库位预约模块在唐钢高强汽车板轧后库无人天车系统中的应用

唐钢信息自动化部 胡运杰

1 前言

在以往的生产过程中，库区管理一直是一个薄弱的环节，受重视程度往往不够，自动化程度较低，处于木桶原理中的短板位置，库区管理以前往往靠人工管理。库区管理有着它自身的特点：管理数目繁多、工作枯燥单调、容易出错，所以经常会出现满库区找卷的情况。唐钢高强汽车板的轧后库也叫中间库，它在三条生产线的中间，起到了一个缓冲池的作用，是上下工序连接的节点，轧后库能直接影响目前三条生产线的正常运行，所以合理的库区管理显得尤为重要。

库区管理从最初的手工纸质记录到用excel记录，再到用专门的管理系统记录都有一个特点就是需要人的介入，而人工的介入就会出错。全自动无人天车的引入彻底解放了人力的同时也减少了人操作出错的可能。从计划到执行再到系统记录都实现了无人操作，这样就更有利于优化库区的管理，实现全面的自动化控制。

库位预约计算实际是对计划的管理，钢卷从一个位置到另一个位置需要一定的时间，在这段时间内会有不可预见的变化，比如要放的位置意外的被其它钢卷占用等。库位预约计算模块负责维护这个计划的状态，防止意外的发生。

2 库区管理说明

轧后库库区连接酸轧、连退、镀锌三条生产线。目前轧后库的北跨有两部天车，南跨有三部天车。这五部天车按区域分工负责酸轧下线，连退、镀锌上线，并且都兼顾倒库的功能。由于天车的冲突从酸轧步进梁下线的钢卷并不能一步到位放到相应连退、镀锌步进梁的附近位置，而是下线后先放到中转区然后再放到相应的待料区。

无人天车系统接收三级MES下发的生产PDO信息，其中包含钢卷的相关物理信息和下工序。酸轧下线的钢卷下工序有连退、镀锌、冷硬三种类型。其中连退入口步进梁在北跨，所以库区也定在北跨。同理镀锌的库区定为南跨。连退和镀锌卷根据生产计划分别进入下一生产工序。基本的生产过程是从酸轧步进梁生产的冷轧卷从酸轧步进梁下线入库，连退和镀锌生产需要的冷轧卷分别通过两个跨的步进梁上线进入下一工序产线。冷硬卷在步进梁下线后先放入打包准备区，然后根据打包计划将钢卷放到打包区打包，包装完成后放入成品区等待发货出售。

2.1 库区管理策略

钢卷从酸轧下线进入酸轧出口步进梁后，库位预约模块首先根据钢卷的下工序信息判断钢卷应存放在那个跨，进而生成相应的下线工单。酸轧生产时无人天车系统会自动判断酸轧的生产节奏，当酸轧生产节奏较慢时，模块优先预约距离下工序入口较近的库位，对于连退和镀锌就是相应的待料区。这样能够节省上料的时间。在每个跨中不止有一部天车，多部天车在同时工作的过程中不可避免会产生冲突，上线卷距离步进梁的距离越远天车冲突等待的几率也会越大，所以当酸轧步进梁下线速度较慢时钢卷优先放到距离入口步进梁最近的库位。当酸轧生产节奏较快时模块会根据该节奏自动调整下线卷的预约位置到距离酸轧步进梁较近的位置。

冷硬卷下线后模块根据钢卷的下工序自动预约打包准备区内的位置，打包区内出现空位后预约模块根据打包计划生成从大包准备区到打包区的预约。打包完成后预约计算模块生成从打包区到成品区的预约库位。

2.2 码放策略

2.2.1 开垛原则

为了使钢卷能有序的放入库区中在轧后库的库位预约计算中引入了开垛的概念。开垛的思路是把不同类型的钢卷放入不同的垛中，这样不仅使得库区的钢卷码放更加有序还能方便下工序生成排产计划。预约计算模块在处理一个需要计算库位的钢卷时，模块会根据钢卷的宽度、厚度、外径等信息对钢卷分类，并且在库区内查找相关的码垛分类，如果找到类似的钢卷垛模块会自动预约该垛的位置，如果没有相类似的钢卷垛就把钢卷预约到一个新的垛中，并把该钢卷的分类属性记录，等到后面的钢卷和该钢卷属性类似时放入该垛。

2.2.2 二层验证

二层卷在放置时需要对钢卷本身和下面的钢卷进行判断，分析是否能放到上面。二层放置的前提是钢卷的质量判定为合格。不合格的钢卷由于外形等不可预知的属性在不经过人为确认的情况下是不能在二层码放的。二层码放时需要综合分析考虑以下信息：码放时所涉及钢卷的外径、宽度、重量、厚度；下层钢卷的下工序路径以及生产计划等信息。

通过以上的二层验证，能够最大限度的保证轧后库二层码放的安全性，在实际应用过程中由于酸轧产线下线的同一批次的钢卷规格基本相同，所以在二层码放过程中验证通过的几率很高，二层验证在人工倒库的过程中通过率相对较低，而这正起到了二层验证的保护作用，减少人工倒库产生的不安全因素。

3 异常处理

当连退或者镀锌的待料区库内的钢卷饱和之后，预约计算模块会出现没有库位可用的情况，在这种情况下系统能自动处理这种问题，模块发现库内没有可用的待料区库位后会在中转区内分配临时库位，并在该钢卷信息中做相应的记录。在中转区内模块默认不码放二层钢卷，等到待料区内有库位后模块会处理以前临时分配到中转区内的钢卷，将其倒库到待料区。

4 结语

库位预约计算模块作为唐钢高强汽车板的一个核心功能自无人天车上线以来一直工作稳定。该模块属于面向业务的一个功能，为满足实际的生产工作需要，在设计开发过程中也充分考虑到了这一点，所以模块的可修改性和扩充性都很强。在无人天车系统中为物流的通畅，三条生产线高速运行都发挥了重要的作用。