鋼廠產(chǎn)成品倉(cāng)儲(chǔ)配送自動(dòng)化控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鋼廠產(chǎn)成品倉(cāng)儲(chǔ)配送自動(dòng)化的控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在鋼成品或其它倉(cāng)儲(chǔ)倉(cāng)庫(kù)里，主要依靠人工操作橋式起重機(jī)(行車)起吊和裝卸貨物，貨物入庫(kù)的放置位置也都是依靠人工操作。
[0003]對(duì)于整個(gè)倉(cāng)庫(kù)生產(chǎn)及管理，其作業(yè)工藝流程模式完全依賴人工進(jìn)行信息傳遞、計(jì)劃、處理、操作、裝卸策略、管理等。而行車在倉(cāng)庫(kù)里起的作用只不過(guò)是充當(dāng)了起重“工具”而已。一切過(guò)程都離不開人。貨物入庫(kù)時(shí)，倉(cāng)庫(kù)管理人員根據(jù)作業(yè)計(jì)劃單(或口頭任務(wù)指令)，人工通知行車司機(jī)移動(dòng)行車至入庫(kù)貨物運(yùn)輸車輛停放位置，起吊車輛上的待卸貨物后，根據(jù)倉(cāng)庫(kù)管理人員個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)將待卸貨物放到倉(cāng)庫(kù)某個(gè)指定區(qū)域；每入庫(kù)一件貨物后，再等待下一個(gè)指令。貨物出庫(kù)時(shí)，倉(cāng)庫(kù)管理人員同樣根據(jù)作業(yè)計(jì)劃單(或口頭任務(wù)指令)，人工通知行車司機(jī)操作行車移動(dòng)至倉(cāng)庫(kù)指定位置，經(jīng)倉(cāng)庫(kù)管理員確認(rèn)出庫(kù)貨物后，操作行車起吊貨物并將其吊運(yùn)到出庫(kù)運(yùn)輸車輛上。同時(shí)地面還要配置大量的掛指人員，進(jìn)行行車運(yùn)行的指揮和貨物掛脫鉤作業(yè)，參見圖1。
[0004]由于人工操作存在失誤可能性，特別是行車起吊貨物時(shí)，需要人工在地面進(jìn)行指揮和掛、摘鋼絲繩等吊具，存在人員的安全風(fēng)險(xiǎn)，行車操作人員稍有失誤，就可能造成人員傷亡。此外倉(cāng)庫(kù)場(chǎng)地各種貨物的合理布置、貨位管理、統(tǒng)計(jì)信息、故障信息、計(jì)劃信息、作業(yè)信息、以及各類作業(yè)指令的協(xié)同性、及時(shí)性、正確性等一直無(wú)法改觀，能力效率無(wú)法提升。
[0005]在大型倉(cāng)庫(kù)中若沒(méi)有實(shí)現(xiàn)整體生產(chǎn)管理自動(dòng)化，各種貨物堆放層層疊疊。場(chǎng)地內(nèi)貨物種類不同、貨主不同、型號(hào)規(guī)格不同、貨物的裝卸流向不同、計(jì)劃和業(yè)務(wù)之間不同等，使得大型倉(cāng)庫(kù)必需配備大量的操作司機(jī)和管理者來(lái)駕駛、協(xié)調(diào)這些設(shè)備的生產(chǎn)。因此，有效地降低人工成本、最大限度地改善員工安全工作環(huán)境，保證大型倉(cāng)庫(kù)的整體協(xié)同性，大幅度地提高庫(kù)容存放的能效，避免因各種人為因素而造成的場(chǎng)地?fù)p失、貨物遺失，就成了所有大型倉(cāng)儲(chǔ)庫(kù)場(chǎng)等面臨的共同課題。
[0006]由于倉(cāng)庫(kù)的裝卸設(shè)備都離不開人工操作和控制，現(xiàn)有國(guó)內(nèi)大型倉(cāng)庫(kù)在入庫(kù)、出庫(kù)、堆存貨位、庫(kù)存、計(jì)劃等作業(yè)模式上都缺乏統(tǒng)一協(xié)調(diào)性。由于受人員的因素、整體協(xié)調(diào)因素、個(gè)人經(jīng)驗(yàn)判斷因素、個(gè)人的操作方法、貨物種類因素等，工作效率已難以進(jìn)一步大范圍地提高，其結(jié)果是生產(chǎn)成本居高不下，損失不小。
[0007]由于鋼成品倉(cāng)庫(kù)行車大多起重量大，跨距大、起升高度高，行車司機(jī)視線受限，地面空間狹小，地面掛指人員需要頻繁進(jìn)行貨物掛脫鉤等人機(jī)接觸作業(yè)，因此工作環(huán)境存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)。每臺(tái)行車設(shè)備的作業(yè)效率最大化離不開操作司機(jī)對(duì)各種鋼成品裝卸作業(yè)過(guò)程的長(zhǎng)期經(jīng)驗(yàn)積累，培養(yǎng)一個(gè)經(jīng)驗(yàn)豐富的行車司機(jī)成本較高，時(shí)間周期較長(zhǎng)。倉(cāng)庫(kù)的場(chǎng)地內(nèi)，每件貨物的重量、外形尺寸只能依靠人工目測(cè)，每件貨物存放在庫(kù)區(qū)的哪個(gè)位置也只能靠人工經(jīng)驗(yàn)估測(cè)，精確度不高，庫(kù)場(chǎng)得不到最大利用，造成場(chǎng)地資源浪費(fèi)。
[0008]國(guó)內(nèi)外個(gè)別倉(cāng)庫(kù)內(nèi)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)，但存儲(chǔ)對(duì)象基本為小件貨物或規(guī)整裝箱貨物，而且采用貨架進(jìn)行存儲(chǔ)。但鋼成品倉(cāng)庫(kù)的存儲(chǔ)對(duì)象多為鋼卷、鋼板、鋼錠等大件貨物，體積大、噸位重、外形各異，無(wú)法采用貨架式存儲(chǔ)，因此貨架式自動(dòng)倉(cāng)庫(kù)無(wú)法用于大件鋼材制品的存儲(chǔ)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的在于提供一種鋼廠產(chǎn)成品倉(cāng)儲(chǔ)配送自動(dòng)化控制方法，該方法能全面實(shí)現(xiàn)在現(xiàn)場(chǎng)無(wú)行車操作人員的情況下全過(guò)程自動(dòng)裝卸作業(yè)。
[0010]為了實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案:
一種鋼廠產(chǎn)成品倉(cāng)儲(chǔ)配送自動(dòng)化控制方法，其倉(cāng)庫(kù)自動(dòng)化控制系統(tǒng)包括:行車控制系統(tǒng)、激光掃描成像系統(tǒng)和倉(cāng)庫(kù)作業(yè)過(guò)程控制系統(tǒng)，
所述行車控制系統(tǒng)包括:行車控制PLC、工業(yè)視頻監(jiān)控裝置、傳感設(shè)備，主要完成行車本地作業(yè)控制、工業(yè)監(jiān)控視頻捕捉，每臺(tái)行車本地控制PLC實(shí)現(xiàn)行車作業(yè)的邏輯控制，以及行車各機(jī)構(gòu)狀態(tài)、故障信息的采集，本地行車控制PLC與過(guò)程控制系統(tǒng)通過(guò)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)連接；所述激光掃描成像系統(tǒng)包括安裝在倉(cāng)庫(kù)車輛通道上的激光掃描檢測(cè)裝置和安裝在行車上的車輛激光掃描檢測(cè)裝置，通過(guò)激光掃描，采集車輛貨物位置和車輛上的貨物外形三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)貨物及車輛外形掃描數(shù)據(jù)的處理、圖像計(jì)算，貨物特性數(shù)據(jù)生成，計(jì)算出車輛或車載貨物數(shù)量、所處的三維坐標(biāo)，然后通過(guò)工業(yè)網(wǎng)絡(luò)方式傳輸數(shù)據(jù)至過(guò)程控制系統(tǒng)；
所述過(guò)程控制系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)處理服務(wù)器、自動(dòng)化操作監(jiān)控設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)通訊交換以及遠(yuǎn)程操作臺(tái)，過(guò)程控制系統(tǒng)主要完成自動(dòng)化作業(yè)指令的生成、自動(dòng)行車作業(yè)過(guò)程控制，各行車設(shè)備狀態(tài)、故障信息的采集及警示，貨物庫(kù)位優(yōu)化計(jì)算模型，行車作業(yè)過(guò)程監(jiān)控；各行車之間協(xié)同作業(yè)及邏輯控制，人機(jī)交互計(jì)算機(jī)；過(guò)程控制系統(tǒng)與各臺(tái)行車、激光圖像服務(wù)器之間采用工業(yè)網(wǎng)絡(luò)方式連接通訊；
鋼成品入庫(kù)步驟是:
第一，載運(yùn)物料的車輛從制造生產(chǎn)線末端庫(kù)出庫(kù)，駛往自動(dòng)化成品倉(cāng)庫(kù)門口前，生產(chǎn)線末端庫(kù)將出庫(kù)的貨物材料信息與載運(yùn)車輛的信息綁定，并發(fā)送到運(yùn)輸管理系統(tǒng)，運(yùn)輸管理系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)至目的倉(cāng)庫(kù)的過(guò)程控制系統(tǒng)；
第二，過(guò)程控制系統(tǒng)在收到包含作業(yè)貨種、貨物信息、計(jì)劃作業(yè)量的作業(yè)計(jì)劃后，將作業(yè)計(jì)劃進(jìn)行排程，并調(diào)用庫(kù)位推薦優(yōu)化模型，確定作業(yè)行車、入庫(kù)貨物存放地址、入庫(kù)車輛停車位；
第三，庫(kù)位優(yōu)化模型依據(jù)入庫(kù)物料情況、實(shí)際庫(kù)存情況、庫(kù)容優(yōu)化比率、物料堆存原則計(jì)算入庫(kù)物料的存放庫(kù)位；
第四，庫(kù)位優(yōu)化模型計(jì)算結(jié)果，即貨物起吊順序及相關(guān)庫(kù)位的入庫(kù)調(diào)運(yùn)方案，作為作業(yè)指令通過(guò)網(wǎng)絡(luò)下發(fā)對(duì)應(yīng)停車通道的計(jì)算機(jī)終端，同時(shí)行車運(yùn)行指令經(jīng)過(guò)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送對(duì)應(yīng)的行車，由行車控制系統(tǒng)具體控制執(zhí)行，目標(biāo)庫(kù)位對(duì)應(yīng)的停車指示信息發(fā)送至倉(cāng)庫(kù)入口的大屏幕顯示屏顯示，用于引導(dǎo)來(lái)車駕駛員駕駛車輛停至指定停車位；
第五，車輛到達(dá)成品倉(cāng)庫(kù)門口后，駕駛員根據(jù)大屏幕顯示的引導(dǎo)信息，駕駛車輛停至指定的停車位；
第六，每個(gè)停車位置安裝有RFID識(shí)別裝置，用于讀取車輛上安裝的RFID標(biāo)簽，以取得來(lái)車信息，根據(jù)來(lái)車信息，即可取得與車輛信息綁定的車載貨物信息；
第七，RFID識(shí)別裝置讀取車輛RFID標(biāo)簽后，觸發(fā)安裝于停車位頂部的激光掃描裝置，自動(dòng)開始掃描車載貨物；
第八，掃描結(jié)果反饋給自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)過(guò)程控制系統(tǒng)中的三維仿真處理模塊，進(jìn)行三維仿真計(jì)算，獲取車載貨物的三維坐標(biāo)；同時(shí)模擬出車載貨物在車輛上的擺放位置圖例，整車貨物位置圖例發(fā)送至倉(cāng)庫(kù)理貨工手持機(jī)；
第九，成品倉(cāng)庫(kù)理貨工佩戴手持機(jī)到車上，根據(jù)物料在車輛上的擺放位置在手持機(jī)上進(jìn)行相應(yīng)貨物圖例的選擇，每選擇一個(gè)貨物圖例即掃描一件貨物上的條形碼，直至整車貨物掃描完畢；這樣，每件貨物的物理位置和物料信息進(jìn)行了綁定；
第十，理貨工完成掃描后，將掃描的結(jié)果發(fā)送給過(guò)程控制系統(tǒng)，同時(shí)退到車輛旁邊的安全區(qū)域后，按下地面操作箱的確認(rèn)按鈕；過(guò)程控制系統(tǒng)根據(jù)掃描結(jié)果自動(dòng)生成行車作業(yè)指令，并發(fā)給行車執(zhí)行；
第十一，行車接收到作業(yè)指令后，根據(jù)作業(yè)指令執(zhí)行，完成貨物的裝卸作業(yè)；
第十二，庫(kù)位信息更新，在入庫(kù)過(guò)程中過(guò)程控制系統(tǒng)始終監(jiān)控每個(gè)入庫(kù)貨物的存放位置并進(jìn)行存儲(chǔ)，同時(shí)實(shí)時(shí)更新庫(kù)位占用信息，以便進(jìn)行下一個(gè)貨物的存放庫(kù)位推薦計(jì)算；
第十三，如果已接近庫(kù)容量上限，在人機(jī)交互畫面上會(huì)顯示警示信息；同時(shí)后續(xù)貨物入庫(kù)作業(yè)計(jì)劃要調(diào)整到其他庫(kù)區(qū)進(jìn)行自動(dòng)化作業(yè)；
第十四，行車完成對(duì)應(yīng)車輛的所有作業(yè)指令后，車輛停止位置的指示燈顯示完成狀態(tài)，提示車輛駛離停止位置；
鋼成品出庫(kù)步驟是:
第一，運(yùn)輸管理系統(tǒng)將包含作業(yè)貨種、計(jì)劃作業(yè)量信息的出庫(kù)計(jì)劃及裝車車輛信息發(fā)送給自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)的過(guò)程控制系統(tǒng)；
第二，過(guò)程控制系統(tǒng)按照車輛貨斗外形尺寸、貨物所處庫(kù)區(qū)信息編排詳細(xì)作業(yè)指令，隨后過(guò)程控制系統(tǒng)計(jì)算產(chǎn)生以下初始控制信息:根據(jù)作業(yè)計(jì)劃中每件貨物的貨物代碼，在數(shù)據(jù)庫(kù)中自動(dòng)查詢每件貨物所處的庫(kù)區(qū)位置、三維坐標(biāo)、外形尺寸、重量信息；根據(jù)計(jì)劃作業(yè)貨物所處庫(kù)區(qū)決定待裝車輛的停車位置，并在倉(cāng)庫(kù)車輛入口處的顯示屏上顯示；
第三，待裝車輛駕駛員根據(jù)顯示屏的指示，駕駛車輛至指定的停車位停放；
第四，空車到成品倉(cāng)庫(kù)，在成品倉(cāng)庫(kù)門口處采用大屏幕顯示器顯示即將入庫(kù)的載運(yùn)車輛的信息與目標(biāo)停止位置；
第五，車輛行駛到指定的目標(biāo)停止區(qū)域后，由安裝在停車位旁邊的RFID讀取裝置讀取來(lái)車信息，調(diào)出該車輛對(duì)應(yīng)的出庫(kù)作業(yè)計(jì)劃；
第六，司機(jī)下車，退到車輛旁邊的安全區(qū)域后，理貨工在停車位附近的計(jì)算機(jī)終端上，確認(rèn)下達(dá)作業(yè)指令，并觸發(fā)車輛通道上方的車輛激光掃描裝置