蒙牛六期的高度自动化物流系统

　　蒙牛乳业集团成立于1999年，总部设在内蒙古呼和浩特市和林格尔县盛乐经济园区，企业总资产达76亿元，乳制品年生产能力500万吨。随着生产规模的不断扩大，自2002年起，蒙牛乳业集团开始采用自动化立体仓库，提高仓储容量与物流管理水平。伴随在全国范围内共拥有20多座立体仓库。其中，2007年投入使用的六期工厂的物流系统项目，以规模巨大和高度自动化受到业界的广泛关注。

　　2006年，蒙牛乳业集团做出了在总部投资建设六期生产项目的决定，并提出了“八化”即国际化、智能化、规模化、立体化、展示化、个性化、差异化、系统化的要求，准备采用先进的设计理念和技术设备，建成国内规模最大，科技含量最高，集生产、科研、培训于一体的大型现代化液体奶生产厂。该项目主体工程投资 10亿元，主车间4.77万平方米，拥有22条生产线，日产鲜奶2000吨，由中央控制系统指令各种设备，自动完成从收奶到产品出库的全过程。蒙牛六期的建成，标志着我国乳品加工业技术水平迈进了世界先进列，缩小了中国乳业与世界乳业的差距。

　　与蒙牛六期项目相配套的物流系统，集成了自动仓库系统AS/RS、空中悬挂输送系统、码垛机器人、环行穿梭车、直线穿梭车、自动导引运输车AGV、自动整形机、自动薄膜缠绕机、液压升降台、货架穿梭板、连续提升机、以及多种类型的输送机等众多自动化物流设备，是迄今国内乳业自动化程度最高、最先进的物流系统

　　系统要求

　　蒙牛六期物流系统项目由太原刚玉物流工程有限公司负责整体规划、实施。由于此前双方长期而良好的合作基础，工程从招标到建成仅历时半年，速度之快、效率之高令人称奇。该项目总包方太原刚玉物流工程有限公司经受了大方案、大集成、打服务的严峻考验，展示出强大的综合实力。

　　蒙牛六期物流系统主要服务于常温液体奶的生产、储存、发货，按照功能设计划分为生产区、入库区、储存区和出库区等，由计算机统一对整个物流流程实行自动化管理。六期项目共设置22条生产线，包括10条利乐22型机（3条苗条型、7条标准型）和12条康美机（5条苗条型、7条标准型）、生产能力为1800吨 /20小时，出库量为5000吨/22小时。按照规定，每天来自灌装车间的产品入库量约为110托盘/小时；出库需分拆的量为30托盘/小时。

　　在物流系统规划过程中，蒙牛集团不仅对处理量提出了很高的要求，更重要的是要求实现从牛奶生产到成品最后出库装车发运全过程的无人化作业，其中包括成品入出库、原辅料及包材的输送等所有物流作业环节。同时，整个系统还要符合经济性、灵活性、安全性与易维护性的要求。

　　系统构成

　　为实现从生产到出库流程的无人化作业，蒙牛六期的物流系统由成品全自动立体库及输送系统、内包材自动化立体库及输送系统、辅料自动输送系统、以及贯穿这三个子系统的计算机管理系统组成。

　　一、 成品自动立体库及输送系统的构成与特点

　　该系统从生产车间内的产品封箱后起，至出库区穿梭车后辊筒式输送机（装车前），实现成品存储与出库操作，以及空托盘的与存储。主要设备包括：

　　1、 提升机

　　22台提升机与相应数量的封箱机衔接，提升高度为2米，负责将成品奶箱送至码盘机器人处

　　2、机器人自动码盘系统

　　为提升整体系统的自动化程度，托盘码垛采用机器人作业。码盘机器人可同时分别对来自两条生产线的货物进行码垛。机械手为六轴式，每天可连续工作20小时以上。

　　3、 环形穿梭车

　　环形穿梭车用于将满载托盘从机器人码垛后的输送线，自动运送到成品仓库入库端的各工位，并完成入库端空托盘组至分解空托盘处的自动运输。

　　4、输送系统

　　（1）码垛好的托盘货物经输送线至入库环形穿梭车入口，等待搬运车入库。

　　（2）出、入库端各设24条输送线，和立体库内24条巷道对应。

　　（3）出库装车处有20条辊筒式输送机（有坡度），同20辆汽车对应。

　　（4）装车后留下的空托盘经输送线送回入库码垛处、分拆处或立体库存储。

　　（5）分拆后剩余的产品也经输送线重新送回立体库。

　　（6）入库码盘区空托盘的补充通过系统自动完成，可以保证在机器人码垛时始终有空托盘备用。码垛所需空托盘从立体库内取出后（8个为一垛），由环形穿梭车送至空托盘输送线进行拆盘，在被分配到机器人码盘区。

　　5、高位货架

　　成品立体库总建筑面积102×106米。库房顶最高点24米，最低点20米。货架分布为24排76列12层、24排76列13层，共45600个货位。

　　6、单伸堆垛机

　　（1）单元式直线型有轨巷道堆垛机工24台，单机最大起重量为1200千克。

　　（2）采用变频调速方式，完成来自车间货物的入库或外来货物的出库操作。

　　（3）堆垛机与计算机管理监控系统采用红外线通讯方式。

　　（4）堆垛机操作方式：联机操作、单机操作、手动操作。

　　二、内包材及输送系统的构成与特点

　　该系统从内包材经人工码垛后用叉车将托盘运至入库输送线起，至所有内包材被送到生产车间的使用点（包括空托盘回库）。内包材库存放的是和牛奶直接接触的包材（包括纸卷和纸盒），因此对库房内的洁净度有一定的要求，故采用自动化立体库储存。另外，内包材库还具有包材外调和空托盘外出的功能。主要由如下设备组成：

　　1、 驶入式货架系统

　　（1） 包材库总建筑面积102×30米，库房净高9米，总货位数2400个。由于两种包材的托盘尺寸不等，故将货架分为两个区域，每种各占50%。放置利乐包材的托盘尺寸1200×1200mm，托盘与包材重1200千克/托盘。放置康美包材的托盘尺寸1240×1000mm，托盘与包材重780千克/托盘.

　　（2） 货架采用穿梭板式货位和螺栓连接式，高度可调整。

　　2、 单伸堆垛机

　　（1） 采用2台转轨式堆垛机，单机最大起重量为1300千克，即可满足外来包材的进货量及送往车间的包材出货量的要求，又可满足不同货架尺寸的需求。

　　（2） 没有过载与松绳保护装置、断绳保护装置、货叉动作连锁保护装置及货叉力矩限止器和货位探测及有无货物检测装置。

　　（3） 堆垛机与计算机管理监控系统采用红外线通讯方式。

　　（4） 堆垛机上没有载入装置，方便人员对最高处货架的维修及管理。

　　（5） 堆垛机操作方式：联机操作、单机操作、手动操作。

　　3、 出库机器人自动搬运系统（AGV系统）

　　在和生产车间相通的一端，由AGV（无人搬运车）自动将包材直接送到无菌灌装机指定的位置，空托盘由AGV送回包材库。AGV采用激光引导，由带输送移载机构的AGV小车、地面导航系统、在线自动充电系统、周边输送系统、AGV控制台和通讯系统等组成。

　　三、 辅料自动输送系统的构成与特点

　　该系统从人工将辅料放置到自动搬运悬挂车起，至辅料被准确送到车间辅料位置。辅料库位于生产车间外马路对面，为驶入式库房，用于存放纸箱和吸管。辅料库空中长廊底标高5米，空中长度30米。

　　每条生产线纸箱需求量分别为：利乐包834片/小时、康美包500片/小时。纸箱及吸管至生产车间装箱机和贴管机的搬运，采用空中无人自动搬运悬挂车完成。空中无人自动搬运车采用单轨道悬挂机构，在一条环形主轨道上运行。

　　四．计算机监控和管理系统

　　整个计算机监控和管理系统可以实现对成品自动化库、内包材自动化库和辅料库的统一管理。成品自动化库、包材自动化库要求实现联机在线的全自动控制、监控和管理，主要包括库房仓储物流信息管理系统、自动化库房控制与监控系统、自动化库房控制执行系统三部分。其中，库房仓储物流信息管理系统具备入库管理、出库管理、库存管理、数据采集、质检管理、批次管理、查询统计、系统管理、储位管理、人力资源管理、预警、纠偏、人性化操作界面等功能模块。系统特点

　　1、 在计算机统一指挥下完成立体库作业，实现货物的入出库信息自动化管理，自动完成货物的数据维护、查询、修改、清库报表、库存分析、报表打印等操作，并动态显示设备状态、位置及完成工作情况、故障情况提示、报警信息，以及库存货物的分布情况等。

　　2、 入库时，系统自由分配货位，按照由下到上的原则，也可以具体指定任意货位；出库时，原则上按入库登录顺序（入库日期和批号），即先进先出的原则。

　　3、 计算机监控系统采用全汉化图形界面，具有良好的开放性，系统功能便于修改和再次开发。

　　运作流程

　　按照成品，内包材和辅料三种不同物料划分，其物流作业流程分别如下：

　　一、 成品物流

　　蒙牛六期物流中心从前到后依次为生产区、入库区、储存区和出库区，具体运作流程如下：

　　（一） 生产区

　　22台封箱机经输送链与码盘机器人接头，输送链在码垛钱江带产品的纸箱提升至离地面2米处。纸箱由码盘机器人按货架层间距的尺寸要求，整齐地码放在下游输送带上的托盘上。

　　（二） 入库区

　　1、 码好产品的托盘由环行穿梭车搬运到自动立体库外与巷道堆垛机连接的输送机上。装有苗条型产品的托盘在入库前需要进行塑料薄膜缠绕。

　　2、 在入库区设有双工位高速环行穿梭车，将入库货物向入库口进行分配。托盘货物在上穿竣车之前，须经过外形合格检测装置，未通过者由小车送到整形装置处进行整形后再入库。

　　3、 经检测码垛合格的托盘被堆垛机自动放到计算机系统指定的货位上。

　　(三)出库区

　　1 、出库作业区设置20个停车位，可以满足20辆运输车同时装卸任务。堆垛机从货架上取出装有产品的托盘，送到库房外的环行穿梭车上。根据销售清单，产品托盘从滚筒式输送机被送到装货车旁。

　　2、在环行穿竣车的某处设立产品分拆区域，需要分拆的托盘在此脱离穿竣车道，通过人工分拣后，再回到穿竣车道上。

　　二、内包材物流

　　1、入库

　　内包材从外部采购回来时，由人工卸车码放在托盘上后，用叉车将包材放置到输送机上，运至入库台上（一个入口）。堆垛机接到指令后将货物就近或者按照预先设定的位置先放到穿梭板上，由穿竣板的往复运动将货物放置到货架（两种尺寸货架）上。

　　2、出库

　　根据生产的需求，由堆垛机自动将所需纸卷、纸盒托盘取出放到和生产车间相通的一端。从库房至生产灌装机之间的物料搬运采用激光导引自动搬运机器人（AGV）。AGV将整托盘纸卷或纸盒送到无菌灌装机指定的工位，人工辅助上纸卷或纸盒。空托盘由AGV送回包材库。系统充分考虑到了生产结束后剩余包材回库问题，在下次出货时优先使用剩余的包材。

　　三、辅料物流

　　纸箱：在辅料库中指定的工位，由人工将纸箱拆捆后，按生产要求的数量、方向放到搬运车的装载模具内。

　　吸管：在辅料库中指定的工位，由人工将吸管拆箱后，把箱内所有的吸管放在搬运车上的周转箱内。

　　纸箱及吸管至生产车间装箱和贴管机的运送，采用空中无人自动搬运悬挂车完成。搬运车可自动将这些辅料送到所需上料的装箱机处，并自动投放到装箱机上的纸箱缓冲工位。生产结束后或更换品种时，搬运车能将剩余纸箱或吸管送回辅料库内。

　　技术亮点

　　蒙牛六期自动化物流系统是高科技设备和控制技术的高度集成，以规模之大、创新点之多、自动化程度之高、运行效率之高备受业界瞩目。该项目从信息管理控制系统到物流设备应用拥有诸多创新技术。

　　在控制系统方面，实现了生产物流与多库存储物流的统一调度管理。物流中心的高度自动化要求对成品自动化库、内包材自动化库、辅料库进行多库统一调度和管理，即建立包括仓储物流信息管理系统、自动化库房控制与监控系统和自动化库房控制执行系统等在内的信息控制系统；实现生产物流与包装的自动化控制，生产物流与存储物流的统一管理调度，以及多库存储与生产物流的统筹管理等。

　　在高科技设备应用方面，该项目涵盖了多种先进高效的自动化设备，其中AGV和空中悬挂输送系统是蒙牛六期中的最大亮点。特别是在内包材出库环节引入了 AGV，从根本上实现了真正的自动化搬运，成为蒙牛集团同类项目中的一大突破。据了解，在其他项目的立体库中，内包材搬运作业多由计算机控制堆垛机使货物下架，由轨道出库。相比之下，AGV的应用使蒙牛六期的运输系统实现了完全的智能化，大大提高了工作效率，降低了人力成本。

　　从一年来的运转情况看，蒙牛六期物流系统已基本达到了当初的规划设计目标，取得了令人满意的效果。以此为基础，蒙牛乳业集团有信心将位于呼和浩特和林德尔县的总部基地建设成国内规模最大、科技含量最高的现代化工厂，成为国内外乳制品行业的典范。