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工业铝材自动化立体仓库的研发与应用分析

发布时间:2020-06-29

    1.产业铝材行业现状

    我国;十二五;计划请求单位GDP能耗降落16%,二氧化碳排放降落17%,以及非化石能源占一次能源花费比重回升至11.4%的目标。

    中国产业铝材在产业范畴的花费量仅在世界上占30%,随着经济发展跟产业技巧水平的进步,产业铝材在产业范畴的花费存在很大潜力。2009年中国产业铝材产量的729万吨,其中建造产业铝材跟产业产业铝材产量分辨是496万吨跟233万吨。到2012年底,我国共有产业铝材企业900多家,设备生产才干1300多万吨,挤压材实际产量1050多万吨。从产品结构看,铝合金管棒材有190万吨,产业铝材860万吨。产业铝材中,建造型材有600万吨以上(约占70%),产业型材为260万吨(约占30%)左右。产量重要散布在珠江三角洲、长江三角洲跟环渤海湾产业发达区域。

    将来10~15年中国仍将处于城镇化、产业化疾速发展的阶段,预计在2015年前后,中国的城镇化水平将超过50%,加上从当初至2020年我国旧有建造更新、改革对建造产业铝材的须要进入高速增加阶段,中国的产业铝材产量有望达到1100万吨,铝合金建造型材产量有望达到800万吨/年左右,产业产业铝材达到300吨左右。

    2.产业铝材物料贮存跟存取现状

    目前,国内企业普遍采取的是平面库、单层或双层库(见图1),占地面积大,库房低,空间利用率低;采取桥式起重机、叉车或人工搬运的方法;出入库频率低,未实现数字化治理。

    近多少年,国内少数同行业厂家(如坚美铝材厂)诚然学习国外技巧开发采取了悬臂式货架存储,叉车搬运、存取的模式(见图2),但受设计才干的限度,仍然存在着占地面积大,库房空间利用率低、未实现数字化治理,入出库频率低的缺点。

    国外的发展比国内当先一步,长直杆件的存储个别采取悬臂货架存储,桥式堆垛机存取的方法。意大利BONFANTI公司开发了较多的这种产品,多用于钢厂企业。利用特点是:长直杆件,存储量不大,分量较大,出入库量跟频率较低,所以库房比较低。如图3,其堆垛机速度晋升速度为20m/min,行驶速度为60m/min,运行速度为30m/min(本数据来源于意大利BONFANTI,该公司跟太原高科锐志物流仓储设备有限公司为策略配合单位)。诚然技巧有了长足的进步,但还是无奈满意公司≥300t/d的出入库请求。而BONFANTI的竞争对手,如德国沃尔特(Vollert),德国迪森克虏伯、德国西马克,日本JFE等公司目前还都不相应名目标开发跟利用。

    经过调研,目前,长度达到6500mm,分量在1000Kg左右,出入库频率达到每小时上百件(框)流量的长直杆件破体库在国际上还未发明。

    国外的发展比国内当先一步,长直杆件的存储个别采取悬臂货架存储,桥式堆垛机存取的方法。意大利BONFANTI公司开发了较多的这种产品,多用于钢厂企业。利用特点是:长直杆件,存储量不大,分量较大,出入库量跟频率较低,所以库房比较低。如图3,其堆垛机速度晋升速度为20m/min,行驶速度为60m/min,运行速度为30m/min(本数据来源于意大利BONFANTI,该公司跟太原高科锐志物流仓储设备有限公司为策略配合单位)。诚然技巧有了长足的进步,但还是无奈满意公司≥300t/d的出入库请求。而BONFANTI的竞争对手,如德国沃尔特(Vollert),德国迪森克虏伯、德国西马克,日本JFE等公司目前还都不相应名目标开发跟利用。

    经过调研,目前,长度达到6500mm,分量在1000Kg左右,出入库频率达到每小时上百件(框)流量的长直杆件破体库在国际上还未发明。

    3.旧的贮存、存取方法及存在的问题

    1)旧的贮存、存取方法:

    地面堆放,局部料框寄存,人工取货、叉车或吊机存取搬运。

    2)存在问题:

    (1)占地面积大,土天时用率低,空间利用率低;

    (2)搬运工作量大,利用人员多,费工费时,效力低下,人工本钱高;

    (3)存在人身、产品保险隐患,人工搬运,易造成人员、货物磕、碰、擦伤;

    (4)大量的货物堆放在一起,依附人工治理,易呈现发错货或找不到货的情况,库房治理艰苦;

    (5)重复劳动较多,经常须要倒货,倒库;

    (6)手工记账,效力低下,账目易犯错误;

    (7)无奈推行古代治理,账目无奈跟公司的ERP体系无缝对接,出入库信息无奈及时反馈到销售、财务、信息中枢等部分。

    以广东为例,到2012年铝厂的设备产能达到了13万吨以上,产量达到了10.50万吨/年,产品3000多个品种,产销两旺。然而,在土地日趋缓跟、人员应聘越来越难招及人工用度越来越高的情况下,可铝厂生产范围始终一直发展强大,而用于贮存产业铝材产品的成品仓库(2层),贮存量最大也只有2500多吨。且贮存期年均匀为3-4个月,甚至更长。并且旧的成品仓库存在的占地面积大、用人多、出入库效力低、人工治理账目易犯错误及仓储环节生产本钱高的问题成了企业进一步发展的瓶颈。每天产品的分检、包装、运输、贮存及出入库等工作十分忙碌,物流量特别大,老的贮存跟存取工艺及设备已经不能适应生产销售局势一直发展的须要,运行节奏跟运行效力急需进步,故开发存在自主常识产权的长直杆件主动化破体仓库十分必要。

    4.研发目标

    1.产业铝材出入库主动化

    主动化破体仓库的运行时,只有发出入库或者出库指令,全部的入库、出库作业都由设备主动实现。

    2.仓储情势破体化

    请求尽最大可能进步仓库空间利用率,仓储层高请求为10层,凑近厂屋宇顶的多少列请求尽可能进步层数。以进步仓库的容积比例跟,节俭土地资源。

    3.型材搬运无人化

    传统的物料搬运,通常都是行车吊取,人工挂钩,人工搬运,或者叉车叉取。在作业进程中,不免存在无奈统计的人与设备的保险,能源的消耗,环境的沾染及劳动职业卫生方面的问题。

    这次研发攻关的破体仓库要解决上述问题,实现型材出入库、库内无人化主动搬运。

    4.仓储治理智能化

    平面仓储治理都用人工记账。入库量、批号、客户信息、产品种类、数量、色彩、型号、米重、总分量等大量信息都须要人工统计记录,轻易呈现错误。

    这次研发攻关的破体仓库要实现仓储治理智能化,以避免库存数据、发货数据的错误跟发错货的景象。

    5.信息传输网络化

    型材成品仓储工作与厂内各部分接洽较多,这次研发攻关请求实现信息传输网络化,使各部分之间信息互通共享,减少或取消纸质文件信息交换方法。

    终极建成一座贮存仓位约5000个,贮存量达3000-3500吨,每天出、入库产业铝材≥300吨的主动化破体仓库。

    5.须要解决的技巧要害

    要实现上述工艺进程,满意入出库频率、保障设备的坚固性、牢固性跟贮存物质的品质,须要解决的技巧要害为:

    1)货架承载才干盘算、实验跟货架定型。

    仓储货架是主动化破体仓库存储货物的基本设施,请求良好的承载、抗震才干跟结构牢固性。

    2)长直杆件堆垛起重机研究。工业型材通过热熔,挤压从而得到不同截面形状的铝材料,但添加的合金的比例不同,生产出来的工业铝型材的机械性能和应用领域也不同。

    堆垛机是主动化破体仓库中担当主动存取货物的起重运输设备,本名目所利用的双破柱堆垛机在运行方向上尺寸是个别堆垛机的4-5倍。尺寸的加大对堆垛机的刚性、牢固性、同步性、必定带来更高的请求;须要开发新型的载货台跟货叉机构及晋升机构。

    3)长直杆件料框研究。

    料框是产业铝材的基本存储、搬运单元,它既要满意产业铝材在存储、搬运进程中不破坏、不变形,满意堆垛机、叉车在存取进程中的叉取,同时还请求空载时可能重叠寄存。

    4)开发专用的主动把持跟治理体系

    开发适合于铝厂主动化破体仓库请求的盘算机主动把持体系跟ERP治理体系改革,以实现各治理部分、生产现场与仓库的实时通信跟数据交换。工业型材通过热熔,挤压从而得到不同截面形状的铝材料,但添加的合金的比例不同,生产出来的工业铝型材的机械性能和应用领域也不同。

    6.成品型材库总体计划介绍

    1)名目总体布局见总体安排图(见图4)

    图为:铝厂成品型材库总体计划平面安排图

    (1)横向布局

    如图5所示,依据厂房的高度情况,靠厂房旁边局部设置三个加高巷道,这样能充分利用现有空间,使现有空间贮存最大化。

    (2)纵向布局

    如图6所示,其中6排设置为11层,入库端列距6.4m,出库端列距6.9m,高度为13m。

    图为:铝材厂产业铝材主动化破体仓库纵向安排图

    如图7所示:其中8排设置为10层,全部高度为12.05m,另外6排为11层。列距分辨为,前29列(入库端)6.4m,后6列(出库端)6.9m(见表1)。

    7.铝厂产业铝材主动化破体仓库名目作业流程

    依据产品库存要乞降铝厂实际,判断主动化破体仓库的作业流程(见图8):

    8.信息治理跟主动把持体系

    信息治理跟主动把持是物流仓储设备体系中的精华,其水平高低决定了物流仓储设备体系主动化水平的高低。实现物流体系中的各种特定的任务,依附的是盘算机信息治理跟主动化把持技巧与主动化物流仓储设备体系中各技巧部件的有机组合。体系设计目标为:

    (1)仓库治理体系与工厂ERP体系可无缝连接;

    (2)通过简捷明了的人机操作界面,使操作员轻松实现货物的入库、出库操作;

    (3)通过设备作业调度体系,调度输送机跟堆垛机等设备主动运行,并动态跟踪货物的物流路线,主动更新库存帐目;

    (4)可生成各种统计报表,满意各种查问请求;

    (5)通过动态仿真,可实时监控到设备(堆垛机、输送机)的运行跟故障情况,便于维护跟考试;

    经过研发,结果如下:

    9.坚美破体库的利用介绍

    佛山坚美铝业,在的基本上又做了大量的改进,将高度进步到20米,层数增加到了16层。全部流程上实现了可直接从生产车间接货,而后晋升到二楼当前再从天桥上搬运货物。并且给生产线预留了借口,以使将来可顺利实现跟生产线的对接。

    图为:坚美铝业成品铝材主动化破体仓库后果图

    库房尺寸:140(长)×68宽)×20(屋架下弦高)m;

    寄存物品:产业铝材等;

    单元货物:6200/8000×1000×850(长×宽×高)mm,1600Kg;

    料框尺寸/分量:6200/8000×1000×850(长×宽×高)mm,200Kg;

    货架范围:

    6200mm米货位数:32排x18列x16层-112=9104个货位

    8000mm长货位:4排x14列x16层-21=875个货位

    货位总计:9979货位

    有轨巷道堆垛机18台;晋升机4台

    入出库输送机体系1套(包含32台配合晋升机的输送机,18台入库输送机,36台出库输送机,16台顶升机):

    双工位主动调配车2台;

    入库条形码主动识别(含RF)跟出库LED显示屏校验体系;

    盘算机治理信息体系(WMS);

    10.名目标经济跟社会效益性

    1)企业经济效益剖析

    (1)主动仓库占地面积小、投资少

    本名目设计为10-11层,最大限度天时用厂房的空间,进步了空间利用率跟单位空间的贮存量。与平面仓库(含二层仓储)比较,占地面积大大减少。按10层通例仓库估算,考虑到库存密度,雷同的库存量时,可节俭长248m宽28m(6944m2)的库房约3-4栋,约合减少占地面积20000-30000m2。按2012年厂址每亩最低地价80万元盘算,则:可减少购地用度=(20000-30000m2)/666.67x80=2400-3600万元;

    土建投资每平方米造价1400元盘算,则:减少成品仓库土建投资=(20000-30000m2)x1400元/m2=2800-4200万元;故节俭仓储用地及土建用度共计=(2400-3600)+(2800-4200)=5200-7800万元。

    (2)用人少,降落人工本钱

    按现有生产才干盘算,假如采取原有的出入库方法,则每班需设备出入库信息员28名,入库工48人,出库工48人,共计须要124人。

    采取主动化破体仓库后,需出入库信息员9人,入库工16人,出库工36人,维护工1人,共计须要62人,共减少62人。则:

    年节俭人工用度=62人x(4000-5000)元/月.人x12=276-372万元/年。

    (3)进步了入出库精度与效力

    采取人工库时,每天均匀最大出入库量共计为460t,入库须要24h,出库须要14h,出入库共计耗时40h,则:均匀出入库分量=460/(24+14)=12.1t/h;

    利用主动化破体仓库后,产业铝材出入库及库内的搬运实现了机械化、主动化作业,每天均匀最大出入库量共计为600t,入库须要24h,出库须要9h,出入库共计耗时33h,则:均匀出入库分量=600/(24+9)=18.18t/h;

    主动化破体仓库比人工库进步入出库效力=(18.18-12.1)/18.18x100=33%。按最大均匀产量300t/d,即主动仓库比人工仓库多出入库数量=300(1-1/1.33)=74.4t/d.

    按年工作时光330d,人工出入库均匀用度64.3y/t盘算,则:每年可降落出入库人工用度=74.4(t/d)x330(d)x64.3y/t=157.87万元。工业型材通过热熔,挤压从而得到不同截面形状的铝材料,但添加的合金的比例不同,生产出来的工业铝型材的机械性能和应用领域也不同。

    还解决了从前长期存在的库内有料,出库时找不到造成库存逝世料或错发货退赔等问题。均匀每年因此类问题报废的型材有100-120t,按均匀每吨型材加工费2500元盘算,则:每年造成的经济丧失=(100-120t)x2500元/t=25-30万元

    (4)员工劳动强度小

    采取主动化破体仓库后,产业铝材出入库及库内的搬运实现了机械化、主动化作业,员工通过人机界面操作,从沉重的膂力劳动解放出来。且每车型材的装车时光由原来的14h缩短到10h,减少装车时光4(h),意即在不减少收入的情况下,员工可能提前4h下班休息。

    通过以上剖析可知,采取主动化破体仓库后,仓储环节可进步经济效益=(5200+276+157.87+25)~(7800+372+157.87+30)=5658.87~8359.87万元。

    2)社会效益剖析

    (1)主动化破体仓库占地面积小,空间利用率高

    目前,我国共有产业铝材企业900多家,如有十分之一左右的厂家利用这样的仓库,则:仅土地占用可减少用度=(20000-30000)x100=200-300万m2,减少仓库土建投资=(20000-30000m2)x1400元/m2x100=28-42亿元。

    (2)节能减排后果明显。巷道式堆垛机行走电机功率≤10kw,只有同类电机功率的四分之一,节俭功率30Kw。本破体仓库共有7台堆垛机,如均匀每台堆垛机一天工作12小时,按每度电减少二氧化碳排放0.997kg盘算,则:减少C02排放量=7(台)x30(kw)x12(h)x365(d)x0.997(kgC02/kw.h)=917t/年。

    11.结果推广利用前景

    经过一年的试运行,名目各项指标都达到了预期目标跟请求,利用现场反应良好。说明名目标研发结果完全实用于产业铝材行业的成品仓储作业。

    长直杆件类的产业铝材主动化仓库的胜利研发利用,首次实现了真正意思上的产业铝材入、出库主动化,仓储破体化、型材搬运无人化,仓储账目治理智能化,库存信息共享网络化。

    因为长直杆件类的产业铝材主动化破体仓库是采取盘算机、主动把持、网络、信息、通信、激光、红外等古代技巧集成并彼此浸透、有机结合形成的智能物流存取体系。该体系存在土天时用率高、出入库效力高、仓储高层破体化、型材搬运无人化,库存账目治理智能化,库存信息共享网络化、节能、用人少、劳动本钱低等特点,存在良好的技巧、经济效益跟社会效益。弥补了国内产业铝材行业空白,存在国际进步水平。


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