鋼廠產(chǎn)成品倉儲配送自動化控制方法
【技術(shù)領域】
[0001]本發(fā)明涉及一種鋼廠產(chǎn)成品倉儲配送自動化的控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，在鋼成品或其它倉儲倉庫里，主要依靠人工操作橋式起重機(行車)起吊和裝卸貨物，貨物入庫的放置位置也都是依靠人工操作。
[0003]對于整個倉庫生產(chǎn)及管理，其作業(yè)工藝流程模式完全依賴人工進行信息傳遞、計劃、處理、操作、裝卸策略、管理等。而行車在倉庫里起的作用只不過是充當了起重“工具”而已。一切過程都離不開人。貨物入庫時，倉庫管理人員根據(jù)作業(yè)計劃單(或口頭任務指令)，人工通知行車司機移動行車至入庫貨物運輸車輛停放位置，起吊車輛上的待卸貨物后，根據(jù)倉庫管理人員個人的經(jīng)驗將待卸貨物放到倉庫某個指定區(qū)域；每入庫一件貨物后，再等待下一個指令。貨物出庫時，倉庫管理人員同樣根據(jù)作業(yè)計劃單(或口頭任務指令)，人工通知行車司機操作行車移動至倉庫指定位置，經(jīng)倉庫管理員確認出庫貨物后，操作行車起吊貨物并將其吊運到出庫運輸車輛上。同時地面還要配置大量的掛指人員，進行行車運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，需要人工在地面進行指揮和掛、摘鋼絲繩等吊具，存在人員的安全風險，行車操作人員稍有失誤，就可能造成人員傷亡。此外倉庫場地各種貨物的合理布置、貨位管理、統(tǒng)計信息、故障信息、計劃信息、作業(yè)信息、以及各類作業(yè)指令的協(xié)同性、及時性、正確性等一直無法改觀，能力效率無法提升。
[0005]在大型倉庫中若沒有實現(xiàn)整體生產(chǎn)管理自動化，各種貨物堆放層層疊疊。場地內(nèi)貨物種類不同、貨主不同、型號規(guī)格不同、貨物的裝卸流向不同、計劃和業(yè)務之間不同等，使得大型倉庫必需配備大量的操作司機和管理者來駕駛、協(xié)調(diào)這些設備的生產(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，保證大型倉庫的整體協(xié)同性，大幅度地提高庫容存放的能效，避免因各種人為因素而造成的場地損失、貨物遺失，就成了所有大型倉儲庫場等面臨的共同課題。
[0006]由于倉庫的裝卸設備都離不開人工操作和控制，現(xiàn)有國內(nèi)大型倉庫在入庫、出庫、堆存貨位、庫存、計劃等作業(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、個人經(jīng)驗判斷因素、個人的操作方法、貨物種類因素等，工作效率已難以進一步大范圍地提高，其結(jié)果是生產(chǎn)成本居高不下，損失不小。
[0007]由于鋼成品倉庫行車大多起重量大，跨距大、起升高度高，行車司機視線受限，地面空間狹小，地面掛指人員需要頻繁進行貨物掛脫鉤等人機接觸作業(yè)，因此工作環(huán)境存在一定的安全風險。每臺行車設備的作業(yè)效率最大化離不開操作司機對各種鋼成品裝卸作業(yè)過程的長期經(jīng)驗積累，培養(yǎng)一個經(jīng)驗豐富的行車司機成本較高，時間周期較長。倉庫的場地內(nèi)，每件貨物的重量、外形尺寸只能依靠人工目測，每件貨物存放在庫區(qū)的哪個位置也只能靠人工經(jīng)驗估測，精確度不高，庫場得不到最大利用，造成場地資源浪費。
[0008]國內(nèi)外個別倉庫內(nèi)實現(xiàn)了自動化倉儲，但存儲對象基本為小件貨物或規(guī)整裝箱貨物，而且采用貨架進行存儲。但鋼成品倉庫的存儲對象多為鋼卷、鋼板、鋼錠等大件貨物，體積大、噸位重、外形各異，無法采用貨架式存儲，因此貨架式自動倉庫無法用于大件鋼材制品的存儲。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]本發(fā)明的目的在于提供一種鋼廠產(chǎn)成品倉儲配送自動化控制方法，該方法能全面實現(xiàn)在現(xiàn)場無行車操作人員的情況下全過程自動裝卸作業(yè)。
[0010]為了實現(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)成品倉儲配送自動化控制方法，其倉庫自動化控制系統(tǒng)包括:行車控制系統(tǒng)、激光掃描成像系統(tǒng)和倉庫作業(yè)過程控制系統(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，每臺行車本地控制PLC實現(xiàn)行車作業(yè)的邏輯控制，以及行車各機構(gòu)狀態(tài)、故障信息的采集，本地行車控制PLC與過程控制系統(tǒng)通過工業(yè)網(wǎng)絡連接；所述激光掃描成像系統(tǒng)包括安裝在倉庫車輛通道上的激光掃描檢測裝置和安裝在行車上的車輛激光掃描檢測裝置，通過激光掃描，采集車輛貨物位置和車輛上的貨物外形三維坐標數(shù)據(jù)，實現(xiàn)貨物及車輛外形掃描數(shù)據(jù)的處理、圖像計算，貨物特性數(shù)據(jù)生成，計算出車輛或車載貨物數(shù)量、所處的三維坐標，然后通過工業(yè)網(wǎng)絡方式傳輸數(shù)據(jù)至過程控制系統(tǒng)；
所述過程控制系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)處理服務器、自動化操作監(jiān)控設備、網(wǎng)絡通訊交換以及遠程操作臺，過程控制系統(tǒng)主要完成自動化作業(yè)指令的生成、自動行車作業(yè)過程控制，各行車設備狀態(tài)、故障信息的采集及警示，貨物庫位優(yōu)化計算模型，行車作業(yè)過程監(jiān)控；各行車之間協(xié)同作業(yè)及邏輯控制，人機交互計算機；過程控制系統(tǒng)與各臺行車、激光圖像服務器之間采用工業(yè)網(wǎng)絡方式連接通訊；
鋼成品入庫步驟是:
第一，載運物料的車輛從制造生產(chǎn)線末端庫出庫，駛往自動化成品倉庫門口前，生產(chǎn)線末端庫將出庫的貨物材料信息與載運車輛的信息綁定，并發(fā)送到運輸管理系統(tǒng)，運輸管理系統(tǒng)轉(zhuǎn)發(fā)至目的倉庫的過程控制系統(tǒng)；
第二，過程控制系統(tǒng)在收到包含作業(yè)貨種、貨物信息、計劃作業(yè)量的作業(yè)計劃后，將作業(yè)計劃進行排程，并調(diào)用庫位推薦優(yōu)化模型，確定作業(yè)行車、入庫貨物存放地址、入庫車輛停車位；
第三，庫位優(yōu)化模型依據(jù)入庫物料情況、實際庫存情況、庫容優(yōu)化比率、物料堆存原則計算入庫物料的存放庫位；
第四，庫位優(yōu)化模型計算結(jié)果，即貨物起吊順序及相關庫位的入庫調(diào)運方案，作為作業(yè)指令通過網(wǎng)絡下發(fā)對應停車通道的計算機終端，同時行車運行指令經(jīng)過網(wǎng)絡發(fā)送對應的行車，由行車控制系統(tǒng)具體控制執(zhí)行，目標庫位對應的停車指示信息發(fā)送至倉庫入口的大屏幕顯示屏顯示，用于引導來車駕駛員駕駛車輛停至指定停車位；
第五，車輛到達成品倉庫門口后，駕駛員根據(jù)大屏幕顯示的引導信息，駕駛車輛停至指定的停車位；
第六，每個停車位置安裝有RFID識別裝置，用于讀取車輛上安裝的RFID標簽，以取得來車信息，根據(jù)來車信息，即可取得與車輛信息綁定的車載貨物信息；
第七，RFID識別裝置讀取車輛RFID標簽后，觸發(fā)安裝于停車位頂部的激光掃描裝置，自動開始掃描車載貨物；
第八，掃描結(jié)果反饋給自動化倉庫過程控制系統(tǒng)中的三維仿真處理模塊，進行三維仿真計算，獲取車載貨物的三維坐標；同時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)送至倉庫理貨工手持機；
第九，成品倉庫理貨工佩戴手持機到車上，根據(jù)物料在車輛上的擺放位置在手持機上進行相應貨物圖例的選擇，每選擇一個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)送給過程控制系統(tǒng)，同時退到車輛旁邊的安全區(qū)域后，按下地面操作箱的確認按鈕；過程控制系統(tǒng)根據(jù)掃描結(jié)果自動生成行車作業(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，庫位信息更新，在入庫過程中過程控制系統(tǒng)始終監(jiān)控每個入庫貨物的存放位置并進行存儲，同時實時更新庫位占用信息，以便進行下一個貨物的存放庫位推薦計算；
第十三，如果已接近庫容量上限，在人機交互畫面上會顯示警示信息；同時后續(xù)貨物入庫作業(yè)計劃要調(diào)整到其他庫區(qū)進行自動化作業(yè)；
第十四，行車完成對應車輛的所有作業(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；
鋼成品出庫步驟是:
第一，運輸管理系統(tǒng)將包含作業(yè)貨種、計劃作業(yè)量信息的出庫計劃及裝車車輛信息發(fā)送給自動化倉庫的過程控制系統(tǒng)；
第二，過程控制系統(tǒng)按照車輛貨斗外形尺寸、貨物所處庫區(qū)信息編排詳細作業(yè)指令，隨后過程控制系統(tǒng)計算產(chǎn)生以下初始控制信息:根據(jù)作業(yè)計劃中每件貨物的貨物代碼，在數(shù)據(jù)庫中自動查詢每件貨物所處的庫區(qū)位置、三維坐標、外形尺寸、重量信息；根據(jù)計劃作業(yè)貨物所處庫區(qū)決定待裝車輛的停車位置，并在倉庫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，空車到成品倉庫，在成品倉庫門口處采用大屏幕顯示器顯示即將入庫的載運車輛的信息與目標停止位置；
第五，車輛行駛到指定的目標停止區(qū)域后，由安裝在停車位旁邊的RFID讀取裝置讀取來車信息，調(diào)出該車輛對應的出庫作業(yè)計劃；
第六，司機下車，退到車輛旁邊的安全區(qū)域后，理貨工在停車位附近的計算機終端上，確認下達作業(yè)指令，并觸發(fā)車輛通道上方的車輛激光掃描裝置