庫位預(yù)約模塊在唐鋼高強(qiáng)汽車板軋后庫無人天車系統(tǒng)中的應(yīng)用

唐鋼信息自動化部 胡運(yùn)杰

1 前言

在以往的生產(chǎn)過程中，庫區(qū)管理一直是一個薄弱的環(huán)節(jié)，受重視程度往往不夠，自動化程度較低，處于木桶原理中的短板位置，庫區(qū)管理以前往往靠人工管理。庫區(qū)管理有著它自身的特點：管理數(shù)目繁多、工作枯燥單調(diào)、容易出錯，所以經(jīng)常會出現(xiàn)滿庫區(qū)找卷的情況。唐鋼高強(qiáng)汽車板的軋后庫也叫中間庫，它在三條生產(chǎn)線的中間，起到了一個緩沖池的作用，是上下工序連接的節(jié)點，軋后庫能直接影響目前三條生產(chǎn)線的正常運(yùn)行，所以合理的庫區(qū)管理顯得尤為重要。

庫區(qū)管理從最初的手工紙質(zhì)記錄到用excel記錄，再到用專門的管理系統(tǒng)記錄都有一個特點就是需要人的介入，而人工的介入就會出錯。全自動無人天車的引入徹底解放了人力的同時也減少了人操作出錯的可能。從計劃到執(zhí)行再到系統(tǒng)記錄都實現(xiàn)了無人操作，這樣就更有利于優(yōu)化庫區(qū)的管理，實現(xiàn)全面的自動化控制。

庫位預(yù)約計算實際是對計劃的管理，鋼卷從一個位置到另一個位置需要一定的時間，在這段時間內(nèi)會有不可預(yù)見的變化，比如要放的位置意外的被其它鋼卷占用等。庫位預(yù)約計算模塊負(fù)責(zé)維護(hù)這個計劃的狀態(tài)，防止意外的發(fā)生。

2 庫區(qū)管理說明

軋后庫庫區(qū)連接酸軋、連退、鍍鋅三條生產(chǎn)線。目前軋后庫的北跨有兩部天車，南跨有三部天車。這五部天車按區(qū)域分工負(fù)責(zé)酸軋下線，連退、鍍鋅上線，并且都兼顧倒庫的功能。由于天車的沖突從酸軋步進(jìn)梁下線的鋼卷并不能一步到位放到相應(yīng)連退、鍍鋅步進(jìn)梁的附近位置，而是下線后先放到中轉(zhuǎn)區(qū)然后再放到相應(yīng)的待料區(qū)。

無人天車系統(tǒng)接收三級MES下發(fā)的生產(chǎn)PDO信息，其中包含鋼卷的相關(guān)物理信息和下工序。酸軋下線的鋼卷下工序有連退、鍍鋅、冷硬三種類型。其中連退入口步進(jìn)梁在北跨，所以庫區(qū)也定在北跨。同理鍍鋅的庫區(qū)定為南跨。連退和鍍鋅卷根據(jù)生產(chǎn)計劃分別進(jìn)入下一生產(chǎn)工序?；镜纳a(chǎn)過程是從酸軋步進(jìn)梁生產(chǎn)的冷軋卷從酸軋步進(jìn)梁下線入庫，連退和鍍鋅生產(chǎn)需要的冷軋卷分別通過兩個跨的步進(jìn)梁上線進(jìn)入下一工序產(chǎn)線。冷硬卷在步進(jìn)梁下線后先放入打包準(zhǔn)備區(qū)，然后根據(jù)打包計劃將鋼卷放到打包區(qū)打包，包裝完成后放入成品區(qū)等待發(fā)貨出售。

2.1 庫區(qū)管理策略

鋼卷從酸軋下線進(jìn)入酸軋出口步進(jìn)梁后，庫位預(yù)約模塊首先根據(jù)鋼卷的下工序信息判斷鋼卷應(yīng)存放在那個跨，進(jìn)而生成相應(yīng)的下線工單。酸軋生產(chǎn)時無人天車系統(tǒng)會自動判斷酸軋的生產(chǎn)節(jié)奏，當(dāng)酸軋生產(chǎn)節(jié)奏較慢時，模塊優(yōu)先預(yù)約距離下工序入口較近的庫位，對于連退和鍍鋅就是相應(yīng)的待料區(qū)。這樣能夠節(jié)省上料的時間。在每個跨中不止有一部天車，多部天車在同時工作的過程中不可避免會產(chǎn)生沖突，上線卷距離步進(jìn)梁的距離越遠(yuǎn)天車沖突等待的幾率也會越大，所以當(dāng)酸軋步進(jìn)梁下線速度較慢時鋼卷優(yōu)先放到距離入口步進(jìn)梁最近的庫位。當(dāng)酸軋生產(chǎn)節(jié)奏較快時模塊會根據(jù)該節(jié)奏自動調(diào)整下線卷的預(yù)約位置到距離酸軋步進(jìn)梁較近的位置。

冷硬卷下線后模塊根據(jù)鋼卷的下工序自動預(yù)約打包準(zhǔn)備區(qū)內(nèi)的位置，打包區(qū)內(nèi)出現(xiàn)空位后預(yù)約模塊根據(jù)打包計劃生成從大包準(zhǔn)備區(qū)到打包區(qū)的預(yù)約。打包完成后預(yù)約計算模塊生成從打包區(qū)到成品區(qū)的預(yù)約庫位。

2.2 碼放策略

2.2.1 開垛原則

為了使鋼卷能有序的放入庫區(qū)中在軋后庫的庫位預(yù)約計算中引入了開垛的概念。開垛的思路是把不同類型的鋼卷放入不同的垛中，這樣不僅使得庫區(qū)的鋼卷碼放更加有序還能方便下工序生成排產(chǎn)計劃。預(yù)約計算模塊在處理一個需要計算庫位的鋼卷時，模塊會根據(jù)鋼卷的寬度、厚度、外徑等信息對鋼卷分類，并且在庫區(qū)內(nèi)查找相關(guān)的碼垛分類，如果找到類似的鋼卷垛模塊會自動預(yù)約該垛的位置，如果沒有相類似的鋼卷垛就把鋼卷預(yù)約到一個新的垛中，并把該鋼卷的分類屬性記錄，等到后面的鋼卷和該鋼卷屬性類似時放入該垛。

2.2.2 二層驗證

二層卷在放置時需要對鋼卷本身和下面的鋼卷進(jìn)行判斷，分析是否能放到上面。二層放置的前提是鋼卷的質(zhì)量判定為合格。不合格的鋼卷由于外形等不可預(yù)知的屬性在不經(jīng)過人為確認(rèn)的情況下是不能在二層碼放的。二層碼放時需要綜合分析考慮以下信息：碼放時所涉及鋼卷的外徑、寬度、重量、厚度；下層鋼卷的下工序路徑以及生產(chǎn)計劃等信息。

通過以上的二層驗證，能夠最大限度的保證軋后庫二層碼放的安全性，在實際應(yīng)用過程中由于酸軋產(chǎn)線下線的同一批次的鋼卷規(guī)格基本相同，所以在二層碼放過程中驗證通過的幾率很高，二層驗證在人工倒庫的過程中通過率相對較低，而這正起到了二層驗證的保護(hù)作用，減少人工倒庫產(chǎn)生的不安全因素。

3 異常處理

當(dāng)連退或者鍍鋅的待料區(qū)庫內(nèi)的鋼卷飽和之后，預(yù)約計算模塊會出現(xiàn)沒有庫位可用的情況，在這種情況下系統(tǒng)能自動處理這種問題，模塊發(fā)現(xiàn)庫內(nèi)沒有可用的待料區(qū)庫位后會在中轉(zhuǎn)區(qū)內(nèi)分配臨時庫位，并在該鋼卷信息中做相應(yīng)的記錄。在中轉(zhuǎn)區(qū)內(nèi)模塊默認(rèn)不碼放二層鋼卷，等到待料區(qū)內(nèi)有庫位后模塊會處理以前臨時分配到中轉(zhuǎn)區(qū)內(nèi)的鋼卷，將其倒庫到待料區(qū)。

4 結(jié)語

庫位預(yù)約計算模塊作為唐鋼高強(qiáng)汽車板的一個核心功能自無人天車上線以來一直工作穩(wěn)定。該模塊屬于面向業(yè)務(wù)的一個功能，為滿足實際的生產(chǎn)工作需要，在設(shè)計開發(fā)過程中也充分考慮到了這一點，所以模塊的可修改性和擴(kuò)充性都很強(qiáng)。在無人天車系統(tǒng)中為物流的通暢，三條生產(chǎn)線高速運(yùn)行都發(fā)揮了重要的作用。