庫(kù)位預(yù)約模塊在唐鋼高強(qiáng)汽車(chē)板軋后庫(kù)無(wú)人天車(chē)系統(tǒng)中的應(yīng)用

唐鋼信息自動(dòng)化部 胡運(yùn)杰

1 前言

在以往的生產(chǎn)過(guò)程中，庫(kù)區(qū)管理一直是一個(gè)薄弱的環(huán)節(jié)，受重視程度往往不夠，自動(dòng)化程度較低，處于木桶原理中的短板位置，庫(kù)區(qū)管理以前往往靠人工管理。庫(kù)區(qū)管理有著它自身的特點(diǎn)：管理數(shù)目繁多、工作枯燥單調(diào)、容易出錯(cuò)，所以經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)滿(mǎn)庫(kù)區(qū)找卷的情況。唐鋼高強(qiáng)汽車(chē)板的軋后庫(kù)也叫中間庫(kù)，它在三條生產(chǎn)線(xiàn)的中間，起到了一個(gè)緩沖池的作用，是上下工序連接的節(jié)點(diǎn)，軋后庫(kù)能直接影響目前三條生產(chǎn)線(xiàn)的正常運(yùn)行，所以合理的庫(kù)區(qū)管理顯得尤為重要。

庫(kù)區(qū)管理從最初的手工紙質(zhì)記錄到用excel記錄，再到用專(zhuān)門(mén)的管理系統(tǒng)記錄都有一個(gè)特點(diǎn)就是需要人的介入，而人工的介入就會(huì)出錯(cuò)。全自動(dòng)無(wú)人天車(chē)的引入徹底解放了人力的同時(shí)也減少了人操作出錯(cuò)的可能。從計(jì)劃到執(zhí)行再到系統(tǒng)記錄都實(shí)現(xiàn)了無(wú)人操作，這樣就更有利于優(yōu)化庫(kù)區(qū)的管理，實(shí)現(xiàn)全面的自動(dòng)化控制。

庫(kù)位預(yù)約計(jì)算實(shí)際是對(duì)計(jì)劃的管理，鋼卷從一個(gè)位置到另一個(gè)位置需要一定的時(shí)間，在這段時(shí)間內(nèi)會(huì)有不可預(yù)見(jiàn)的變化，比如要放的位置意外的被其它鋼卷占用等。庫(kù)位預(yù)約計(jì)算模塊負(fù)責(zé)維護(hù)這個(gè)計(jì)劃的狀態(tài)，防止意外的發(fā)生。

2 庫(kù)區(qū)管理說(shuō)明

軋后庫(kù)庫(kù)區(qū)連接酸軋、連退、鍍鋅三條生產(chǎn)線(xiàn)。目前軋后庫(kù)的北跨有兩部天車(chē)，南跨有三部天車(chē)。這五部天車(chē)按區(qū)域分工負(fù)責(zé)酸軋下線(xiàn)，連退、鍍鋅上線(xiàn)，并且都兼顧倒庫(kù)的功能。由于天車(chē)的沖突從酸軋步進(jìn)梁下線(xiàn)的鋼卷并不能一步到位放到相應(yīng)連退、鍍鋅步進(jìn)梁的附近位置，而是下線(xiàn)后先放到中轉(zhuǎn)區(qū)然后再放到相應(yīng)的待料區(qū)。

無(wú)人天車(chē)系統(tǒng)接收三級(jí)MES下發(fā)的生產(chǎn)PDO信息，其中包含鋼卷的相關(guān)物理信息和下工序。酸軋下線(xiàn)的鋼卷下工序有連退、鍍鋅、冷硬三種類(lèi)型。其中連退入口步進(jìn)梁在北跨，所以庫(kù)區(qū)也定在北跨。同理鍍鋅的庫(kù)區(qū)定為南跨。連退和鍍鋅卷根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃分別進(jìn)入下一生產(chǎn)工序。基本的生產(chǎn)過(guò)程是從酸軋步進(jìn)梁生產(chǎn)的冷軋卷從酸軋步進(jìn)梁下線(xiàn)入庫(kù)，連退和鍍鋅生產(chǎn)需要的冷軋卷分別通過(guò)兩個(gè)跨的步進(jìn)梁上線(xiàn)進(jìn)入下一工序產(chǎn)線(xiàn)。冷硬卷在步進(jìn)梁下線(xiàn)后先放入打包準(zhǔn)備區(qū)，然后根據(jù)打包計(jì)劃將鋼卷放到打包區(qū)打包，包裝完成后放入成品區(qū)等待發(fā)貨出售。

2.1 庫(kù)區(qū)管理策略

鋼卷從酸軋下線(xiàn)進(jìn)入酸軋出口步進(jìn)梁后，庫(kù)位預(yù)約模塊首先根據(jù)鋼卷的下工序信息判斷鋼卷應(yīng)存放在那個(gè)跨，進(jìn)而生成相應(yīng)的下線(xiàn)工單。酸軋生產(chǎn)時(shí)無(wú)人天車(chē)系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)判斷酸軋的生產(chǎn)節(jié)奏，當(dāng)酸軋生產(chǎn)節(jié)奏較慢時(shí)，模塊優(yōu)先預(yù)約距離下工序入口較近的庫(kù)位，對(duì)于連退和鍍鋅就是相應(yīng)的待料區(qū)。這樣能夠節(jié)省上料的時(shí)間。在每個(gè)跨中不止有一部天車(chē)，多部天車(chē)在同時(shí)工作的過(guò)程中不可避免會(huì)產(chǎn)生沖突，上線(xiàn)卷距離步進(jìn)梁的距離越遠(yuǎn)天車(chē)沖突等待的幾率也會(huì)越大，所以當(dāng)酸軋步進(jìn)梁下線(xiàn)速度較慢時(shí)鋼卷優(yōu)先放到距離入口步進(jìn)梁最近的庫(kù)位。當(dāng)酸軋生產(chǎn)節(jié)奏較快時(shí)模塊會(huì)根據(jù)該節(jié)奏自動(dòng)調(diào)整下線(xiàn)卷的預(yù)約位置到距離酸軋步進(jìn)梁較近的位置。

冷硬卷下線(xiàn)后模塊根據(jù)鋼卷的下工序自動(dòng)預(yù)約打包準(zhǔn)備區(qū)內(nèi)的位置，打包區(qū)內(nèi)出現(xiàn)空位后預(yù)約模塊根據(jù)打包計(jì)劃生成從大包準(zhǔn)備區(qū)到打包區(qū)的預(yù)約。打包完成后預(yù)約計(jì)算模塊生成從打包區(qū)到成品區(qū)的預(yù)約庫(kù)位。

2.2 碼放策略

2.2.1 開(kāi)垛原則

為了使鋼卷能有序的放入庫(kù)區(qū)中在軋后庫(kù)的庫(kù)位預(yù)約計(jì)算中引入了開(kāi)垛的概念。開(kāi)垛的思路是把不同類(lèi)型的鋼卷放入不同的垛中，這樣不僅使得庫(kù)區(qū)的鋼卷碼放更加有序還能方便下工序生成排產(chǎn)計(jì)劃。預(yù)約計(jì)算模塊在處理一個(gè)需要計(jì)算庫(kù)位的鋼卷時(shí)，模塊會(huì)根據(jù)鋼卷的寬度、厚度、外徑等信息對(duì)鋼卷分類(lèi)，并且在庫(kù)區(qū)內(nèi)查找相關(guān)的碼垛分類(lèi)，如果找到類(lèi)似的鋼卷垛模塊會(huì)自動(dòng)預(yù)約該垛的位置，如果沒(méi)有相類(lèi)似的鋼卷垛就把鋼卷預(yù)約到一個(gè)新的垛中，并把該鋼卷的分類(lèi)屬性記錄，等到后面的鋼卷和該鋼卷屬性類(lèi)似時(shí)放入該垛。

2.2.2 二層驗(yàn)證

二層卷在放置時(shí)需要對(duì)鋼卷本身和下面的鋼卷進(jìn)行判斷，分析是否能放到上面。二層放置的前提是鋼卷的質(zhì)量判定為合格。不合格的鋼卷由于外形等不可預(yù)知的屬性在不經(jīng)過(guò)人為確認(rèn)的情況下是不能在二層碼放的。二層碼放時(shí)需要綜合分析考慮以下信息：碼放時(shí)所涉及鋼卷的外徑、寬度、重量、厚度；下層鋼卷的下工序路徑以及生產(chǎn)計(jì)劃等信息。

通過(guò)以上的二層驗(yàn)證，能夠最大限度的保證軋后庫(kù)二層碼放的安全性，在實(shí)際應(yīng)用過(guò)程中由于酸軋產(chǎn)線(xiàn)下線(xiàn)的同一批次的鋼卷規(guī)格基本相同，所以在二層碼放過(guò)程中驗(yàn)證通過(guò)的幾率很高，二層驗(yàn)證在人工倒庫(kù)的過(guò)程中通過(guò)率相對(duì)較低，而這正起到了二層驗(yàn)證的保護(hù)作用，減少人工倒庫(kù)產(chǎn)生的不安全因素。

3 異常處理

當(dāng)連退或者鍍鋅的待料區(qū)庫(kù)內(nèi)的鋼卷飽和之后，預(yù)約計(jì)算模塊會(huì)出現(xiàn)沒(méi)有庫(kù)位可用的情況，在這種情況下系統(tǒng)能自動(dòng)處理這種問(wèn)題，模塊發(fā)現(xiàn)庫(kù)內(nèi)沒(méi)有可用的待料區(qū)庫(kù)位后會(huì)在中轉(zhuǎn)區(qū)內(nèi)分配臨時(shí)庫(kù)位，并在該鋼卷信息中做相應(yīng)的記錄。在中轉(zhuǎn)區(qū)內(nèi)模塊默認(rèn)不碼放二層鋼卷，等到待料區(qū)內(nèi)有庫(kù)位后模塊會(huì)處理以前臨時(shí)分配到中轉(zhuǎn)區(qū)內(nèi)的鋼卷，將其倒庫(kù)到待料區(qū)。

4 結(jié)語(yǔ)

庫(kù)位預(yù)約計(jì)算模塊作為唐鋼高強(qiáng)汽車(chē)板的一個(gè)核心功能自無(wú)人天車(chē)上線(xiàn)以來(lái)一直工作穩(wěn)定。該模塊屬于面向業(yè)務(wù)的一個(gè)功能，為滿(mǎn)足實(shí)際的生產(chǎn)工作需要，在設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)過(guò)程中也充分考慮到了這一點(diǎn)，所以模塊的可修改性和擴(kuò)充性都很強(qiáng)。在無(wú)人天車(chē)系統(tǒng)中為物流的通暢，三條生產(chǎn)線(xiàn)高速運(yùn)行都發(fā)揮了重要的作用。