供稿｜中鼎集成

山東惠發(fā)食品股份有限公司是以生產(chǎn)低溫速凍食品為主的大型食品企業(yè)，隨著銷(xiāo)售規(guī)模與存儲(chǔ)需求的不斷提高，對(duì)其傳統(tǒng)冷庫(kù)管理模式提出更高要求。為此，中鼎集成為其規(guī)劃了一套全自動(dòng)化立體冷鏈倉(cāng)庫(kù)解決方案，以達(dá)到自動(dòng)化、信息化、無(wú)人化、高效便捷的作業(yè)要求。

山東惠發(fā)食品股份有限公司（簡(jiǎn)稱(chēng)“惠發(fā)食品”）是一家以生產(chǎn)低溫速凍食品為主的大型食品企業(yè)，總部坐落于山東省諸城市，始建于2005年，總占地30多萬(wàn)平方米。自創(chuàng)建以來(lái)，公司以“做健康食品、創(chuàng)世界名牌”為企業(yè)宗旨，注重科技與研發(fā)資金的投入，以生產(chǎn)“天然，健康，營(yíng)養(yǎng)，衛(wèi)生”的綠色食品為目標(biāo)，不斷加大自主創(chuàng)新力度，重點(diǎn)研制高技術(shù)含量、高附加值的功能性肉制品，公司已形成肉丸、肉腸、肉串、油炸、清真5大系列多個(gè)品種的生產(chǎn)規(guī)模，成為全國(guó)最大的速凍調(diào)理肉丸生產(chǎn)基地之一。目前，惠發(fā)食品公司的銷(xiāo)售網(wǎng)絡(luò)遍及全國(guó)，迄今已擁有360多家直銷(xiāo)商，4000多家兼營(yíng)商。

隨著惠發(fā)食品銷(xiāo)售規(guī)模與存儲(chǔ)需求的不斷提高，對(duì)2019年興建的惠發(fā)二廠(chǎng)的冷庫(kù)管理模式也提出更高要求。為此，無(wú)錫中鼎集成技術(shù)有限公司深入了解其實(shí)際需求，為惠發(fā)食品規(guī)劃了一套全自動(dòng)化立體冷鏈倉(cāng)庫(kù)解決方案（如圖1），以達(dá)到自動(dòng)化、信息化、無(wú)人化、高效便捷的作業(yè)要求。

一、項(xiàng)目背景及需求

在2019年之前，惠發(fā)食品的倉(cāng)庫(kù)內(nèi)采用的是傳統(tǒng)人工配合叉車(chē)的作業(yè)模式，原材料和成品存儲(chǔ)在高度約3m的兩層貨架上，不僅占地面積大、空間利用率不高、叉車(chē)挑高有限，而且安全性不高、人員需求大、單人作業(yè)效率低。由于叉車(chē)頻繁出入冷庫(kù)搬運(yùn)物料，不僅造成制冷系統(tǒng)的能量損耗，溫度的差異變化也會(huì)對(duì)食品品質(zhì)帶來(lái)一定隱患。并且，傳統(tǒng)的作業(yè)模式缺乏有效及時(shí)的貨位管理，很容易造成物品擠壓，從而造成浪費(fèi)。

另外，惠發(fā)食品現(xiàn)有的U1、U2、U3生產(chǎn)車(chē)間是獨(dú)立運(yùn)行的，車(chē)間間隔距離較遠(yuǎn)，出入庫(kù)效率低，不易統(tǒng)籌管理，所以惠發(fā)食品希望新建的自動(dòng)立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)能夠與這3個(gè)生產(chǎn)車(chē)間打通，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理調(diào)度，從而提升工作效率，減少人力浪費(fèi)。

為了適應(yīng)市場(chǎng)的需求變化，滿(mǎn)足銷(xiāo)售規(guī)模與存儲(chǔ)需求的提高，惠發(fā)食品決定打造一套高技術(shù)含量的萬(wàn)噸自動(dòng)化冷鏈倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)，用于存儲(chǔ)原材料、成品，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、信息化、無(wú)人化作業(yè)。通過(guò)此套解決方案，要大大提升原材料和成品的存儲(chǔ)量，串聯(lián)起倉(cāng)庫(kù)與現(xiàn)有U1、U2、U3生產(chǎn)車(chē)間，提升出入庫(kù)的作業(yè)能力，降低人力成本，實(shí)現(xiàn)安全高效。

二、解決方案

1.項(xiàng)目總體概況

該冷庫(kù)項(xiàng)目（如圖2）的倉(cāng)儲(chǔ)面積為4200m2，高度為15m，共規(guī)劃了2層作業(yè)區(qū)域，一層主要用于原料、成品的出入庫(kù)作業(yè)，二層用于惠發(fā)食品現(xiàn)有U1、U2、U3生產(chǎn)車(chē)間中加工完成的成品入庫(kù)。整個(gè)項(xiàng)目共規(guī)劃有5個(gè)巷道，輸送設(shè)備350臺(tái)，總貨位數(shù)10812個(gè)，設(shè)有收貨暫存區(qū)、入庫(kù)區(qū)、存儲(chǔ)區(qū)、出庫(kù)區(qū)、發(fā)貨區(qū)、加工車(chē)間等區(qū)域，通過(guò)一整套物流輸送系統(tǒng)將現(xiàn)有的U1、U2、U3生產(chǎn)車(chē)間與新建的智能立體倉(cāng)庫(kù)聯(lián)通起來(lái)，實(shí)現(xiàn)惠發(fā)食品的日常收發(fā)貨、原料和成品存儲(chǔ)、低溫食品加工等功能。項(xiàng)目詳細(xì)信息，見(jiàn)表1。

2.物流系統(tǒng)的構(gòu)成

該冷庫(kù)的倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)，主要由橫梁組合式貨架系統(tǒng)、堆垛機(jī)系統(tǒng)、庫(kù)前兩層輸送系統(tǒng)、倉(cāng)庫(kù)監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)(WCS)、倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)(WMS）等組成，具體配置見(jiàn)表2。

三、基本作業(yè)流程

1.一層月臺(tái)原料、成品入庫(kù)

貨臺(tái)區(qū)成品及原材料入庫(kù)整托運(yùn)至立庫(kù)月臺(tái)，托盤(pán)經(jīng)尺寸檢測(cè)設(shè)備、稱(chēng)重傳感器進(jìn)行檢驗(yàn)稱(chēng)量，并經(jīng)過(guò)條碼閱讀器讀碼，不合格的退回進(jìn)行貨型整理或減重處理；外形尺寸和托盤(pán)重量合格的托盤(pán)，則運(yùn)輸至相應(yīng)巷道入庫(kù)口完成入庫(kù)。如圖3。

2.空托盤(pán)供給到U1、U2生產(chǎn)車(chē)間

當(dāng)U1、U2生產(chǎn)車(chē)間需要空托盤(pán)垛時(shí)，接到上位機(jī)指令后堆垛機(jī)將空托盤(pán)搬運(yùn)至指定的巷道口輸送機(jī)，空托盤(pán)垛通過(guò)輸送機(jī)送到RGV穿梭車(chē)的接駁點(diǎn)，由穿梭車(chē)搬運(yùn)至換層提升機(jī)前的輸送機(jī)上，經(jīng)過(guò)提升機(jī)下降至U1、U2車(chē)間，供生產(chǎn)使用。如圖4。

3.空托盤(pán)供給到U3生產(chǎn)車(chē)間

當(dāng)U3生產(chǎn)車(chē)間需要空托盤(pán)垛時(shí)，接到上位機(jī)指令后堆垛機(jī)將空托盤(pán)搬運(yùn)至指定的巷道口輸送機(jī)，空托盤(pán)跺通過(guò)輸送機(jī)送到RGV穿梭車(chē)的接駁點(diǎn)，由穿梭車(chē)搬運(yùn)至換層提升機(jī)前的輸送機(jī)上，經(jīng)過(guò)提升機(jī)下降至U3車(chē)間，供生產(chǎn)使用。如圖5。

4.二層生產(chǎn)車(chē)間加工后的成品入庫(kù)

（1）U1、U2車(chē)間成品入庫(kù)：U1、U2車(chē)間生產(chǎn)完的成品，經(jīng)提升機(jī)從一層生產(chǎn)車(chē)間搬運(yùn)至二層連廊，再經(jīng)連廊RGV穿梭車(chē)運(yùn)輸至二層庫(kù)前輸送線(xiàn)上，最后由堆垛機(jī)放至指定貨位，完成入庫(kù)。如圖6。

（2）U3車(chē)間成品入庫(kù)：U3車(chē)間生產(chǎn)完的成品經(jīng)提升機(jī)從一層生產(chǎn)車(chē)間搬運(yùn)至二層連廊，再經(jīng)連廊RGV穿梭車(chē)運(yùn)輸至二層庫(kù)前輸送線(xiàn)上，最后由堆垛機(jī)放至指定貨位，完成入庫(kù)。如圖7。

5.一層月臺(tái)原料、成品出庫(kù)

原料出庫(kù)至車(chē)間接到上位系統(tǒng)指令后，堆垛機(jī)將原料托盤(pán)調(diào)出，經(jīng)庫(kù)前輸送系統(tǒng)運(yùn)輸?shù)匠鰩?kù)口，由叉車(chē)搬運(yùn)托盤(pán)至對(duì)應(yīng)的發(fā)貨月臺(tái)，完成出庫(kù)。如圖8。

6.一層月臺(tái)揀選后的半托回庫(kù)

揀選半托回庫(kù)揀選：完成后的貨物由揀選口經(jīng)輸送系統(tǒng)運(yùn)輸至半托貨物尺寸檢測(cè)設(shè)備處，經(jīng)檢驗(yàn)合格后再次入庫(kù)。如圖9。

四、項(xiàng)目亮點(diǎn)

1.布局

整個(gè)立體庫(kù)區(qū)主要由低溫貨架倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)、冷庫(kù)緩沖間、低溫穿堂區(qū)、收發(fā)貨月臺(tái)組成。貨架倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)的溫度為-22℃，冷庫(kù)緩沖間內(nèi)的溫度為-15℃，低溫穿堂區(qū)溫度為-8℃，收發(fā)貨月臺(tái)的溫度為8℃，從貨架倉(cāng)儲(chǔ)區(qū)到月臺(tái)區(qū)的溫度是有規(guī)律變化的，這樣可以避免食品從自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)出庫(kù)后因溫差突然變化對(duì)品質(zhì)造成影響。由此可見(jiàn)，自動(dòng)化立體冷庫(kù)的保溫、隔熱、防潮工作至關(guān)重要。

以冷庫(kù)的緩沖間為例，冷庫(kù)緩沖間是由保溫庫(kù)板與冷庫(kù)門(mén)組成，緩沖間左右兩側(cè)各設(shè)有一套冷庫(kù)快速卷簾門(mén)，兩道門(mén)是互鎖設(shè)計(jì)的，當(dāng)有托盤(pán)要進(jìn)入緩沖時(shí)，一道門(mén)快速開(kāi)啟，另一道門(mén)是關(guān)閉的，這樣可減少冷庫(kù)能量損失。冷庫(kù)緩沖間的氣密性也至關(guān)重要，應(yīng)盡量不開(kāi)孔洞，如果密封不當(dāng)，在冷庫(kù)門(mén)附近就會(huì)有積水結(jié)冰的現(xiàn)象，損壞冷庫(kù)門(mén)，也會(huì)造成能量的損失。

2.選型

（1）貨架：普通材質(zhì)的貨架在冷庫(kù)低溫工況下有低溫“冷脆”和變溫應(yīng)力的特性，存在較大安全 風(fēng)險(xiǎn)，所以冷庫(kù)項(xiàng)目應(yīng)使用符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的耐低溫鋼材。此項(xiàng)目的貨架的立柱采用Q345D材質(zhì)，橫梁采用Q235D材質(zhì)，具有質(zhì)量穩(wěn)定、耐低溫、強(qiáng)度高，且表面平整、均勻、光滑等優(yōu)點(diǎn)，適用于-25℃的低溫環(huán)境，并且進(jìn)行特殊的防銹處理可保證貨架在冷庫(kù)中能夠長(zhǎng)期使用。

（2）堆垛機(jī)：相比于常溫庫(kù)堆垛機(jī)，冷庫(kù)堆垛機(jī)在低溫狀態(tài)下也需防止鋼結(jié)構(gòu)“冷脆”及變溫應(yīng)力，中鼎集成的堆垛機(jī)選用耐低溫的Q345D鋼材；堆垛機(jī)電機(jī)采用帶加溫模塊的耐低溫電機(jī)，減速箱內(nèi)配冷庫(kù)專(zhuān)用潤(rùn)滑油，電器元件也需要采用耐低溫器件；堆垛機(jī)的起升鋼絲繩采用鋼芯材質(zhì)，抗拉強(qiáng)度高，韌性強(qiáng)，定期涂低溫油脂維護(hù)保養(yǎng)，可延長(zhǎng)鋼絲繩的使用壽命。堆垛機(jī)的行走輪采用進(jìn)口耐低溫走輪箱，運(yùn)行噪音小、耐磨、使用壽命長(zhǎng)。因冷庫(kù)內(nèi)可視效果較差，空間彌漫霧氣，設(shè)備上結(jié)有霜層，常溫庫(kù)的激光認(rèn)址不再適用，所以此項(xiàng)目中的水平、起升運(yùn)行均采用BPS條碼掃描器+條碼帶的認(rèn)址方式。為適應(yīng)低溫環(huán)境，堆垛機(jī)控制系統(tǒng)中的控制器、傳感器、電纜等均選用耐低溫的產(chǎn)品。

（3）輸送系統(tǒng)：機(jī)架采用耐低溫鋼材，滾筒和鏈條機(jī)導(dǎo)向架采用不銹鋼材質(zhì)，防水防銹蝕，美觀耐用。電機(jī)采用耐低溫電機(jī)。在低溫環(huán)境下，輸送線(xiàn)的光電開(kāi)關(guān)不能采用反射開(kāi)關(guān)，要改用對(duì)射開(kāi)關(guān)，以避免反光板起霧結(jié)霜造成光電開(kāi)關(guān)信號(hào)錯(cuò)誤。

（4）冷庫(kù)門(mén)：此項(xiàng)目采用進(jìn)口快速提升門(mén)，升降速度達(dá)到2.5m/s，門(mén)扇四周設(shè)有自限溫電纜防凍裝置，門(mén)簾的底部配有電加熱帶，以防止開(kāi)門(mén)后因溫差產(chǎn)生的冷凝水滴結(jié)冰而損壞庫(kù)門(mén)。冷庫(kù)門(mén)底部配有壓力傳感器，當(dāng)門(mén)簾下降碰到人或托盤(pán)時(shí)會(huì)自動(dòng)抬起，具有關(guān)門(mén)遇阻回開(kāi)防夾的功能。另外，冷庫(kù)門(mén)還有自動(dòng)甩冰的功能，每隔40分鐘系統(tǒng)會(huì)給門(mén)一個(gè)開(kāi)啟信號(hào)，這樣就可以去除門(mén)簾上的冰霜，避免快速卷簾門(mén)損壞。

3.方案

惠發(fā)食品二層的作業(yè)流程為：高架立體庫(kù)的空托盤(pán)垛供給到U1、U2、U3生產(chǎn)車(chē)間內(nèi)，工人將三個(gè)車(chē)間加工完成的成品碼放到托盤(pán)上，通過(guò)叉車(chē)作業(yè)將成品托盤(pán)搬運(yùn)至U1、U2、U3生產(chǎn)車(chē)間內(nèi)的入庫(kù)輸送線(xiàn)上，通過(guò)樓層提升機(jī)將成品托盤(pán)提升至二層，再由RGV小車(chē)搬運(yùn)至立庫(kù)二層庫(kù)前輸送線(xiàn)處，由堆垛機(jī)完成成品托盤(pán)的入庫(kù)功能。通過(guò)業(yè)主提供的生產(chǎn)數(shù)據(jù)分析得到U1、U2、U3生產(chǎn)車(chē)間的成品托盤(pán)最大入庫(kù)量為60托/小時(shí)，而U1、U2生產(chǎn)車(chē)間到新建的高架立體庫(kù)的水平距離長(zhǎng)達(dá)210m，顯然通過(guò)一臺(tái)RGV小車(chē)是無(wú)法滿(mǎn)足節(jié)拍要求的。如圖10。

中鼎集成在了解到用戶(hù)的上述需求后，經(jīng)過(guò)方案規(guī)劃、電氣控制、軟件調(diào)度部門(mén)的多輪溝通，最終確定采用2臺(tái)雙工位穿梭車(chē)+中間緩存站的解決方案。如圖11所示，在穿梭車(chē)軌道的兩側(cè)分別設(shè)置空托盤(pán)緩存區(qū)和成品滿(mǎn)托盤(pán)緩存區(qū)。空托盤(pán)緩存區(qū)的作用是提前將高架立體庫(kù)內(nèi)的空托盤(pán)跺輸送到中間緩存站存儲(chǔ)，可緩存9個(gè)托盤(pán)跺，當(dāng)U1、U2、U3車(chē)間有空托盤(pán)跺需求時(shí)，由右側(cè)的RGV小車(chē)供給到需求車(chē)間。成品滿(mǎn)托盤(pán)緩存區(qū)的作用是將U1、U2、U3車(chē)間生產(chǎn)的成品托盤(pán)輸送到中間緩存區(qū)存儲(chǔ)，可緩存5個(gè)成品托盤(pán)，由左側(cè)的RGV小車(chē)搬運(yùn)至高架立體庫(kù)存儲(chǔ)。

這種解決方案既增加了空托盤(pán)跺和成品滿(mǎn)托盤(pán)的緩存位，又能使2臺(tái)RGV小車(chē)獨(dú)立運(yùn)行，各司其職，規(guī)避了2臺(tái)小車(chē)干涉的風(fēng)險(xiǎn)，便于電氣控制和軟件調(diào)度，安全高效。目前這套方案已經(jīng)在項(xiàng)目中投入使用，可滿(mǎn)足惠發(fā)食品的流量（60托盤(pán)/小時(shí)）需求，得到了業(yè)主的一致好評(píng)。

4.軟件系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信息高效互聯(lián)互通

整套物流系統(tǒng)解決方案應(yīng)用了中鼎集成自主研發(fā)的WCS、WMS等先進(jìn)智能物流軟件管理系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)物料與貨位的綜合管理及信息儲(chǔ)存，并通過(guò)專(zhuān)門(mén)開(kāi)發(fā)的接口程序與企業(yè)資源管理系統(tǒng)（ERP）無(wú)縫連接，保證了企業(yè)信息的高效互聯(lián)互通。同時(shí)，整套智能物流軟件管理系統(tǒng)又有自己的服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫(kù)，確保了物流信息數(shù)據(jù)的獨(dú)立管理和控制。

五、實(shí)施效果

目前惠發(fā)食品著重打造預(yù)制菜產(chǎn)業(yè)，構(gòu)建產(chǎn)業(yè)鏈體系，在供應(yīng)鏈平臺(tái)搭建上，公司以建設(shè)城市“中央廚房+智慧餐飲”為核心，圍繞不同人群、不同場(chǎng)景，全力打造從田間到餐桌、線(xiàn)上線(xiàn)下融合發(fā)展的預(yù)制菜全產(chǎn)業(yè)鏈平臺(tái)，新建的自動(dòng)化冷鏈倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)將助力惠發(fā)食品預(yù)制菜產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。

項(xiàng)目于2020年驗(yàn)收投入使用，至今已經(jīng)穩(wěn)定運(yùn)行兩年，是中國(guó)優(yōu)秀的智能化冷鏈標(biāo)桿項(xiàng)目。2022年7月25日，中央廣播電視臺(tái)特別節(jié)目《走進(jìn)縣城看發(fā)展》走進(jìn)山東諸城，第一站就來(lái)到了山東惠發(fā)股份有限公司?；莅l(fā)食品通過(guò)此套冷鏈倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)，在保障低溫食品安全的同時(shí)，提升了出入庫(kù)的作業(yè)效率，實(shí)現(xiàn)了多車(chē)間聯(lián)動(dòng)管理，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度和物流成本，助力惠發(fā)食品的企業(yè)自動(dòng)化、信息化、無(wú)人化管理，也推動(dòng)了中國(guó)食品冷鏈的智能化發(fā)展。

冷鏈服務(wù)業(yè)務(wù)聯(lián)系電話(huà)：19937817614

華鼎冷鏈?zhǔn)且患覍?zhuān)注于為餐飲連鎖品牌、工廠(chǎng)商貿(mào)客戶(hù)提供專(zhuān)業(yè)高效的冷鏈物流服務(wù)企業(yè)，已經(jīng)打造成集冷鏈倉(cāng)儲(chǔ)、冷鏈零擔(dān)、冷鏈到店、信息化服務(wù)、金融為一體的全國(guó)化食品凍品餐飲火鍋食材供應(yīng)鏈冷鏈物流服務(wù)平臺(tái)。

標(biāo)簽:

食品安全網(wǎng)

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