面向穿梭車的片煙配方密集庫(kù)出庫(kù)排序方法

文/許宇星 李濤羽

目前，煙草生產(chǎn)企業(yè)的片煙配方密集庫(kù)通常是按配方亂序存儲(chǔ)的，即密集庫(kù)里的任一通道里所存儲(chǔ)的煙包雖然屬于同一配方，但并沒有按配方順序存儲(chǔ)。這種亂序存儲(chǔ)，是由煙葉裝車發(fā)貨、運(yùn)輸、入庫(kù)等多個(gè)環(huán)節(jié)共同造成的。由此，導(dǎo)致煙包出庫(kù)后需進(jìn)行順序整理。

一、片煙配方密集物流系統(tǒng)簡(jiǎn)介

煙草生產(chǎn)企業(yè)的片煙配方密集物流系統(tǒng)，位于制絲車間前端的投料區(qū)域，用于暫存從煙葉倉(cāng)庫(kù)送至車間的煙葉。該系統(tǒng)通常包括WMS倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)、WCS倉(cāng)儲(chǔ)控制系統(tǒng)、帶穿梭板的密集貨架、堆垛機(jī)、和出入庫(kù)輸送設(shè)備等。其中。WMS用于進(jìn)行上位信息管理，WCS進(jìn)行底層設(shè)備調(diào)度，帶穿梭板的密集貨架用于煙包存儲(chǔ)，堆垛機(jī)用于從出入庫(kù)輸送設(shè)備的接口處搬運(yùn)煙包至貨架出入端口，出入庫(kù)輸送設(shè)備用于運(yùn)輸煙包。

二、傳統(tǒng)的片煙配方密集庫(kù)出庫(kù)排序方法

目前，煙草生產(chǎn)企業(yè)的片煙配方密集存儲(chǔ)庫(kù)通常采用亂序入庫(kù)、配方存儲(chǔ)的存儲(chǔ)模式，而制絲生產(chǎn)線又需按配方順序投料。因此，片煙配方密集庫(kù)的出庫(kù)系統(tǒng)，要先對(duì)所存儲(chǔ)的煙包先進(jìn)行下架順序整理才能進(jìn)行投料作業(yè)。其流程大致如下：

圖1 由輸送機(jī)組成的出庫(kù)排序系統(tǒng)示意圖

出庫(kù)堆垛機(jī)直連煙包投料順序整理區(qū)，通過出庫(kù)堆垛機(jī)將庫(kù)區(qū)內(nèi)的煙包下架至煙包投料順序整理區(qū)，在整理區(qū)將煙包按配方順序整理后，最后按序經(jīng)煙包夾抱機(jī)輸送至投料緩存通道等待解包機(jī)解包。通常而言，煙包投料順序整理區(qū)是由多個(gè)輸送機(jī)和移載機(jī)組成，若出庫(kù)堆垛機(jī)有多組，則煙包投料順序整理區(qū)也有多組，如圖1所示。

在圖1中，1是右側(cè)堆垛機(jī)巷道，2是右側(cè)堆垛機(jī)煙包投料順序整理區(qū)，3是右側(cè)堆垛機(jī)，4是密集式貨架，5是左側(cè)堆垛機(jī)巷道，6是解包機(jī)，7是橫向輸送機(jī)，8是移載機(jī)，9是投料緩存通道，10是左側(cè)堆垛機(jī)，11是左側(cè)堆垛機(jī)煙包投料順序整理區(qū)，12是煙包夾抱機(jī)，13是托盤碼盤機(jī)。

傳統(tǒng)的出庫(kù)排序方法有兩個(gè)問題，一是煙包投料順序整理區(qū)占地面積較大，布局不夠緊湊，有違密集庫(kù)建設(shè)的初衷；二是設(shè)備數(shù)量較多，投資較高。

圖2 基于穿梭車的出庫(kù)排序系統(tǒng)示意圖

三、基于穿梭車的片煙配方密集庫(kù)出庫(kù)排序方法

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足之處，本文提出一種基于穿梭車出庫(kù)排序的方法。該方法用一臺(tái)穿梭車取代多臺(tái)輸送機(jī)及移栽機(jī)，用一個(gè)整理區(qū)域，取代多個(gè)整理區(qū)域，以達(dá)到節(jié)約設(shè)備，節(jié)約空間的目的。

本文所述的穿梭車出庫(kù)排序方法，由片煙配方庫(kù)倉(cāng)儲(chǔ)控制管理系統(tǒng)、密集庫(kù)貨架、堆垛機(jī)、穿梭車、穿梭車軌道、緩存站臺(tái)、出入站臺(tái)、煙包夾包機(jī)、托盤碼垛機(jī)等組成，如圖2所示。

在圖2中，1是右側(cè)堆垛機(jī)巷道，3是右側(cè)堆垛機(jī)，4是密集式貨架，5是左側(cè)堆垛機(jī)巷道，6是解包機(jī)，9是投料緩存通道，10是左側(cè)堆垛機(jī)，11是左側(cè)堆垛機(jī)煙包投料順序整理區(qū)，12是煙包夾抱機(jī)，13是托盤碼盤機(jī)，14是穿梭車軌道，15是穿梭車，16是出入站臺(tái)，17是緩存站臺(tái)，18是左右堆垛機(jī)聯(lián)通的站臺(tái)節(jié)點(diǎn)。以某煙草生產(chǎn)企業(yè)的為例，其出庫(kù)堆垛機(jī)有2臺(tái)，每個(gè)通道存儲(chǔ)12個(gè)煙包，緩存位有12個(gè)，穿梭車軌道兩邊各6個(gè)。

通常情況下，出庫(kù)由靠近投料緩存通道的堆垛機(jī)（即圖2中的左側(cè)堆垛機(jī)）完成。在制絲生產(chǎn)線準(zhǔn)備片煙煙包投料時(shí)，倉(cāng)儲(chǔ)管理控制系統(tǒng)接收到上位系統(tǒng)傳遞來的出庫(kù)單后，系統(tǒng)選定將出庫(kù)的煙包，開始創(chuàng)建下架單，設(shè)穿梭車軌道左邊緩存空位有M個(gè)，右邊緩存空位有N個(gè)，當(dāng)前出庫(kù)煙包標(biāo)志位為K，則初始狀態(tài)時(shí)，左邊緩存空位M=6，右邊緩存空位N=6，當(dāng)前出庫(kù)煙包標(biāo)志位K=1。

出庫(kù)片煙煙包按通道里的順序依次出庫(kù)，倉(cāng)儲(chǔ)管理控制系統(tǒng)發(fā)指令通知左側(cè)堆垛機(jī)取指定通道的片煙煙包出庫(kù)，左側(cè)堆垛機(jī)將第一個(gè)位置載有片煙煙包的托盤取走。之后，如果貨架是穿梭式貨架，則穿梭板將后續(xù)載有片煙煙包的托盤依次送至第一個(gè)位置，等候左側(cè)堆垛機(jī)繼續(xù)取貨；如貨架是重力式貨架，則后續(xù)載有片煙煙包的托盤在重力的作用下下滑一個(gè)托盤位，依次送至第一個(gè)位置，等候左側(cè)堆垛機(jī)繼續(xù)取貨；與此同時(shí)，堆垛機(jī)將所取的載有片煙煙包的托盤按放置于左側(cè)煙包投料順序整理區(qū)的右側(cè)緩存站臺(tái)的任一空位置。

此時(shí)，倉(cāng)儲(chǔ)管理控制系統(tǒng)做如下流程：①N=N-1；②系統(tǒng)遍歷已經(jīng)處于緩存位上的煙包在配方中的順序，如果發(fā)現(xiàn)等于出庫(kù)煙包標(biāo)志位K的煙包，如該煙包在左邊緩存位上，則M=M+1，如該煙包在右邊緩存位上，則N=N+1，則穿梭車取該煙包經(jīng)出入站臺(tái)送往煙包夾抱機(jī)進(jìn)行托盤分離，同時(shí)K=K+1，如此反復(fù)至緩存位上的煙包在配方中的順序同K不等或K＞12方結(jié)束；③如K+N＜12，則穿梭車將該煙包運(yùn)送至左邊緩存空位進(jìn)行存儲(chǔ)，N=N+1，M=M-1；④如K+N＞=12，則穿梭車不動(dòng)作。接著照倉(cāng)儲(chǔ)管理控制系統(tǒng)指令繼續(xù)下一個(gè)片煙煙包的拾取，如此反復(fù)，直至當(dāng)前出庫(kù)單上的片煙煙包全部下架。然后，倉(cāng)儲(chǔ)管理控制系統(tǒng)將該出庫(kù)單上的片煙煙包原占用的區(qū)域標(biāo)志為空，釋放存儲(chǔ)空間，以進(jìn)行下一次區(qū)域分配。經(jīng)排序的載有片煙煙包的托盤通過煙包夾抱機(jī)，由該設(shè)備將片煙煙包夾抱起，使得托盤和片煙煙包分離，空托盤進(jìn)入托盤碼盤機(jī)進(jìn)行碼盤，待數(shù)量累積到一個(gè)空托盤組時(shí)，再通過穿梭車、輸送機(jī)、堆垛機(jī)將空托盤組回收入庫(kù)。片煙煙包與托盤分離后，煙包夾抱機(jī)將片煙煙包放置于輥道上，然后通過投料緩存通道至解包機(jī)進(jìn)行解包和煙葉投料。如此完成了片煙煙包的自動(dòng)出庫(kù)作業(yè)，可參見流程圖3。

圖3 穿梭車出庫(kù)排序流程

通常情況，密集庫(kù)的堆垛機(jī)為一用一備，當(dāng)左側(cè)堆垛機(jī)出現(xiàn)異常時(shí)，右側(cè)堆垛機(jī)才開始進(jìn)行出庫(kù)工作，進(jìn)行生產(chǎn)的應(yīng)急處理。流程大致同上。

四、結(jié)束語

針對(duì)傳統(tǒng)的片煙配方密集庫(kù)存儲(chǔ)方法的不足之處，本文所設(shè)計(jì)的基于穿梭車出庫(kù)的方法，設(shè)計(jì)了實(shí)現(xiàn)了片煙密集庫(kù)煙包出庫(kù)的快速排序，提高了出庫(kù)效率，減少了輸送設(shè)備，實(shí)現(xiàn)了緊湊布局，降低了設(shè)備投資。