成品中心库规划设计

1.工艺布局规划

成品中心库建成后，通过二层连廊输送区与原有成品高架库联通（如图1所示）。为实现成品中心库与成品高架库的一体化作业，系统在二层连廊输送区配置了柔性搬运小车，在智能调度系统的统一管控下，实现两个库区间物料的自动转储调配。

图1总体布局图

成品中心库共有四个楼层。成品中心库一层（如图2所示）主要完成成品实托盘、空托盘组自动存储、件烟分合流输送、机器人拆垛/码垛、空托盘组供给/回收、成品整托盘自动打带、出库发货等功能；二层（如图3所示）完成成品实托盘、空托盘组自动存储、楼层间转运以及成品中心库与原有成品高架库之间的移库功能；三层（如图4所示）、四层（如图5所示）完成成品实托盘、空托盘组自动存储、楼层间转运功能。

图2成品中心库一层

图3 成品中心库二层

图4 成品中心库三层

图5 成品中心库四层

2.业务流程规划

根据成品中心库的业务需求，本物流系统需完成以下作业流程：

（1）空托盘组供给流程

当码垛入库需要空托盘组时，四向车系统将空托盘组从密集库中调出，送至AGV接驳站台，潜伏式AGV将空托盘组送至位于出入库区的空托盘组拆垛站台，空托盘组由机器人自动拆分为单个空托盘，并放置在码垛工位上（如图6所示）。

图6空托盘组供给流程

（2）成品件烟入库流程

货车按车辆管理系统指定的车位停泊到位后，操作人员从车厢里取出件烟放置到伸缩链板输送机上，经条码识别合格后，系统按识别到件烟信息，分拣至指定的缓存通道，由多模态码垛机器人实现各种类型品规卷烟的抓取，按照不同的多样化垛形和数量码放于托盘上，系统自动把相关信息写入托盘RFID。码垛完成的件烟实托盘，由一层潜伏式AGV小车、四向穿梭车系统搬运至一层密集库中存放，或由潜伏式AGV送至垂直输送机接驳站台，转运到二/三/四层存储（如图7所示）。

图7 成品件烟入库流程

（3）整托盘出库发货流程

当发货所需的物料存储在二/三/四层，系统根据发货计划，由潜伏式AGV从货架存储区取出整托盘送至垂直输送机，转运至一层，由一层的AGV接驳送至打带机，打带后的实托盘由AGV搬运至发货工位，经RFID信息校验合格后，由人工叉车装车发货（如图8~11所示）。

图8 四层存储的发货实托盘送至一层

图9三层存储的发货实托盘送至一层

图10二层存储的发货实托盘送至一层

图11二/三/四层存储的发货实托盘送至一层后打带发货

当发货所需的物料存储在一层时，由四向穿梭车系统、潜伏式AGV从货架存储区取出整托盘送至打带机前缓存工位，打带后的实托盘由AGV搬运至发货工位，经RFID信息校验合格后，由人工叉车装车发货（如图12所示）。

图12 一层存储的发货实托盘打带发货

整托盘发货产生的空托盘组，随货车运输回来，由操作人员驾驶电动叉车从车厢里取出，按10个托盘/组放置到接驳站台上，系统识别到物料信息后，通过一层潜伏式AGV、四向穿梭车系统送至密集库指定货位存储。

（4）成品件烟发货流程

当发货所需的实托盘存储在二/三/四层时，由潜伏式AGV从货架存储区取出实托盘送至垂直输送机接口站台，垂直输送机将实托盘转运至一层，由一层的AGV接驳送至机器人拆垛工位。当发货所需的物料存储在一层时，由四向车系统从货架存储区取出整托盘送至AGV接驳站台，由潜伏式AGV转运至机器人拆垛工位。拆垛机器人按照规定的订单、品规、数量顺序拆垛为件烟，并放置在缓存输送线上，由输送线上的条码识别器自动完成件烟信息识别，并按识别到的件烟信息，分拣至指定的伸缩链板机，经过件烟一号工程系统扫码校验，最后由操作人员进行装车（如图13~16所示）。

图13 四层存储的发货实托盘送至一层

图14三层存储的发货实托盘送至一层

图15二层存储的发货实托盘送至一层

图16发货实托盘在一层拆垛发货

散件烟发货拆垛产生的空托盘由机器人自动回收、码垛成组后，由潜伏式AGV、四向车系统送至一层密集库存储。如散件烟发货同时在进行入库作业，优先将发货产生的空托组供给入库使用。

（5）原成品高架库与成品中心库间移库流程

成品中心库存储的成品整托盘需移库至原有成品高架库时，一、三、四层调出相应实托盘，通过垂直提升机送至二层潜伏式AGV接驳站台，潜伏式AGV接驳后，经二层连廊送至原有成品高架库存储；二层移库实托盘直接通过潜伏式AGV送至原有成品高架库（如图17~20所示）。原有成品高架库的整托盘需移库至中心库时则为反流程。

图17 四层存储的实托盘送至二层

图18三层存储的实托盘送至二层

图19 一层存储的实托盘送至二层

图20 移库实托盘通过二层连廊转运至高架库

该成品中心库采用了诸多新质生产力要素，结合多样化智慧物流装备的全新应用及信息技术，如多模态智能拆码垛机器人、集群式潜伏式AGV、综合件烟分拣系统、多样化密集存储系统、精准识别系统、多维度智慧调度系统和绿色园区管控系统等。物流系统通过电控系统和计算机系统进行管理和控制，实现成品件烟从码垛入库、整托盘入库、储存、拆垛散件出库、整托盘自动打带出库的全过程自动化，并完成设备管理、货位管理、倒库管理、故障及异常管理等功能。同时通过数字孪生技术，对设备数据进行采集，监控设备运行状态，提升物流系统自动化、数字化、智能化水平。建设智慧园区管理系统，实现车、人、物的综合调度管理。

1.多模态拆码垛机器人

成品中心库一层出入库区摒弃专用设备拆码垛空托盘的模式，对拆码垛机器人夹具（如图21所示）进行优化设计，使机器人（如图22所示）功能二合一，除实现所有类型件烟（不同类型品规）的拆码垛，还可完成空托盘组的拆码垛，精简了设备配置，减少了控制节点，大幅降低了投资成本及系统使用、维护成本。

图21 机器人夹具示意图

图22 多功能机器人

2.集群式潜伏式AGV

在一层出入库区域（如图23所示）充分发挥潜伏式AGV的柔性化特点，取消刚性联接的托盘输送线方案，以潜伏式AGV为运输工具，根据实际生产的需要，灵活调整最优的运行路径，自动完成库区至收发货区之间空托盘组、成品实托盘的搬运。

图23 一层出入库区

在二、三、四层（如图24所示），受限于土建高度空间，实托盘仅能单层存储，为实现最大存量，方案采用潜伏式AGV完成成品实托盘与空托盘组的密集储存，提高了仓储效率，实现了物料的自动存储。

图24 二、三、四层密集存储区

成品中心库与原成品高架库之间通过略带坡度的土建连廊（如图25所示）联接在一起，为实现物料在两个库区间的转储，经多次实验论证，由潜伏式AGV背负实托盘完成物料的倒运，大大地提高了系统的自动化程度，减少了人工劳动强度。

图25 连廊输送区

本项目跨越四个楼层、两栋仓库，均采用潜伏式AGV完成仓储、搬运环节，运行路径较为复杂，潜伏式AGV充分发挥了其柔性、灵活性强的特点，取代了刚性的输送线，使物流现场整洁有序，有效节省了投资成本，实现无人化生产、运输和仓储。项目中潜伏式AGV数量众多，集群式应用，凭借其优秀的协同作业能力，在智能调度系统的控制下，通过高效的任务分配、路径规划、交通管理和实时监控等功能，AGV小车秩序井然地完成各项出入库作业，系统运行可靠、效率高。

3.综合件烟分拣系统

传统的卷烟厂成品库出库区域一般仅要求进行成品件烟发货作业，但成品中心库除正常发货作业，还有大量的外来烟入库要求。在本项目一楼收发货区需同时实现件烟的收货入库及出库发货功能，能力要求在2800件/小时。为实现该效率及功能要求，经反复验证，方案采用简单的件烟辊道输送机、顶升移载机等，设计了双线件烟分合流系统（如图26所示），在智能物流控制系统下实现了高流量的收发货作业。经现场测试，能力可达到3000件/小时。该件烟分合流系统还具备多规格件烟分合流功能，满足常规烟、中支烟、细支烟的分拣作业，方案布局简洁、设备投资少。

图26 件烟分合流系统

4.多样化密集存储系统

根据本项目的土建情况，为实现最大存量，对成品托盘的存储方式进行了相应的规划设计，采用了空间利用率较高的密集存储方式。一层土建净空高较高，采用两层密集式货架（如图27所示），由智能四向穿梭车进行搬运；二、三、四层土建净空高较矮，采用单层密集存储（如图28所示），由柔性的潜伏式AGV进行搬运。成品中心库最终规划了6369个货位，按30件/货位计算，可存储3.8万箱件烟，优于设计要求。

图27 一层四向穿梭车密集存储系统

图28 二、三、四层潜伏式AGV密集存储系统

5.精确识别系统

本系统中通过在件烟输送线关键位置安装条码识别器，对件烟的一号工程码信息进行识别、跟踪，在拆码垛工位安装托盘RFID读写器，将入库码垛的件烟信息写入托盘RFID，实现对入库成品信息的不间断跟踪；在出库发货时，对出库托盘RFID信息进行读取，保证出库发货件烟的正确性。

6.多维度智慧调度系统

本项目采用昆船整体集成物流管理系统对整个中心成品库智能物流建设项目进行智能化管理和调度，WCS系统创新性实现“四向车、输送系统、潜伏式AGV”等设备多维度的综合智能调度与路径规划。系统实时采集每一台设备的状态数据、跟踪任务的执行情况，统计实时流量，通过智能算法实现路径实时动态规划、任务动态分配。对关键设备进行预调度和复合调度，任务执行过程中根据设备状态进行修正或重新规划，避开故障设备或拥堵路径，提升系统内设备的任务负载均衡率及利用率，全面提升系统的综合效率，实现柔性、智能化控制。

7.绿色园区管控系统

构建统一的绿色园区智慧运营平台，通过数据集成、功能集成、网络集成和应用集成，打造实时感知、实时监测、智能预警的综合指挥等能力，实现智慧安防、停车场管理、AI模型监管、物流调度及数字月台的一体化协同管理。厂区智慧安防通过多场景AI算法配置，实现多重防线智能防护；简化日常管理操作，加速故障分析诊断。厂区智慧管理通过工业物联网，把设施的数据接入到平台上，构建状态感知、实时监测、提前预警、联动处置和综合管控等能力，实现能耗实时预测、设施高效管理和环境智能监测等，创建绿色、安全、高效、智慧的制造园区。

本成品中心库项目颠覆了传统的以人工为主的作业模式，针对不同类型卷烟，创新规划多种自动存储模式，一层利用空间采用四向车密集存储，二/三/四层采用潜伏式AGV密集存储，最大化提升了仓库空间利用率；针对多楼层运行模式，采用集群化潜伏式AGV（44台）统一调度运行，通过多台垂直提升机的综合搬运，使成品件烟托盘快速、准确地在不同楼层间转储，作业效率高；出入库区设置的综合卷烟分拣系统，既能快速完成收货作业，也能满足发货作业，一次投资实现了多种功能，高效响应客户订单。据统计，项目建成运行后，仓储、分拣运行效率较之前提升了82%，缩短了省级中烟调拨响应时间。同时先进的管理系统的应用，实现了物流信息的实时采集、精确处理和智能决策，大大提升了物流管理水平，降低了运营成本。

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