊端：

1.占用存儲(chǔ)面積大，高度空間全部浪費(fèi)；

2.存儲(chǔ)區(qū)域內(nèi)采用吊具等作業(yè)，成本高；

3.人工管理物料，容易出錯(cuò)，同時(shí)人工尋找物料費(fèi)時(shí)費(fèi)力。

二、設(shè)計(jì)目的及原則

本次設(shè)計(jì)目的是設(shè)計(jì)一種可節(jié)約輥類(lèi)物料存儲(chǔ)面積60%以上，同時(shí)可大大降低人員勞動(dòng)強(qiáng)度、提高工作效率，實(shí)現(xiàn)物料信息化管理的智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)。

設(shè)計(jì)主要遵循以下原則：

1.實(shí)用性。安裝經(jīng)濟(jì)、高效、實(shí)用的原則設(shè)計(jì)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)。

其次，擴(kuò)大團(tuán)隊(duì)外部協(xié)作，突破宗親、血緣、親緣等因素的限制，使團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神更具開(kāi)放性，與其它地方的商人廣泛開(kāi)展互動(dòng)、交流與合作。閩商要發(fā)揚(yáng)自己固有的開(kāi)放性特征，充分利用海峽西岸經(jīng)濟(jì)區(qū)“以福建為主體，面對(duì)臺(tái)灣，鄰近港澳，北承長(zhǎng)江三角洲，南接珠江三角洲，西連內(nèi)陸，涵蓋周邊”的地理優(yōu)勢(shì)，合縱連橫，努力推動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)合作，建立更廣泛的社會(huì)關(guān)系和合作交流渠道。也要以世界性的眼光，兼容并蓄，在全世界范圍內(nèi)尋找合作伙伴，大力引進(jìn)資金、技術(shù)和人才，充分利用社會(huì)各項(xiàng)資源。

2.可靠性、免維護(hù)或少維護(hù)。倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)硬件主體部分應(yīng)參考成熟設(shè)備原理，采用簡(jiǎn)單、穩(wěn)定的設(shè)備結(jié)構(gòu)，最大限度地保證設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性，降低維護(hù)成本。

3.可擴(kuò)展性。倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)應(yīng)具有柔性的管理系統(tǒng)，既能滿(mǎn)足目前企業(yè)業(yè)務(wù)需求的物料智能化、信息化管理還需具有可擴(kuò)展性以滿(mǎn)足企業(yè)日后發(fā)展的需要。

三、智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

該智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)由兩部分組成，分別為用于實(shí)現(xiàn)立體倉(cāng)儲(chǔ)、搬運(yùn)等功能的硬件部分以及用于實(shí)現(xiàn)物料信息化管理、自動(dòng)尋址等功能的倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)。

1.倉(cāng)儲(chǔ)對(duì)象

該智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)是專(zhuān)為存儲(chǔ)輥類(lèi)、軸類(lèi)設(shè)計(jì)，輥類(lèi)、軸類(lèi)物料作為直接的存儲(chǔ)單元存放于倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)內(nèi)，每根物料均編制粘貼唯一識(shí)別的條碼。首次設(shè)計(jì)是應(yīng)某企業(yè)要求定制，該次設(shè)計(jì)的物料存儲(chǔ)范圍：總長(zhǎng)L≤2010mm,直徑Φ≤255mm，單根輥?zhàn)涌傊亍?00kg；待存物料數(shù)量：56根。最大輥?zhàn)映叽鐖D，如圖2。

圖4 ：鏈條“凹”軌跡

圖5 ：垂直循環(huán)貨柜“0”型軌跡

圖6 ：輥類(lèi)物料智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)

圖7 ：硬件部分成品照片

2.倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)硬件部分

（1）工作原理

倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)是以懸掛梁為存儲(chǔ)單元，輥?zhàn)討覓煊趹覓炝荷?，懸掛梁上的懸掛點(diǎn)可根據(jù)輥?zhàn)娱L(zhǎng)度進(jìn)行手動(dòng)調(diào)節(jié)（圖3）。所有的懸掛梁通過(guò)專(zhuān)用的結(jié)構(gòu)固定于回轉(zhuǎn)鏈條上，回轉(zhuǎn)鏈條組成“凹”型軌跡（圖4），可在有限的空間內(nèi)盡量多的提供懸掛梁。鏈條及鏈輪組成設(shè)備的運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)，鏈輪鏈條由兩臺(tái)減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)，電機(jī)做同步控制后同時(shí)作為動(dòng)力源控制鏈條正反轉(zhuǎn)，使懸掛梁旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)從而將掛于其上的輥?zhàn)铀偷讲僮髡呙媲?，每套系統(tǒng)配有專(zhuān)用周轉(zhuǎn)小車(chē)一臺(tái)，可將待取輥?zhàn)又苯訌妮佔(zhàn)訋?kù)懸掛梁上放置到小車(chē)上，或?qū)⑿≤?chē)上的棍子與懸掛梁對(duì)應(yīng)后人工固定。該設(shè)計(jì)參考了在物流倉(cāng)儲(chǔ)行業(yè)運(yùn)用極為廣泛且技術(shù)已經(jīng)完全成熟可靠的“垂直循環(huán)貨柜”（圖5）部分原理，使該設(shè)備具有了較高的穩(wěn)定性。

該系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)由主體框架、傳動(dòng)系統(tǒng)、外殼及搬運(yùn)小車(chē)等部分組成，如圖5所示。

系統(tǒng)主體框架由底座、左右骨架、撐桿等部件組成，底座由鋼板制作，左右骨架以無(wú)縫鋼管及槽鋼焊接成型，確保系統(tǒng)整體承載強(qiáng)度及穩(wěn)定性。

傳動(dòng)系統(tǒng)由兩臺(tái)減速機(jī)作為動(dòng)力源，通過(guò)鏈輪、鏈條、同步軸等部件組成系統(tǒng)的傳動(dòng)系統(tǒng)。主體框架的左右骨架分別安裝有一套鏈條鏈輪結(jié)構(gòu)，鏈條上設(shè)計(jì)有專(zhuān)門(mén)定制的加長(zhǎng)銷(xiāo)軸，輥?zhàn)討覓炝号c該軸連接后，隨著傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)行做同步動(dòng)作。懸掛量與鏈條銷(xiāo)軸連接后可自由旋轉(zhuǎn)，以確保系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)物料始終豎直向下。

外殼底部用于防護(hù)人員及異物進(jìn)入，設(shè)置有高1.8米的鈑金殼體。系統(tǒng)前后兩部分設(shè)置有鋼絲護(hù)網(wǎng)，用于防止物料意外掉落。

搬運(yùn)小車(chē)用于搬運(yùn)待存取的物料。系統(tǒng)底部設(shè)有與小車(chē)的專(zhuān)用接口，與小車(chē)對(duì)接后，可手動(dòng)將懸掛梁上的物料放置到小車(chē)上或?qū)⑿≤?chē)上的物料懸掛于懸掛梁上，無(wú)需吊具實(shí)現(xiàn)輥料的存取。

3.倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)

倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)是智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的信息存儲(chǔ)處理中心和調(diào)度核心，運(yùn)行與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)物料信息的收集、處理、傳送、存儲(chǔ)和分析，完成上級(jí)系統(tǒng)或人工下達(dá)的出入庫(kù)指令執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)物料高效、科學(xué)的管理以及自動(dòng)化取放。同時(shí)，該系統(tǒng)還具備與上級(jí)系統(tǒng)無(wú)縫對(duì)接的相關(guān)接口，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)信息與企業(yè)管理系統(tǒng)的實(shí)時(shí)交互。

（1）操作流程

入出庫(kù)流程如圖8。物料入庫(kù)流程為： 當(dāng)來(lái)料到達(dá)倉(cāng)庫(kù)后，新的物料在ERP或其他上級(jí)管理系統(tǒng)內(nèi)編碼并寫(xiě)入系統(tǒng)，舊有物料可直接掃描其編碼；在倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)內(nèi)選擇合適的儲(chǔ)位并與物料信息綁定 倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)下達(dá)指令，結(jié)合人工實(shí)現(xiàn)物料存入庫(kù)內(nèi)。

圖8 ：物料出入庫(kù)流程

本文介紹的輥類(lèi)物料智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)，廣泛應(yīng)用于各類(lèi)軸、輥類(lèi)的信息化、自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)、搬運(yùn)、管理中，為各企業(yè)節(jié)約成本、提高效率提升自身信息化水平提供解決方案。

表1 ：新型物流系統(tǒng)指令設(shè)計(jì)

物料出庫(kù)流程為： ERP等上級(jí)系統(tǒng)對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)下達(dá)出庫(kù)任務(wù)單；倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)自動(dòng)根據(jù)出庫(kù)單依既定順序，依次輸送至出料口；操作員將物料取出并確認(rèn)，系統(tǒng)自動(dòng)將更新后的庫(kù)存信息反饋至ERP等上級(jí)系統(tǒng)。

（2）系統(tǒng)功能

倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)的基本功能由四大部分組成（如圖9）：

①基礎(chǔ)信息管理：用于對(duì)物流信息、人員信息、權(quán)限信息、貨位信息等進(jìn)行設(shè)定、編制、管理等功能。

②出入庫(kù)管理：對(duì)物料實(shí)現(xiàn)出入庫(kù)、移庫(kù)、移庫(kù)操作，對(duì)庫(kù)內(nèi)物料進(jìn)行自動(dòng)盤(pán)點(diǎn)。

③查詢(xún)及報(bào)表功能：對(duì)庫(kù)內(nèi)物料信息、出入庫(kù)記錄等進(jìn)行查詢(xún)，對(duì)各類(lèi)報(bào)表、日志進(jìn)行自動(dòng)生成并導(dǎo)出等功能。

④系統(tǒng)維護(hù)：對(duì)系統(tǒng)內(nèi)數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)備份，數(shù)據(jù)還原，數(shù)據(jù)字典以及條碼等信息的維護(hù)管理等。

四、智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的效果對(duì)比

采用智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)后，與原有普通倉(cāng)儲(chǔ)方式對(duì)比，主要不同如表1。

五、結(jié)論

本文介紹的輥類(lèi)物料智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)，具有占地面積小、儲(chǔ)存容量大的特點(diǎn)，比傳統(tǒng)存放方式節(jié)約超過(guò)85%的存儲(chǔ)空間；運(yùn)行平穩(wěn)、可靠、定位準(zhǔn)確；自動(dòng)選取最優(yōu)路徑，平均存取時(shí)間60秒，節(jié)約存取時(shí)間95%以上；智能化存取，存放、查找物品方便；與此同時(shí)實(shí)現(xiàn)了與企業(yè)級(jí)管理系統(tǒng)的無(wú)縫對(duì)接，可進(jìn)行計(jì)算機(jī)連網(wǎng)控制，對(duì)物料信息、操作日志、使用頻次等實(shí)時(shí)監(jiān)控統(tǒng)計(jì)，為企業(yè)運(yùn)營(yíng)決策提供數(shù)據(jù)支撐。

該系統(tǒng)可廣泛應(yīng)用于各類(lèi)軸、輥類(lèi)的信息化、自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)、搬運(yùn)、管理中，為各企業(yè)節(jié)約成本、提高效率提升自身信息化水平提供解決方案。

作者單位為中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第二研究所