隨著智能工廠、智能制造逐步普及，傳統(tǒng)制造業(yè)亟需轉(zhuǎn)型升級以應(yīng)對效率和產(chǎn)能瓶頸。在金屬加工、機(jī)械制造、航空航天等領(lǐng)域，3m以上的長大物料比較常見，但是如何進(jìn)行規(guī)模化的存儲以應(yīng)對自動化管理和密集存儲是擺在企業(yè)面前的現(xiàn)實難題。米亞斯作為領(lǐng)先的倉儲自動化解決方案提供商，為舟山正山智能“量身設(shè)計”高效率的大型棒料自動化倉儲解決方案，成功助力企業(yè)打造該地區(qū)首個未來“黑燈工廠”。

在競爭激烈的市場中，工廠自動化轉(zhuǎn)型升級成為制造企業(yè)保持競爭力、取得市場突破的一大利器。長大物料作為金屬加工等行業(yè)的重要原材料，往往長度超過3m、重量超過3噸，其自動化倉儲難題，掣肘著企業(yè)自動化轉(zhuǎn)型升級。

01 行業(yè)背景概述及面臨的痛點 

根據(jù)相關(guān)資料，長大物料一般指長度大于3m，重量為3噸以上的板材、型材、棒料、大型機(jī)械零部件、模具等物料，一般作為制造業(yè)廠內(nèi)加工制造的原材料使用。

大型棒料傳統(tǒng)堆疊方式作業(yè)現(xiàn)場

本案例中客戶企業(yè)屬于緊固件行業(yè)，棒料作為重要生產(chǎn)原料，往往需要提前備貨倉儲以應(yīng)對生產(chǎn)需求，經(jīng)過實際調(diào)查發(fā)現(xiàn)，這類物料的特殊性質(zhì)容易導(dǎo)致企業(yè)在儲存該類物料時面臨倉儲空間利用率低（這些長且重的大型物料的特殊物理屬性導(dǎo)致在存儲作業(yè)時物料容易堆疊碼放，占用大量的廠房空間）、安全隱患大（由于物料重且大，需要耗費大量的人力進(jìn)行搬運移載，在工人作業(yè)時，容易導(dǎo)致安全隱患）、管理效率低（由于人工作業(yè)+簡單的機(jī)械搬運，導(dǎo)致出入庫效率低下，也給后續(xù)的物料盤點、產(chǎn)品追溯等帶來問題）、物料盤點難（由于長大物料的大量堆積導(dǎo)致在進(jìn)行盤點作業(yè)時帶來不便，不能針對特定物料進(jìn)行精確盤點。且某些特殊長大物料的材料容易磕碰損壞）、人力成本高（傳統(tǒng)作業(yè)方式需要耗費大量的人力進(jìn)行搬運作業(yè)，這就導(dǎo)致企業(yè)需要倉儲作業(yè)員工，但是現(xiàn)實的困境是招工難帶來人力成本的不斷飆升）。

隨著制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級步伐加快，長大物料的自動化倉儲需求越來越多，如何實現(xiàn)這種超長、超重、超大物料的安全有效存儲，技術(shù)方案難點頗多，需要綜合考量：

1.定制化開發(fā)難度較高

一般托盤立體庫中的貨物在1噸以內(nèi)，體積較小，在1m3左右，容易實現(xiàn)自動化倉儲，但是如果面對長度超過3m甚至于10m、重5噸以上的物料，那么對移載設(shè)備如堆垛機(jī)、貨架等都提出較高的要求。有的物料屬于卷狀，常規(guī)貨叉存取時候容易滾落，可能需要針對這些特殊物料做定制化開發(fā)，如長料箱托盤載具、V型貨叉、變距可調(diào)貨叉等自動化設(shè)備。

2.安全保護(hù)系數(shù)較高

由于長大物料的特殊物理屬性，且單位價值較高，一旦出現(xiàn)掉落、滾落意外情況，會產(chǎn)生較大的經(jīng)濟(jì)損失，需要考慮設(shè)備存取貨物時有相應(yīng)的安全保護(hù)措施。

3.對設(shè)備運行可靠性較高

一般工廠內(nèi)部生產(chǎn)是持續(xù)性不間斷的，滿負(fù)荷運行狀態(tài)對出入庫物流設(shè)備穩(wěn)定性和可靠性要求較高，需要設(shè)備在對長大物料長時間進(jìn)行各生產(chǎn)環(huán)節(jié)搬運、輸送等作業(yè)時，依然能夠保持穩(wěn)定運行，否則因設(shè)備故障導(dǎo)致停機(jī)會給生產(chǎn)帶來巨大損失。

4.倉儲信息化與數(shù)字化系統(tǒng)對接

實現(xiàn)大型自動化倉儲系統(tǒng)需要完備的信息化軟件，并且與企業(yè)現(xiàn)有的生產(chǎn)等系統(tǒng)進(jìn)行融合對接，打通各項數(shù)據(jù)鏈條，實現(xiàn)長大物料出入庫作業(yè)信息以及物料盤點等操作與企業(yè)整體生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)共享管理，方便企業(yè)信息化系統(tǒng)建設(shè)。

02 典型應(yīng)用案例分析 

位于浙江舟山市的正山智能制造科技股份有限公司是舟山正源實業(yè)旗下的子公司，是一家以智能化裝備為基礎(chǔ)，運用大數(shù)據(jù)分析等信息化技術(shù)的新型現(xiàn)代化緊固件制造企業(yè)。產(chǎn)品以風(fēng)電葉片、塔筒、地錨緊固件，螺栓、螺母等高精端緊固件為主，主要應(yīng)用于海上和陸上風(fēng)電、石油化工、核能核電、橋梁、高鐵、重型機(jī)械等產(chǎn)業(yè)鏈。正山智能力求打造新的“工業(yè)4.0”模式的現(xiàn)代化工廠，涵蓋大數(shù)據(jù)、智能化、自動化三大板塊，實現(xiàn)企業(yè)數(shù)智化升級，成為最強(qiáng)緊固件工業(yè)示范型企業(yè)。

近年來，隨著正山智能業(yè)務(wù)的快速發(fā)展，原有的廠房基建已不能滿足生產(chǎn)工藝需求，如在棒料倉儲區(qū)，物料無法實現(xiàn)靈活存取，即棒料的堆疊碼放，很難實現(xiàn)特定棒料的精確搬運，需要將上面碼放的棒料用完才能拿取下面的棒料。為實現(xiàn)廠內(nèi)大型棒料的自動化倉儲，打通各生產(chǎn)工序以提升生產(chǎn)效率，正山智能正尋求智能工廠的建設(shè)以期順應(yīng)企業(yè)蓬勃發(fā)展，二期項目力求打造一座自動化智能化的現(xiàn)代工廠。 

正山智能期望打造一座高標(biāo)準(zhǔn)的棒料自動化立體庫，為長度超過8m，重量達(dá)到8噸的棒料實現(xiàn)自動化倉儲，與輸送機(jī)對接實現(xiàn)高效率出入庫。

值得一提的是，米亞斯為正山智能一期成品庫提供托盤堆垛機(jī)實現(xiàn)存儲成品總噸位2500噸（載具托盤尺寸為1200mmX1000mmX1000mm,單個托盤重量1000kg，立體庫高度15m），運行至今未出現(xiàn)故障，穩(wěn)定性可靠性極佳。“你們的堆垛機(jī)運行很流暢，至今未出現(xiàn)故障，速度快，大大節(jié)省了我們的作業(yè)時間。”車間工作人員如此評價道。

鑒于一期項目的成功應(yīng)用，正山智能嚴(yán)謹(jǐn)評估后再次攜手米亞斯著力于打造原料（棒料）立體庫，從而打通從原料入庫生產(chǎn)到成品出庫銷售的全自動化倉儲流程，真正實現(xiàn)企業(yè)生產(chǎn)智能化和數(shù)字化管理。

03 智能棒料立體庫構(gòu)成情況 

智能棒料立體庫主要由有軌巷道堆垛機(jī)、出入庫輸送系統(tǒng)、懸臂式貨架及WMS/WCS系統(tǒng)等構(gòu)成。該棒料庫共有538個貨位，采用2臺米亞斯雙立柱單深位堆垛機(jī)，根據(jù)系統(tǒng)指令在作業(yè)時間內(nèi)完成特定數(shù)量的棒料存取要求，與其他系統(tǒng)協(xié)作最終滿足企業(yè)生產(chǎn)需求。

04 主要作業(yè)流程和功能概況 

棒料載具長度8m，寬度近1m，重量超過8噸，總庫容量近4000噸。

棒料自動化存取：倉儲管理系統(tǒng)根據(jù)倉管員的指令進(jìn)行作業(yè)，堆垛機(jī)接受到來自系統(tǒng)的出庫任務(wù)后，堆垛機(jī)將運行至指定庫位拿取棒料并運送至輸送機(jī)上進(jìn)入下道工序，完成出庫任務(wù)；堆垛機(jī)接收到來自系統(tǒng)的入庫任務(wù)后，堆垛機(jī)運行至站臺接收來自輸送機(jī)上的棒料，并將棒料運送至指定庫位，完成棒料入庫任務(wù)。出入庫過程中堆垛機(jī)與輸送機(jī)協(xié)同作業(yè)，實現(xiàn)高效率的自動化存取。

協(xié)助人工盤點：由WCS調(diào)度堆垛機(jī)將庫存棒料下架并輸送至出庫站臺，工人通過PDA完成實物盤點。對于盤點正常的棒料，由堆垛機(jī)再運送到原貨位存放；如果盤點數(shù)據(jù)異常，則由工人在PDA上修改盤點數(shù)據(jù)，并上傳給WMS更新數(shù)據(jù)庫，再經(jīng)由堆垛機(jī)運送到原貨位存放。

05 項目亮點和技術(shù)創(chuàng)新 

米亞斯為客戶提供2臺雙立柱堆垛機(jī)，不僅滿足500多個貨位棒料出入庫作業(yè)任務(wù)，更能輔助倉儲人員進(jìn)行倉庫棒料的盤點作業(yè)。作為長大物料自動化倉儲的典型應(yīng)用場景，米亞斯定制開發(fā)設(shè)計了多項技術(shù)方案：

1.貨物重尺寸大

棒料超過8噸，長度超過8m，特殊的棒料外觀尺寸要求伸縮貨叉和堆垛機(jī)的設(shè)計進(jìn)行定制化開發(fā)，保證設(shè)備可靠穩(wěn)定存取。

2.高效作業(yè)精準(zhǔn)盤點

根據(jù)出入庫作業(yè)指令，堆垛機(jī)在接受到指令后與輸送機(jī)協(xié)同作業(yè)，將貨物送至相應(yīng)的貨架上或者是巷道的出庫輸送機(jī)上，此外根據(jù)物料管理人員的需要完成棒料的盤點作業(yè)。

3.外形檢測系統(tǒng)

以存儲單元尺寸的長、寬、高為基準(zhǔn)，根據(jù)允許的誤差±20mm進(jìn)行設(shè)定。對入庫的存儲單元長、寬、高的尺寸進(jìn)行檢測，判斷是否超過該設(shè)定，若沒有超過該設(shè)定則視為尺寸合格，允許入庫；若超過該設(shè)定，在系統(tǒng)里則視為“尺寸不合格”托盤，需要退出整理，并向系統(tǒng)報告超差情況（如高度或長度方向等），并顯示在入庫口顯示屏上。

4.多種安全保護(hù)系統(tǒng)

滿載高速運行時緊急制動可承受慣性沖擊力。安全型PLC、雙側(cè)多級防墜安全鉗、安全防撞液壓吸能器等高性能、多達(dá)幾十種的多層級防護(hù)裝置為堆垛機(jī)在巷道內(nèi)安全運行保駕護(hù)航。

5.先進(jìn)制造工藝

堆垛機(jī)立柱采用焊接箱體結(jié)構(gòu)，內(nèi)部分布焊接角鋼及筋板以提高立柱整體抗扭和變形的能力，保證在高強(qiáng)度承載重型長大物料情況下立柱不易變形。

6.模塊化設(shè)計

驅(qū)動輪箱設(shè)計為可拆卸結(jié)構(gòu)，在設(shè)備需要維修保養(yǎng)時快速拆卸減少待機(jī)時間，避免因為停機(jī)導(dǎo)致生產(chǎn)產(chǎn)能的損失。

7.高標(biāo)準(zhǔn)的項目管理

不同于常規(guī)貨物立體庫項目，大重型棒料對基礎(chǔ)土建、巷道設(shè)備的安裝、調(diào)試均有更高的要求，從項目前期的導(dǎo)入到設(shè)計、制造、現(xiàn)場安裝調(diào)試均要進(jìn)行嚴(yán)格把控，確保產(chǎn)品高質(zhì)量交付。

06 成效顯著，打造舟山首個省級“未來工廠” 

日前，正山智能被列為省級未來工廠試點企業(yè)，二期項目已被打造成先進(jìn)制造自動化立體車間，實現(xiàn)正山智能未來模式的“黑燈車間”，是引領(lǐng)新智造發(fā)展的示范型現(xiàn)代化工廠。

1.提升經(jīng)濟(jì)效益

該套長大物料自動化倉儲立體庫的成功實施，實現(xiàn)近4000噸大型棒料的密集存儲，為客戶節(jié)省了大量的土地面積和存儲空間。高效率的出入庫作業(yè)方式，使掣肘企業(yè)發(fā)展的產(chǎn)能問題獲得極大提升，滿足企業(yè)淡旺季生產(chǎn)節(jié)拍，使柔性化生產(chǎn)成為可能。

2.樹立良好的企業(yè)形象

智能化、自動化生產(chǎn)車間的建設(shè)大大提升了傳統(tǒng)企業(yè)科技化形象，日前，正山智能被列為省級未來工廠試點企業(yè)，智能化現(xiàn)代化的生產(chǎn)工廠引來多方媒體的爭相報道和企事業(yè)單位組團(tuán)參觀，無形中助力公司宣傳為企業(yè)帶來更多隱形效益，使得品牌知名度獲得極大提升。

3.提高安全作業(yè)管理水平

自動化作業(yè)方式，徹底解決了企業(yè)招工難、用工貴的難題，減輕了倉儲作業(yè)人員的勞動強(qiáng)度，避免人工操作帶來安全隱患，降低危險系數(shù)，使得安全管理水平又提升了一個檔次。智能化管理也減少了貨物處理的差錯率及作業(yè)過程中產(chǎn)生的差錯，數(shù)字化的作業(yè)模式大大提升了倉儲作業(yè)人員的管理水平和技術(shù)水平，真正實現(xiàn)了數(shù)字化工廠建設(shè)。

4.標(biāo)桿工廠引領(lǐng)行業(yè)升級

正山智能作為緊固件行業(yè)的先行者，以數(shù)據(jù)驅(qū)動生產(chǎn)流程再造，實現(xiàn)數(shù)字化設(shè)計、智能化生產(chǎn)、數(shù)字化管理、綠色化制造和安全化管控，“未來工廠”項目建設(shè)具有示范引領(lǐng)意義，為后續(xù)長大物料自動化立體庫方案規(guī)劃提供切實可行的操作參考，為傳統(tǒng)制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級提供新的發(fā)展思路。