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近年來, 隨著國網公司對省級計量中心“四線一庫”自動化系統建設力度的加大, 各省公司智能化倉儲系統如雨后春筍般應運而生。然而青海省電力公司計量中心由于受到位置、空間和業務處理方式等因素制約, 并未完全實現總體建設目標。因此建設一套獨立的、能夠實現“四線一庫”總體目標的采集終端智能化倉儲系統勢在必行。

智能化倉儲總體架構按照軟件和硬件進行劃分, 其具體架構及層級劃分如圖1所示。

圖1 總體架構示意圖  下載原圖

1) 碼垛機。一種單叉雙深貨位雙出入集成架構, 用于對周轉箱按垛進行貨架單元存儲, 能夠執行以“起點→源地址行進→取貨 (送貨) →目的地址→完成”這一連續往復動作的機械運動部件。運動范圍能夠滿足4排12列5層共計234個貨位單元, 實現約4 968只采集終端的物料存儲。碼垛機電氣控制形式分應急、手動、半自動和聯機4種模式, 分別應用于故障狀態、檢修狀態和運行狀態。其能夠依據電氣指令對貨架單元進行絕對認址, 從而實現精確定位。其實物如圖2所示。

圖2 碼垛機  下載原圖

2) 提升機。以一垛物料為單元實現物料樓層間往復傳送的機械運動部件。其主要構成由電機驅動、減速機、貨位臺和外框架構成。提升機的建設安裝, 標志著自動化設備能夠在不同的空間位置下實現周轉箱的自動傳送, 滿足了現有空間環境充分利用。實物如圖3所示。

圖3 提升機  下載原圖

3) 穿梭車 (簡稱RGV) 。一種能夠實現周轉箱雙向送貨及精確定位的機械運動部件。用于倉儲系統中軌道導引搬運設備, 以往復方式在固定軌道上運行, 將貨物運送到指定地點或接駁設備。在電控系統控制下, 通過條碼認址方式精確定位于各個輸入、輸出工位, 接受物料后進行往復穿梭運輸, 具有高度的機動性、自動化和靈活性。實物如圖4所示。

圖4 穿梭車  下載原圖

“四線一庫”自動化系統采用一平臺一倉儲多線體設計模式, 業務由省級計量中心生產調度平臺發起, 制定任務向倉儲發送, 倉儲接收任務并按照任務條件進行物料出入庫, 下層檢定線體接收 (放出) 物料進行檢定 (檢測) 并入庫。其中, 檢定 (檢測) 硬件主體主要分為人工檢定 (檢測) 模式、流水線檢定 (檢測) 模式和自動化檢定 (檢測) 裝置。正是由于不同的設計模式, 使得倉儲與其硬件接口實現方式不同, 具體對比分析見表1。其中采集終端智能化倉儲的實現方式采用人工檢定 (檢測) 模式。

表1 檢定 (檢測) 模式對比分析  下載原圖

庫容量分滿載庫容量、空載庫存量和實際庫容量3種。以貨位分布 (貨架合計4排12列5層, 其中含6個貨位因設備占用不能納入) 為基準, 存儲單元數為個, 其中采集器存儲單元數a1為個, 終端存儲單元數a2為個, 并按照采集器每箱12只 (其中每垛3箱) 和終端每箱4只 (其中每垛4箱) 計算。

設, 空載庫容量C1為周轉箱存放個數, 滿載庫容量C2為采集終端存放只數, 實際庫容量C3為按照存儲比例60%壓縮后的實際采集終端存放只數, 得:

其中, a1、a2為采集器和終端存儲單元數;n1、n2為對應每垛箱數。

其中, a1、a2為采集器和終端存儲單元數;m1、m2為對應每箱存放設備數。

其中, f1為實際庫容量壓縮比例。

由此可知, 在靜態存儲方面, 系統能夠滿足798個立庫周轉箱及對應6 504只采集終端的庫存存儲。且在實際運行下, 保障3 902只采集終端的存放以供流轉。

日吞吐率是單位工作日內不同出入庫任務執行數量總和, 可分為設備入庫、檢測出庫、檢測入庫和配送出庫4種基本任務類型。按照堆垛機設計工作能力50垛每小時, 8 h工作時間計算, 設采集器日吞吐率Q1, 采集終端日吞吐率Q2, 系統日吞吐率Q3, 得:

其中, d為堆垛機設計工作能力, t為工作小時數。

其中, f2為實際出入庫數量壓縮比例, r為4種基本任務類型。

日吞吐率是反映系統運行效率的重要指標, 通過效能分析可知, 正常運轉下系統日吞吐率達到10 400只采集終端的出入庫, 滿足2 600只采集終端檢測出庫流轉 (或其他基本任務類型) 。

充實的庫容量不僅實現了設備全過程、自動化、智能化的資產管理、檢定管理, 而且結合智能化倉儲與人工檢定 (檢測) 裝置, 將庫房管理和檢測業務轉換為自動方式, 建立出一整套自動設備運作體系, 有效提升了各個業務的獨立運作和聯合協同水平。

采集終端智能化倉儲系統投入運行后, 減輕了人員勞動強度, 提高了勞動生產率, 但受場地及空間限制, 存在一些問題。從圖5左側虛線框內的設備看出, 二層提升機至穿梭車轉接臺之間采用單線輸送形式, 可能會導致多個檢測裝置在某段時間內同時執行檢測出入庫任務, 造成輸送線周轉箱擁堵。

圖5 系統總圖 (采集終端檢測區域部分)   下載原圖

建議在二層提升機至穿梭車轉接臺之間加裝復線, 對物料進行分流, 并實現輸送線積放功能以提升系統運行效率, 如圖6黑色覆蓋區域所示。

圖6 改造效果示意圖 (采集終端檢測區域部分)   下載原圖

采集終端智能化倉儲系統能夠滿足省級計量中心“四線一庫”建設要求, 同時一定程度上解放了勞動力, 提升了效能, 達到了采集終端自動化存儲, 物流化運轉的目的。同時為省級計量中心用電信息采集系統建設提供了良好的保障。