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蒙牛的自動(dòng)化物流系統
蒙牛乳業(yè)集團成立于1999年，總部設在內蒙古呼和浩特市和林格爾縣盛樂(lè )經(jīng)濟園區，企業(yè)總資產(chǎn)達76億元，乳制品年生產(chǎn)能力500萬(wàn)噸。隨著(zhù)生產(chǎn)規模的不斷擴大，自2002年起，蒙牛乳業(yè)集團開(kāi)始采用自動(dòng)化立體倉庫，提高倉儲容量與物流管理水平。伴隨在全國范圍內共擁有20多座立體倉庫。其中，2007年投入使用的六期工廠(chǎng)的物流系統項目，以規模巨大和高度自動(dòng)化受到業(yè)界的廣泛關(guān)注。
2006年，蒙牛乳業(yè)集團做出了在總部投資建設六期生產(chǎn)項目的決定，并提出了“八化”即國際化、智能化、規�；�、立體化、展示化、個(gè)性化、差異化、系統化的要求，準備采用先進(jìn)的設計理念和技術(shù)設備，建成國內規模最大，科技含量最高，集生產(chǎn)、科研、培訓于一體的大型現代化液體奶生產(chǎn)廠(chǎng)。該項目主體工程投資 10億元，主車(chē)間4.77萬(wàn)平方米，擁有22條生產(chǎn)線(xiàn)，日產(chǎn)鮮奶2000噸，由中央控制系統指令各種設備，自動(dòng)完成從收奶到產(chǎn)品出庫的全過(guò)程。蒙牛六期的建成，標志著(zhù)我國乳品加工業(yè)技術(shù)水平邁進(jìn)了世界先進(jìn)列，縮小了中國乳業(yè)與世界乳業(yè)的差距。
與蒙牛六期項目相配套的物流系統，集成了自動(dòng)倉庫系統AS/RS、空中懸掛輸送系統、碼垛機器人、環(huán)行穿梭車(chē)、直線(xiàn)穿梭車(chē)、自動(dòng)導引運輸車(chē) AGV、自動(dòng)整形機、自動(dòng)薄膜纏繞機、液壓升降臺、貨架穿梭板、連續提升機、以及多種類(lèi)型的輸送機等眾多自動(dòng)化物流設備，是迄今國內乳業(yè)自動(dòng)化程度最高、最先進(jìn)的物流系統
系統要求
蒙牛六期物流系統項目由太原剛玉物流工程有限公司負責整體規劃、實(shí)施。由于此前雙方長(cháng)期而良好的合作基礎，工程從招標到建成僅歷時(shí)半年，速度之快、效率之高令人稱(chēng)奇。該項目總包方太原剛玉物流工程有限公司經(jīng)受了大方案、大集成、打服務(wù)的嚴峻考驗，展示出強大的綜合實(shí)力。
蒙牛六期物流系統主要服務(wù)于常溫液體奶的生產(chǎn)、儲存、發(fā)貨，按照功能設計劃分為生產(chǎn)區、入庫區、儲存區和出庫區等，由計算機統一對整個(gè)物流流程實(shí)行自動(dòng)化管理。六期項目共設置22條生產(chǎn)線(xiàn)，包括10條利樂(lè )22型機(3條苗條型、7條標準型)和12條康美機(5條苗條型、7條標準型)、生產(chǎn)能力為 1800噸 /20小時(shí)，出庫量為5000噸/22小時(shí)。按照規定，每天來(lái)自灌裝車(chē)間的產(chǎn)品入庫量約為110托盤(pán)/小時(shí);出庫需分拆的量為30托盤(pán)/小時(shí)。
在物流系統規劃過(guò)程中，蒙牛集團不僅對處理量提出了很高的要求，更重要的是要求實(shí)現從牛奶生產(chǎn)到成品最后出庫裝車(chē)發(fā)運全過(guò)程的無(wú)人化作業(yè)，其中包括成品入出庫、原輔料及包材的輸送等所有物流作業(yè)環(huán)節。同時(shí)，整個(gè)系統還要符合經(jīng)濟性、靈活性、安全性與易維護性的要求。
系統構成
為實(shí)現從生產(chǎn)到出庫流程的無(wú)人化作業(yè)，蒙牛六期的物流系統由成品全自動(dòng)立體庫及輸送系統、內包材自動(dòng)化立體庫及輸送系統、輔料自動(dòng)輸送系統、以及貫穿這三個(gè)子系統的計算機管理系統組成。
一、 成品自動(dòng)立體庫及輸送系統的構成與特點(diǎn)
該系統從生產(chǎn)車(chē)間內的產(chǎn)品封箱后起，至出庫區穿梭車(chē)后輥筒式輸送機(裝車(chē)前)，實(shí)現成品存儲與出庫操作，以及空托盤(pán)的與存儲。主要設備包括：
1、 提升機
22臺提升機與相應數量的封箱機銜接，提升高度為2米，負責將成品奶箱送至碼盤(pán)機器人處
2、機器人自動(dòng)碼盤(pán)系統
為提升整體系統的自動(dòng)化程度，托盤(pán)碼垛采用機器人作業(yè)。碼盤(pán)機器人可同時(shí)分別對來(lái)自?xún)蓷l生產(chǎn)線(xiàn)的貨物進(jìn)行碼垛。機械手為六軸式，每天可連續工作20小時(shí)以上。
3、 環(huán)形穿梭車(chē)
環(huán)形穿梭車(chē)用于將滿(mǎn)載托盤(pán)從機器人碼垛后的輸送線(xiàn)，自動(dòng)運送到成品倉庫入庫端的各工位，并完成入庫端空托盤(pán)組至分解空托盤(pán)處的自動(dòng)運輸。
4、輸送系統
(1)碼垛好的托盤(pán)貨物經(jīng)輸送線(xiàn)至入庫環(huán)形穿梭車(chē)入口，等待搬運車(chē)入庫。
(2)出、入庫端各設24條輸送線(xiàn)，和立體庫內24條巷道對應。
(3)出庫裝車(chē)處有20條輥筒式輸送機(有坡度)，同20輛汽車(chē)對應。
(4)裝車(chē)后留下的空托盤(pán)經(jīng)輸送線(xiàn)送回入庫碼垛處、分拆處或立體庫存儲。
(5)分拆后剩余的產(chǎn)品也經(jīng)輸送線(xiàn)重新送回立體庫。
(6)入庫碼盤(pán)區空托盤(pán)的補充通過(guò)系統自動(dòng)完成，可以保證在機器人碼垛時(shí)始終有空托盤(pán)備用。碼垛所需空托盤(pán)從立體庫內取出后(8個(gè)為一垛)，由環(huán)形穿梭車(chē)送至空托盤(pán)輸送線(xiàn)進(jìn)行拆盤(pán)，在被分配到機器人碼盤(pán)區。
5、高位貨架
成品立體庫總建筑面積102×106米。庫房頂最高點(diǎn)24米，最低點(diǎn)20米。貨架分布為24排76列12層、24排76列13層，共45600個(gè)貨位。
6、單伸堆垛機
(1)單元式直線(xiàn)型有軌巷道堆垛機工24臺，單機最大起重量為1200千克。
(2)采用變頻調速方式，完成來(lái)自車(chē)間貨物的入庫或外來(lái)貨物的出庫操作。
(3)堆垛機與計算機管理監控系統采用紅外線(xiàn)通訊方式。
(4)堆垛機操作方式：聯(lián)機操作、單機操作、手動(dòng)操作。
二、內包材及輸送系統的構成與特點(diǎn)
該系統從內包材經(jīng)人工碼垛后用叉車(chē)將托盤(pán)運至入庫輸送線(xiàn)起，至所有內包材被送到生產(chǎn)車(chē)間的使用點(diǎn)(包括空托盤(pán)回庫)。內包材庫存放的是和牛奶直接接觸的包材(包括紙卷和紙盒)，因此對庫房?jì)鹊臐崈舳扔幸欢ǖ囊�，故采用自�?dòng)化立體庫儲存。另外，內包材庫還具有包材外調和空托盤(pán)外出的功能。主要由如下設備組成：
1、 駛入式貨架系統
(1) 包材庫總建筑面積102×30米，庫房?jì)舾?米，總貨位數2400個(gè)。由于兩種包材的托盤(pán)尺寸不等，故將貨架分為兩個(gè)區域，每種各占50%。放置利樂(lè )包材的托盤(pán)尺寸1200×1200mm，托盤(pán)與包材重1200千克/托盤(pán)。放置康美包材的托盤(pán)尺寸1240×1000mm，托盤(pán)與包材重780千克/托盤(pán).
(2) 貨架采用穿梭板式貨位和螺栓連接式，高度可調整。
2、 單伸堆垛機
(1) 采用2臺轉軌式堆垛機，單機最大起重量為1300千克，即可滿(mǎn)足外來(lái)包材的進(jìn)貨量及送往車(chē)間的包材出貨量的要求，又可滿(mǎn)足不同貨架尺寸的需求。
(2) 沒(méi)有過(guò)載與松繩保護裝置、斷繩保護裝置、貨叉動(dòng)作連鎖保護裝置及貨叉力矩限止器和貨位探測及有無(wú)貨物檢測裝置。
(3) 堆垛機與計算機管理監控系統采用紅外線(xiàn)通訊方式。
(4) 堆垛機上沒(méi)有載入裝置，方便人員對最高處貨架的維修及管理。
(5) 堆垛機操作方式：聯(lián)機操作、單機操作、手動(dòng)操作。
3、 出庫機器人自動(dòng)搬運系統(AGV系統)
在和生產(chǎn)車(chē)間相通的一端，由AGV(無(wú)人搬運車(chē))自動(dòng)將包材直接送到無(wú)菌灌裝機指定的位置，空托盤(pán)由AGV送回包材庫。AGV采用激光引導，由帶輸送移載機構的AGV小車(chē)、地面導航系統、在線(xiàn)自動(dòng)充電系統、周邊輸送系統、AGV控制臺和通訊系統等組成。
三、 輔料自動(dòng)輸送系統的構成與特點(diǎn)
該系統從人工將輔料放置到自動(dòng)搬運懸掛車(chē)起，至輔料被準確送到車(chē)間輔料位置。輔料庫位于生產(chǎn)車(chē)間外馬路對面，為駛入式庫房，用于存放紙箱和吸管。輔料庫空中長(cháng)廊底標高5米，空中長(cháng)度30米。
每條生產(chǎn)線(xiàn)紙箱需求量分別為：利樂(lè )包834片/小時(shí)、康美包500片/小時(shí)。紙箱及吸管至生產(chǎn)車(chē)間裝箱機和貼管機的搬運，采用空中無(wú)人自動(dòng)搬運懸掛車(chē)完成�？罩袩o(wú)人自動(dòng)搬運車(chē)采用單軌道懸掛機構，在一條環(huán)形主軌道上運行。
四.計算機監控和管理系統
整個(gè)計算機監控和管理系統可以實(shí)現對成品自動(dòng)化庫、內包材自動(dòng)化庫和輔料庫的統一管理。成品自動(dòng)化庫、包材自動(dòng)化庫要求實(shí)現聯(lián)機在線(xiàn)的全自動(dòng)控制、監控和管理，主要包括庫房倉儲物流信息管理系統、自動(dòng)化庫房控制與監控系統、自動(dòng)化庫房控制執行系統三部分。其中，庫房倉儲物流信息管理系統具備入庫管理、出庫管理、庫存管理、數據采集、質(zhì)檢管理、批次管理、查詢(xún)統計、系統管理、儲位管理、人力資源管理、預警、糾偏、人性化操作界面等功能模塊。系統特點(diǎn)
1、 在計算機統一指揮下完成立體庫作業(yè)，實(shí)現貨物的入出庫信息自動(dòng)化管理，自動(dòng)完成貨物的數據維護、查詢(xún)、修改、清庫報表、庫存分析、報表打印等操作，并動(dòng)態(tài)顯示設備狀態(tài)、位置及完成工作情況、故障情況提示、報警信息，以及庫存貨物的分布情況等。
2、 入庫時(shí)，系統自由分配貨位，按照由下到上的原則，也可以具體指定任意貨位;出庫時(shí)，原則上按入庫登錄順序(入庫日期和批號)，即先進(jìn)先出的原則。
3、 計算機監控系統采用全漢化圖形界面，具有良好的開(kāi)放性，系統功能便于修改和再次開(kāi)發(fā)。
運作流程
按照成品，內包材和輔料三種不同物料劃分，其物流作業(yè)流程分別如下：
一、 成品物流
蒙牛六期物流中心從前到后依次為生產(chǎn)區、入庫區、儲存區和出庫區，具體運作流程如下：
(一) 生產(chǎn)區
22臺封箱機經(jīng)輸送鏈與碼盤(pán)機器人接頭，輸送鏈在碼垛錢(qián)江帶產(chǎn)品的紙箱提升至離地面2米處。紙箱由碼盤(pán)機器人按貨架層間距的尺寸要求，整齊地碼放在下游輸送帶上的托盤(pán)上。
(二) 入庫區
1、 碼好產(chǎn)品的托盤(pán)由環(huán)行穿梭車(chē)搬運到自動(dòng)立體庫外與巷道堆垛機連接的輸送機上。裝有苗條型產(chǎn)品的托盤(pán)在入庫前需要進(jìn)行塑料薄膜纏繞。
2、 在入庫區設有雙工位高速環(huán)行穿梭車(chē)，將入庫貨物向入庫口進(jìn)行分配。托盤(pán)貨物在上穿竣車(chē)之前，須經(jīng)過(guò)外形合格檢測裝置，未通過(guò)者由小車(chē)送到整形裝置處進(jìn)行整形后再入庫。
3、 經(jīng)檢測碼垛合格的托盤(pán)被堆垛機自動(dòng)放到計算機系統指定的貨位上。
(三)出庫區
1 、出庫作業(yè)區設置20個(gè)停車(chē)位，可以滿(mǎn)足20輛運輸車(chē)同時(shí)裝卸任務(wù)。堆垛機從貨架上取出裝有產(chǎn)品的托盤(pán)，送到庫房外的環(huán)行穿梭車(chē)上。根據銷(xiāo)售清單，產(chǎn)品托盤(pán)從滾筒式輸送機被送到裝貨車(chē)旁。
2、在環(huán)行穿竣車(chē)的某處設立產(chǎn)品分拆區域，需要分拆的托盤(pán)在此脫離穿竣車(chē)道，通過(guò)人工分揀后，再回到穿竣車(chē)道上。
二、內包材物流
1、入庫
內包材從外部采購回來(lái)時(shí)，由人工卸車(chē)碼放在托盤(pán)上后，用叉車(chē)將包材放置到輸送機上，運至入庫臺上(一個(gè)入口)。堆垛機接到指令后將貨物就近或者按照預先設定的位置先放到穿梭板上，由穿竣板的往復運動(dòng)將貨物放置到貨架(兩種尺寸貨架)上。
2、出庫
根據生產(chǎn)的需求，由堆垛機自動(dòng)將所需紙卷、紙盒托盤(pán)取出放到和生產(chǎn)車(chē)間相通的一端。從庫房至生產(chǎn)灌裝機之間的物料搬運采用激光導引自動(dòng)搬運機器人(AGV)。AGV將整托盤(pán)紙卷或紙盒送到無(wú)菌灌裝機指定的工位，人工輔助上紙卷或紙盒�？胀斜P(pán)由AGV送回包材庫。系統充分考慮到了生產(chǎn)結束后剩余包材回庫問(wèn)題，在下次出貨時(shí)優(yōu)先使用剩余的包材。
三、輔料物流
紙箱：在輔料庫中指定的工位，由人工將紙箱拆捆后，按生產(chǎn)要求的數量、方向放到搬運車(chē)的裝載模具內。
吸管：在輔料庫中指定的工位，由人工將吸管拆箱后，把箱內所有的吸管放在搬運車(chē)上的周轉箱內。
紙箱及吸管至生產(chǎn)車(chē)間裝箱和貼管機的運送，采用空中無(wú)人自動(dòng)搬運懸掛車(chē)完成。搬運車(chē)可自動(dòng)將這些輔料送到所需上料的裝箱機處，并自動(dòng)投放到裝箱機上的紙箱緩沖工位。生產(chǎn)結束后或更換品種時(shí)，搬運車(chē)能將剩余紙箱或吸管送回輔料庫內。
技術(shù)亮點(diǎn)
蒙牛六期自動(dòng)化物流系統是高科技設備和控制技術(shù)的高度集成，以規模之大、創(chuàng )新點(diǎn)之多、自動(dòng)化程度之高、運行效率之高備受業(yè)界矚目。該項目從信息管理控制系統到物流設備應用擁有諸多創(chuàng )新技術(shù)。
在控制系統方面，實(shí)現了生產(chǎn)物流與多庫存儲物流的統一調度管理。物流中心的高度自動(dòng)化要求對成品自動(dòng)化庫、內包材自動(dòng)化庫、輔料庫進(jìn)行多庫統一調度和管理，即建立包括倉儲物流信息管理系統、自動(dòng)化庫房控制與監控系統和自動(dòng)化庫房控制執行系統等在內的信息控制系統;實(shí)現生產(chǎn)物流與包裝的自動(dòng)化控制，生產(chǎn)物流與存儲物流的統一管理調度，以及多庫存儲與生產(chǎn)物流的統籌管理等。
在高科技設備應用方面，該項目涵蓋了多種先進(jìn)高效的自動(dòng)化設備，其中AGV和空中懸掛輸送系統是蒙牛六期中的最大亮點(diǎn)。特別是在內包材出庫環(huán)節引入了 AGV，從根本上實(shí)現了真正的自動(dòng)化搬運，成為蒙牛集團同類(lèi)項目中的一大突破。據了解，在其他項目的立體庫中，內包材搬運作業(yè)多由計算機控制堆垛機使貨物下架，由軌道出庫。相比之下，AGV的應用使蒙牛六期的運輸系統實(shí)現了完全的智能化，大大提高了工作效率，降低了人力成本。
從一年來(lái)的運轉情況看，蒙牛六期物流系統已基本達到了當初的規劃設計目標，取得了令人滿(mǎn)意的效果。以此為基礎，蒙牛乳業(yè)集團有信心將位于呼和浩特和林德?tīng)柨h的總部基地建設成國內規模最大、科技含量最高的現代化工廠(chǎng)，成為國內外乳制品行業(yè)的典范。
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