天圣华信息

2022-11-22

项目背景

某机械厂生产用外购件和自制件品类众多，仓库保管员物料管理对象以物料大类作为各自的管理范畴，库区按照物料种类进行划分，专属种类物料亦对应专属的仓库保管员，例如有专属电子元器件的保管员、有专属标准件的保管员、有专属密封件的保管员、有专属工装治具的保管员等。工厂运营管理系统按照各产线工单物料需求汇总物料需求，下发至库房管理系统，库房管理系统把总的物料需求拆解后分给对应的保管员。在各专属库房保管员分拣物料后，需巡线员按照各产线工单物料需求进行工单齐套合并，最终把齐套后的物料配送至各产线。工厂生产的特点是多工单、小批量，工单合包工作量大，目前采用电子标签货架的合包方式，三个巡线员全天工作方能满足当前生产配套需求，已无法满足产能提升的需求。

项目目标

本项目需实现小件货物的自动化分拣作业，可以把保管员分拣出来的物料按照工单需求快速准确地逐项齐套，提高零件分拣齐套效率。

1）实现单包重量2㎏以内、包装尺寸200mm×200mm×200mm以内的物料自动分拣。

2）实现日分拣物料能力（按日有效工作时间7小时）不低于3000项。

3）实现物料分拣方式支持按工序、工段、部门分拣。

4）与ERP系统集成，根据生产调度指令分拣齐套。

解决方案

根据项目需求，提出一种工单拆分后快速合并的解决方案——智能播种墙分拣系统。智能播种墙分拣设备主要用于小件货物的自动化分拣作业，实现单包重量5㎏以内、包装尺寸400mm×320mm×200mm以内的物料自动分拣。日分拣物料能力（按日有效工作时间7小时）8400项。分拣系统可从上层ERP系统获取待发料信息并自动根据生产调度指令、物料需求日期和紧急程度、系统工作效率等因素设置分拣条件和调整发料顺序，支持按工序、产线、部门分拣。

1.组成及布局

播种墙分拣设备主要由投料机构、机架、轨道、道岔、循环升降机、多台RGV穿梭小车、格口、物料出库单打印机、合包卡片打印机、控制系统、落件检测装置、灯显装置等组成。通过高速运行的RGV穿梭小车可以快速准确地把货物运送到指定的格口。

播种墙分拣设备组成图

根据场地设计，分拣货架为4层双边布局，共计96个格口通道，其中包含一个异常物料暂存通道；第五层为小车充电层，不做分拣；采用模块式设计具备未来扩展功能，且便于设备的拆装及维护。总占用空间（长×宽×高）12m×3m×3m，尺寸如下图所示：

播种墙分拣设备尺寸图

设备提升机构配置金属围板设计，两侧是金属货架分拣道口，物理隔绝作业人员与设备运动执行部件的接触，不会对人员造成机械事故；设备主控柜、供件台设置有急停按钮，设计的紧急停止开关，遇到紧急状况可随时停止，紧急开关；格口顶部设置有三色报警灯，设备醒目位置设置安全警示。RGV穿梭小车通过电滚筒转动，进行物料的转运卸载，穿梭小车运行能够实现物料输送过程平稳，避免物料在输送过程中脱落和卡滞、损坏。皮带上方设置有视觉识别机构，能快速识别每包物料编码信息。

2.性能指标

1）格口数（通道数）：96个；

2）穿梭小车运行速度：1.5m/s；

3）穿梭小车数量：14台；

4）分拣效率≥1200P/H;

5）分拣差错率≤2‰；

6）扫描成功率≥99%；

7）可处理货物尺寸及重量:

Max:400*320*200mm，5kg；

Min:75*75*1mm，0.03kg；

8) 设备噪音≤70dB（距离整机1米）。

3.作业流程

智能播种中物料分拣系统主流程如上图所示，整体业务流程如下：

保管员进入待发料界面选择待发料记录 → 打印物料出库单 → 发料、包装暂存 → 巡线员转运待分拣物料 → 物料送入分拣机构物料输入口、人工上料 → 物料传输途中分拣系统自动识别并将物料出库信息反馈到ERP系统完成出库记账 → 物料进入分拣机构(RGV穿梭小车)根据配送要求进行分拣 → 完成分拣的物料由人工转运至待配送电子货架暂存。

4. 系统功能

软件系统主要功能如下：

1）系统具备独立的物料出库、分拣管理软件系统，实现与工厂工控网连接，进行数据互传；

2）系统具备系统参数设置功能包括人员与对应库位管理，分拣方式设置，上线分拣物料种类设置等；

3）系统具备分拣通道动态分配功能；

4）系统具备后台数据查询功能，包括查询物料上线时间、分拣通道号、物料撤离时间等数据；

5）系统可自动推送发料任务到相应库位所属保管员的平板电脑待发料工作界面；

6）系统具备物料出库单在工位打印功能；

7）系统具备生成工序包标签信息功能；

8）系统具备通过手持设备实现人工出库功能；

9）系统具备完成分拣的待配送物料以箱为单位生成交接条码功能；

10）系统具备异常物料无法上线分拣处理功能；

11）系统具备完成分拣的物料出库信息向ERP系统反馈功能；

12）系统具备系统实时运行状态显示功能，包括显示任务超时工序信息、异常物料待处理信息、系统总运行效率等信息，对系统的运行状态具备监控功能，实时将异常状态显示到监控终端。

系统架构图

项目亮点

播种墙分拣设备图

智能播种墙使用模块化组装，可实现即插即用的工作模式。智能播种墙结合自动集包、自动输送系统，实现完全自动化分拣的订单处理流程。
智能播种墙支持多种订单分拣模式，包括波次分拣和单独分拣并且提供灵活的软、硬件接口以便于快速替代人工分拣。
高速运行的机器人可以快速准确地把货物运送到指定的格口、效率是非自动分拣的8倍以上，平均1200件/时。项目实施后，3个巡线员干一天的活儿，1个巡线员使用智能播种墙不到3小时就可完成。
智能播种墙是高性能、模块化、可按需灵活扩展配置的自动分拣系统。仅通过多个模块的组合，可以进一步提高分拣速度，满足用户后期产能提升需求。
适合多种料盒同时使用，周转箱可利旧使用，大幅度节省成本，可动态调整分拣计划，并配备可自定义的缓存货架。
针对场地空间受限而目的地很多的场景而设计，立体式占地面积小，单位面积利用率高。
软件功能可定制化，模块化，具备很强的扩展性、稳定性、安全性等特点。