電能計(jì)量器具智能化立體倉(cāng)庫(kù)建設(shè)方案與實(shí)踐

電能計(jì)量器具智能化立體倉(cāng)庫(kù)建設(shè)方案與實(shí)踐摘要：伴隨著現(xiàn)代倉(cāng)儲(chǔ)物流的發(fā)展和國(guó)家電網(wǎng)公司“大營(yíng)銷”體系的建設(shè)，電能計(jì)量器具智能化立體倉(cāng)庫(kù)應(yīng)運(yùn)而生。智能化立體倉(cāng)庫(kù)通過融合先進(jìn)計(jì)算機(jī)技術(shù)和物流倉(cāng)儲(chǔ)理念，實(shí)現(xiàn)電能計(jì)量器具供應(yīng)鏈全景質(zhì)控、物流數(shù)字，全程智慧化管理。相比于傳統(tǒng)方式，電能計(jì)量器具智能化倉(cāng)儲(chǔ)的建設(shè)不僅直接降低占地需求減少用地成本，通過全程自動(dòng)化運(yùn)行大大縮減人員編制降低人工成本，更是通過智慧化管理極大提高工作效率帶動(dòng)社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。本文將就國(guó)網(wǎng)安徽合肥供電公司電能計(jì)量器具智能化立體倉(cāng)庫(kù)建設(shè)方案與實(shí)踐加以介紹，希望借此與各位同仁進(jìn)行交流分享。關(guān)鍵詞：智能化立體倉(cāng)庫(kù)；電能計(jì)量器具；建設(shè)方案0引言在科學(xué)技術(shù)飛速發(fā)展今天，各行各業(yè)緊跟時(shí)代步伐不斷創(chuàng)新進(jìn)取，國(guó)家電網(wǎng)公司順應(yīng)潮流提出開展“大營(yíng)銷體系”建設(shè)和實(shí)施“SG186工程”規(guī)劃，旨在提高公司業(yè)務(wù)能力和管理能力，全面推動(dòng)信息化企業(yè)和數(shù)字化電網(wǎng)的建設(shè)。電能計(jì)量器具作為電網(wǎng)建設(shè)中不可或缺的設(shè)備，其高效化物流和信息化倉(cāng)儲(chǔ)的建設(shè)也自然勢(shì)在必行。1電能計(jì)量器具智能化立體倉(cāng)庫(kù)的建設(shè)意義傳統(tǒng)的電能計(jì)量器具倉(cāng)儲(chǔ)物流設(shè)計(jì)中因?yàn)槠骶邤[放層高的要求限制通常采用平面?zhèn)}儲(chǔ)的方式，這種方式占地面積大、倉(cāng)儲(chǔ)縱向空間不能得到有效利用。在器具搬運(yùn)方面通常采用人工的方式，這種方式受限于人為因素往往綜合效率不佳。在器具出入庫(kù)等信息管理方面，通常采用人工記賬方式，這種方式容易出現(xiàn)信息錯(cuò)誤造成盤點(diǎn)麻煩。相比之下，電能計(jì)量器具智能立體化倉(cāng)庫(kù)采用立式貨架方式，通過堆垛機(jī)、移載機(jī)、固定升降平臺(tái)、輥道輸送機(jī)、拆疊盤機(jī)、RFID射頻采集裝置相互配合、聯(lián)鎖控制實(shí)現(xiàn)電能計(jì)量器具入庫(kù)、出庫(kù)以及產(chǎn)品信息記錄全自動(dòng)化，在減少建設(shè)用地和人工用量的同時(shí)，極大的提高工作效率，實(shí)現(xiàn)電能計(jì)量器具倉(cāng)儲(chǔ)管理智能化、信息化、可視化。2電能計(jì)量器具智能化立體倉(cāng)庫(kù)的建設(shè)方案國(guó)家電網(wǎng)公司2020年重點(diǎn)工作任務(wù)中明確要求要深化建設(shè)現(xiàn)代化智慧供應(yīng)鏈，采用最新物流倉(cāng)儲(chǔ)技術(shù)，提升管理和運(yùn)行水平，提高效率降低成本，高效保障物資供應(yīng)。智能化立體倉(cāng)庫(kù)建設(shè)方案以此為綱，以“一基三效”（基礎(chǔ)、效率、效益、效果）為原則，優(yōu)化運(yùn)行機(jī)制、夯實(shí)運(yùn)營(yíng)管理，強(qiáng)基固本，打造一個(gè)智能化、數(shù)字化、一體化的獨(dú)具特色倉(cāng)儲(chǔ)運(yùn)營(yíng)體系。建設(shè)方案主要包括總平面設(shè)計(jì)、系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)、系統(tǒng)軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)三部分。2.1總平面設(shè)計(jì)電能計(jì)量器具智能立體化倉(cāng)庫(kù)規(guī)劃面積僅有841ml而與之形成鮮明對(duì)比的是高達(dá)62000個(gè)單相電能表的超大儲(chǔ)存量。全庫(kù)共設(shè)計(jì)1332個(gè)存儲(chǔ)倉(cāng)位，滿足單相電能表、三相電能表、互感器、采集器及集中器等多種電能計(jì)量器具的存儲(chǔ)要求。綜合規(guī)劃用地地形、面積因素和智能立體庫(kù)工作流程等各方面因素，設(shè)計(jì)方案合理劃分多個(gè)功能分區(qū)，其中包括控制室工作區(qū)、整盤物資出入?yún)^(qū)、自動(dòng)化立庫(kù)存儲(chǔ)區(qū)、零散物資揀選區(qū)、拆回表處理區(qū)以及辦公區(qū)，布置詳見圖1。圖1電能計(jì)量器具智能立體化倉(cāng)庫(kù)平面布置圖控制室工作區(qū)是整個(gè)智能立體化倉(cāng)庫(kù)的控制中心，好比倉(cāng)庫(kù)的大腦?？刂剖覂?nèi)設(shè)置上位機(jī)工作站用于倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)管理和監(jiān)控調(diào)度，服務(wù)器負(fù)責(zé)整個(gè)立庫(kù)的所有信息存儲(chǔ)，條碼打印機(jī)和激光打印機(jī)用來打印日常各種報(bào)表、單據(jù)和工作文件。控制室作為立體化倉(cāng)庫(kù)的核心，具有全庫(kù)設(shè)備遠(yuǎn)程操控、設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控、安防監(jiān)控、分析數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)集中管理的功能，可完成對(duì)倉(cāng)庫(kù)作業(yè)信息、業(yè)務(wù)信息、設(shè)備信息、安防信息等全方面數(shù)字化管理工作。整盤物資出入?yún)^(qū)做為出入庫(kù)計(jì)量器具暫存區(qū)及出入庫(kù)業(yè)務(wù)管理區(qū)和操作區(qū)，完成拆包組箱、新品入庫(kù)、成品配送出庫(kù)功能。區(qū)內(nèi)輸送線上規(guī)劃有RFID射頻識(shí)別儀和自動(dòng)拆碼盤機(jī)，RFID射頻識(shí)別儀可以自動(dòng)識(shí)別物資及周轉(zhuǎn)箱標(biāo)簽上的RFID，從而確定物資類別及數(shù)量，并將識(shí)別到的數(shù)據(jù)信息上傳至WMS系統(tǒng)；自動(dòng)拆碼盤機(jī)可實(shí)現(xiàn)入庫(kù)料箱的自動(dòng)堆碼。整盤物資出入?yún)^(qū)規(guī)劃有兩個(gè)出入口，可同時(shí)進(jìn)行出入庫(kù)作業(yè)，在滾筒輸送線到庫(kù)房門口之間，采用伸縮滾筒進(jìn)行連接，減少裝卸作業(yè)搬運(yùn)距離，減輕作業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度，提高物資出入庫(kù)效率。自動(dòng)化立庫(kù)存儲(chǔ)區(qū)用于計(jì)量器具的存儲(chǔ)，區(qū)內(nèi)規(guī)劃兩個(gè)單深位巷道，配置兩臺(tái)輕型堆垛機(jī)（miliload,合計(jì)設(shè)置1260個(gè)倉(cāng)位，立庫(kù)內(nèi)可存儲(chǔ)720mm*450mm*120mm及720mm*450mm*200mm兩種尺寸的周轉(zhuǎn)箱，其中尺寸為720mm*450mm*120mm的周轉(zhuǎn)箱四箱為一托進(jìn)行存儲(chǔ)，尺寸為720mm*450mm*200mm的周轉(zhuǎn)箱兩箱為一托進(jìn)行存儲(chǔ)。零散物資揀選區(qū)用于滿足零散領(lǐng)料需求，配置若干不銹鋼滾筒輸送線、移載機(jī)、2臺(tái)拆碼盤機(jī)等自動(dòng)化設(shè)備，通過自動(dòng)識(shí)別、自動(dòng)運(yùn)輸、自動(dòng)拆碼等技術(shù)實(shí)現(xiàn)拆零作業(yè)的自動(dòng)化。拆回表處理區(qū)用于拆零揀選掃碼作業(yè)，同時(shí)配置一臺(tái)標(biāo)簽打印機(jī)，用于打印拆回表的標(biāo)簽。辦公區(qū)主要用于日常辦公和休息，豐富智能立體庫(kù)的功能需求。2.2系統(tǒng)硬件設(shè)計(jì)除去控制室設(shè)置的后端控制和存儲(chǔ)設(shè)備外，電能計(jì)量器具智能化立體倉(cāng)庫(kù)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備大致可劃分為堆垛機(jī)和輸送設(shè)備兩部分。其中堆垛機(jī)通過水平、上下及伸縮等動(dòng)作實(shí)現(xiàn)三維運(yùn)行，完成計(jì)量器具的取出和放置，輸送設(shè)備用于計(jì)量器具由放入口（或取出口）至堆垛機(jī)之間的輸送和信息采集工作。堆垛機(jī)主要由主體結(jié)構(gòu)、載貨平臺(tái)、水平運(yùn)行機(jī)構(gòu)、起降運(yùn)行機(jī)構(gòu)、伸縮運(yùn)行機(jī)構(gòu)及電控系統(tǒng)構(gòu)成。主體結(jié)構(gòu)為鋼制，由立柱、下橫梁和電控柜支座組成，用于完成各部件的搭載。載貨平臺(tái)是由垂直框架和水平框架焊接而成的一個(gè)L型結(jié)構(gòu)，用于放置周轉(zhuǎn)箱。運(yùn)行機(jī)構(gòu)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)、輪組和皮帶、鏈條等組成，用于完成計(jì)量器具的定位抓取和安放。電控系統(tǒng)主要由控制器PLC、人機(jī)界面HMI及控制元器件等組成，用于完成堆垛機(jī)的自動(dòng)化運(yùn)行。輸送設(shè)備主要包括移載機(jī)、固定升降平臺(tái)、輥道輸送機(jī)、拆疊盤機(jī)、RFID射頻采集裝置、圖像識(shí)別裝置、三維模組機(jī)械手及電控系統(tǒng)組成。移載機(jī)由升降部分和和移載部分組成，通過減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)，完成周轉(zhuǎn)箱在直角轉(zhuǎn)彎處的變向傳送。固定升降平臺(tái)設(shè)置在周轉(zhuǎn)箱立體化倉(cāng)庫(kù)入口處，通過減速電機(jī)驅(qū)動(dòng)完成升降，將周轉(zhuǎn)箱由輥道輸送機(jī)和堆垛機(jī)之間完成交接。輥道輸送機(jī)由電動(dòng)滾輪驅(qū)動(dòng)，完成周轉(zhuǎn)箱從立庫(kù)到校驗(yàn)系統(tǒng)之間的水平傳送。拆疊盤機(jī)通過減速電機(jī)動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，完成周轉(zhuǎn)箱的出庫(kù)拆垛和入庫(kù)堆垛工作。RFID射頻采集裝置用于將輸送線上的周轉(zhuǎn)箱條碼進(jìn)行采集，采集信息傳輸至控制室后端存和控制設(shè)備，完成計(jì)量器具的信息管理工作。圖像識(shí)別裝置通過攝像機(jī)拍照和圖片對(duì)比，判斷電能表在周轉(zhuǎn)箱里的方向，方向正確的前提下，讀取每個(gè)電能表上的條形碼，將條形碼與周轉(zhuǎn)箱中的定位編號(hào)綁定輸出，傳輸至三維模組機(jī)械手。三維模組機(jī)械手用于將輸送線上周轉(zhuǎn)箱里的電表通過圖像識(shí)別后按照需求抓取，并放到皮帶輸送線上。電控系統(tǒng)由監(jiān)控主機(jī)及控制元器件等組成，用于完完成輸送、連鎖保護(hù)等各項(xiàng)任務(wù)，完成托盤的自動(dòng)輸送等各種操。2.3系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)電能計(jì)量器具智能立體化倉(cāng)庫(kù)網(wǎng)絡(luò)采用三層式架構(gòu)，包括信息管理層、監(jiān)控調(diào)度層以及現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制層，如圖2所示。誠(chéng)產(chǎn)全壽命首理接口總嫁1 11 J出入庫(kù)任務(wù)發(fā)起'誠(chéng)產(chǎn)全壽命首理接口總嫁1 11 J出入庫(kù)任務(wù)發(fā)起'1 H1 1r1 'L |中心庫(kù)管理WMS1 11 1配表業(yè)務(wù)發(fā)起2-4級(jí)創(chuàng)睹管理, 1 ■1 1K 1信息管理層出入康E錄言回庫(kù)苻至囪配泰記錄直.帽裝拆記錄查詢倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備控制房圖2電能計(jì)量器具智能立體化倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)架構(gòu)圖各系統(tǒng)間采用標(biāo)準(zhǔn)以太網(wǎng)TCP/IP通訊協(xié)議完成操作端、存儲(chǔ)器及調(diào)度控制系統(tǒng)之間的互聯(lián)互通。在實(shí)際工作中，信息管理層通過上位機(jī)管理軟件或手機(jī)APP接收倉(cāng)儲(chǔ)任務(wù)，監(jiān)控調(diào)度層將任務(wù)命令分解為設(shè)備動(dòng)作指令并進(jìn)行優(yōu)化組合，最后將優(yōu)化后的任務(wù)指令下達(dá)到設(shè)備控制器完成倉(cāng)儲(chǔ)動(dòng)作。其中動(dòng)作指令優(yōu)化組合以出入庫(kù)任務(wù)的分段執(zhí)行跟蹤為主線，根據(jù)系統(tǒng)定義的優(yōu)先級(jí)、運(yùn)輸段、調(diào)度參數(shù)、設(shè)備特性、物流路徑，動(dòng)態(tài)地調(diào)度物料運(yùn)送，實(shí)現(xiàn)最早優(yōu)先、最短路徑、最大優(yōu)先級(jí)、平衡負(fù)載阻塞就近等策略運(yùn)輸。在中控室后端操作機(jī)上進(jìn)行智能化立體倉(cāng)庫(kù)在線仿真，動(dòng)態(tài)顯示整套系統(tǒng)中設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、動(dòng)作完成情況、故障信息、報(bào)警信息等，并將這些信息反饋給管理層和進(jìn)行存儲(chǔ)生成生產(chǎn)日志便于日后生產(chǎn)異常情況追溯。3電能計(jì)量器具智能化立體倉(cāng)庫(kù)的應(yīng)用功能基于上述方案的設(shè)計(jì)，電能計(jì)量器具智能立體化倉(cāng)庫(kù)實(shí)現(xiàn)“四化”，即無人化、智能化、信息化、可視化。無人化。智能化立體倉(cāng)庫(kù)通過采用射頻識(shí)別裝置和圖像識(shí)別裝置，自動(dòng)采集和對(duì)比自動(dòng)化器具信息，并傳輸至控制系統(tǒng)存儲(chǔ)和控制設(shè)備中，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)出入庫(kù)信息記錄、形成臺(tái)賬，便于盤點(diǎn)。在計(jì)量器具出入庫(kù)傳送過程中，通過采用自動(dòng)機(jī)械輸送線、自動(dòng)化堆垛機(jī)、自動(dòng)揀選和搬運(yùn)裝置等，實(shí)現(xiàn)全程自動(dòng)運(yùn)行、無人化操作。智能化?；谑謾C(jī)APP或上位機(jī)管理軟件，智能化立體倉(cāng)庫(kù)管理和調(diào)度系統(tǒng)可以通過“在線預(yù)約-智能審核-現(xiàn)場(chǎng)驗(yàn)證”實(shí)現(xiàn)領(lǐng)料流程智能化，在出庫(kù)過程中通過身份識(shí)別-工單關(guān)聯(lián)■自動(dòng)出庫(kù)”實(shí)現(xiàn)出庫(kù)流程智能化，在電能計(jì)量器具管理過程中，通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)表計(jì)追本溯源、戶表關(guān)系核驗(yàn)實(shí)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)智能化。信息化。在智能化立體倉(cāng)庫(kù)中設(shè)置測(cè)溫儀、濕度檢測(cè)儀以及攝像機(jī)等，實(shí)現(xiàn)倉(cāng)庫(kù)環(huán)境信息檢測(cè)和安防監(jiān)測(cè)，在通過控制檢測(cè)系統(tǒng)采集堆垛機(jī)及傳輸設(shè)備的運(yùn)行信息，基于上述設(shè)計(jì)，共同完成倉(cāng)儲(chǔ)管理信息化。在業(yè)務(wù)方面，出入庫(kù)及盤點(diǎn)信息全程自動(dòng)采集存儲(chǔ)，庫(kù)存信息分級(jí)管控，真正做到資產(chǎn)流轉(zhuǎn)有跡可循，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)流程信息化?？梢暬Ｔ诳刂剖彝ㄟ^配置管理及調(diào)度系統(tǒng)上位機(jī)及顯示屏，對(duì)