中國石化企業倉儲物流升級進入快車道

文/崔悅

中國石化工程建設有限公司專業副總

近年來，中國石化企業倉儲物流升級加速，自動化立體庫建設需求爆發，部分大型石化企業已經建立起覆蓋包裝、碼垛、套膜、入庫、儲存、出庫、裝卸車等全流程的智能物流體系。本文主要介紹了石化企業倉儲物流系統的關鍵技術與規劃建設要點，具有極強的參考和指導意義。

石化產業是國民經濟支柱性產業，在促進國民經濟產業升級和拉動經濟增長方面發揮著重要作用。進入“十四五”時期，我國石化產業迎來轉型升級、高質量發展的關鍵時期，將規劃和建設一大批超大型乙烯裝置，作為石化企業實現卓越運營的重要一環，倉儲物流的升級發展頗受關注。

從產品形態上來看，石化產品主要分為液態和固態兩大類別，液態產品主要以儲罐進行儲存，槽車進行運輸，專業性較強；對于大型乙烯裝置而言，聚烯烴固體是其主要的商業化產品，其倉儲物流作業，主要包括從生產裝置下線之后的包裝、碼垛、入庫、儲存、出庫、裝卸車，直到發運的系列環節。固態產品則通常以紙、塑袋進行包裝，以托盤為單元，進行搬運、儲存等物流作業，通用性較高。本文將圍繞石化企業固態產品倉儲系統升級進行闡述。

石化企業生產具有連續性、規模化特點，近年來受土地資源、勞動力資源等條件限制，以及下游客戶需求變化，石化產品類型多樣化，石化企業產能持續提升，需要進一步提升企業形象等眾多因素影響，石化固態產品的倉儲物流需求發生了一系列變化，固態產品倉儲物流由以平面庫為核心的人工作業模式，向以自動化立體倉庫為核心的智慧倉儲物流加速轉變，石化企業倉儲物流升級發展進入快車道。

一、平面庫時代走向終結

我國石化企業通常是有著較長歷史的老牌企業，早年間，我國針對石化企業的土地政策較為寬松，勞動力成本較低且勞動力資源較為充沛，企業生產的產品種類較為單一，下游客戶對產品品相、時效性要求不高，單一客戶需求量不大，加上倉儲物流并不直接產生經濟價值，因此石化企業主要采用平面庫，以人工進行管理，叉車作業，基本就能夠滿足企業業務需求，同時有助于解決當地勞動力就業問題。

近年來，伴隨大型石化企業的世界級煉化基地規模初步形成，生產向集約化、大型化發展，石化企業產能大幅提升，百萬噸級別的固態產品生產裝置比比皆是。以往固態產品在平面庫內以托盤堆垛形式來進行儲存，2～3層的產品堆垛層，儲存效率低，平面庫的倉儲形式勢必要依托于大規模的土地資源。面對受限的土地面積與日益攀升的土地成本，石化企業更傾向于將有限的土地資源用于生產；與此同時，我國勞動力成本大幅上升，愿意從事重體力勞動的人越來越少，石化企業普遍意識到建設平面庫的傳統倉儲路徑已經走不通了。

自動化立體倉庫助力石化企業實現入庫、儲存、出庫等多環節的自動化作業

自動化裝卸車將在石化行業持續探索和廣泛應用

另一方面，隨著我國經濟水平和消費水平的提升，下游客戶對石化產品的需求由單一品類、低端化產品，向多元化、高端化產品發展，單一客戶需求量不斷增大，而且下游客戶對產品品相、時效性要求也在提升，石化產品市場競爭頗為激烈。為了更好地滿足客戶需求，石化企業不斷豐富產品種類，產品牌號由原來的五、六個增加到數百個。傳統平面庫由人工分配儲存位置，以做記錄、插牌子、貼標簽等傳統方式進行管理，隨著產品牌號增多，多個牌號產品需要堆放在一個堆垛上，這讓原本就效率低、差錯率高的人工管理形式更加難以應對；倉庫內上層托盤與下層產品直接接觸，穩定性差，易倒塌，而且叉車在碼放上層產品時，易出現托盤劃破下層產品包裝的現象；倉庫內應用人工駕駛叉車進行產品碼垛堆放，庫內多為混凝土地面，叉車作業時卷起大量粉塵與尾氣排放出的顆粒物吸附在產品包裝袋上，影響包裝外觀，對員工身體健康不利，影響下游產品品質，同時也會損害企業形象。

隨著內外部環境變化，以平面庫為核心的倉儲物流模式已經無法支撐石化企業持續發展，倉儲物流升級成為石化企業必須要攻克的難題，節約土地、節省人工、提高效率、降低成本、保證產品品相，是升級發展的重要目標。

二、智能倉儲物流體系逐步形成

“智能石化”是中石化轉型升級的重要戰略，從“十三五”期間中石化就開始對智慧物流系統建設的探索，從產品下線包裝、堆垛、套膜、入庫、存儲、出庫、裝卸車全流程各個環節著手探索高效解決方案，目前已經初具規模，鎮海煉化、中科煉化、中韓石化、揚子石化等大型石化企業已經率先實現了全流程智能物流體系建設，并在業內產生相當的反響。

1.智能倉儲系統主要作業流程

石化行業的智能倉儲系統主要作業流程包括：

（1）包裝，產品下線后進入自動包裝環節，進行封袋包裝，并在外包裝袋上進行噴碼（二維碼），掃描該二維碼可以連接到中石化質量監測系統，可下載合格證書，并實現對每袋產品的追溯。

（2）碼垛與套膜，產品通過全自動包裝碼垛生產線，橫梁式高位碼垛機將袋裝產品碼垛在托盤上，并由自動套膜機進行套膜，針對不帶托運輸的產品，可采用無托盤套膜方案，碼垛時自然在產品上形成貨叉形狀，便于出庫時進行翻轉，也便于后續搬運作業。

（3）入庫校驗，托盤信息載體采用RFID技術，在包裝碼垛環節記錄碼垛產品信息，并與倉儲管理系統WMS中的信息進行匹配，匹配成功的產品方可進入倉庫。

（4）入庫，通過環形穿梭車/輸送線送入自動立體倉庫儲存道口，由高位堆垛機搬運到倉庫指定貨位。

（5）出庫，由高位堆垛機搬運到巷道出口，由環形穿梭車/輸送線送入立體倉庫將貨品搬運至出貨區。

（6）裝卸車，針對整托出庫運輸的產品，普遍利用“人工+叉車”的形式將產品搬運到指定車輛上，或者利用無人裝車機進行自動化裝車。針對不帶托運輸的產品，先經過托盤翻轉機進行翻轉，再通過“人工+多牙叉車”搬運到車輛，完成裝車。

自動包裝系統、自動碼垛系統在行業內應用較為成熟，行業內大部分企業已經實現了包裝、碼垛、套膜作業的自動化，在此不做贅述。

自動化立體庫和自動裝卸車，是當前石化倉儲物流智慧化升級發展的重點。

2.自動化立體庫爆發式增長

石化行業自動化立體庫建設已經進入爆發期

石化行業企業規劃和在建的自動化立體庫大多屬于超高庫，確保工程結構與質量是重中之重

自動化立體倉庫能夠實現入庫、儲存、出庫等多環節的自動化作業，具有占地面積小、有效庫容大、作業效率高、安全可靠性好、庫存管理水平高、省人工等優點，但目前在石化行業的應用并不廣泛，主要原因在于自動化立體庫前期投入成本較高；成垛產品進入立體庫需要進行套膜，以保證垛形在高速搬運過程中穩定安全，但長期以來套膜設備多為進口產品，成本高昂；行業內普遍傾向于采用拆垛方式裝車進行運輸，來獲取較高的裝載率；上下游企業對于帶托運輸的托盤結算尚缺少規范，生產企業和下游用戶眾多，托盤形式和流轉回收流程缺少統一規劃。

近年來，勞動力成本，土地成本上升，自動化立體庫綜合建設運營成本具有明顯優勢；石化產品套膜設備成功實現國產化，大幅降低了套膜成本，也使高噸位垛形進入自動化立體倉庫成為可能；前道工序包裝、碼垛環節的自動化系統廣泛應用；托盤翻轉設備成熟應用，帶托產品通過翻轉裝車，保障產品可以實現無托盤運輸；共享托盤在中石化實現普及應用，中石油、中海油也在大力推進，一些民營企業也在逐步加入，其應用解決了運輸之后托盤結算的問題；我國對貨運車輛超限超載治理力度不斷加大，通過拆垛運輸進行超載來獲利的方式已經難以實現，帶托盤整垛運輸開始被石化行業企業所接受，給自動化立體庫的落地應用提供了便利條件。

自動化立體倉庫系統應用環形穿梭車或是輸送線進行出入庫作業，應用托盤堆垛機進行儲存，能實現包裝、倉儲、出入庫作業的全面智能化、數字化、可視化管控目標，自動完成包裝上位機獲取LIMS（中石化煉化企業實驗室信息管理系統）信息、產品入庫、通知車輛進廠并分配月臺等環節，確保每一袋產品的可追溯性。2019年開始至今，已經有越來越多的石化企業規劃建設自動化立體庫，自動化立體庫與包裝、碼垛、裹膜等自動化設備互聯互通，實現了智能物流倉儲體系建設。

目前，除了生產裝置較少、年產量小于30萬噸的小型石化企業外，大部分大型石化企業在新項目建設中都會采用自動化立體倉庫，石化行業自動化立體庫建設已經進入了爆發期。

3.自動裝卸車系統初步試用

在石化企業裝卸車環節，拆垛裝車作業由大量的人工“肩扛背馱”完成；整垛裝車由“人工+叉車”來完成。近兩年，石化企業圍繞“如何在實現自動化裝卸車，實現省人力、提效率、降成本”進行了積極探索，發現無人裝車機極具可行性。

應用無人裝車機裝車，首先系統會對即將來裝車的貨運車輛可裝載情況進行預判斷，并自動計劃出最為合理的裝載方案，輸送機或者環形穿梭車系統在出貨后，根據系統對產品擺放及組裝進行準備，整理成適合該貨運車輛裝載規格的整車貨品，再由無人裝車機將所有貨品一次/兩次推進貨運車輛（無人裝車機分為兩種，全尺寸無人裝車機可以一次將整車貨品推入車輛，非全尺寸無人裝車機需要分多次推進完成裝車作業）。這一方案在鎮海煉化、浙江石化、海南石化等企業已經落地試用。總體來說，無人裝車解決方案的應用尚處于起步階段，如何應對貨運車輛尺寸規格不規則、不標準，車況差異大等挑戰還有待進一步研究，自動裝卸系統在作業效率方面相較“人工+叉車”方式低。但隨著技術進步、車輛標準化及物流行業集約化，這些問題一定會得到很好地解決，自動化裝卸車技術應用也將逐步普及。

此外，行業內也對AGV裝車進行了探索，發現目前AGV裝車的解決方案還并不十分適用于石化行業產品運輸。首先，貨運車輛裝車的地面不十分平整；車輛停放的位置并不很固定；車輛狀況也并不統一，不標準，AGV裝入貨物擺放位置稍有偏差就會對貨品在車內的穩定性造成影響，甚至無法完成裝車作業；AGV裝卸車效率非常低，僅相當于1套“人工+叉車”裝載效率的三分之一；另外，大流量地出入庫作業，必然導致較多的運行路徑交叉，如果發生碰撞極易產生火災，這是對安全性要求極高的石化企業絕不允許發生的狀況。

4.火車裝車方案有待探索

國內鐵路運輸以P60/P70篷車為主，普通叉車較難進入車廂；叉車進入火車進行裝車也需要站臺與火車車廂之間為極小的高差；由于車廂內高與垛高不匹配，整垛運輸會產生托盤消耗增加或虧噸嚴重等問題。因此，目前國內的火車運輸依舊以拆垛形式，依靠人力進行裝車，火車裝車有待進一步改進。

參考國外，鐵路運輸有兩種方式：一種是將散料裝到火車罐車，到集散地以后再進行包裝；另一種是以散料或1.5噸/垛的方式裝到集裝箱里，以箱代儲，用火車運走集裝箱，集裝箱可以上下兩層運輸，裝載效率較高。

到底該如何提升火車裝車效率，還有待進一步探索。

三、倉儲物流規劃與建設關鍵點

1.與工廠總圖設計同步進行

由于平面庫對地塊形狀并沒有特殊要求，長期以來石化企業在工廠總圖設計階段并不會對倉儲物流進行詳細規劃，一般都是在規劃完生產裝置之后，從剩余地塊中找到較為合適的地塊設計建設平面庫。而自動化立體庫項目需要形狀較為規則的地塊，需要一定的進深來保證巷道長度，才能達到高效率，需要有一定的寬度，才能保證巷道數量，滿足進出庫量；需要離生產裝置近；要便于車輛出入園區，出入口距離交通要道近，且出入的交通要道及車輛的行駛路徑不進入生產裝置區；社會車輛與內部車輛盡量分隔……滿足這些要求才能讓倉儲物流運作更為高效，讓整個廠區/園區運營更為有序。

因此，石化企業一定要高度重視倉儲物流規劃的重要性，將倉儲物流系統規劃納入總圖設計進行統一考量。如果在總圖規劃設計完成之后再定義倉儲物流形式，一方面，設計更改難度較大，且難以保證方案的合理性，甚至會讓倉儲物流系統最終運行效果大打折扣；另一方面，更改方案需要繁雜的報批和備案，會影響項目進度。

2.充分考慮運輸方式

我國不同地區的石化企業采用的運輸方式也有差異，華中、華南、華北地區基本上以公路運輸為主，鐵路為輔；西北、東北地區公路網絡不發達，主要以鐵路運輸為主。有的石化企業只有一種運輸方式，而有的石化企業則有兩種運輸方式同時存在，不同運輸方式對倉儲規劃與設計，以及設施設備應用有較大的影響，例如：

公路運輸條件下，貨運車輛行駛及停靠相對靈活，站臺布置相對受限制較少，鐵路運輸條件下，站臺必須需要沿鐵路線布置，鐵路線由專業的鐵路設計院統一規劃，可靈活調整的空間不大。

鐵路運輸條件下，貨車裝車停靠在站臺，石化企業需要支付鐵路占用費，時間越長成本越高。因此，鐵路站臺裝卸車時間越短越好，在規劃設計階段也要綜合考慮。

貨運車輛標高與火車標高不同，因此對站臺高度要求也會不同，火車所需站臺標高一般在1.1米，而公路運輸貨運車輛所需站臺標高基本在1.3～1.4米，如果一個企業存在兩種運輸方式，那在規劃設計階段就需要考慮如何消除高差，或者在設備選用時兼顧或平衡，以滿足企業需求。

3.嚴格把控倉庫質量

高質量的自動化立體庫建設，是整個倉庫高效運營的開始。石化行業企業由于生產規模巨大，規劃和在建的自動化立體庫容量巨大，大多屬于超高庫，高度超過24米，最高已達36米，國外類似倉庫高度甚至達到45米以上，單貨位載重量在1.5噸，確保工程結構與質量是重中之重。因此，在倉庫建設必須要選擇有專業資質，且經驗豐富的合作伙伴；在建設過程中嚴格執行相應的國行標，例如貨架橫梁變形量撓度應小于10毫米，全貨格滿鋪實層隔板等，還要做到對整個項目安裝過程的嚴格把關。

4.高度重視消防系統建設

石化固體產品多屬于丙二類可燃固體，無論是平面庫還是立體庫，都應根據國家及行業規范，建設完善的消防系統。

平面庫通常只需配置一種火災監測措施，并根據防火分區面積設置屋頂噴淋。自動化立庫對消防要求會更為嚴格，需配置兩種以上的火災監測措施；除了屋頂噴淋，自動化立體庫還要增加貨架內噴淋，每個巷道及貨架頂部配置自動消防炮，消防管線距離長，布置困難，安裝精度要求高，單個倉庫的消防工程量已超過一套石化生產裝置。

從安全性來來看，對比平面庫和自動化立體庫，個人認為自動化立體庫更為安全。相對于平面庫，自動化立體庫有更為全面的火災檢測和消防設施；從人身安全保護來講，自動化立體庫是無人化作業，不會危害人員安全；從財產保護來講，每個貨位都有噴淋保護裝置，可以及時搶救財產。

5.全面考慮業務場景

在倉儲物流升級過程中，除了考慮普通業務場景外，一定要充分結合客戶需求對特殊業務場景進行重點考慮，如南方沿海一些外企客戶對整集裝箱的散料裝貨有比較大的需求，在倉儲設計階段就要對散料裝貨進行合理布局；大部分客戶以小袋包裝產品需求，部分下游客戶有大包裝產品的需求，因此在倉儲設計階段就要盡量去多適應各種包裝的需求；客戶常常會根據價格變化臨時更改提貨時間或者取消訂單，在倉儲規劃階段要考慮如何對已出庫貨品做回庫處理。只有在做倉儲設計時充分考慮各類場景，才能為石化企業靈活應對需求變化提供保障。

石化倉儲物流智慧化發展是重大趨勢，是石化企業向中高端邁進、加快轉型升級的重要舉措，也是新常態下打造競爭優勢的必然選擇。石化企業應把握技術發展趨勢，對倉儲物流智慧化升級不斷探索，補足效率低、成本高等短板，真正做到物流提質增效，為石化企業高質量發展提供助力。

倉儲物流智慧化發展是重大趨勢