蒙牛六期的高度自動化物流系統

　　蒙牛乳業集團成立于1999年，總部設在內蒙古呼和浩特市和林格爾縣盛樂經濟園區，企業總資產達76億元，乳制品年生產能力500萬噸。隨著生產規模的不斷擴大，自2002年起，蒙牛乳業集團開始采用自動化立體倉庫，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的物流系統項目，以規模巨大和高度自動化受到業界的廣泛關注。

　　2006年，蒙牛乳業集團做出了在總部投資建設六期生產項目的決定，并提出了“八化”即國際化、智能化、規?；?、立體化、展示化、個性化、差異化、系統化的要求，準備采用先進的設計理念和技術設備，建成國內規模最大，科技含量最高，集生產、科研、培訓于一體的大型現代化液體奶生產廠。該項目主體工程投資 10億元，主車間4.77萬平方米，擁有22條生產線，日產鮮奶2000噸，由中央控制系統指令各種設備，自動完成從收奶到產品出庫的全過程。蒙牛六期的建成，標志著我國乳品加工業技術水平邁進了世界先進列，縮小了中國乳業與世界乳業的差距。

　　與蒙牛六期項目相配套的物流系統，集成了自動倉庫系統AS/RS、空中懸掛輸送系統、碼垛機器人、環行穿梭車、直線穿梭車、自動導引運輸車 AGV、自動整形機、自動薄膜纏繞機、液壓升降臺、貨架穿梭板、連續提升機、以及多種類型的輸送機等眾多自動化物流設備，是迄今國內乳業自動化程度最高、最先進的物流系統

　　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、實施。由于此前雙方長期而良好的合作基礎，工程從招標到建成僅歷時半年，速度之快、效率之高令人稱奇。該項目總包方太原剛玉物流工程有限公司經受了大方案、大集成、打服務的嚴峻考驗，展示出強大的綜合實力。

　　蒙牛六期物流系統主要服務于常溫液體奶的生產、儲存、發貨，按照功能設計劃分為生產區、入庫區、儲存區和出庫區等，由計算機統一對整個物流流程實行自動化管理。六期項目共設置22條生產線，包括10條利樂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)、生產能力為 1800噸 /20小時，出庫量為5000噸/22小時。按照規定，每天來自灌裝車間的產品入庫量約為110托盤/小時;出庫需分拆的量為30托盤/小時。

　　在物流系統規劃過程中，蒙牛集團不僅對處理量提出了很高的要求，更重要的是要求實現從牛奶生產到成品最后出庫裝車發運全過程的無人化作業，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環節。同時，整個系統還要符合經濟性、靈活性、安全性與易維護性的要求。

　　系統構成

　　為實現從生產到出庫流程的無人化作業，蒙牛六期的物流系統由成品全自動立體庫及輸送系統、內包材自動化立體庫及輸送系統、輔料自動輸送系統、以及貫穿這三個子系統的計算機管理系統組成。

　　一、 成品自動立體庫及輸送系統的構成與特點

　　該系統從生產車間內的產品封箱后起，至出庫區穿梭車后輥筒式輸送機(裝車前)，實現成品存儲與出庫操作，以及空托盤的與存儲。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機器人處

　　2、機器人自動碼盤系統

　　為提升整體系統的自動化程度，托盤碼垛采用機器人作業。碼盤機器人可同時分別對來自兩條生產線的貨物進行碼垛。機械手為六軸式，每天可連續工作20小時以上。

　　3、 環形穿梭車

　　環形穿梭車用于將滿載托盤從機器人碼垛后的輸送線，自動運送到成品倉庫入庫端的各工位，并完成入庫端空托盤組至分解空托盤處的自動運輸。

　　4、輸送系統

　　(1)碼垛好的托盤貨物經輸送線至入庫環形穿梭車入口，等待搬運車入庫。

　　(2)出、入庫端各設24條輸送線，和立體庫內24條巷道對應。

　　(3)出庫裝車處有20條輥筒式輸送機(有坡度)，同20輛汽車對應。

　　(4)裝車后留下的空托盤經輸送線送回入庫碼垛處、分拆處或立體庫存儲。

　　(5)分拆后剩余的產品也經輸送線重新送回立體庫。

　　(6)入庫碼盤區空托盤的補充通過系統自動完成，可以保證在機器人碼垛時始終有空托盤備用。碼垛所需空托盤從立體庫內取出后(8個為一垛)，由環形穿梭車送至空托盤輸送線進行拆盤，在被分配到機器人碼盤區。

　　5、高位貨架

　　成品立體庫總建筑面積102×106米。庫房頂最高點24米，最低點20米。貨架分布為24排76列12層、24排76列13層，共45600個貨位。

　　6、單伸堆垛機

　　(1)單元式直線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，完成來自車間貨物的入庫或外來貨物的出庫操作。

　　(3)堆垛機與計算機管理監控系統采用紅外線通訊方式。

　　(4)堆垛機操作方式：聯機操作、單機操作、手動操作。

　　二、內包材及輸送系統的構成與特點

　　該系統從內包材經人工碼垛后用叉車將托盤運至入庫輸送線起，至所有內包材被送到生產車間的使用點(包括空托盤回庫)。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)，因此對庫房內的潔凈度有一定的要求，故采用自動化立體庫儲存。另外，內包材庫還具有包材外調和空托盤外出的功能。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，庫房凈高9米，總貨位數2400個。由于兩種包材的托盤尺寸不等，故將貨架分為兩個區域，每種各占50%。放置利樂包材的托盤尺寸1200×1200mm，托盤與包材重1200千克/托盤。放置康美包材的托盤尺寸1240×1000mm，托盤與包材重780千克/托盤.

　　(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，即可滿足外來包材的進貨量及送往車間的包材出貨量的要求，又可滿足不同貨架尺寸的需求。

　　(2) 沒有過載與松繩保護裝置、斷繩保護裝置、貨叉動作連鎖保護裝置及貨叉力矩限止器和貨位探測及有無貨物檢測裝置。

　　(3) 堆垛機與計算機管理監控系統采用紅外線通訊方式。

　　(4) 堆垛機上沒有載入裝置，方便人員對最高處貨架的維修及管理。

　　(5) 堆垛機操作方式：聯機操作、單機操作、手動操作。

　　3、 出庫機器人自動搬運系統(AGV系統)

　　在和生產車間相通的一端，由AGV(無人搬運車)自動將包材直接送到無菌灌裝機指定的位置，空托盤由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、地面導航系統、在線自動充電系統、周邊輸送系統、AGV控制臺和通訊系統等組成。

　　三、 輔料自動輸送系統的構成與特點

　　該系統從人工將輔料放置到自動搬運懸掛車起，至輔料被準確送到車間輔料位置。輔料庫位于生產車間外馬路對面，為駛入式庫房，用于存放紙箱和吸管。輔料庫空中長廊底標高5米，空中長度30米。

　　每條生產線紙箱需求量分別為：利樂包834片/小時、康美包500片/小時。紙箱及吸管至生產車間裝箱機和貼管機的搬運，采用空中無人自動搬運懸掛車完成?？罩袩o人自動搬運車采用單軌道懸掛機構，在一條環形主軌道上運行。

　　四.計算機監控和管理系統

　　整個計算機監控和管理系統可以實現對成品自動化庫、內包材自動化庫和輔料庫的統一管理。成品自動化庫、包材自動化庫要求實現聯機在線的全自動控制、監控和管理，主要包括庫房倉儲物流信息管理系統、自動化庫房控制與監控系統、自動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、質檢管理、批次管理、查詢統計、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

　　1、 在計算機統一指揮下完成立體庫作業，實現貨物的入出庫信息自動化管理，自動完成貨物的數據維護、查詢、修改、清庫報表、庫存分析、報表打印等操作，并動態顯示設備狀態、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，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，原則上按入庫登錄順序(入庫日期和批號)，即先進先出的原則。

　　3、 計算機監控系統采用全漢化圖形界面，具有良好的開放性，系統功能便于修改和再次開發。

　　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區、入庫區、儲存區和出庫區，具體運作流程如下：

　　(一) 生產區

　　22臺封箱機經輸送鏈與碼盤機器人接頭，輸送鏈在碼垛錢江帶產品的紙箱提升至離地面2米處。紙箱由碼盤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上。

　　(二) 入庫區

　　1、 碼好產品的托盤由環行穿梭車搬運到自動立體庫外與巷道堆垛機連接的輸送機上。裝有苗條型產品的托盤在入庫前需要進行塑料薄膜纏繞。

　　2、 在入庫區設有雙工位高速環行穿梭車，將入庫貨物向入庫口進行分配。托盤貨物在上穿竣車之前，須經過外形合格檢測裝置，未通過者由小車送到整形裝置處進行整形后再入庫。

　　3、 經檢測碼垛合格的托盤被堆垛機自動放到計算機系統指定的貨位上。

　　(三)出庫區

　　1 、出庫作業區設置20個停車位，可以滿足20輛運輸車同時裝卸任務。堆垛機從貨架上取出裝有產品的托盤，送到庫房外的環行穿梭車上。根據銷售清單，產品托盤從滾筒式輸送機被送到裝貨車旁。

　　2、在環行穿竣車的某處設立產品分拆區域，需要分拆的托盤在此脫離穿竣車道，通過人工分揀后，再回到穿竣車道上。

　　二、內包材物流

　　1、入庫

　　內包材從外部采購回來時，由人工卸車碼放在托盤上后，用叉車將包材放置到輸送機上，運至入庫臺上(一個入口)。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將貨物放置到貨架(兩種尺寸貨架)上。

　　2、出庫

　　根據生產的需求，由堆垛機自動將所需紙卷、紙盒托盤取出放到和生產車間相通的一端。從庫房至生產灌裝機之間的物料搬運采用激光導引自動搬運機器人(AGV)。AGV將整托盤紙卷或紙盒送到無菌灌裝機指定的工位，人工輔助上紙卷或紙盒。空托盤由AGV送回包材庫。系統充分考慮到了生產結束后剩余包材回庫問題，在下次出貨時優先使用剩余的包材。

　　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，按生產要求的數量、方向放到搬運車的裝載模具內。

　　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上的周轉箱內。

　　紙箱及吸管至生產車間裝箱和貼管機的運送，采用空中無人自動搬運懸掛車完成。搬運車可自動將這些輔料送到所需上料的裝箱機處，并自動投放到裝箱機上的紙箱緩沖工位。生產結束后或更換品種時，搬運車能將剩余紙箱或吸管送回輔料庫內。

　　技術亮點

　　蒙牛六期自動化物流系統是高科技設備和控制技術的高度集成，以規模之大、創新點之多、自動化程度之高、運行效率之高備受業界矚目。該項目從信息管理控制系統到物流設備應用擁有諸多創新技術。

　　在控制系統方面，實現了生產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化要求對成品自動化庫、內包材自動化庫、輔料庫進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、自動化庫房控制與監控系統和自動化庫房控制執行系統等在內的信息控制系統;實現生產物流與包裝的自動化控制，生產物流與存儲物流的統一管理調度，以及多庫存儲與生產物流的統籌管理等。

　　在高科技設備應用方面，該項目涵蓋了多種先進高效的自動化設備，其中AGV和空中懸掛輸送系統是蒙牛六期中的最大亮點。特別是在內包材出庫環節引入了 AGV，從根本上實現了真正的自動化搬運，成為蒙牛集團同類項目中的一大突破。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，取得了令人滿意的效果。以此為基礎，蒙牛乳業集團有信心將位于呼和浩特和林德爾縣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，成為國內外乳制品行業的典范。

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（責任編輯：中大編輯）

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