铝板带加工企业智能化物流方案研究

陈丁文｜文

本文对铝板带加工企业物流智能化技术、方案进行对比分析，指出铝板带加工工厂设计中以智能化物流为核心的必要性，指明了铝板带加工企业智能化物流的建设方案和思路。

在当前国内工业企业正处在快速向工厂智能化生产模式转变的大趋势下，铝板带加工企业进行智能工厂工艺路线探索势在必行，逐步实现生产设备网络化、生产数据可视化、生产文档无纸化、生产过程透明化、生产现场无人化，全方位提高企业管理水平、生产效率和生产效益。其中，物流智能化是智能工厂建设的重要基础，未来的工厂平面布置也必然从生产工艺流程为核心转变为以智能化物流为核心开展设计，确保全流程物料流转的流畅、高效，实现物流的自动化流转、信息化管控、智能调度优化。本文对铝板带加工企业物流、存储、运转、信息传递、装备选型、应用系统等方面铝板带加工工厂物流智能化设计方案进行对比、研究，希望为有色金属行业智能转型升级提供参考。

有色加工行业物流现状与问题

国内大多数的有色金属加工企业的发展模式为滚动式发展，上一批设备，建一批厂房，形成一个生产单元，设备、物流、厂房、管理等未经统一规划，体现在物流管理方面为物资分散和管理分散。在生产物流管理方面，大多数企业管理仍处于人工经验式管理状态。生产计划发下去以后，车间调度员需通过卡片、记忆、经验进行物资调度，运输工具为普通的卡车、叉车、天车；生产中的原材料、半成品、成品处于什么位置、什么状态等信息，需要由计划员每天进行及时跟踪，并以据跟踪情况做新的生产计划、调整计划；生产操作人员需要根据生产任务和来料上卡片进行生产，本次工序完成以后，再填写新的卡片向下道工序流转，生产效率和物资周转效率低下。

国内只有少数铝板带加工企业在物资的存放、周转方面进行了有益的尝试，不同程度上采用了信息化平面库、智能天车、智能高架库、AGV 运载车等，但截至目前，仍没有一家企业实现全新物流的智能化。

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智能化物流方案设计研究

有色金属加工涉及铸造、压延、热处理、清洗、矫直、分切、包装等工序，产品从原材料、半成品、成品需要根据不同要求经过以上不同路径的工序外，还要根据订单、计划、规格、库存、产能匹配等情况进行物料的调度、周转、出入库、路径规划等。如何做到物资周转效率、保障订单按时供货，需要做好企业的智能化物流方案设计。

在工厂平面设计方面，有色金属加工企业应围绕生产材料物流的自动化、智能化为核心，兼顾生产工艺流程进行工厂平面设计。在热轧机组（或铸轧机组）和冷轧机组之间应设置半成品库，半成品库可以是智能平面库或智能高架立体库或同时设置智能平面库、智能高架立体库，在铝板带箔加工企业宜在成品放置区设置成品库，成品库可以使智能平面库或智能高架立体库。

在料卷周转方面，热轧卷材可通过跨运卷小车自动将卷材运至平面库或高架库外鞍座上，然后由智能天车或高架库小车进行自动入库，铸轧卷可通过自动运输辊道自动冷轧区域和平面或高架库之间通过运输辊道连接，实现自动出库、入库；精整区域与中间半成品库，可以通过自动运输辊道或AGV 运载车实现物料的周转；在精整区到成品库，可以通过AGV 运载车完成转运。

智能化物流装备选型

在有色金属加工工厂常用的智能化物流装备有AGV 运载车、智能天车、智能化运输辊道、自动运料小车、自动上卸套筒机械手、自动套筒返回装置等。

1.智能AGV 运载车

智能AGV 运载车具有的自动装卸机构、行走机构、驱动系统和导航装置。智能AGV 运载车的导航方式有磁带导航、色带导航、二维码导航、激光导航、混合模式导航等，分别满足不同工况，具有较大的自由度和灵活性。

由于以上特点，AGV 小车可广泛用于半成品库房到冷轧、箔轧、精整设备，或上述设备之间，或上述设备到成品库之间的卷材自动运输，实现车间物料的信息化、物流的智能化高效管理。

2.智能天车

智能天车由行走大车、小车、提升机构、定位系统、识别系统、控制系统等组成。智能天车采用图像识别技术对卷材进行识别确认，通过图像识别读取载体上的条码或二维码信息，得到物料信息；通过旋转编码器检测技术，对大车纵向行走、小车横向行走、提升机构垂直方向行走精准定位；通过控制系统和车间调度系统、平面库信息化系统对接，实现物流的跟踪和调度。

基于上述，可根据车间调度指令，对平面库区内的卷材进行自动调度和信息传递，可用于平面原料库、半成品库和成品库。

3.自动运输辊道

自动运输辊道具有检测、分段驱动的功能，当自动运输辊道将车间内全部设备连接起来，整个车间包括运输辊道都可以视作一个大的信息化平面库，可由自动运输辊道作为料卷调运的执行机构，完成车间物流的智能化管理。

自动运输辊道可用于铸轧到冷轧、到半成品库，冷轧或半成品到精整设备之间的物料运输。

物流信息化管理

有色金属加工企业物料的调运、跟踪管理离不开物料编码和物料跟踪管理系统。

物料编码应由智能编码系统根据编码原则自动生成。信息编码应符合企业特点，既充分考虑企业发展对信息编码的需求，又兼顾企业的现状。现在企业常用的标示码为条形码、二维码。

有色金属加工企业应通过智能标识技术实现全流程跟踪，实现对每个物料单件以及单元物料的标识、跟踪与监控。将标识码嵌入生产中的物料、设备和产品中，实时搜集生产状况信息与可视化传感器结合，实现可视化自动生产和监控。

智能化物流应用

国内有两种比较典型的铝板带加工企业智能物流案例，一家是热轧、冷轧、精整生产工艺路线，该企业在综合厂房的中间设立智能化半成品高架库，即将热轧、冷轧、竞争设备区分开，又通过智能物流系统将三个不同区域的料卷智能连接，通过智能天车、高架立体库、运输辊道、AGV 运载车等方式实现了全厂生产段物流的智能化管理，但其成品区的物料运输、存放管理仍待优化；另一家企业是铸轧、冷轧、精整生产工艺路线，该企业通过运输辊道将车间内全部设备、库区进行连接，仅通过智能天车和自动运输辊道也可有效对全厂生产段物流进行智能化管理，其包装到成品库之间的连接有待连通。实际设计中，每家企业可通过自身条件在这种方案中进行混合重组优化。

结论

铝板带加工企业的物流智能化是整个工厂智能化的基础，是企业在智能化升级改造或新上项目规划中必须策划、决策的议题。高效、智能化的物流管理系统可提高企业物料周转效率20%以上，可大幅降低企业物资滞留成本，降低企业调度人员的劳动强度，同时为企业信息化、物质化工艺管理、质量管理、计划排产提供有力支撑。

有色金属加工企业智能化建设刚刚起步，行业对智能化建设的认识正在交流和规范的过程中，本文抛砖引玉，希望和广大同行进一步交流，共同推动行业智能化建设进程。