卷煙廠物流自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的完善措施

林志興

摘 要：隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，使得各種先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展日新月異，計(jì)算機(jī)技術(shù)以及與其相關(guān)的其他各種技術(shù)的發(fā)展也不例外，現(xiàn)在工業(yè)化中要求自動(dòng)化技術(shù)與其相關(guān)的其它技術(shù)更具有時(shí)代性、開放性和擴(kuò)展性?；诖?，文章主要結(jié)合實(shí)例對卷煙廠物流自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)的完善措施進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：卷煙廠；物流自動(dòng)化；系統(tǒng)設(shè)計(jì)

中圖書分類號：F426.8 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1006-8937（2012）32-0145-02

所謂卷煙廠中的物流自動(dòng)化系統(tǒng)指的是在香煙的生產(chǎn)過程中對輔料和成品的運(yùn)送實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化管理，減少生產(chǎn)中人員的使用，實(shí)現(xiàn)“無人車間”，以及實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)管理的自動(dòng)化。案例中，有一卷煙廠在成品輔料庫的物流項(xiàng)目管理中使用自動(dòng)化系統(tǒng)，其指導(dǎo)思想為“高起點(diǎn)、高標(biāo)準(zhǔn)、取眾之長、總體布局、統(tǒng)一設(shè)計(jì)”。主要是對整個(gè)煙箱入庫系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，提高系統(tǒng)的各項(xiàng)功能，包括穩(wěn)定性及可靠性。

1 實(shí)例概況

1.1 自動(dòng)化物流系統(tǒng)

①該卷煙廠的自動(dòng)化系統(tǒng)主要有兩個(gè)部分組成：一是輔料存儲庫；二是成品存儲庫，輔料存儲庫及成品存儲庫都建立在卷煙廠內(nèi)部的聯(lián)合工房內(nèi)，各有4～6臺堆垛機(jī)所構(gòu)成。來源于1層輔料庫房與3層裝料設(shè)備間的材料都需要運(yùn)送到輔料存儲倉庫中，從生產(chǎn)線輸出的香煙放置于成品倉庫中。建成該廠房所使用的材料由輕型鋼結(jié)構(gòu)組成，同時(shí)在庫房內(nèi)配備除潮設(shè)備與空調(diào)設(shè)備。

②2層屬于成品庫的入庫系統(tǒng)，它與裝備設(shè)備的出口相結(jié)合，通過煙箱的入庫系統(tǒng)進(jìn)入庫中；1層屬于成品庫的出庫系統(tǒng)，產(chǎn)品經(jīng)過堆垛機(jī)出庫，在該過程中使用托盤，在最后階段經(jīng)過條形碼識別系統(tǒng)的鑒定和識別之后才將香煙送出廠。輔料入庫過程必須經(jīng)過1層和3層，3層入庫系統(tǒng)前方設(shè)置較大面積的人工配送區(qū)域，可以采用徑直小車將貨物直接運(yùn)送入庫。在1層入庫的主要是煙箱和絲束包等產(chǎn)品，產(chǎn)品類型多樣化，必須通過4個(gè)入庫站臺，同時(shí)使用環(huán)穿小車將貨物送進(jìn)。

③該系統(tǒng)是由西門子公司進(jìn)過研究和開發(fā)而推出的工業(yè)網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)，現(xiàn)場總線由Pro-fibus構(gòu)成，主控器件主要是有西門子公司開發(fā)研究的S7-400 PLC系列產(chǎn)品組成；分布式I/O產(chǎn)品支持Profibus總線設(shè)備的使用；條碼識別器和變頻器分別具有支持西門子公司產(chǎn)品的特殊接口；它是某一個(gè)特殊網(wǎng)站的從屬站點(diǎn)，能夠使網(wǎng)絡(luò)的使用更加方便，操作終端與工業(yè)以太網(wǎng)相連，形成一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)化的控制網(wǎng)絡(luò)。卷煙廠物流自動(dòng)化系統(tǒng)的控制配置分為三層：管理生產(chǎn)層、調(diào)度監(jiān)控層及控制設(shè)備層。管理生產(chǎn)層的工作內(nèi)容主要是管理計(jì)算機(jī)及其相關(guān)系統(tǒng)的運(yùn)行；調(diào)度監(jiān)控層主要是對在卷煙廠物流系統(tǒng)中使用的計(jì)算機(jī)進(jìn)行不定時(shí)的檢測和控制；控制設(shè)備層主要由各個(gè)子系統(tǒng)所構(gòu)成，它主要有各個(gè)庫區(qū)如輔料進(jìn)出庫區(qū)、AGV、成品出庫區(qū)及堆垛機(jī)等控制系統(tǒng)構(gòu)成。

1.2 存在的問題

卷煙企業(yè)是一個(gè)季節(jié)性較強(qiáng)的單位，在卷煙行業(yè)的銷售旺季時(shí)，必須保證生產(chǎn)線的高度運(yùn)轉(zhuǎn)，在銷售旺季時(shí)停產(chǎn)將會給煙草企業(yè)帶來嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。作為整個(gè)煙箱入庫的物流系統(tǒng)，它是整個(gè)產(chǎn)品流通的渠道，一旦出現(xiàn)事故將會影響到企業(yè)的其他各項(xiàng)工作的實(shí)施。由表1可以看出，生產(chǎn)5億只香煙時(shí)，設(shè)備要停休1.2 h。造成煙箱入庫機(jī)器休息的原因主要是雜亂無章的信息、在機(jī)器操作過程中的機(jī)械手報(bào)問題、剔除煙箱運(yùn)行中的障礙。對這些問題進(jìn)行一定的分析，采用新的方法對卷煙企業(yè)的物流入庫系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化和改進(jìn)以提高系統(tǒng)的各個(gè)方面的性能。

2 自動(dòng)化物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)的完善措施

2.1 入庫系統(tǒng)控制程序的完善化

在煙箱的入庫過程中，掃碼器在工作過程中煙箱上的膠帶飄出使得系統(tǒng)識別錯(cuò)誤，從而將一個(gè)煙箱誤認(rèn)為兩個(gè)，這會使系統(tǒng)的信息混亂從而造成停機(jī)。該系統(tǒng)的工作是對條碼的識別做到對煙箱的分揀入庫，在識別發(fā)生錯(cuò)誤的過程中重碼是一個(gè)較為嚴(yán)重的問題，在這個(gè)過程中需要相關(guān)人員對分揀系統(tǒng)進(jìn)行檢驗(yàn)和控制，在檢查和核對工作結(jié)束之后才能進(jìn)行條碼的修改，這樣大大的增加了停機(jī)時(shí)間，使整個(gè)運(yùn)送過程的生產(chǎn)效率降低。所以在入庫系統(tǒng)掃碼器旁設(shè)置一個(gè)具有特殊功能的操作按鈕，在該系統(tǒng)工作出現(xiàn)故障時(shí)，請工作人員就出現(xiàn)的問題進(jìn)行處理，與此同時(shí)可以通過特殊操作按鈕的使用使系統(tǒng)恢復(fù)正常工作，從而節(jié)省在煙箱運(yùn)輸過程中的時(shí)間。

在整個(gè)運(yùn)送系統(tǒng)的工作過程中，在煙箱的運(yùn)輸量較大時(shí)，很容易出現(xiàn)多個(gè)煙箱相連接的情況。這使得系統(tǒng)在讀取數(shù)據(jù)的過程中忽視第二個(gè)煙箱的信息，從而使得該信息丟失，在整個(gè)信息系統(tǒng)庫中無該煙箱的信息，這就會使整個(gè)系統(tǒng)信息出現(xiàn)嚴(yán)重的混亂情況，從而使系統(tǒng)發(fā)出警報(bào)，這樣在很大程度上造成生產(chǎn)效率低下。為了解決此問題的出現(xiàn)，需要增加擋板等功能將煙箱分開，同時(shí)使用交通控制程序，對堵塞情況分時(shí)間段控制。改進(jìn)系統(tǒng)的工作之后，煙箱在運(yùn)行過程中將自動(dòng)分開，交通控制程序的使用能夠改善此種情況，分開相連接的煙箱，取得良好的運(yùn)送效果。

2.2 噴膠系統(tǒng)的增設(shè)

在煙箱入庫停機(jī)過程中最為主要的原因是機(jī)械手真空故障，在該系統(tǒng)正常工作的過程中所使用的是進(jìn)口的機(jī)械手。抓手是具有平面真空盤結(jié)構(gòu)的。真空故障在整個(gè)系統(tǒng)的工作過程中出現(xiàn)問題的原因是由于真空吸盤在煙箱的抓起工作中不能很好的進(jìn)行工作，這主要是由于煙箱頂部的硬度不夠造成的，同時(shí)真空不足的情況也很容易導(dǎo)致抓手工作失常。通過改造煙箱的質(zhì)量則在一定程度上會增加煙箱的生產(chǎn)成本，所以需要增設(shè)噴膠系統(tǒng)，該系統(tǒng)是在煙箱表面噴射膠狀物增加煙箱蓋板的硬度，以解決該問題。該設(shè)備安裝在最后的工序中，但能夠起到較好的效果，使運(yùn)輸系統(tǒng)高效的工作。

2.3 提高掃碼器的功效

在卷煙廠物流自動(dòng)化系統(tǒng)的工作過程中主要工作在于一號工程碼與條碼在產(chǎn)品運(yùn)輸過程中對香煙進(jìn)行分類和入庫工作。無論品牌碼或者工程碼都要通過掃碼器讀取數(shù)據(jù)，但在工作的過程中，不同的煙箱條碼之間差異很大，在傳統(tǒng)煙廠物流自動(dòng)化系統(tǒng)的工作過程中所用的SICK系列掃碼器不能達(dá)到運(yùn)輸?shù)男枨?。所以在現(xiàn)在系統(tǒng)的工作中需要采用62X系列掃碼器，提高掃碼器的性能來改善錯(cuò)誤的發(fā)生概率?？梢詮谋?中明確看出不同掃碼器的各項(xiàng)指標(biāo)，62X系列掃碼器與42X存在著一些共同點(diǎn)如：分辨率等是一致的，但它的特殊功用在于增加了智能化的解碼器，將圖像重組技術(shù)融合于工作中，此外，對殘破程度嚴(yán)重或弄臟的條碼也具有較強(qiáng)的閱讀能力。

3 效果分析

由表3可以看出，在使用優(yōu)化改進(jìn)的系統(tǒng)以后，原來因煙箱信息混亂以及真空故障等原因造成的系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間縮短，即入庫時(shí)間有原來的1.2 h變成了現(xiàn)在的0.23 h.在一定程度上提高了系統(tǒng)的自動(dòng)化水平，同時(shí)在一定程度上預(yù)防了煙箱混牌事故的發(fā)生，并且降低了系統(tǒng)的工作強(qiáng)度，提高了物流系統(tǒng)各個(gè)方面的工作性能。

4 結(jié) 語

采用新的優(yōu)化系統(tǒng)對卷煙廠的物流系統(tǒng)進(jìn)行改造以后，在很大程度上提高了卷煙廠在物流自動(dòng)化系統(tǒng)中的工作效率。同時(shí)使用一號工程碼與煙箱條碼對工作進(jìn)行分類和管理，很大程度上提高了香煙產(chǎn)品在出入出庫工作中的效率，從而為卷煙廠物流系統(tǒng)自動(dòng)化措施的實(shí)施提供了一定的參考依據(jù)。

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