玉溪红塔烟草集团自动化物流系统

　　近年来，由计算机控制的，有包含自动立体仓库、各种链带输送机、机械手、轨道式输送机及无轨自动导引车AGV(Automatic Guided Vehicles)等先进的自动化输送设备所组成的自动化物流系统越来越广泛地应用于各种行业。如仓储、汽车制造、机械制造、化工、商品批发仓库、机场与码头、烟草工业等一切存在货物流动的行业。随着现代科学技术的飞速发展，自动化物流系统所包含的各种专业技术和设备性能都得到了不断的提高和改进，使物流系统更近一步提高了工作可靠性和准确性，能满足较为复杂的物流输送要求。物流系统由初期单一的仓储、转运等工作，发展成为具有高智能的集物料储存、输送、产品的制造工艺中转等为一体的物料输送系统。自动化物流系统的应用使各种制造业生产车间中的设备加工制造单元有机地连接起来，形成了现代化的生产流水线，极大的提高了劳动生产力，出现了只需要较少操作人员的无人化车间和工厂。八十年代以来，国外烟草行业开始大量应用自 动化物流系统，如在制丝车间采用立体库物流系统储存烟叶及自动配料输入供给制丝生产线，有的也用于储存和输入烟丝(不需要储丝柜)；在卷包车间采用立体库 物流系统供给辅料及运送成品，大量的物料输送AGV用于为卷包设备送料服务。随着自动化物流系统的完善，现代卷包车间将会被物流系统连接成为一条自动化程 度较高的生产线。

　　自动化物流系统的构造和物流过程
　　1.自动化物流系统的构造 玉溪红塔烟草集团的自动化物流系统由以下各部分组成：
　　(1)仓库结构--贮存物品的货架；
　　(2)把装载容器从输入/输出站送到各货架的堆垛机；
　　(3)存放贮存物品的托盘、料斗和其它装载容器；
　　(4)输入/输出贮存物品的输入/输出站；
　　(5)装载的搬运和输送设备；
　　(6)中央自动控制系统，包括自动化立体仓库的计算机控制系统；
　　(7)其它器件和装备；

图1玉溪红塔烟草集团的自动化物流系统的一角

　　2.自动化物流系统的物流过程
　　玉溪红塔烟草集团烟厂的卷接包车间的物流过程如图2所示。

图2 玉溪红塔烟草集团烟厂的卷接包车间的物流过程

　　自动化物流系统的主要组成部分
　　玉溪红塔烟草集团自动化物流系统的特点是采用自动高架仓库、运输带和AGV 自动物流运输车一体化为卷接包生产车间服务，集成品仓库、辅料仓库和生产车间为一个生产线整体，这个生产整体的各个部分的物流储存、流动、供料全部由物流系统自动完成。
　　玉溪红塔烟草集团现有的自动化立体仓库物流系统全套从韩国三星公司引 。物流系统包含的设备有：成品仓库、辅料仓库、辊链式输送机、无人自走车系统和计算机控制及信息通信系统。
　　1.成品仓库
　　一个含5台堆垛机和6080个货位的成品仓库，用于存放卷烟成品。堆垛机为双柱、双叉及双货位运载，货架分8层，每个货位一个托盘可装载600公斤(装84mm 成品30件或94mm成品24件)。配备的计算机数据库及控制系统统计和控制成品的 出库、入库时间。出入库顺序一般采取先进先出的原则。
　　2.辅料仓库
　　一个含3台堆垛机和5184个货位的辅料仓库，用于存放卷烟辅料，诸如卷烟 纸、滤嘴棒盘纸、水松纸、铝纸、小盒、条盒、纸箱等等。空气调节系统对辅料仓库的温度和湿度进行控制，使各种辅料存入仓库后存放3天以上再进入生产线，这 样辅料的材质指标满足生产工艺要求(温度、湿度等)，可以降低废品率，减少辅料损耗。堆垛机为双柱、双叉及双货位运载，货架高18米分12层，每个货位一 个托盘可装载600公斤料。
　　3.辊链式输送机
　　一套辊链式输送机，用于连接成品库进口、辅料库出口和AGV自走车系统，崐完成出、入库的货盘输送工作。
　　堆垛机和辊链式输送机的电控系统采用可编程逻辑控制器(PLC)为主控器件，实现计算机集成监控系统。
　　4.AGV无人自动导引车系统
　　玉溪红塔烟草集团的2个卷包车间包含28辆自动导引车(含2辆备用车)及26 个自动充电站，在车间生产线上和成品库入口及辅料库出口处，设置了450多个成品与辅料的输送站台。自动导引车为左、右伸叉式，载重量为600公斤，最大 行走速度1米/秒，单向行驶。AGV是整个物流系统的大动脉，它由电源动力装置、光电检测装置，电磁导引信号接放装置、自动取放物品装置等构成。其AGV 电控系统的结构框图如图3所示。

图3 AGV电控系统的结构框图

　　5.中心计算机管理和控制系统
　　一套中心计算机控制系统控制包括两个高架仓库和自动导引车等整个的自 动化物流系统运行。中心计算机管理和控制系统实际上为典型的计算机局域网，其硬件配置为：
　　两台主控计算机ALPHA Sever 2100 4/233，128MB内存，采用OSF/1操作系统 ，开发语 言编程为C语言，数据库管理系统为SYBASE；
　　一台高架库物流数据库服务器和一台生产线系统控制服务器，具有与厂级计算机管理系 统联网能力。

　　自动化物流系统的先进性
　　自动化物流系统属国内烟草行业首次创造性引进，三位一体的物流方式在国际上也属最新设计，系统具有较高的自动化程度及较好的使用效果。
　　1.玉溪自动化物流系统具有较高的自动化程度
　　系统较高的自动化程度给车间用料、进料、存放及外运、发货带来了极大的便利。100种左右的各种规格、牌号的辅料，只要按标准装盘后输入进料，各种辅 料就会自动存放在辅料高架库中(品种数量均随时准确自动记录)，当机台操作人员按钮发出需要料的指令时，各种料就会在主计算机的调度下由高架库堆垛机自动 取出，交由滚链式输送机送至发料口。在发料口自走小车自动取下辅料后送给相应的需要辅料的机台。
　　车间内各机台生产的卷烟成品烟箱，当在托盘上堆码好后被自走小车自动搬运输送进入到成品库中，计算机准确地记录下库存的牌号及数量。物流线即承担辅料的输出发放，又承担成品的入库储存工作，实现了卷包生产线物料搬运的全自动化。
　　2.较好的使用效果
　　玉溪物流系统经过半年的使用证明(每天运行21小时)：此系统设计合理、运行可靠性高，系统具有操作简便，容易维护等特点。整个物流系统几乎接近于100%的有效工作，保证了卷烟车间的正常进行，取得较好的使用效果。

　　自动化物流系统有待于改进之处
　　1.AGV调度运行软件应优化
　　在生产线上，某些自走车在行驶路径中很明显有不合理现象，如有的自走车在入库口的站台处先送回一个空托盘，紧接着在下一个站台又取一个空托盘，这在操作过程中是一种浪费。如果进一步优化调度程度，上述现象应该是可以避免的。
　　现行AGV物流系统的故障检测功能和自适应能力相对较差，出现故障，例如有时自走车停滞，甚至出现几辆车压在一条线路上的情况，必须增强系统自我诊断功能，尽量减少、并且尽快处理类似故障。
　　2.主车间自走小车行走的地面应该有足够的强度
　　玉溪卷包主车间与原设计是花岗岩地面。在自走小车运行过程中发现：有的地板敷设不实在，下面有空松部位。一旦受压就易发生地板断裂现象，这样就经常致 使修理地板，有的甚至影响自走小车正常运行。另外，花岗岩接头处的高低误差会使自走车行走产生颠簸现象，这也容易损坏地板或自走小车，所以，自走小车行走 的路面应有足够的硬度及良好的连续平整性。
　　3.辅料专用混装点方式可改为混装好后入库的方式
　　车间内部分辅料的供给是由混装托盘供应，既一个托盘上混装3-6种不同崐种类的辅料，这是专用于单位时间内用量少的料(以减少车间辅料站台数量)；而单位时间内用量多的料则采用一个托盘装一种辅料(不需要混装)。
　　原设计物流线时，专门设计了一个混装点，这样，标准入库的料(一个托盘装一种料)可随时按需要调出仓库，在专用混装点混装后再入库储存等待运至车 间，这样考虑是防止一开始入库时造成入库地点混乱，所以，采用统一单一料装盘入库。在系统运行中，发现此混装点受到出料后再入库储存运行速度的影响，运行起来反而搭配混装速度较慢。而采用入库前一次搭配混装好进料还较为方便快捷。
　　4.链式输送机链条下的钢垫条应改为可更换式
　　韩国设计的链式输送机链条钢垫条为与机架一体式，一旦钢垫条磨损可随时更换，使用及维修较为方便。

　　结论
　　本文是国家863计划自动化领域智能机器人主题子课题“智能机器人在烟草 行业中的应用前景研究”的研究内容之一，通过对玉溪卷烟厂引入的韩国三星自动化物流系统进行系统分析，研究了自动化物流系统的先进性和有待改进之处。