案例 | 曲块转运系统重塑发酵食品物流新模式

作为白酒酿造的核心环节，制曲的生产效率与工艺稳定性直接关系着最终的酒体质量与产能释放。由北自所（北京）科技发展股份有限公司（以下简称“北自科技”）根据客户曲厂房布局进行革新性调整，通过深度研发与应用，成功打造了一套集链条输送、垂直升降、空中输送于一体的全流程智能化曲块转运系统。

“曲块转运系统”不仅有效解决新厂房布局下的物流难题，更在行业内首创电动单轨小车（EMS）在粉尘防爆环境中的应用，填补了国内酿酒制曲物流自动化的技术空白。项目于2025年6月正式投产，标志制曲生产向自动化、智能化迈出历史性一步，也为传统发酵食品行业的物流升级树立新标杆。

新布局在工艺流程、空间利用及管理效率上具有显著优势，但也给物流环节带来前所未有的挑战：

（1）转运距离激增，传统模式效率低下：新厂房布局使发酵仓与干曲仓之间的水平距离大幅拉大，传统的人工推车方式劳动强度极高、转运效率低下，严重拖累整体生产节拍。

（2）无成熟先例，技术方案空白：经调研,国内外无针对此类大规模、长距离、平铺式制曲厂房布局的自动化曲块转运案例。相关技术研究存在空白，市场上缺乏成熟的成套解决方案。需研发一种全新的拆仓大曲智能转运模式，开发成套的智能化技术装备，并完成现场应用验证，从而实现曲块从发酵仓至干曲仓的全自动输送及均匀堆放，彻底解决生产瓶颈问题。

图1 制曲厂房效果图

根据曲块、曲筐的物理形态及高粉尘防爆等特性要求，通过技术、装备和解决方案的多维度创新，成功研发了贯穿“拆曲-转运-丢曲”全流程的曲块转运系统。该系统集成链条输送机、垂直升降机、移载输送、EMS空中输送系统等5种数字化专用装备，构建起从地面到空中的立体物流网络。实现曲块流转全链路自动化、智能化管控。

图2 全流程立体化智能转运系统运作流程图

1.干曲筐地面输送方案

实现发酵仓出仓至干曲仓接驳环节全自动化无缝衔接，流程高效顺畅：

自动上线：电动转运车在空曲筐下线点叉取空筐，送入发酵房内。

自动出库：发酵完成后，人工将房内出仓的曲块放置在曲筐内，电动转运车将满载曲块转运至“满曲筐上线点”。发酵层运作流程，如图3所示。

图3 发酵层流程图

垂直输送：曲筐上线后，计算机调度系统立即发出启动指令。曲筐首先通过链条输送机被输送至垂直升降机处。

跨楼层转运：垂直升降机将曲筐从上一层（发酵层）平稳转运至下一层（干曲层）。

接驳准备：曲筐到达下层后，通过平台链条输送机被输送至EMS的接驳位，等待空中转运。干曲层运作流程，如图4所示。

图4 夹层工艺流程图

2.EMS空中输送及堆曲方案

这是整个系统的核心环节，实现了物料的空中跨越与精准投放。EMS堆曲工艺流程，如图5所示。

图5 EMS堆曲工艺流程图

智能识别：EMS行至接驳位，其特制的夹抱结构下降，传感器确认曲筐工件状态正常，随后夹具牢固夹抱满载曲筐并提升至高位。

空中自动寻址：根据计算机调度系统规划的最优路径（单一路线或多路径规划），EMS沿空中轨道高速运行至指定的干曲仓丢曲点。在此过程中，轨道道岔提前转换到位，确保路径畅通。

精准丢曲：系统自动识别曲块倾倒的最佳点位及高度，EMS携带曲筐自动下降至预定高度，旋转机构动作，使曲筐翻转，曲块均匀倾倒至干曲仓内。

复位循环：丢曲动作完成后，空曲筐自动复位，EMS沿原路径返回至二楼的接驳输送机，等待下一次作业指令。

整个系统的信息流紧紧围绕曲块这一生产对象展开。计算机调度系统接收上层MES或WMS下达的丢曲任务，将指令分解并下发至输送机控制系统与EMS 空中输送系统，实现全流程的信息闭环与无人化作业。

项目攻克多项行业技术难题，实现四大核心创新，兼具项目场景适配性与行业推广价值。

1.国内首创EMS在粉尘防爆环境中的应用

EMS通常采用滑触线或非接触感应供电，但这两种方式在制曲车间的高粉尘、高湿度环境下存在极大安全隐患，如滑触线摩擦产生电火花、粉尘聚集引发爆炸风险。

本项目中的EMS空中输送系统对整机进行严格的防爆设计（Ex等级）。这一创新彻底解决了粉尘环境下的用电安全问题，是国内首次将EMS技术成功应用于高粉尘防爆的食品发酵场景，为特殊环境下的物流自动化提供了全新的技术路线。

2.探索“拆仓大曲智能化转运”新模式

融合物联网、智能传感、动态调度等技术，本项目首创“输送机+EMS”的空间立体输送模式，重新定义了曲块流转逻辑：

地面柔性化：利用干曲块载具（干曲筐），通过电动转运车或AGV实现点对点的柔性接驳，适应厂房内的不规则路径。

垂直高效化：利用专用输送机和提升机，解决跨楼层的垂直运输难题。

空中批量化：利用EMS在空中架设的轨道网络，实现跨区域、长距离、大批量的快速转运与精准投放。

这种“地面+空中”的立体化模式，将传统的平面二维物流升级为三维空间物流，极大地提升了厂房的空间利用率和物流周转效率。

3.研制拆仓大曲智能化转运成套技术与装备

针对曲块易碎、曲筐形态特殊、环境恶劣等项目特点，专门研制了全套专用装备：

专用EMS：开发了具有自适应夹抱、180°翻转功能的末端执行器（机械手），确保在抓取和翻转过程中曲筐稳固、曲块不洒落。同时，设备整机进行防尘密封设计，防止粉尘侵入关键部件。

高效衔接装备：开发了专用链条输送机和垂直升降机，通过精密的系统设计，实现链式输送机与EMS之间的无缝衔接，保证物料流转的连续性和节拍的稳定性。

4.开发智能化调度控制系统

构建基于数字孪生技术的“智能大脑”，实现系统级的自主调度与安全管控。

路径智能规划与安全避障：研发了专用轨道岔道控制软件，系统根据上位机下达的目标地址，实时规划EMS入仓丢曲的最优路径。同时，避障程序通过前后车通讯及水平坐标控制，实时监测车间内所有小车的位置，动态调整运行速度，确保小车之间保持绝对的安全距离，防止碰撞事故。

数字模型与远程监控：系统建立基于曲块破碎率控制、干曲仓空间尺寸优化的“丢曲数字模型”。计算机监控系统对现场感知信号进行实时数据处理，记录并显示设备关键参数。系统根据数字模型形成的运行指令，远程调度控制设备完成曲筐的转运及丢曲功能，实现了生产过程的可视化与数字化管理。

曲块转运系统界面

1.运行成效显著

本项目包含4条制曲生产线，已于2025年6月正式投产。运行数据表明，系统各项指标均达到或优于设计预期。

效率大幅提升：彻底告别人工推车和溜槽作业，曲块转运实现全流程机械化、自动化，转运效率较传统模式提升显著。

劳动强度降低：操作人员仅负责曲块的初装和车辆接驳，不再需要进行高强度的推车和搬运作业，改善工人的作业环境。

物料损耗降低：通过自动化设备精准地控制，减少人工操作中因磕碰、倾倒不均造成的曲块破碎损耗。

2.安全与合规性增强

通过引入防爆型EMS和全封闭式输送系统，有效降低高粉尘环境下的火灾爆炸风险，提升企业的安全生产水平，符合国家对食品及危化品生产场所的严格安全规范。

3.行业示范效应

解决了酿酒行业制曲环节长期存在的物流痛点，将在整个酿酒行业和发酵食品行业起到示范性的技术变革作用。通过本项目的实际效果，

也证明通过定制化的智能物流装备和系统，完全可以实现对传统非标生产工艺的改造升级，助推相关行业迈向自动化、智能化的新阶段。