鋁板帶加工企業智能化物流方案研究

陳丁文｜文

本文對鋁板帶加工企業物流智能化技術、方案進行對比分析，指出鋁板帶加工工廠設計中以智能化物流為核心的必要性，指明了鋁板帶加工企業智能化物流的建設方案和思路。

在當前國內工業企業正處在快速向工廠智能化生產模式轉變的大趨勢下，鋁板帶加工企業進行智能工廠工藝路線探索勢在必行，逐步實現生產設備網絡化、生產數據可視化、生產文檔無紙化、生產過程透明化、生產現場無人化，全方位提高企業管理水平、生產效率和生產效益。其中，物流智能化是智能工廠建設的重要基礎，未來的工廠平面布置也必然從生產工藝流程為核心轉變為以智能化物流為核心開展設計，確保全流程物料流轉的流暢、高效，實現物流的自動化流轉、信息化管控、智能調度優化。本文對鋁板帶加工企業物流、存儲、運轉、信息傳遞、裝備選型、應用系統等方面鋁板帶加工工廠物流智能化設計方案進行對比、研究，希望為有色金屬行業智能轉型升級提供參考。

有色加工行業物流現狀與問題

國內大多數的有色金屬加工企業的發展模式為滾動式發展，上一批設備，建一批廠房，形成一個生產單元，設備、物流、廠房、管理等未經統一規劃，體現在物流管理方面為物資分散和管理分散。在生產物流管理方面，大多數企業管理仍處于人工經驗式管理狀態。生產計劃發下去以后，車間調度員需通過卡片、記憶、經驗進行物資調度，運輸工具為普通的卡車、叉車、天車；生產中的原材料、半成品、成品處于什么位置、什么狀態等信息，需要由計劃員每天進行及時跟蹤，并以據跟蹤情況做新的生產計劃、調整計劃；生產操作人員需要根據生產任務和來料上卡片進行生產，本次工序完成以后，再填寫新的卡片向下道工序流轉，生產效率和物資周轉效率低下。

國內只有少數鋁板帶加工企業在物資的存放、周轉方面進行了有益的嘗試，不同程度上采用了信息化平面庫、智能天車、智能高架庫、AGV 運載車等，但截至目前，仍沒有一家企業實現全新物流的智能化。

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智能化物流方案設計研究

有色金屬加工涉及鑄造、壓延、熱處理、清洗、矯直、分切、包裝等工序，產品從原材料、半成品、成品需要根據不同要求經過以上不同路徑的工序外，還要根據訂單、計劃、規格、庫存、產能匹配等情況進行物料的調度、周轉、出入庫、路徑規劃等。如何做到物資周轉效率、保障訂單按時供貨，需要做好企業的智能化物流方案設計。

在工廠平面設計方面，有色金屬加工企業應圍繞生產材料物流的自動化、智能化為核心，兼顧生產工藝流程進行工廠平面設計。在熱軋機組（或鑄軋機組）和冷軋機組之間應設置半成品庫，半成品庫可以是智能平面庫或智能高架立體庫或同時設置智能平面庫、智能高架立體庫，在鋁板帶箔加工企業宜在成品放置區設置成品庫，成品庫可以使智能平面庫或智能高架立體庫。

在料卷周轉方面，熱軋卷材可通過跨運卷小車自動將卷材運至平面庫或高架庫外鞍座上，然后由智能天車或高架庫小車進行自動入庫，鑄軋卷可通過自動運輸輥道自動冷軋區域和平面或高架庫之間通過運輸輥道連接，實現自動出庫、入庫；精整區域與中間半成品庫，可以通過自動運輸輥道或AGV 運載車實現物料的周轉；在精整區到成品庫，可以通過AGV 運載車完成轉運。

智能化物流裝備選型

在有色金屬加工工廠常用的智能化物流裝備有AGV 運載車、智能天車、智能化運輸輥道、自動運料小車、自動上卸套筒機械手、自動套筒返回裝置等。

1.智能AGV 運載車

智能AGV 運載車具有的自動裝卸機構、行走機構、驅動系統和導航裝置。智能AGV 運載車的導航方式有磁帶導航、色帶導航、二維碼導航、激光導航、混合模式導航等，分別滿足不同工況，具有較大的自由度和靈活性。

由于以上特點，AGV 小車可廣泛用于半成品庫房到冷軋、箔軋、精整設備，或上述設備之間，或上述設備到成品庫之間的卷材自動運輸，實現車間物料的信息化、物流的智能化高效管理。

2.智能天車

智能天車由行走大車、小車、提升機構、定位系統、識別系統、控制系統等組成。智能天車采用圖像識別技術對卷材進行識別確認，通過圖像識別讀取載體上的條碼或二維碼信息，得到物料信息；通過旋轉編碼器檢測技術，對大車縱向行走、小車橫向行走、提升機構垂直方向行走精準定位；通過控制系統和車間調度系統、平面庫信息化系統對接，實現物流的跟蹤和調度。

基于上述，可根據車間調度指令，對平面庫區內的卷材進行自動調度和信息傳遞，可用于平面原料庫、半成品庫和成品庫。

3.自動運輸輥道

自動運輸輥道具有檢測、分段驅動的功能，當自動運輸輥道將車間內全部設備連接起來，整個車間包括運輸輥道都可以視作一個大的信息化平面庫，可由自動運輸輥道作為料卷調運的執行機構，完成車間物流的智能化管理。

自動運輸輥道可用于鑄軋到冷軋、到半成品庫，冷軋或半成品到精整設備之間的物料運輸。

物流信息化管理

有色金屬加工企業物料的調運、跟蹤管理離不開物料編碼和物料跟蹤管理系統。

物料編碼應由智能編碼系統根據編碼原則自動生成。信息編碼應符合企業特點，既充分考慮企業發展對信息編碼的需求，又兼顧企業的現狀。現在企業常用的標示碼為條形碼、二維碼。

有色金屬加工企業應通過智能標識技術實現全流程跟蹤，實現對每個物料單件以及單元物料的標識、跟蹤與監控。將標識碼嵌入生產中的物料、設備和產品中，實時搜集生產狀況信息與可視化傳感器結合，實現可視化自動生產和監控。

智能化物流應用

國內有兩種比較典型的鋁板帶加工企業智能物流案例，一家是熱軋、冷軋、精整生產工藝路線，該企業在綜合廠房的中間設立智能化半成品高架庫，即將熱軋、冷軋、競爭設備區分開，又通過智能物流系統將三個不同區域的料卷智能連接，通過智能天車、高架立體庫、運輸輥道、AGV 運載車等方式實現了全廠生產段物流的智能化管理，但其成品區的物料運輸、存放管理仍待優化；另一家企業是鑄軋、冷軋、精整生產工藝路線，該企業通過運輸輥道將車間內全部設備、庫區進行連接，僅通過智能天車和自動運輸輥道也可有效對全廠生產段物流進行智能化管理，其包裝到成品庫之間的連接有待連通。實際設計中，每家企業可通過自身條件在這種方案中進行混合重組優化。

結論

鋁板帶加工企業的物流智能化是整個工廠智能化的基礎，是企業在智能化升級改造或新上項目規劃中必須策劃、決策的議題。高效、智能化的物流管理系統可提高企業物料周轉效率20%以上，可大幅降低企業物資滯留成本，降低企業調度人員的勞動強度，同時為企業信息化、物質化工藝管理、質量管理、計劃排產提供有力支撐。

有色金屬加工企業智能化建設剛剛起步，行業對智能化建設的認識正在交流和規范的過程中，本文拋磚引玉，希望和廣大同行進一步交流，共同推動行業智能化建設進程。