智能仓储库房的结构设计与功能实现

　　1概述

　　电能计量设备的集约化管理功能是将网省供电公司辖区范围的电能计量设备集中到省级计量中心统一管理,减少人力和物力的重复浪费.开展全省范围的电能计量设备集约化管理,所涉及的电能计量设备主要包括单相智能电能表、三相智能电能表、用电信息采集终端、低压电流互感器等,这些设备每年需要采购的数量都在100万只以上,一些比较大的省份可能在200~300万只,而且所有设备均需要进行计量误差检定和基本功能检验.

　　对于数量如此大的电能计量设备的仓储流转,安装前的检验,向基层单位配送,若单纯依靠人工,工作量很大,也无法满足日益增长的电力用户的需求[1].上述问题,可以通过利用电能计量设备的自动化检定、智能化仓储系统,建设自动化检定流水线和智能仓储库房来解决,达到提高电能计量设备的存储和检定的工作效率,满足工作需求的目的.

　　2智能仓储库房的仓储管理

　　电能计量设备的到货仓储管理,包括对到货后的计量设备入库暂存,验收合格后拆除包装,装入库房物料存储箱并入库存储,以及对库房内存储的计量设备开展检定工作时指定计量设备进行检定检测出库,检定完成继续入库存储,及检定合格的计量设备的配送出库等工作[2].

　　库房内暂存的设备和正式存储的设备需要分别存放于不同区域,对未检设备、检定不合格设备和合格设备分区集中存放.通过对当代物流技术的研究,发现通过建设智能仓储库房,可实现上述管理目的.结合电能计量设备的仓储管理需求,以及对具体业务流程的梳理,根据当代物流技术,开展智能仓储库房的技术方案和建设方法研究.

　　电能计量设备到货后,其管理流程如图1所示.

　　3智能仓储库房的结构设计

　　智能立体库房的建设需要的基础建筑应为独立的单层建筑,层高不低于10m,建筑面积根据存储容量的需要而定,与主楼自动化检定流水线所在的主体建筑相连,与主楼内布置的低压电流互感器自动化检定流水线、单相电能表自动化检定流水线、三相电能表自动化检定流水线、用电采集终端检定流水线等进行连接,实现与各检定流水线之间的货物输送[3-6].库房为托盘库和周转箱库组合方式,托盘库主要存放纸箱包装新表;周转箱库主要存待检表、已检合格表及已检不合格表.库房的整体结构设计如图2所示.（图2略）

　　3.1库房功能分区

　　该方案设计中智能仓储库房各功能分区及功能有以下几方面.

　　3.1.1入库作业区
图2中的A区为入库作业区,通过伸缩链板机连接库房内的输送线和配送车辆,纸箱包装到货的新表通过该区的机器人自动码垛,再由自动化设备输送至托盘存储区进行货物存储.

　　3.1.2出库作业区

　　图2中的B区为出库作业区,设置2个出库口,可实现多个出库任务同时作业,根据配送任务需要,该区域实现周转箱存储区的合格在库货物出入并装入配送车辆,开展配送业务的功能.

　　3.1.3托盘存储区
图2中的C区为托盘存储区,建设2条横梁货架和2台托盘堆垛机,单个货位可承载750kg的货物,用于托盘货物的存储,包括纸箱包装到货的新表.

　　3.1.4周转箱存储区
图2中的D区为周转箱堆垛机,建设6条牛腿货架和6台周转箱堆垛机,单个货位可承载重量大于100kg,可存放5只装满货物的120型周转箱或者3只200型周转箱,用于存储计量中心拆包后待检的表计或者检验完成待向外配送的表计.

　　3.1.5拆包作业区图2中的E区为拆包作业区,建设4个人工拆包工位,可容纳8个工人同时进行拆包作业,用于将抽检合格的纸箱包装表计进行拆包作业,拆成单只的无包装裸表.

　　3.1.6自动装箱区
图2中的F区为自动装箱区,建设4台三维坐标机械手,用于将经过人工拆包作业的无包装裸表自动装入周转箱,并将表计信息与周转箱进行绑定.完成装箱的表计送至周转箱存储区进行存储,等待自动化检定流水线的检定作业.

　　3.2接驳方式

　　库房采用了钢平台平层对接的模式,在每条流水线对应的楼层,通过输送线与流水线直接相连,通过周装箱库的堆垛机将存储设备输送至对应楼层的输送线,与流水线接驳.

　　4智能仓储库房的主要设备

　　a.堆垛机:实现货物的自动出入存储位动作,以及与主楼货物输送系统的物品输送接驳.

　　b.工业机器人:实现托盘上纸箱的自动拆码垛工作.

　　c.输送系统:实现周转箱及托盘出入库输送功能.

　　d.信息自动识别系统:配置射频(RFID)识别系统,实现到货新表、待配送表计和周转箱信息的自动识别功能.

　　e.自动装箱机器人:完成裸表自动装入周转箱功能.

　　f.拆叠盘系统:实现2种规格周转箱及托盘的自动拆叠盘功能.

　　g.自动化库房与各层流水线通过输送线进行平层对接,通过堆垛机向各楼层输送线输送电能计量设备.

　　5智能仓储库房的整体功能
该智能仓储库房为托盘库和周转箱库组合方式,根据电能计量设备的不同存储需求,划分为2种仓储模式.到货后暂存的货物存储于托盘库,通过货物原包装码托盘的方式进行存储;验收合格后,正式接收的货物存入周转箱库,货物拆除原包装后,装入统一尺寸的周转箱内进行长期存储.

　　新到货纸箱包装表计通过输送线自动输送到机器人自动拆码垛作业区进行码垛作业,码好垛的新表将在托盘库内暂存,等待抽检.抽检合格的到货新表自动拆垛后输送到拆包作区进行纸箱拆包作业.

　　完成拆包作业后的祼表进入自动装周转箱作业,完成装箱后的周转箱自动叠垛进入周转箱库暂存.

　　库房的钢平台设计有2~5层的结构,分别有输送设备与有2~5层室内自动检定线的输送设备相连接,以保证库区与检定区输送设备无缝对接.

　　根据有2~5层检定流水线对库区存储计量设备的需要,智能仓储系统能够自动优化库区内的计量设备的存储位置,做到同一类设备存储位置的集中放置,优化设备搬运输送流程,提高设备输送、存储效率.建设自动装车输送设备,尽量减少人工搬运的过程.

　　6智能仓储库房的技术特点

　　仓储库房实现了计量中心电能计量设备的智能立体仓储管理,从纸箱包装新表到货,至到货表计入库,纸箱码垛,拆包入周转箱,周转箱装载表计信息绑定,表计信息管理,周转箱表计存储管理,存储表计与各自动化检定流水线的流转,表计出库,报废/返厂表计回库等流程均做了定义,实现了表计的全过程仓储管理.

　　6.1自动化程度高

　　配置堆垛机、拆码垛机器人、自动输送线、自动拆叠盘机、信息识别系统(RFID和条码)等实现计量器具出入库全自动化作业;配置全自动电表输送线和自动装箱机器人实现表计自动输送和装箱;配置自动输送线实现仓储系统与检定流水线直接的无缝接驳;采用皮带纸箱回收线自动对纸箱进行自动输送集中回收;全程信息自动跟踪、采集处理等.

　　实现了库房内所有作业流程的自动化作业,自动化程度高,所有的自动化作业环节均有至少两个通道的自动化设备,实现了自动化作业的互为备用功能,即实现了自动化作业,又保证了作业环节的可靠性,保证了整个仓储库房流程的稳定可靠运行.

　　6.2采用智能机器人实现到货表计的自动拆码托盘作业

　　在智能仓储库房中,对于到货接收的纸箱包装设备,需要码放在标准尺寸的托盘上,送入托盘库进行货物暂存;暂存货物经过验收合格后,需要自托盘库送出,整垛货物拆做单箱,送至人工拆包作业区进行作业.

　　若数个设备厂家货物同时到货,或者拆包作业需求货物数量较大,拆码垛作业工作量巨大.

　　在仓储系统中,通过采用2台六轴机器人,实现拆码垛作业流程,其流程布局如图3所示.

　　通过合理的布置机器人和输送线的安装位置,实现2台智能机器人对2个作业流程的合理分配,实现同时拆或码托盘作业,也可以一个拆垛一个码垛,实现该作业流程的设备互为备用,提高设备的利用率,保证作业流程的可靠运行.

　　拆码作业区设置了人工纠错位,对自动拆码垛过程中由于到货包装破损或方向错误造成的码垛不规范的问题就行人工纠错处理.

　　6.3多种表计智能分配自动装箱

　　到货后的表计设备验收合格后,需要经过人工拆包作业后装入周转箱,送入周转箱存储区进行存储.库房内存储表计包括单相电能表、三相电能表、采集终端以及低压电流互感器,这些设备拆包后需要装入库房内存储使用周转箱内,此项作业通过4台装箱机器人实现,其流程布局如图4所示.

　　系统中建设适用于不同表计的裸表托盘,拆包后的单只裸表放入托盘中,通过裸表输送线送至自动装箱机器人工作位,等待机器人作业.由于表计种类较多,装箱机器人进行了表计抓取夹具的自动更换功能.作业过程中,智能仓储系统管理软件根据拆包作业的业务量,对4台机器人进行自动配置,4条装箱分支即可进行不同表计的装箱作业,也可实现一条分支在不同的时段通过换夹具进行不同表计的装箱作业,作业流程的适应性和智能化程度较高,提高了装箱作业的工作效率.

　　6.4与自动化检定流水线采用平层对接模式

　　智能仓储库房除了用于电能计量设备的存储外,还需要实现所存储设备与计量中心各自动化检定流水线之间的输送和交互.在该方案中此项功能通过平层对接的方式实现,在库房与主楼的接驳位置建设钢平台及铺设在钢平台上的输送线,通过货架堆垛机将库房内的存储设备送至对应楼层的输送线,经过输送线和接驳口将设备送至自动化检定流水线,检定完成的设备通过同样的方式再将设备送回至库房.

　　传统的方式是依靠提升机向各楼层提升和输送设备,可同时向不同的楼层输送和接受不同的设备,同一个动作也可由不同的自动化设备实现,保证了作业流程的设备互备性,此种方式更加稳定可靠,作业方式也更加灵活多变,其缺点是建设成本较高,所需设备较多,建设周期较长.

　　7结束语

　　以上介绍了用于电能计量设备存储的智能立体库房的基本功能,涵盖了电能计量设备仓储所需要的新品到货暂存入库、设备抽检、抽检后整批接收或退货、到货设备待检存储、计量设备信息扫描、检验合格后存储待配送、不合格设备返回配送入库等所有的计量设备存储所需要的所有流程,所有的作业流程均既能做到自动化和智能,又通过作业自动化设备的相互备用实现了作业流程的稳定可靠.建成的智能仓储库房业务流程完善,自动化和智能化程度高,具有一定的技术优势.

　　参考文献:

　　[1] 章鹿华,王思彤,胡涵清.应用于计量器具集约化管理的智能仓储系统设计与实现[J].物流技术:装备版,2012(2):39-44.

　　[2] 龙贵山,刘磊,刘颖,等.电能表全自动化检定及智能仓储一体化系统研究[J].贵州电力技术,2011(7):31-35.

　　[3]DL/T 448-2000,电能计量装置技术管理规程[S].

　　[4]JJG 596-1999,电子式电能表检定规程[S].

　　[5]JJG 1021-2007,电力互感器检定规程[S].

　　[6]JBT 9018-1999,有轨巷道式高层货架仓库设计规范[S].