近年来, 随着国网公司对省级计量中心“四线一库”自动化系统建设力度的加大, 各省公司智能化仓储系统如雨后春笋般应运而生。然而青海省电力公司计量中心由于受到位置、空间和业务处理方式等因素制约, 并未完全实现总体建设目标。因此建设一套独立的、能够实现“四线一库”总体目标的采集终端智能化仓储系统势在必行。

智能化仓储总体架构按照软件和硬件进行划分, 其具体架构及层级划分如图1所示。

图1 总体架构示意图  下载原图

1) 码垛机。一种单叉双深货位双出入集成架构, 用于对周转箱按垛进行货架单元存储, 能够执行以“起点→源地址行进→取货 (送货) →目的地址→完成”这一连续往复动作的机械运动部件。运动范围能够满足4排12列5层共计234个货位单元, 实现约4 968只采集终端的物料存储。码垛机电气控制形式分应急、手动、半自动和联机4种模式, 分别应用于故障状态、检修状态和运行状态。其能够依据电气指令对货架单元进行绝对认址, 从而实现精确定位。其实物如图2所示。

图2 码垛机  下载原图

2) 提升机。以一垛物料为单元实现物料楼层间往复传送的机械运动部件。其主要构成由电机驱动、减速机、货位台和外框架构成。提升机的建设安装, 标志着自动化设备能够在不同的空间位置下实现周转箱的自动传送, 满足了现有空间环境充分利用。实物如图3所示。

图3 提升机  下载原图

3) 穿梭车 (简称RGV) 。一种能够实现周转箱双向送货及精确定位的机械运动部件。用于仓储系统中轨道导引搬运设备, 以往复方式在固定轨道上运行, 将货物运送到指定地点或接驳设备。在电控系统控制下, 通过条码认址方式精确定位于各个输入、输出工位, 接受物料后进行往复穿梭运输, 具有高度的机动性、自动化和灵活性。实物如图4所示。

图4 穿梭车  下载原图

“四线一库”自动化系统采用一平台一仓储多线体设计模式, 业务由省级计量中心生产调度平台发起, 制定任务向仓储发送, 仓储接收任务并按照任务条件进行物料出入库, 下层检定线体接收 (放出) 物料进行检定 (检测) 并入库。其中, 检定 (检测) 硬件主体主要分为人工检定 (检测) 模式、流水线检定 (检测) 模式和自动化检定 (检测) 装置。正是由于不同的设计模式, 使得仓储与其硬件接口实现方式不同, 具体对比分析见表1。其中采集终端智能化仓储的实现方式采用人工检定 (检测) 模式。

表1 检定 (检测) 模式对比分析  下载原图

库容量分满载库容量、空载库存量和实际库容量3种。以货位分布 (货架合计4排12列5层, 其中含6个货位因设备占用不能纳入) 为基准, 存储单元数为个, 其中采集器存储单元数a1为个, 终端存储单元数a2为个, 并按照采集器每箱12只 (其中每垛3箱) 和终端每箱4只 (其中每垛4箱) 计算。

设, 空载库容量C1为周转箱存放个数, 满载库容量C2为采集终端存放只数, 实际库容量C3为按照存储比例60%压缩后的实际采集终端存放只数, 得:

其中, a1、a2为采集器和终端存储单元数;n1、n2为对应每垛箱数。

其中, a1、a2为采集器和终端存储单元数;m1、m2为对应每箱存放设备数。

其中, f1为实际库容量压缩比例。

由此可知, 在静态存储方面, 系统能够满足798个立库周转箱及对应6 504只采集终端的库存存储。且在实际运行下, 保障3 902只采集终端的存放以供流转。

日吞吐率是单位工作日内不同出入库任务执行数量总和, 可分为设备入库、检测出库、检测入库和配送出库4种基本任务类型。按照堆垛机设计工作能力50垛每小时, 8 h工作时间计算, 设采集器日吞吐率Q1, 采集终端日吞吐率Q2, 系统日吞吐率Q3, 得:

其中, d为堆垛机设计工作能力, t为工作小时数。

其中, f2为实际出入库数量压缩比例, r为4种基本任务类型。

日吞吐率是反映系统运行效率的重要指标, 通过效能分析可知, 正常运转下系统日吞吐率达到10 400只采集终端的出入库, 满足2 600只采集终端检测出库流转 (或其他基本任务类型) 。

充实的库容量不仅实现了设备全过程、自动化、智能化的资产管理、检定管理, 而且结合智能化仓储与人工检定 (检测) 装置, 将库房管理和检测业务转换为自动方式, 建立出一整套自动设备运作体系, 有效提升了各个业务的独立运作和联合协同水平。

采集终端智能化仓储系统投入运行后, 减轻了人员劳动强度, 提高了劳动生产率, 但受场地及空间限制, 存在一些问题。从图5左侧虚线框内的设备看出, 二层提升机至穿梭车转接台之间采用单线输送形式, 可能会导致多个检测装置在某段时间内同时执行检测出入库任务, 造成输送线周转箱拥堵。

图5 系统总图 (采集终端检测区域部分)   下载原图

建议在二层提升机至穿梭车转接台之间加装复线, 对物料进行分流, 并实现输送线积放功能以提升系统运行效率, 如图6黑色覆盖区域所示。

图6 改造效果示意图 (采集终端检测区域部分)   下载原图

采集终端智能化仓储系统能够满足省级计量中心“四线一库”建设要求, 同时一定程度上解放了劳动力, 提升了效能, 达到了采集终端自动化存储, 物流化运转的目的。同时为省级计量中心用电信息采集系统建设提供了良好的保障。