1 引言 AGV系统与自动化仓储系统(AS/RS)、自动化分拣系统(Automated Sorting System)一起并称为现代生产物流的三大解决方案。如何提高AGV系统的使用效率、拓展其功能是降低物流过程中的各种成本,挖掘物流潜力,追求提高生产系统总体效益的重要方案之一。 2 我国卷烟生产车间回收物流的现状与问题 2.1 我国卷烟生产车间回收物流现状分析 与我国卷烟生产物流中搬运、存储、堆码、分拣发货各工序的高度自动化、智能化相比,我国卷烟回收物流的发展相当缓慢,甚至多年来一直处于停滞不前的状态。准确地说,回收物流目前还主要以人工或半自动方式完成。多数企业对包装箱、包装袋、绑扎带等废弃物料的回收仍摆脱不了人工搬运的状态。回收物流的现状与生产制造高速发展过程中,人们未足够重视回收物流有关。结果生产制造过程越自动化、柔性化,生产规模越大,回收物流落后的矛盾就越突出。探索实现生产车间回收物流自动化的有效途径成了摆在物流工作者面前的重要课题。 2.2 卷烟生产车间现行回收物流存在的主要问题 (1)成本高,效率低。人工直接参与的回收物流使用大量人力装卸、搬运、堆码废弃物料,造成大量人力及搬运设备的投入,费用巨大。以笔者所在工作部门为例,以往用于回收物料的人员、设备如下:废料回收及搬运工人8人,人力车6辆,电瓶叉车2台,人员的工资、福利及设备购置、维修费用相当高昂。 与高昂的费用支出形成鲜明对比的是人工回收物流的效率低下,灵活性差,如部分制造设备故障停机时部分回收人员及设备闲置,而制造设备高速运转时回收人员、设备又略显紧张。总之,人工参与的回收物流费力、费时、成本高、效率低。 (2)安全隐患突出。人工回收物流广泛使用人力铁架车、电动油泵车、电瓶叉车等搬运工具,因无固定行驶路径,安全得不到根本保证。实际使用中,以上运输车辆抢占搬运辅料的激光导引车(LGV)路径的现象比比皆是,为此引发的人员、设备安全事故时有发生,给车间管理埋下极大安全隐患。 (3)影响现场管理效果、制约管理水平提升。衡量企业管理水平高低的一项重要标准是现场管理,好的现场管理可以直接、间接地带来高的工作效率和质量水平。然而辅料拆包装后的包装箱、带、纸的回收效果却一直不见好转,原因有三,一是拆包装后的纸箱、包装带、废纸没有规则的形状,摆放在托盘上显得很凌乱。二是废料回收的及时性存在一定的困难,三是来回穿梭于生产车间回收废弃物料的工人、运输工具与高技术的生产制造设备形成强烈反差,极不协调。 3 红塔回收物流自动化方案设计 针对现行卷烟生产车间回收物流存在的问题,红塔集团生产部作出了实现生产车间回收物流自动化的决策。方案设计的总体思想是:以现行自动化物流系统为依托,充分利用激光导引车辆系统LGVS-(Laser Guided Vehicle System)的能力,开发废弃物料翻箱(倾倒)机构,实现车间废弃物料回收的安全、经济、高效、自动化运行。 3.1 实现红塔回收物流自动化的可行性分析 红塔生产一部LGV系统共有17辆LGV小车,主要用于供应卷烟生产所用辅料及回收空托盘。LGV平均每天发放辅料约534盘,回收空托盘约534个,即每天LGV完成约1068个工作,另据调研,LGV约有38%的时间处于空闲状态,即LGV每天约有完成406个工作的富余能力。又据估算,生产车间每天产生约346个废弃物料搬运需求(含返程送空箱)。从以上分析知LGV系统的富余能力足以满足车间废弃物料的搬运需求。另外,废弃物料处理间离生产车间距离较近,只需外加一个无线基站(AP)即可实现废弃物料处理间与主车间LGV控制信号共享,解决回收物料处理间的LGV信号采集及传送问题。再者,回收物料处理间的宽度能满足一辆LGV完成转向、调头等工作。综上所述,在红塔生产车间实现回收物流自动化是完全可行的。 3.2 回收物流自动化的过程设计 为实现回收物流安全、经济、高效、自动化运行,确保生产作业现场干净、整洁,回收物流自动化过程设计应包括如下作业过程:装箱、LGV自动搬运、移载(即回收物料由LGV向自动翻箱机构转移)、自动翻箱(倾倒)、拣选、装车、卡车运送出厂(见图1)。
图1 回收物流自动化流程图 4 回收物流自动化技术实现 分析上述回收物流作业流程可知,LGV自动搬运、移载、自动翻箱是回收物流的三个主要业务环节,也是实现自动化的主要突破口。以下分述其技术设计思想及实现过程: 4.1 LGV自动搬运技术实现 4.11 LGV运输路径规划。红塔的LGV系统属自由路径系统,即系统中没有任何具体形式的运行轨道,小车是沿虚拟的线路运行的,故软件编程人员可以比较方便在LGV的布局程序(Lagout Programme)中任意修改LGV的运行轨道,具有较高的灵活性。