石化行业物流特点与自动装车解决方案需求

1.车辆标准化程度低

国内运输货车以集装箱、厢式车、平板车、低栏车、高栏车、高低板车、飞翼车和侧帘车为主，相互之间的尺寸偏差较大。目前绝大部分企业都是委托第三方物流提供服务，而货车大多都是需要实时外叫的个体运营车辆，种类复杂。同时，即便是同种车辆，由于国内车辆改装现象严重，细节尺寸都有一定的偏差，造成车辆标准化程度低。

2.车辆满载满装要求高

无论是货运企业，还是货运个人，追求利益最大化是其最终目标。在符合国家制定的运输载重标准的情况下，往往会充分利用车辆的有效容积和载重量，做到尽可能多地装入货物，避免出现“亏吨”现象。

3.装车发货量大

石化行业出入库作业属于“大进大出”型，产品种类少、存量高、流量大。其中，生产入库是24小时生产制，而装车发货时间基本只有8～10小时，单位小时内发货量是生产入库量的3倍左右；同时，运输车进厂时间不均衡，存在一定程度的集中进厂时间，更加剧了单位时间内发货的波峰效应。

2023年1月18日，人力资源和社会保障部发布了2022年第四季度“最缺工”的100个职业排行，其中装卸搬运工位列第24位，成为很多企业的“最缺工”，招工难、招工贵现象加剧，企业缺工问题愈发严重。

用人困境在逼迫企业进行自动化、智能化改造升级，特别是石化企业，在装卸搬运方面用工人数庞大，装车是劳动力需求最多也是劳动强度最大的环节，通过自动装车设备代替传统的劳动密集型作业是必然趋势。部分石化企业在生产端和仓储端已经实现了高度的自动化，而末端的装车还多是以人力作业为主，通过建设自动装车系统，可以补齐最后环节，实现“生产－仓储－发运”全过程的无人化、自动化，完成打造智慧工厂的“闭环”。

从产品形态上来看，石化产品主要分为液态和固态两大类别。液态产品主要以储罐进行储存、槽车进行运输，部分用液体桶存储；固态产品多以纸袋、塑料袋进行包装，根据容积大小，可以分为小袋产品和吨袋产品，主要以火车和货车进行运输。火车因车厢皮的结构使然，在自动装车系统上还存在较大的技术瓶颈。以货车为主的自动装车系统则已取得多项技术突破和成功案例落地运行，设备种类多样，形式各异。

货车装车分为单件装车和整托装车两大类。单件装车是以单袋或多袋为单元，进行识别定位、自动抓取和自动装车，该模式涉及产品的二次拆码垛作业，在产线下线直发应用较多，效率可以达到1200～1600袋/小时。

随着2018年石化行业开始推行共享托盘发运模式，整托运输已经成为主流。整托自动装车系统根据功能特性分类，主要由车辆识别系统、备货缓存系统、安全防护系统、装车管理系统和自动装车机器人五部分组成。

车辆识别系统是由车牌识别系统、车辆进出道闸、车辆识别定位系统所组成，对来装货的车辆信息、车型规格、异物检测、停车定位等进行识别和管理。

备货缓存系统是出库作业和装车作业之间的缓冲环节，起到承上启下的重要作用，包括有外形检测装置、备货缓存输送机组、换向输送机组、升降输送机组、移栽输送机组、并垛输送机组和异常排除输送机组，同时根据前端货物的特性和装车需求，还有自动去/换托机、自动叠包/垛机、自动整形机等设备。

安全防护系统是通过采用固定护栏、电子护栏、视觉检测、激光扫描等多种安全防护措施，保证装车作业过程中人、机安全，避免安全事故的发生。

装车管理系统集装车状态监控、装车数据管理以及装车过程控制于一体，可以实时监控装车系统的当前运行状态，同时可以对装车的数据进行保存、查询与分析。

某项目装车系统网络拓扑图，如图1。

图1 某项目装车系统网络拓扑图

自动装车机器人是自动装车系统最关键的组成设备，目前市场上投入使用的可以分为整车推送式装车机、轨道移动式装车机、空中桁架式装车机和无人导引装车机器人四种类型。

1.整车推送式装车机器人

整车货物预先出库并在装车机器人系统（见图2）平台上紧密排列备料，车辆停靠到位后，通过动力车板一次性将整车物料推送装入车内，3～6分钟便可完成一车货物的装载，可完成集装箱车、厢式车、低栏板车、高栏板车等的自动装车。

2.轨道移动式装车机器人

装车机器人通过地面轨道，沿着车辆长度方向往来穿梭移动，将整托货物按照设定好的摆放规则装载到货车上，8～15分钟装满一车。轨道移动式装车机（见图3）根据不同的结构形式，又可分为上装式龙门装车机器人、侧装式龙门装车机器人和侧装式装车机器人，可完成低栏板车、高栏板车、侧帘车、侧翼车等的自动装车。

装车机器人系统（见图4）主体结构采用桁架形式，由多个立柱和横梁采用框架式结构组成，通过在空中构建XYZ直角坐标系，具备侧移、前进、升降和旋转等功能，同时能够很好地兼容地面环境，对环境要求低，装车速度较快，15～30分钟装满一车，可完成低栏板车、高栏板车、笼车及火车车厢等的自动装车。

4.无人导引装车机器人

装车机器人系统（见图5）单次可搬运1～4托货物，行驶进入车厢进行装车作业，车厢内通过测距算法进行定位导航。装车机器人有平衡重机器人、麦克纳姆轮移动机器人以及重载搬运机器人等。该种形式装车较为灵活、占地面积小，20—40分钟能装满一车，对车型，对车况要求较高，可完成集装箱车、厢式车等的自动装车。

从需求端来看，石化行业自动装车开始进入快车道，头部企业如镇海炼化、万华化学等都已完成自动装车系统的首用，取得了较好的经济效益与社会效益，并在逐步扩大自动装车的应用范围。

石化企业在选择及建设自动装车系统时，要统筹规划、合理布局，充分考虑企业自身的特性，依据包装码垛、库房、月台、物流场地、提货车辆等情况进行科学分析，选择成熟稳定且匹配的设备以满足企业需求，同时要着重考虑自动装车系统在车型兼容性、停车难易度、产品破包率、全品规适配性、备货缓存和装车效率等方面的技术指标。