河南伊賽牛肉高效的自動化密集存儲系統

供稿/天津萬事達物流裝備有限公司

河南伊賽博愛工廠全自動化冷庫實景

隨著伊賽牛肉公司近年來的高速發展，于2016年興建的博愛工廠對于冷庫的管理模式提出了更高的要求。天津萬事達根據業主的實際需求，制定了子母車密集存儲系統的解決方案，以達到自動化、信息化、無人化、高效便捷等作業要求。

河南伊賽牛肉股份有限公司（簡稱“伊賽牛肉”）位于河南省焦作市，創立于2001年，占地5000畝，員工3000人。作為國內最大的牛肉產業化企業之一，伊賽牛肉目前擁有河南10萬頭、內蒙古20萬頭，共計30萬頭肉牛產業化基地及年10萬噸肉制品深加工、千余條柜國際貿易的產業規模。在北京、上海、廣州、深圳、成都、西安、沈陽、武漢、鄭州等全國30多個城市建立全資子公司和300個辦事處，銷售網絡遍及全國。伊賽牛肉已成為專業從事肉牛養殖、飼料生產、屠宰分割、食品加工、連鎖專賣和供應鏈服務于一體的全產業鏈現代化清真食品集團。

牛肉屠宰、深加工等產業環節對冷庫需求較大，伊賽牛肉修武工廠冷庫自2013年開始使用穿梭式貨架，配合叉車進行出入庫作業，一定程度上增加了冷庫內的空間利用率、節約冷庫管理人員的人工支出，由此帶來的經濟效應讓伊賽牛肉公司對穿梭車類密集存儲解決方案較為認同。

隨著伊賽牛肉公司近年來的高速發展，于2016年興建的博愛工廠對于冷庫的管理模式提出了更高的要求。天津萬事達根據業主的實際需求，制定了子母車密集存儲系統的解決方案，以達到自動化、信息化、無人化、高效便捷等作業要求。

一、 項目需求與解決方案

伊賽牛肉博愛工廠以牛肉深加工為主，年產量達10萬噸，投建初期擬規劃萬噸冷庫，冷庫分為大小兩個區域，小庫區存放原料、包材，大庫區存放成品，貨物品類相對單一且形成批量出入庫，符合密集存儲的規劃要求。伊賽牛肉公司結合其河南修武工廠使用穿梭車貨架系統的經驗，提出萬噸冷庫需要同時具備智能化、自動化、信息化的管理模式，由此天津萬事達提出子母車自動化密集存儲方案。

1.項目整體需求

本項目所采購的穿梭子母車密集存儲系統主要用于原材料庫和成品庫，分別用于存放生產原料及肉制品。原材料庫設計規格1噸/托盤，庫房需4000托盤位,（托盤尺寸1200mm×1000mm×H1750mm含托盤）溫度范圍（-18度）,存放的原材料主要集中入庫和集中出庫。成品庫設計規格0.5噸/托盤，（托盤尺寸1200mm×1000mm×H1750mm含托盤）溫度范圍（-18度）庫房需要6000托盤位，產品SKU原材料庫需要共計100品相，成品庫需要100品相，成品庫出庫峰值（參考伊賽修武工廠出庫峰值160噸）320盤/10小時。原材料庫前期可能放成品，出庫效率不低于每小時40盤。具體要求詳見表1。

實托盤從偏載提升機移載至穿梭母車狀態

入貨平臺入庫口

出庫理貨區（1）

出庫理貨區（2）

2.小庫區貨物存儲、出入庫等具體需求：

（1）為低溫原料庫長88500mm×寬15400mm ×H19000mm。

（2）平面布局52列，3進深和8進深；8層存儲。

（3）總儲位數：4576個托盤位。

（4）可存放SKU：832種貨物品項。

（5）低溫原料庫的入庫為右側，叉車將托盤放入原料入庫口，托盤進入尺寸檢測門（不合格托盤退出，需要重新碼放），合格托盤進入提升機，提升機、子車、母車 根據控制系統WCS實現入庫作業指令，完成入庫命令。

（6）出庫為左側，提升機、子車、母車根據控制系統WCS實現出庫作業指令，完成出庫命令，出庫貨物運輸到出庫輸送線后，叉車工將貨物運輸到生產線。

3.大庫區貨物存儲、出入庫等具體需求：

（1）為低溫原料庫長88500mm×寬23000mm×H19000mm。

（2）平面布局52列，15進深；8層存儲。

（3）總儲位數：6240個托盤位。

（4）可存放SKU：416種貨物品項。

（5）低溫成品庫的入庫為左側，原料經生產線加工成品后，運輸到成品庫入庫口，托盤進入尺寸檢測門（不合格托盤退出，需要重新碼放），合格托盤進入提升機，提升機、子車、母車根據控制系統WCS實現入庫作業指令，完成入庫命令。

（6）低溫成品庫的出庫為右側，提升機、子車、母車根據控制系統WCS實現出庫作業指令，完成入庫命令，貨物運輸到出庫輸送線后，叉車工將貨物運輸到出庫平臺。

二、備貨、分揀方案及主要流程

子母車智能存儲系統的WMS接受上游ERP的訂單數據，對訂單數據進行整理自動建立出庫任務隊列，按照先進先出及尾盤先出的原則將訂單系統中物料進行出庫，月臺叉車工將物料搬運至分揀區域，根據訂單進行人工分揀，分揀后訂單托盤按照發貨地區或發貨車輛重新綁定托盤信息進行入庫暫存，庫區設計了訂單暫存區，區域通常設計在靠近提升機向道區域，方便第二天上午發貨出庫。

具體流程如下：

（1）業主ERP系統將當天（上午8：00-12：00）銷售系統訂單需求推送給子母車立體庫WMS系統。

（2）立庫WMS系統將訂單數據分析整理，按照先進先出、尾盤先出原則自動生成出庫聯機任務隊列，也可人工指定某物料托盤出庫。

（3）立庫WCS調度立庫中提升機系統、輸送線系統、穿梭子車、穿梭母車執行任務，每執行一個出庫任務后將完成信息反饋給WMS系統。在執行任務中，立體庫中的所有設備狀態、動作、位置可通過控制室WCS監控系統進行監控，也可通過月臺的終端顯示屏進行監控。

（4）出貨端LED屏提示叉車工將訂單物料下架并搬運至分揀區域。分揀區作業人員根據訂單進行貨物揀選形成訂單托盤，訂單托盤可以根據發貨要求進行直接發貨處理或由入貨端口由手持終端操作綁定進入立庫的訂單物料存儲區等待第二天發貨處理，訂單托盤存儲邏輯可以按照客戶、發貨路線等進行綁定和存儲。

表1：整體項目要求

圖1：項目規劃圖

穿梭母車運行狀態

穿梭母車與偏載提升機對接狀態

（5）訂單分揀后的尾盤通過手持終端系統進行重新綁盤，回庫存放，WMS系統記錄數據，在庫內設計尾盤存放區，作為下次優先出庫標注。

本項目主要流程包括入庫和出庫，入庫流程見圖2，出庫流程見圖3。

三、項目核心優勢

控制系統：子車、母車、提升機控制系統均采用西門子PLC，通過無線通訊技術將所有PLC連接到統一局域網內。

執行元件：子車、母車、提升機執行元件均采用國際知名品牌電機，其中子車和母車電機為伺服電機。運行安全可靠，響應時間短，控制精度高。

定位控制：采用二維碼定位模式，可以同時檢測水平和垂直兩個方向的數據變化，具有定位誤差小、讀取響應快、重復定位精度高、耐腐蝕等特點，使用溫度-20℃到50℃。

優化的低溫電池供電解決方案可供母車連續工作18小時以上、子車連續工作8小時以上，在電池電量報警后系統會自動到庫內充電樁充電，充電時間小于4小時。

貨物提升機用鏈條代替鋼絲繩，避免了傳統提升機經常碰到的鋼絲繩斷股或變形量大等問題，保證了提升機的安全穩定性。

偏載提升機具備設備換層、貨物垂直提升雙功能，一體化的設計極大程度節約了冷庫內的空間，載貨臺采用四電機四點同步提升，即使一臺電機發生故障也不影響正常運行。

在精定位及容易誘發安全及穩定性因素方面，均進行了安全備份，確保運行穩定。

在單機設備的設計、物流方案整體規劃上規避了容易引起系統不穩定的陳舊的設計方法，進行了多處設計創新。

圖2：入庫流程圖

圖3：出庫流程圖

四、實施效果

項目于2017年秋季驗收投產，至今運行穩定，達到了設計要求。相對于平庫穿梭車貨架系統，子母車系統實現了冷庫內的無人化作業模式，出入庫口設計了緩沖間，僅用作托盤的出入庫，避免由于叉車頻繁出入冷庫帶來的能耗損失。一體化的偏載提升機提供了貨物、子母車設備同時垂直升降功能，在滿足實際運作效率的同時減少業主在子母車設備上的投入，具備同巷道多層共享子母車的優勢?？紤]到該項目未來運作效率提升的可能性，對應第一層母車軌道設計了子母車出入庫通道，為將來增加子母車和維修提供便利。

河南伊賽牛肉股份有限公司董事長買銀胖先生對博愛工廠萬噸冷庫子母車密集存儲項目給予較高評價，并將伊賽牛肉內蒙開魯工廠的自動化密集存儲項目也交予天津萬事達實施，該項目涵蓋兩座子母車密集庫、一座多層料箱穿梭車密集庫，整體項目將在2019年底交付使用。