鋼鐵企業(yè)原料進廠調度信息系統(tǒng)智能化設計與研究

王艷龍 李玉光 閻孟虹 叢培勇 吳龍

摘要：為了解決運輸車輛進廠效率低、排隊壓車、廠內道路擁堵等問題，東華鋼鐵集團運用信息化技術構建了一套智能化的原料進廠調度系統(tǒng)，實現(xiàn)車輛高效有序進廠，系統(tǒng)分析指定卸貨地點，靈活調度運輸車輛。

關鍵詞：鋼鐵企業(yè);車輛調度;信息系統(tǒng)

中圖分類號：F406.5 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2020）01-0135-02

0 引言

原料運輸車輛進廠是鋼鐵企業(yè)物流中的重要環(huán)節(jié)，隨著企業(yè)生產(chǎn)效率的提高，原有的人工指派模式已無法滿足企業(yè)精益化生產(chǎn)的需求，由于進廠效率低經(jīng)常發(fā)生廠區(qū)門口車輛排隊壓車，車輛進廠后人工引導不及時造成道路擁堵。需要設計一套智能化調度管理系統(tǒng)對車輛進行調度指引。

1 需求分析

為了保障物流暢通，提高車輛進廠效率，防止進廠車輛壓車以及廠內道路擁堵，在在車輛進廠前完成門崗制卡。

原料運輸車輛卸料地點分為封閉料場和料棚兩個儲存場地。封閉料場汽車受料槽受料規(guī)則為：燒結區(qū)汽車受料槽下皮帶負責運送鐵粉，高爐區(qū)汽車受料槽下皮帶負責運送焦炭、塊礦、焦粉、球團、煤，煤區(qū)汽車受料槽下皮帶負責運送煤，熔劑區(qū)汽車受料槽下皮帶負責運送石灰石、白云石。如果有特殊情況不能在封閉料場卸料時去料棚卸料[1]。

車型分為：非后卸車、非自卸車、自卸車。其中非后卸車只能進入料棚區(qū)域卸料，非自卸車需在有翻車機的汽車受料槽卸料，自卸車需在無翻車機的汽車受料槽卸料。

為保證企業(yè)生產(chǎn)順利進行，系統(tǒng)運行時應結合車輛類型、物料等信息，根據(jù)相應的處理規(guī)則對進廠車輛進行分流。確保運輸車輛在門口不發(fā)生壓車，能夠靈活調配來料車輛卸料，提高汽車受料槽的卸料能力，爭取吸收全部來料。

2 方案設計

依托信息化手段從MES系統(tǒng)和遠程計量系統(tǒng)獲取車輛及貨物信息（車號，車型，訂單號，物料，原發(fā)毛重，卡號），通過與主控PLC做接口從底層硬件實時獲取當前料倉料位情況，對各方面信息進行邏輯分析為車輛指定卸料倉口。

若符合進入環(huán)保料場的條件，提示所去區(qū)域和指定汽車受料槽信息。若不符合進入環(huán)保料場條件，提示不可進入環(huán)保料場的原因，修改去向為料棚，并重新按照相關邏輯判斷是否可以制卡。與計量系統(tǒng)做接口，將生成的指令傳遞給計量系統(tǒng)，通過信息交互自動為車輛指定卸料倉口。

3 方案詳細設計

3.1 業(yè)務流程描述

為進廠車輛指定卸料倉口。在車輛進廠前進行門禁制卡，根據(jù)制卡的物料信息指定該車到合適受料區(qū)卸料。

跟據(jù)對倉容監(jiān)測和汽車原發(fā)重量的判斷，以及對卸貨倉所處的狀態(tài)來驅動車輛調度系統(tǒng)作出相應指令。自動為進廠車輛指定卸料口，在不混料的前提下遵循汽車卸料最快，并保障皮帶運輸效率最大化。

依據(jù)環(huán)保料場中的物料情況及判斷該物料在料倉或料條中是否有規(guī)劃區(qū)域，若有規(guī)劃區(qū)域，并且當前規(guī)劃區(qū)域能承受該車物料，允許該車制卡進廠。

如果出現(xiàn)特殊情況如：車型不對（無法后卸）、車卡損壞無法刷卡驗證車輛、制卡超過指定時間未到達指定區(qū)域車輛（時間可配置）、制卡時找不到相同物料的汽車受料槽或空閑受料槽、排隊車輛過多需進行人工指揮時系統(tǒng)提示去料棚卸料。

3.2 對不同受料區(qū)的處理邏輯

（1）煤粉受料區(qū)：第一，確定車輛是否可以卸貨。根據(jù)對煤粉受料槽的倉位監(jiān)測，當其倉容為低料位時，可以卸料;當倉容為高料位時，不可以向汽車受料槽卸料[2]。第二，確定煤粉的卸料倉口（往哪里卸）。煤粉受料槽有兩個，倉容分別為96噸和52噸。第三，判斷煤粉受料槽是否為檢修狀態(tài)。如果正在檢修，則去往沒有進行檢修的倉口;如果兩倉都沒有檢修，根據(jù)倉容量和原發(fā)重量判斷是否可以存放整車煤粉。如果可以卸料，那么確定倉口是否有車輛排隊，沒有排隊的情況下優(yōu)先選取倉容最大的受料倉。如果有車排隊，優(yōu)先選取排隊車輛最少的倉口卸料。

（2）熔劑的受料倉只有一個倉，上料時不允許混料。在換料時需要皮帶拉空，同時保證物料小車到達卸料位置。通過監(jiān)測受料倉和預配料倉的倉位，當都處于高倉位時，不可以卸料。

（3）對于燒結受料區(qū)和高爐受料區(qū)而言，其實現(xiàn)邏輯如下：第一，在燒結/高爐汽車受料區(qū)要考慮汽車是否具有自卸能力。如果是自卸車，可根據(jù)汽車所卸物料種類分配到相應的自卸區(qū)域。分配料倉時，優(yōu)先考慮選取空倉，如果沒有空倉，在有車輛排隊情況下優(yōu)先選擇排隊車輛最少的隊列（同料同訂單）;第二，若為非自卸車，必須選擇具有液壓卸車能力的倉口進行卸車。分配料倉時，優(yōu)先考慮空倉，如果沒有空倉，在有車輛排隊情況下優(yōu)先選擇排隊車輛最少的隊列（同料同訂單）。

3.3 運輸車輛制卡流程

判斷是否可以制卡條件依次為：

制卡前提條件是如果車輛去向不是封閉料場，則不進入以下判斷，反之則進入1。

（1）廠內（環(huán)保料場）總車輛數(shù)是否達到上限。未達到，進入2;已達到，不制卡;（2）判斷錄入車型是否為后卸車，若是，指定去料棚;不是，則進入3;（3）根據(jù)環(huán)保料場中實際存放的物料及其料位情況判斷車載物料是否可以進入環(huán)保料場中卸料，若有對應物料并且其料位不處于高料位，則進入4;其他情況則指定區(qū)域為料棚;（4）根據(jù)物料區(qū)域對應表判斷車載物料卸貨區(qū)域為高爐區(qū)域、燒結區(qū)域、煤粉區(qū)、熔劑區(qū)。若為高爐燒結則進入卸料條件判斷1，若為煤區(qū)，則進入卸料條件判斷2，若為熔劑區(qū)則進入卸料條件判斷3。

判斷是否可以卸料條件依次為：

（1）判斷對應區(qū)域的是否達到車輛上限值，若未達到進入a;若超出，不制卡。

查看車型，若為自卸車，則進入b;若車型為非自卸車，則進入c;

查看對應區(qū)域的無翻車機且狀態(tài)符合條件的汽車受料槽是否有空倉，若為空倉，則指定并返回對應區(qū)域和倉號;若無空倉，查找對應區(qū)域的無翻車機的汽車受料槽的當前物料是否有與車載物料同訂單同物料且狀態(tài)符合條件的受料槽，若有返回所有符合條件的最小倉號和區(qū)域[3];若未找到，則返回指定區(qū)域為料棚;

查看對應區(qū)域的有翻車機且狀態(tài)符合條件的汽車受料槽是否有空倉，若為空倉，則指定并返回對應區(qū)域和倉號;若無空倉，查找對應區(qū)域的有翻車機的汽車受料槽的當前物料是否有與車載物料同訂單同物料且狀態(tài)符合條件的受料槽，若有返回所有符合條件的最小倉號和區(qū)域;若未找到，則返回指定區(qū)域為料棚。

（2）判斷煤區(qū)車輛是否達到上限值，若未達到進入d，若達到，不制卡。

查看車輛原發(fā)毛重，若大于60噸并且M1（a倉號）狀態(tài)符合條件，則返回M1（a倉號）;若小于等于60噸并且M2（a倉號）狀態(tài)符合條件，則返回M2（b倉號）。

（3）判斷熔劑區(qū)車輛是否達到上限值，若未達到進入e，若達到，不制卡。

查看當前熔劑汽車受料槽中物料是否與車載物料一致，若汽車受料槽為空倉并且R1（a倉號）狀態(tài)符合條件，則指定倉號為R1（a倉號），反之指定區(qū)域為料棚;若汽車受料槽的物料與車載物料一致并且R1（a倉號）狀態(tài)符合條件，則返回倉號為R1（a倉號）;若不一致，則指定區(qū)域為料棚。具體如圖1所示。

4 結語

通過系統(tǒng)的實施可以縮短車輛進廠時間，提高車輛卸貨效率，避免門口壓車和廠內道路擁堵，提升物流效率，提高企業(yè)管理水平。

參考文獻

[1] 叢昊，王旭，蔣傳文，等.基于聯(lián)盟博弈的綜合能源系統(tǒng)優(yōu)化運行方法[J].電力系統(tǒng)自動化，2018，42（14）：14-22.

[2] 黃學文，張曉彤，艾亞晴，等.基于蟻群算法的多加工路線柔性車間調度問題[J].計算機集成制造系統(tǒng)，2018，24（03）：558-569.

[3] 郭朝暉.鋼鐵行業(yè)與工業(yè)4.0[J].冶金自動化，2015，39（04）：7-11+44.