[发明]钢厂产成品仓储配送自动化控制方法




【IPC分类】G06Q10/08, G06Q50/28
【公开号】CN105205629
【申请号】CN201410300408
【发明人】吉同祥, 肖苏, 张子才, 孔利明, 金云, 谢磊, 袁刚, 鲁刚, 肖海平, 李奎 
【申请人】宝山钢铁股份有限公司, 上海宝信软件股份有限公司
【公开日】2015年12月30日
【申请日】2014年6月30日


【技术领域】

[0001]本发明涉及一种钢厂产成品仓储配送自动化的控制方法。



【背景技术】
[0002]目前在钢成品或其它仓储仓库里主要依靠人工操作桥式起重机(行车)起吊和装卸货物货物入库的放置位置也都是依靠人工操作。
[0003]对于整个仓库生产及管理其作业工艺流程模式完全依赖人工进行信息传递、计划、处理、操作、装卸策略、管理等。而行车在仓库里起的作用只不过是充当了起重“工具”而已。一切过程都离不开人。货物入库时仓库管理人员根据作业计划单(或口头任务指令)人工通知行车司机移动行车至入库货物运输车辆停放位置起吊车辆上的待卸货物后根据仓库管理人员个人的经验将待卸货物放到仓库某个指定区域;每入库一件货物后再等待下一个指令。货物出库时仓库管理人员同样根据作业计划单(或口头任务指令)人工通知行车司机操作行车移动至仓库指定位置经仓库管理员确认出库货物后操作行车起吊货物并将其吊运到出库运输车辆上。同时地面还要配置大量的挂指人员进行行车运行的指挥和货物挂脱钩作业参见图1。
[0004]由于人工操作存在失误可能性特别是行车起吊货物时需要人工在地面进行指挥和挂、摘钢丝绳等吊具存在人员的安全风险行车操作人员稍有失误就可能造成人员伤亡。此外仓库场地各种货物的合理布置、货位管理、统计信息、故障信息、计划信息、作业信息、以及各类作业指令的协同性、及时性、正确性等一直无法改观能力效率无法提升。
[0005]在大型仓库中若没有实现整体生产管理自动化各种货物堆放层层叠叠。场地内货物种类不同、货主不同、型号规格不同、货物的装卸流向不同、计划和业务之间不同等使得大型仓库必需配备大量的操作司机和管理者来驾驶、协调这些设备的生产。因此有效地降低人工成本、最大限度地改善员工安全工作环境保证大型仓库的整体协同性大幅度地提高库容存放的能效避免因各种人为因素而造成的场地损失、货物遗失就成了所有大型仓储库场等面临的共同课题。
[0006]由于仓库的装卸设备都离不开人工操作和控制现有国内大型仓库在入库、出库、堆存货位、库存、计划等作业模式上都缺乏统一协调性。由于受人员的因素、整体协调因素、个人经验判断因素、个人的操作方法、货物种类因素等工作效率已难以进一步大范围地提高其结果是生产成本居高不下损失不小。
[0007]由于钢成品仓库行车大多起重量大跨距大、起升高度高行车司机视线受限地面空间狭小地面挂指人员需要频繁进行货物挂脱钩等人机接触作业因此工作环境存在一定的安全风险。每台行车设备的作业效率最大化离不开操作司机对各种钢成品装卸作业过程的长期经验积累培养一个经验丰富的行车司机成本较高时间周期较长。仓库的场地内每件货物的重量、外形尺寸只能依靠人工目测每件货物存放在库区的哪个位置也只能靠人工经验估测精确度不高库场得不到最大利用造成场地资源浪费。
[0008]国内外个别仓库内实现了自动化仓储但存储对象基本为小件货物或规整装箱货物而且采用货架进行存储。但钢成品仓库的存储对象多为钢卷、钢板、钢锭等大件货物体积大、吨位重、外形各异无法采用货架式存储因此货架式自动仓库无法用于大件钢材制品的存储。

【发明内容】
[0009]本发明的目的在于提供一种钢厂产成品仓储配送自动化控制方法该方法能全面实现在现场无行车操作人员的情况下全过程自动装卸作业。
[0010]为了实现上述技术目的本发明采用如下技术方案:
一种钢厂产成品仓储配送自动化控制方法其仓库自动化控制系统包括:行车控制系统、激光扫描成像系统和仓库作业过程控制系统
所述行车控制系统包括:行车控制PLC、工业视频监控装置、传感设备主要完成行车本地作业控制、工业监控视频捕捉每台行车本地控制PLC实现行车作业的逻辑控制以及行车各机构状态、故障信息的采集本地行车控制PLC与过程控制系统通过工业网络连接;所述激光扫描成像系统包括安装在仓库车辆通道上的激光扫描检测装置和安装在行车上的车辆激光扫描检测装置通过激光扫描采集车辆货物位置和车辆上的货物外形三维坐标数据实现货物及车辆外形扫描数据的处理、图像计算货物特性数据生成计算出车辆或车载货物数量、所处的三维坐标然后通过工业网络方式传输数据至过程控制系统;
所述过程控制系统包括数据处理服务器、自动化操作监控设备、网络通讯交换以及远程操作台过程控制系统主要完成自动化作业指令的生成、自动行车作业过程控制各行车设备状态、故障信息的采集及警示货物库位优化计算模型行车作业过程监控;各行车之间协同作业及逻辑控制人机交互计算机;过程控制系统与各台行车、激光图像服务器之间采用工业网络方式连接通讯;
钢成品入库步骤是:
第一载运物料的车辆从制造生产线末端库出库驶往自动化成品仓库门口前生产线末端库将出库的货物材料信息与载运车辆的信息绑定并发送到运输管理系统运输管理系统转发至目的仓库的过程控制系统;
第二过程控制系统在收到包含作业货种、货物信息、计划作业量的作业计划后将作业计划进行排程并调用库位推荐优化模型确定作业行车、入库货物存放地址、入库车辆停车位;
第三库位优化模型依据入库物料情况、实际库存情况、库容优化比率、物料堆存原则计算入库物料的存放库位;
第四库位优化模型计算结果即货物起吊顺序及相关库位的入库调运方案作为作业指令通过网络下发对应停车通道的计算机终端同时行车运行指令经过网络发送对应的行车由行车控制系统具体控制执行目标库位对应的停车指示信息发送至仓库入口的大屏幕显示屏显示用于引导来车驾驶员驾驶车辆停至指定停车位;
第五车辆到达成品仓库门口后驾驶员根据大屏幕显示的引导信息驾驶车辆停至指定的停车位;
第六每个停车位置安装有RFID识别装置用于读取车辆上安装的RFID标签以取得来车信息根据来车信息即可取得与车辆信息绑定的车载货物信息;
第七RFID识别装置读取车辆RFID标签后触发安装于停车位顶部的激光扫描装置自动开始扫描车载货物;
第八扫描结果反馈给自动化仓库过程控制系统中的三维仿真处理模块进行三维仿真计算获取车载货物的三维坐标;同时模拟出车载货物在车辆上的摆放位置图例整车货物位置图例发送至仓库理货工手持机;
第九成品仓库理货工佩戴手持机到车上根据物料在车辆上的摆放位置在手持机上进行相应货物图例的选择每选择一个货物图例即扫描一件货物上的条形码直至整车货物扫描完毕;这样每件货物的物理位置和物料信息进行了绑定;
第十理货工完成扫描后将扫描的结果发送给过程控制系统同时退到车辆旁边的安全区域后按下地面操作箱的确认按钮;过程控制系统根据扫描结果自动生成行车作业指令并发给行车执行;
第十一行车接收到作业指令后根据作业指令执行完成货物的装卸作业;
第十二库位信息更新在入库过程中过程控制系统始终监控每个入库货物的存放位置并进行存储同时实时更新库位占用信息以便进行下一个货物的存放库位推荐计算;
第十三如果已接近库容量上限在人机交互画面上会显示警示信息;同时后续货物入库作业计划要调整到其他库区进行自动化作业;
第十四行车完成对应车辆的所有作业指令后车辆停止位置的指示灯显示完成状态提示车辆驶离停止位置;
钢成品出库步骤是:
第一运输管理系统将包含作业货种、计划作业量信息的出库计划及装车车辆信息发送给自动化仓库的过程控制系统;
第二过程控制系统按照车辆货斗外形尺寸、货物所处库区信息编排详细作业指令随后过程控制系统计算产生以下初始控制信息:根据作业计划中每件货物的货物代码在数据库中自动查询每件货物所处的库区位置、三维坐标、外形尺寸、重量信息;根据计划作业货物所处库区决定待装车辆的停车位置并在仓库车辆入口处的显示屏上显示;
第三待装车辆驾驶员根据显示屏的指示驾驶车辆至指定的停车位停放;
第四空车到成品仓库在成品仓库门口处采用大屏幕显示器显示即将入库的载运车辆的信息与目标停止位置;
第五车辆行驶到指定的目标停止区域后由安装在停车位旁边的RFID读取装置读取来车信息调出该车辆对应的出库作业计划;
第六司机下车退到车辆旁边的安全区域后理货工在停车位附近的计算机终端上确认下达作业指令并触发车辆通道上方的车辆激光扫描装置


启动;
第七车辆激光扫描装置收到出库作业指令后开始对下方车辆进行扫描取得车辆停放的精确物理位置并取得车辆货斗的外形尺寸反馈给过程控制系统;
第八过程控制系统收到车辆位置及货斗尺寸信息后调用“车辆配载模型”根据每件待出库货物的外形尺寸、重量信息自动计算该车可装货物数量并分配每件货物在车辆货斗上将要放置的位置;将这些信息汇总后自动排列每件货物的作业顺序并下发给行车控制系统执行; 第九行车接收到作业指令后根据作业指令执行完成货物的装车作业;
第十出库作业时同时进行已出库货物占用库位的释放以及出库货物的销账对库位信息更新。
[0011]在出入库过程中的中断处理和人工介入在出库或入库过程中如出现作业计划冲突需调整作业顺序时仓库理货工可中断当前作业过程控制系统自动记录保存当前作业计划的进度情况;随后允许行车进行其它作业;当其它作业结束中控室人员能重新调出以前未完成的作业指令继续完成作业。
[0012]本发明可以作为一套完整的大型仓库行车全自动控制的系统解决方案可以让钢成品仓库全面实现在现场无行车操作人员的情况下全过程自动装卸作业。仓库自动化控制系统主要是指在行车作业时在充分保证行车作业效率、发挥仓库的堆存能力和其它功能基础上不需要行车司机进行操作。仓库过程控制系统从运输管理系统获得作业任务后根据仓库堆放情况和行车状态进行优化计算和安全性检验自动产生相关入库或出库作业指令随后过程控制系统自动将相关控制指令发送到对应行车控制系统由行车进行全过程无人驾驶的自动出库、入库作业;并通过激光扫描成像系统对车辆和装在车辆上货物进行激光扫描实现货物及车辆外形扫描数据的处理和图像计算得到车辆或车载货物数量、所处的三维坐标通过网络传输至过程控制系统。在出入库过程中作业监控人员可以通过监控终端和人机交互界面实时监视现场作业过程特殊情况时可以进行紧急干预。
[0013]本发明不但可以应用于大型的钢铁产成品仓库、还可以广泛应用各类大型的产成品室内外仓库、物流企业等实现货物出入库装卸作业和货位管理的自动化、智能化应用前景广泛。
【附图说明】
[0014]图1为现有仓库的作业流程和起重机作业模式示意图;
图2为本发明钢厂产成品仓储配送自动化控制方法流程图其中L3、L4为上一级控制系统;
图3为本发明的钢厂产成品入库流程图;
图4为本发明的钢厂产成品出库流程图;
图5为采用本发明的仓储配送自动化控制方法后的仓库作业模式示意图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。
[0016]参见图2一种钢厂产成品仓储配送自动化控制方法其仓库自动化控制系统包括:行车控制系统、激光扫描成像系统和仓库作业过程控制系统;
所述行车控制系统包括:行车控制PLC、车辆激光扫描检测装置、工业视频监控装置、各类传感设备等主要完成行车本地作业控制、车辆货物位置扫描、工业监控视频捕捉;每台行车本地控制PLC实现行车作业的逻辑控制以及行车各机构状态、故障信息的采集本地行车控制PLC与过程控制系统通过工业网络连接。
[0017]所述激光扫描成像系统包括安装在仓库车辆通道上的激光扫描检测装置和安装在行车上的车辆激光扫描检测装置通过激光扫描采集车辆货物位置和车辆上的货物外形三维坐标数据实现货物及车辆外形扫描数据的处理、图像计算货物特性数据生成计算出车辆或车载货物数量、所处的三维坐标然后通过工业网络方式传输数据至过程控制系统。
[0018]所述过程控制系统包括数据处理服务器、自动化操作监控设备、网络通讯交换以及远程操作台等设备过程控制系统主要完成自动化作业指令的生成、自动行车作业过程控制各行车设备状态、故障信息的采集及警示货物库位优化计算模型行车作业过程监控;各行车之间协同作业及逻辑控制人机交互计算机等。过程控制系统与各台行车、激光图像服务器之间采用工业网络方式连接通讯。
[0019]钢厂产成品入库步骤是:参见图3
第一载运物料的车辆从制造生产线末端库出库驶往自动化成品仓库门口前制造生产线末端库将出库的货物材料信息与载运车辆的信息绑定并发送到运输管理系统运输管理系统转发至目的仓库的过程控制系统。
[0020]第二过程控制系统在收到包含作业货种、货物信息、计划作业量的作业计划后自动将作业计划进行排程,热像仪并调用库位推荐优化模型分析库场当前库位占用状态确定作业行车、入库货物存放地址、入库车辆停车位。
[0021]第三库位优化模型主要依据入库物料情况、实际库存情况、库容优化比率、物料堆存原则计算入库物料的存放库位。库位优化建模过程需要兼顾货品行走路径、仓库空间利用率实现综合目标合理优化。在具体应用过程中还需要根据具体情况进行目标函数的扩展以应对不同的工况或实现其他目的如出库倒垛预防、涨库处理等。
[0022]第四库位优化模型计算结果即货物起吊顺序及相关库位的入库调运方案作为作业指令通过工业网络下发对应停车通道的计算机终端同时行车运行指令经过工业网络发送对应的行车由行车控制系统具体控制执行目标库位对应的停车指示信息发送至仓库入口的大屏幕显示屏显示用于引导来车驾驶员驾驶车辆停至指定停车位。
[0023]若车辆为普通社会运输车可由调度人员提前将车辆目标停车位置发送至大屏幕显示器。
[0024]第五车辆到达成品仓库门口后驾驶员根据大屏幕显示的引导信息驾驶车辆停至指定的停车位。
[0025]第六每个停车位置安装有RFID识别装置用于读取车辆上安装的RFID标签以取得来车信息根据来车信息即可取得与车辆信息绑定的车载货物信息。
[0026]第七RFID识别装置读取车辆RFID标签后触发安装于停车位顶部的激光扫描装置自动开始扫描车载货物。
[0027]第八扫描结果反馈给自动化仓库过程控制系统中的三维仿真处理模块进行三维仿真计算获取车载货物的三维坐标;同时模拟出车载货物在车辆上的摆放位置图例整车货物位置图例发送至仓库理货工手持机。
[0028]第九成品仓库理货工佩戴手持机到车上根据物料在车辆上的摆放位置在手持机上进行相应货物图例的选择每选择一个货物图例即扫描一件货物上的条形码直至整车货物扫描完毕;这样每件货物的物理位置和物料信息进行了绑定。
[0029]第十理货工完成扫描后将扫描的结果发送给过程控制系统同时退到车辆旁边的安全区域后按下地面操作箱的确认按钮;过程控制系统根据扫描结果自动生成行车作业指令并发给行车执行。
[0030]第十一行车接收到作业指令后根据作业指令执行完成货物的装卸作业。
[0031]在入库作业(或出库作业)中一般行车(桥式起重机)行走动作主要包括三种基本动作即行车的大车行走、小车行走、起升高度通过这三种动作的协调配合完成货物的装卸作业。在行车的大车行走、小车行走、起升升降机构上均安装适当的绝对值编码器通过编码器发出的二进制编码信号能精确得到以上机构的运行位置即大车走行位置、小车走行位置、起升高度位置。行车作业步骤为:
一次定位:行车根据作业指令中的第一件货物的位置信息自动运行大车、小车使得行车小车的吊具悬停到所需吊运物料的实际位置上方即:使得行车小车的吊具悬停到车辆上吊运物料的实际位置上方;
二次定位:行车运行到位后自动下放吊具并通过安装于吊具上的多个传感器的信号对行车大车、小车、提升位置进行调整;
物料夹取:吊具下放到位后自动完成物料的吊取;根据被吊货物的不同可选用不同的吊具例如钢卷、线材选用电磁吸盘钢卷选用夹钳;
重载起升:完成物料吊取后行车先进行慢速提升在慢速提升一小段距离后进行物料重量检测与作业指令中物料重量信息进行比对;重量若在允许范围内继续完成后续作业然后行车将物料提升至安全高度后自动进入下一步作业;
重载行走:在物料提升至安全高度后,超声波硬度计行车将根据从过程控制系统提供的目标地址即库位目标地址进行自动行走;在行走过程中行车将物料提升至最高以降低物料摆动的幅度行车在自动运行过程中进行自动防摇控制;
重载下放:行车大车、小车运行到目的地后控制物料下放;开始采用高速下放在接近目标高度后停止根据行车吊具上的三轴姿态传感器检测吊具的晃动如果吊具的晃动幅度在允许范围之内行车将继续慢速下放直至到达目标高度;
释放物料:吊具下放到位后即可释放被吊货物;
空载起升:释放被吊货物后行车先进行慢速提升在慢速提升一小段距离后检测重量在允许范围内将进行高速提升在高速提升过程中反馈作业实绩给过程控制系统同时选中下一条作业指令进行下一个作业流程。
[0032]第十二库位信息更新在入库过程中过程控制系统始终监控每个入库货物的存放位置并进行存储同时实时更新库位占用信息以便进行下一个货物的存放库位推荐计笪
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[0033]第十三如果已接近库容量上限在人机交互画面上会显示警示信息;同时后续货物入库作业计划要调整到其他库区进行自动化作业。所有入库货物的库存位置、当前总体库位占用情况均可在人机界面上集中显示并可根据每个货物的货物代码进行查询。
[0034]第十四行车完成对应车辆的所有作业指令后车辆停止位置的指示灯显示完成状态提示车辆驶离停止位置;
钢厂产成品出库步骤是:参见图4
第一运输管理系统将包含作业货种、计划作业量信息的出库计划及装车车辆信息发送给自动化仓库的过程控制系统。
[0035]第二过程控制系统自动按照车辆货斗外形尺寸、货物所处库区等信息编排详细作业指令随后过程控制系统计算产生以下初始控制信息:根据作业计划中每件货物的货物代码在数据库中自动查询每件货物所处的库区位置、三维坐标、外形尺寸、重量等信息;根据计划作业货物所处库区决定待装车辆的停车位置并在仓库车辆入口处的显示屏上显
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[0036]第三待装车辆驾驶员根据显示屏的指示驾驶车辆至指定的停车位停放。
[0037]第四空车到成品仓库在成品仓库门口处采用大屏幕显示器显示即将入库的载运车辆的信息与目标停止位置。
[0038]第五车辆行驶到指定的目标停止区域后由安装在停车位旁边的RFID读取装置读取来车信息调出该车辆对应的出库作业计划。
[0039]第六司机下车退到车辆旁边的安全区域后理货工在停车位附近的计算机终端上确认下达作业指令并触发车辆通道上方的车辆激光扫描装置启动。
[0040]第七车辆激光扫描装置收到出库作业指令后开始对下方车辆进行扫描取得车辆停放的精确物理位置并取得车辆货斗的外形尺寸反馈给过程控制系统。
[0041]第八过程控制系统收到车辆位置及货斗尺寸信息后调用“车辆配载模型”根据每件待出库货物的外形尺寸、重量等信息自动计算该车可装货物数量并分配每件货物在车辆货斗上将要放置的位置;将这些信息汇总后自动排列每件货物的作业顺序并下发给行车控制系统执行。
[0042]第九行车接收到作业指令后根据作业指令执行完成货物的装车作业。行车具体的作业执行步骤与入库流程中的第十一步骤相同这里不再详述。
[0043]第十出库作业时同时进行已出库货物占用库位的释放以及出库货物的销账对库位信息更新。
[0044]在上述的出入库过程中的中断处理和人工介入。在出库或入库过程中如出现作业计划冲突需调整作业顺序时仓库理货工可中断当前作业过程控制系统自动记录保存当前作业计划的进度情况。随后允许行车进行其它作业。当其它作业结束中控室人员能重新调出以前未完成的作业指令继续完成作业。
[0045]特殊情况下过程控制系统允许人工介入作业。设置可携带式无线遥控器通过无线信号连接到行车控制系统的行车控制PLC的1端口上仓库管理人员在库房内能通过所述遥控器操作行车进行生产作业。待故障或异常情况处理完毕后再恢复自动作业。
[0046]车辆及货物激光扫描成像。精确获取出/入库货物、出/入库车辆的位置信息(即三维坐标)是出库、入库自动化作业的前提条件。为了实现此目的在车辆、货物信息扫描成像方面选择目前成熟的激光扫描技术。本发明的激光扫描检测装置(或称激光扫描器)选择一维激光扫描器即激光头可沿一个方向进行一维的旋转扫描。为了取得二维平面内被测物体的外形可采取下面两种方案:参见图2
I)在仓库内出入库车辆停放位置的上方固定一套激光扫描检测装置它包括激光扫描器、控制单元、旋转云台及角度编码器、数据通讯设备(可以是有线或无线通信设备)。
[0047]2)利用仓库现有行车在行车大车行走部位安装位置编码器用于取得行车大车当前位置;在行车大梁底部安装一根导轨在导轨上设置一套激光扫描检测装置激光扫描检测装置通过行走小车的驱动可沿导轨方向运行。
[0048]上述两种方案可根据不同库区工况灵活选择使用。当库区对作业效率要求不高时可只选用方案2。当库区对作业效率要求较高时可选择方案I和方案2共用可有效提高作业效率。
[0049]出库车辆、车载货物、库存货物的三维坐标数据可为行车的自动控制过程提供参考数据。在所有货物信息及入库后的仓储位置信息的基础上可生成整个仓库的货物管理信息模型。库场空间、货物信息均以数据库方式保存其它系统可实施远程访问。
[0050]作业过程监控。在出库或入库过程中人机交互画面显示行车作业时各机构的运动、货物堆放位置坐标以及货物流动的情况人机交互界面显示行车作业时各机构的运动、货物堆放位置坐标以及货物流动的情况根据每个货物的货物代码能通过人机交互界面进行查询仓库管理人员通过人机交互界面能实时查看行车设备状态或库场内货物堆存的状况。
[0051]无人全自动行车系统全过程实时跟踪行车的作业情况。首先行车的大车、小车位置和吊具高度会实时传输到无人全自动行车系统中这些信息和行车的设备状态信息、行车操作模式等信息一起作为行车跟踪监控的数据基础。
[0052]在行车自动作业模式下无人全自动行车系统向行车下达行车指令后跟踪指令的执行过程在指令执行完成后将更新对应的行车计划状态为已经完成作业的计划。在行车吊运过程中无人全自动行车系统会详细记录钢卷起吊的具体位置信息、时间以及钢卷落地的具体位置信息、时间。
[0053]库区内的每个库位的变化都由无人全自动行车系统实时进行跟踪。入库钢卷最终由行车吊运到某个库位时无人全自动行车系统即更新该库位的信息。当某个钢卷出库时无人全自动行车系统也实时将库位信息进行更新。无人全自动行车系统内的库位情况将与库区的实物情况相一致。同时无人全自动行车系统详细记录钢卷的物流过程信息某个钢卷是哪天由哪辆车辆运至入库后的具体位置以及存放期间经过几次倒垛及其位置以及出库的日期出库的车辆都将有详细记录。
[0054]针对钢制品库区的实际情况采用枪机和球机相互结合的方式实现对自动化作业区的全面视频覆盖和监控。在操作室内配置液晶屏幕用于投放摄像机的实时监控画面使得管理人员能在理货室内全面掌握当前库区的作业状况和安全状况。计算机房配置视频录像机根据硬盘大小可保存一定时间的视频录像。
[0055]作业报表。对各台行车作业实绩包括作业时间、作业量、动态库存等信息进行统计生产作业日报、月报及库场盘库报表。
[0056]本发明钢厂产成品仓储配送自动化控制方法作为一套完整的大型仓库行车全自动控制的系统解决方案可以让钢成品仓库全面实现在现场无行车操作人员和指挥手的情况下全过程自动装卸作业。采用本发明后仓库的作业模式如图5所示仓库过程控制系统从运输管理系统获得作业任务后根据仓库堆放情况和行车状态进行库位优化计算和安全性检验自动产生相关入库或出库作业指令由行车进行全过程无人驾驶的自动出库、入库作业。根据仓库实际需要可仅配一名理货工进行出入库产品质量验收。如果质量验收职责不在仓库则该理货工也不需要配置。由此可以极大的提高劳动生产率降低人员劳动强度和安全风险有着较好的生产经济效益。
[0057]以上仅为本发明的较佳实施例而已并非用于限定本发明的保护范围因此凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种钢厂产成品仓储配送自动化控制方法其特征是:仓库自动化控制系统包括:行车控制系统、激光扫描成像系统和仓库作业过程控制系统 所述行车控制系统包括:行车控制PLC、工业视频监控装置、传感设备主要完成行车本地作业控制、工业监控视频捕捉每台行车本地控制PLC实现行车作业的逻辑控制以及行车各机构状态、故障信息的采集本地行车控制PLC与过程控制系统通过工业网络连接;所述激光扫描成像系统包括安装在仓库车辆通道上的激光扫描检测装置和安装在行车上的车辆激光扫描检测装置通过激光扫描采集车辆货物位置和车辆上的货物外形三维坐标数据实现货物及车辆外
形扫描数据的处理、图像计算货物特性数据生成计算出车辆或车载货物数量、所处的三维坐标然后通过工业网络方式传输数据至过程控制系统; 所述过程控制系统包括数据处理服务器、自动化操作监控设备、网络通讯交换以及远程操作台过程控制系统主要完成自动化作业指令的生成、自动行车作业过程控制各行车设备状态、故障信息的采集及警示货物库位优化计算模型行车作业过程监控;各行车之间协同作业及逻辑控制人机交互计算机;过程控制系统与各台行车、激光图像服务器之间采用工业网络方式连接通讯; 钢成品入库步骤是: 第一载运物料的车辆从制造生产线末端库出库驶往自动化成品仓库门口前生产线末端库将出库的货物材料信息与载运车辆的信息绑定并发送到运输管理系统运输管理系统转发至目的仓库的过程控制系统; 第二过程控制系统在收到包含作业货种、货物信息、计划作业量的作业计划后将作业计划进行排程并调用库位推荐优化模型确定作业行车、入库货物存放地址、入库车辆停车位; 第三库位优化模型依据入库物料情况、实际库存情况、库容优化比率、物料堆存原则计算入库物料的存放库位; 第四库位优化模型计算结果,烟气分析仪即货物起吊顺序及相关库位的入库调运方案作为作业指令通过网络下发对应停车通道的计算机终端同时行车运行指令经过网络发送对应的行车由行车控制系统具体控制执行目标库位对应的停车指示信息发送至仓库入口的大屏幕显示屏显示用于引导来车驾驶员驾驶车辆停至指定停车位; 第五车辆到达成品仓库门口后驾驶员根据大屏幕显示的引导信息驾驶车辆停至指定的停车位; 第六每个停车位置安装有RFID识别装置用于读取车辆上安装的RFID标签以取得来车信息根据来车信息即可取得与车辆信息绑定的车载货物信息; 第七RFID识别装置读取车辆RFID标签后触发安装于停车位顶部的激光扫描装置自动开始扫描车载货物; 第八扫描结果反馈给自动化仓库过程控制系统中的三维仿真处理模块进行三维仿真计算获取车载货物的三维坐标;同时模拟出车载货物在车辆上的摆放位置图例整车货物位置图例发送至仓库理货工手持机; 第九成品仓库理货工佩戴手持机到车上根据物料在车辆上的摆放位置在手持机上进行相应货物图例的选择每选择一个货物图例即扫描一件货物上的条形码直至整车货物扫描完毕;这样每件货物的物理位置和物料信息进行了绑定; 第十理货工完成扫描后将扫描的结果发送给过程控制系统同时退到车辆旁边的安全区域后按下地面操作箱的确认按钮;过程控制系统根据扫描结果自动生成行车作业指令并发给行车执行; 第十一行车接收到作业指令后根据作业指令执行完成货物的装卸作业; 第十二库位信息更新在入库过程中过程控制系统始终监控每个入库货物的存放位置并进行存储同时实时更新库位占用信息以便进行下一个货物的存放库位推荐计算;第十三如果已接近库容量上限在人机交互画面上会显示警示信息;同时后续货物入库作业计划要调整到其他库区进行自动化作业; 第十四行车完成对应车辆的所有作业指令后车辆停止位置的指示灯显示完成状态提示车辆驶离停止位置; 钢成品出库步骤是: 第一运输管理系统将包含作业货种、计划作业量信息的出库计划及装车车辆信息发送给自动化仓库的过程控制系统; 第二过程控制系统按照车辆货斗外形尺寸、货物所处库区信息编排详细作业指令随后过程控制系统计算产生以下初始控制信息:根据作业计划中每件货物的货物代码在数据库中自动查询每件货物所处的库区位置、三维坐标、外形尺寸、重量信息;根据计划作业货物所处库区决定待装车辆的停车位置并在仓库车辆入口处的显示屏上显示; 第三待装车辆驾驶员根据显示屏的指示驾驶车辆至指定的停车位停放; 第四空车到成品仓库在成品仓库门口处采用大屏幕显示器显示即将入库的载运车辆的信息与目标停止位置; 第五车辆行驶到指定的目标停止区域后由安装在停车位旁边的RFID读取装置读取来车信息调出该车辆对应的出库作业计划; 第六司机下车退到车辆旁边的安全区域后理货工在停车位附近的计算机终端上确认下达作业指令并触发车辆通道上方的车辆激光扫描装置启动; 第七车辆激光扫描装置收到出库作业指令后开始对下方车辆进行扫描取得车辆停放的精确物理位置并取得车辆货斗的外形尺寸反馈给过程控制系统; 第八过程控制系统收到车辆位置及货斗尺寸信息后调用“车辆配载模型”根据每件待出库货物的外形尺寸、重量信息自动计算该车可装货物数量并分配每件货物在车辆货斗上将要放置的位置;将这些信息汇总后自动排列每件货物的作业顺序并下发给行车控制系统执行; 第九行车接收到作业指令后根据作业指令执行完成货物的装车作业; 第十出库作业时同时进行已出库货物占用库位的释放以及出库货物的销账对库位信息更新。2.根据权利要求1所述的钢厂产成品仓储配送自动化控制方法其特征是:在出入库过程中的中断处理和人工介入,在出库或入库过程中如出现作业计划冲突需调整作业顺序时仓库理货工可中断当前作业过程控制系统自动记录保存当前作业计划的进度情况;随后允许行车进行其它作业;当其它作业结束中控室人员能重新调出以前未完成的作业指令继续完成作业。3.根据权利要求2所述的钢厂产成品仓储配送自动化控制方法其特征是:过程控制系统允许人工介入作业设置可携带式无线遥控器通过无线信号连接到行车控制系统的行车控制PLC的1端口上仓库管理人员在库房内能通过所述遥控器操作行车进行生产作业。4.根据权利要求1所述的钢厂产成品仓储配送自动化控制方法其特征是: 所述在入库和出库作业中行车行走动作包括行车的大车行走、小车行走、起升高度行车作业步骤为: 一次定位:行车根据作业指令中的第一件货物的位置信息自动运行大车、小车使得行车小车的吊具悬停到所需吊运物料的实际位置上方; 二次定位:行车运行到位后自动下放吊具并通过安装于吊具上传感器的信号对行车大车、小车、提升位置进行调整; 物料夹取:吊具下放到位后自动完成物料的吊取; 重载起升:完成物料吊取后行车先进行慢速提升在慢速提升一小段距离后进行物料重量检测与作业指令中物料重量信息进行比对;重量若在允许范围内继续完成后续作业然后行车将物料提升至安全高度后自动进入下一步作业; 重载行走:在物料提升至安全高度后行车将根据从过程控制系统提供的目标地址进行自动行走; 重载下放:行车大车、小车运行到目的地后控制物料下放; 释放物料:吊具下放到位后即可释放被吊货物; 空载起升:释放被吊货物后行车提升并反馈作业实绩给过程控制系统同时选中下一条作业指令进行下一个作业流程。5.根据权利要求4所述的钢厂产成品仓储配送自动化控制方法其特征是:所述重载下放步骤中开始采用高速下放在接近目标高度后停止根据行车吊具上的姿态传感器检测吊具的晃动如果吊具的晃动幅度在允许范围之内行车将继续慢速下放直至到达目标高度。6.根据权利要求4所述的钢厂产成品仓储配送自动化控制方法其特征是:所述空载起升步骤中释放被吊货物后行车先进行慢速提升在慢速提升一小段距离后检测重量在允许范围内将进彳丁闻速提升。7.根据权利要求1所述的钢厂产成品仓储配送自动化控制方法其特征是: 所述在出库或入库过程中人机交互界面显示行车作业时各机构的运动、货物堆放位置坐标以及货物流动的情况根据每个货物的货物代码能通过人机交互界面进行查询仓库管理人员通过人机交互界面能实时查看行车设备状态或库场内货物堆存的状况。
【专利摘要】本发明公开了一种钢厂产成品仓储配送自动化控制方法其仓库自动化控制系统包括:行车控制系统、激光扫描成像系统和仓库作业过程控制系统;仓库过程控制系统从运输管理系统获得作业任务后根据仓库堆放情况和行车状态进行优化计算和安全性检验自动产生相关入库或出库作业指令并将相关控制指令发送到对应行车控制系统由行车进行全过程无人驾驶的自动出库、入库作业;激光扫描成像系统能对车辆和装在车辆上货物进行激光扫描对扫描数据的处理和图像计算后能获得车辆或车载货物的三维坐标通过网络传输至过程控制系统。在出入库过程中作业监控人员可以通过监控终端和人机交互界面实时监视现场作业过程特殊情况时可以进行紧急干预。