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構(gòu)建冷凍食品的自動化系統(tǒng)

2007-3-19 15:18:00 來源:物流天下 編輯:lili8158 關(guān)注度:
摘要:... ...
--RY食品服務(wù)公司橫濱南流通中心
    冷凍食品的需求即使在通貨緊縮的時(shí)代也十分堅(jiān)挺。但是由于生產(chǎn)技術(shù)的變化,全球化的發(fā)展,顧客生活方式的改變及多樣化的進(jìn)展,對冷凍食品的物流與流通的要求也與過去有很大的不同。
    RY食品服務(wù)公司在昭和29年創(chuàng)業(yè)得到迅速發(fā)展,以保鮮的自動化為起點(diǎn),成為日本為數(shù)不多的低溫食品批發(fā)商之一。同時(shí)為了更好地對應(yīng)千變?nèi)f化的市場環(huán)境,最近決定和菱食公司的100%出資的子公司菱食食品服務(wù)公司合并,并于2003年10月1日成立了RY食品服務(wù)公司。
    RY食品服務(wù)公司星羅棋布的低溫物流據(jù)點(diǎn)網(wǎng)得到業(yè)界的一致好評,其中特別是橫濱市的橫濱南流通中心是一個(gè)裝備了先進(jìn)物流系統(tǒng)的高功能型據(jù)點(diǎn),自1997年6月開設(shè)以來一直發(fā)揮著巨大的作用。
    中心為了對應(yīng)物流特性的急劇變化,在1999年秋對輸送一分揀線和自動倉庫周邊設(shè)備進(jìn)行了改造,并充分發(fā)揮了從中心初建時(shí)就擔(dān)負(fù)系統(tǒng)施工日本人工智能服務(wù)股份公司的仿真技術(shù),成功地大幅度提高了出貨能力。下面我們就把系統(tǒng)構(gòu)筑與改造的思路和現(xiàn)在的系統(tǒng)運(yùn)行情況具體報(bào)告給大家。
    冷凍食品市場
    還要繼續(xù)擴(kuò)大
    世上也許有很多人并不知道他們每天大量攝食的很多東西,其實(shí)都是冷凍食品。家庭里食用的各類配套的冷凍食品也許能夠通過窺視超市柜臺和家里的冰箱而有所了解,但是在一般人不一定很熟悉的業(yè)務(wù)用領(lǐng)域中,冷凍食品更是取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展。
    BY食品服務(wù)公司的有關(guān)負(fù)責(zé)人說,“當(dāng)今的冷凍食品技術(shù)進(jìn)步很快。食品材料在最能保持風(fēng)味的時(shí)候進(jìn)行冷凍和加工,能夠保證原汁原味地將其送到客戶手中,所以有人說‘冷凍食品比鮮品還鮮’。再加上農(nóng)村人口的減少、食文化的多樣化等種種因素,冷凍食品的需求一直持續(xù)堅(jiān)挺。”
    “從國民人均冷凍食品消費(fèi)量來看,美國是世界第一,年消費(fèi)71.1公斤(2000年),而日本位于第9位,每年18公斤(2001年),只是美國的1/4左右,所以今后還要不斷增長。”
    根據(jù)日本2001年的數(shù)字,冷凍食品的國內(nèi)生產(chǎn)量為150萬8,000多噸(其中業(yè)務(wù)用約占2/3),進(jìn)口數(shù)量為16萬噸多(其中中國約占6成,泰國約占3成)。國內(nèi)生產(chǎn)量略有增長,而進(jìn)口則增加繼續(xù)增長30%左右。
    冷凍食品里不僅有蔬菜、魚、肉等原材料和家常菜、糕點(diǎn)等副食,現(xiàn)在甚至還包括正餐大菜,這些加工后進(jìn)行運(yùn)送的食品進(jìn)口大量增加,物流的形態(tài)也有了很大變化。
    由于人工費(fèi)用的不同,烤雞肉要在當(dāng)?shù)赜免F子串好,冷凍肉類也要在當(dāng)?shù)厍衅庸ね戤呏笤龠M(jìn)口到日本,這種情況越來越多。過去作為原料進(jìn)口后要長期冷凍保存在倉庫里,而現(xiàn)在還必須具有將進(jìn)口食品馬上處理出貨的能力,否則作為批發(fā)商無法滿足客戶要求。而且作業(yè)環(huán)境是零下25度,要在這種低溫里高速操作,不能靠人,只能用機(jī)器實(shí)現(xiàn)自動化。為了提高服務(wù)質(zhì)量和速度,我們必須要有一個(gè)能夠充分發(fā)揮物料搬運(yùn)設(shè)備潛力的流通中心。
    流通中心的概要和系統(tǒng)改造
    橫濱南流通中心就是在這種市場需求背景下,通過發(fā)揮RY食品服務(wù)公司長期積累的各方面經(jīng)驗(yàn)而建成的。它不僅具有物流功能,而且兼有國外貨物進(jìn)口通關(guān)、食用肉品一鮮魚的細(xì)分散包裝和貼標(biāo)簽等PC(加工工序)中心功能,是一個(gè)復(fù)合型據(jù)點(diǎn)。
    從保管到分揀一出貨各區(qū)域都有嚴(yán)格進(jìn)行溫度管理的設(shè)備,托盤自動倉庫一交叉式箱子回轉(zhuǎn)架和自動分揀系統(tǒng)等等也都是日本最高水平的冷凍物流據(jù)點(diǎn)自動化設(shè)備。
    在人工作業(yè)區(qū)域里導(dǎo)入了電腦支持的揀選和數(shù)碼分揀等設(shè)備,追求“人與機(jī)器的共存”。在信息系統(tǒng)方面,統(tǒng)一訂貨信息通過VAN送到主機(jī)電腦和物流管理電腦,進(jìn)行出貨數(shù)據(jù)的趨勢分析和預(yù)測,以提高揀選效率,實(shí)現(xiàn)了高水平的運(yùn)用管理。
    流通中心最初投入使用時(shí)的設(shè)備構(gòu)成和能力設(shè)定為分揀線2,000箱/小時(shí),最多每天可出貨5萬箱。其后由于增加了對餐飲連鎖店的業(yè)務(wù),流通中心的物流作業(yè)特性有了很大的變化。
    本中心的小林莊一中心長解釋道,“一般的量販店和批發(fā)店的商品幾乎都是以箱子為單位出貨,但是送往餐飲連鎖店的食品材料都是以店鋪為單位,商品有效期也很短,所以基本上是單件出貨。為了對應(yīng)商品分類出貨及短時(shí)間內(nèi)出貨等特殊要求,作業(yè)批量也從7批增加到30批以上,細(xì)致入微的作業(yè)有很大的增加”。在這種情況下,急需補(bǔ)充能夠在短時(shí)間內(nèi)完成多品種少量揀選作業(yè)的設(shè)備。
    為此RY食品服務(wù)公司將自動倉庫的出入庫線和箱子揀選線進(jìn)行了改造,使其出庫速度從每小時(shí)120托盤提高到150托盤,同時(shí)將出貨輸送機(jī)一自動分揀線的能力從每小時(shí)2,000箱提高到4,000箱,翻了一番。
    此外他們還采用了一種“差額批量供應(yīng)系統(tǒng)”。既每次出貨時(shí)不是僅僅從自動倉庫中調(diào)出所需項(xiàng)目的托盤完成目前正在進(jìn)行的訂單的揀選,而是預(yù)測分析同項(xiàng)目商品下一次以后的訂貨趨向,同時(shí)揀選出此訂單之后的預(yù)測出貨數(shù)量商品,并把多余差額商品存放在箱子高速回轉(zhuǎn)架中,以便下次出貨時(shí)可迅速從中調(diào)出。
    自動倉庫最大出庫能力只有每小時(shí)150種類(以托盤單位),而交叉式高速回轉(zhuǎn)架的出庫能力為每小時(shí)1,600種類(以箱為單位)。“差額批量供應(yīng)系統(tǒng)”就是針對設(shè)備的這種特點(diǎn)想出的好辦法。
    通過仿真技術(shù)確定改造計(jì)劃
    通過上述設(shè)備的改造和巧妙的運(yùn)用,出色地解決了物流特性的變化問題。我們于文章一開始曾簡單介紹過的日本人工智能服務(wù)股份公司的仿真工程設(shè)計(jì)技術(shù)在這里起著重要的支持作用。
    一般的模擬技術(shù)是在軟件上建立現(xiàn)實(shí)的模擬環(huán)境,根據(jù)各種參量引起的輸出變化來進(jìn)行計(jì)劃制定等工作。但是這里的“仿真技術(shù)”卻更加先進(jìn),它可以將各種設(shè)備的開動情況變成虛擬系統(tǒng),并可以讓實(shí)際的設(shè)備管理電腦去控制操作這個(gè)虛擬系統(tǒng),通過3維動畫具體觀察驗(yàn)證設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)情況。
    管理電腦將此虛擬世界作為現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)進(jìn)行運(yùn)作,操作人員也可以通過3維畫面自由改變視線從不同角度鳥瞰現(xiàn)場情況,通過視覺確認(rèn)與現(xiàn)實(shí)接近的物品和設(shè)備的動態(tài)。
    通過這個(gè)3維仿真系統(tǒng),明確了問題所在,并詳細(xì)多次討論研究什么樣的設(shè)備和運(yùn)用方法能夠滿足所需功能的要求,決定了設(shè)備改造方案,而在這一過程當(dāng)中卻無需動用實(shí)際的機(jī)器設(shè)備。
    如何對實(shí)際使用中的中心設(shè)備進(jìn)行改造,關(guān)鍵在于實(shí)施過程中盡量避免現(xiàn)場停機(jī)。由于通過仿真進(jìn)行的設(shè)備運(yùn)行驗(yàn)證可兼作設(shè)備與管理電腦的聯(lián)機(jī)運(yùn)用實(shí)驗(yàn),所以當(dāng)天僅用了幾個(gè)小時(shí)就順利地完成了系統(tǒng)交替,得到了高度的評價(jià)。
    下面讓我們從現(xiàn)場介紹一下系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行情況。
    進(jìn)貨-入庫作業(yè)
    1 貼入庫標(biāo)簽
    卡車司機(jī)到達(dá)流通中心后在傳達(dá)室領(lǐng)取入庫標(biāo)簽,然后把卡車停在停車場,將貨物擺放到托盤上,并把入庫標(biāo)簽貼到托盤上,每托盤貼一張。入庫標(biāo)簽是根據(jù)進(jìn)貨預(yù)定信息提前準(zhǔn)備好的,標(biāo)有商品名稱、有效期和保管場所等。
    2 運(yùn)到進(jìn)貨處理區(qū)域
    司機(jī)把冷凍食品(包括部分冷藏品)碼放到托盤后,中心工作人員就迅速用叉車將其運(yùn)到0度的進(jìn)貨處理區(qū)域里去。這里使用的內(nèi)部塑料托盤的尺寸為1,100×1,200mm。這個(gè)尺寸的托盤最初是日冷公司按照鮮魚箱的大小制造的,現(xiàn)在已成為冷凍倉庫界的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
    3、4 無線手提終端
    然后使用無線手提終端掃描入庫標(biāo)簽,輸入商品有效期后再掃描相應(yīng)的托盤條碼,使二者附帶相關(guān)。這種掃描器是最近更換的低溫-防水式設(shè)備(古野系統(tǒng)的finpad250系列),其中有兩臺是帶有放射溫度探頭的最新機(jī)種,可記錄和管理進(jìn)貨商品的表面溫度。
    5、6 商品入庫
    進(jìn)貨登記完了之后,托盤進(jìn)入托盤自動倉庫或托盤移動貨架。(5)是通往自動倉庫的2條入庫線,(6)是通往貨架區(qū)的入口。
    7、8 托盤自動倉庫
    托盤自動倉庫有5臺堆垛機(jī),可收容3,990托盤-9,000噸商品(與9同為石川島播磨重工業(yè)制造)。1樓是入庫線,2樓是出庫線。在自動認(rèn)讀入庫標(biāo)簽條碼后,根據(jù)庫存狀況判斷此時(shí)的最佳存放位置并將托盤送到該處。自動倉庫的進(jìn)出庫能力為每小時(shí)150托盤。
    9 托盤移動貨架
    不適于用機(jī)械設(shè)備處理的零散出貨商品和高水分水產(chǎn)品等裝入托盤移動貨架。因只有需要進(jìn)出貨的分支通道可以打開,所以可保持最低通道寬度進(jìn)行高密度保管。這是低溫倉庫必不可少的設(shè)備。
    10、11 交叉式箱子高速回轉(zhuǎn)架
    這個(gè)設(shè)備是由各層獨(dú)立回轉(zhuǎn)的水平回轉(zhuǎn)貨架和連續(xù)回轉(zhuǎn)式垂直搬送裝置組合而成的,產(chǎn)品名稱為“自由交叉回轉(zhuǎn)架”(西部電機(jī)制造),是物流業(yè)界人士眾所周知的“王牌系統(tǒng)”。(10)是垂直輸送部分,如(11)所示,多齒叉狀的貨盤將商品箱從進(jìn)庫線上鏟入其中,到達(dá)所規(guī)定層后由相反方向排出。回轉(zhuǎn)柜朝空柜最近方向回轉(zhuǎn)并接收此商品。此系統(tǒng)共可收容5臺×14層×100列=7,000箱,具有每小時(shí)1,600箱的高速出入庫能力。它根據(jù)預(yù)測數(shù)據(jù)接收自動倉庫方面的供貨,能夠?qū)⑺枭唐费杆龠B續(xù)出庫,所以在這里作為分揀出貨系統(tǒng)使用。
    箱子揀選作業(yè)
    12 從自動倉庫出庫
    這里是2樓的出庫線。7臺軸驅(qū)動式托盤臺車(石川島播磨重工業(yè)制造)將出貨商品送到4條揀選線上。這個(gè)區(qū)域的溫度是+5度。
    13、14、15 揀選工作站
    作業(yè)人員通過電腦終端(15)的指示確認(rèn)商品名和出貨數(shù)量,并從出庫而來的托盤當(dāng)中逐一將所需箱子揀選出來。這時(shí)電腦指示的揀選數(shù)量除了現(xiàn)在正在進(jìn)行的出貨量之外,還要加上根據(jù)實(shí)績數(shù)據(jù)分析得出的今明兩日預(yù)測出貨數(shù)量(預(yù)測數(shù)量部分裝入多功能回轉(zhuǎn)柜),這就是所謂的“差額批量供應(yīng)系統(tǒng)”。
    如果僅靠自動倉庫是很難實(shí)現(xiàn)多品種短時(shí)間的頻繁出貨的。而流通中心通過這個(gè)系統(tǒng)集中,消減了托盤出庫次數(shù),提高了作業(yè)效率。
    16 貼出庫標(biāo)簽
    最后由揀選作業(yè)人員將電腦終端旁邊的打印機(jī)按揀選數(shù)量印出的lO標(biāo)簽貼到箱子上(每箱貼1個(gè)),確認(rèn)數(shù)量之后投入搬出輸送機(jī)線。(10表示輸入/輸出,即表示自動倉庫輸出的信息/分揀機(jī)——回轉(zhuǎn)架讀入的信息。)
    自動分揀線
    17、18 初次分揀
    從揀選工作站過來的兩條搬出線17合流為1條,然后在18處進(jìn)行初次分揀,自動被分為自動分揀線提供、回轉(zhuǎn)架補(bǔ)充和其他三個(gè)部分。
    19 噴墨式打印機(jī)
    從自動倉庫出來的揀選箱子出貨線、從回轉(zhuǎn)架出來的箱子出貨線和人工投入線合流為一,走到出貨自動分揀線,在這里用噴墨打印機(jī)打印運(yùn)往單位的條碼編號。
    20、21 自動分揀
    這個(gè)高速滑塊式自動分揀機(jī)(大福公司的“噴氣沖浪分揀機(jī)”)具有每小時(shí)4,000箱的分揀能力,是在改造工程時(shí)新導(dǎo)入的,有11個(gè)分揀出口和特殊排出口。
    作業(yè)人員在分揀排出口末端確認(rèn)箱子上打印的商品分揀去向,然后按要求放入物流臺車內(nèi)。
    數(shù)碼分揀和出貨
    22 初次分揀
    散件揀選作業(yè)在自動揀選線旁邊的數(shù)字分揀系統(tǒng)處進(jìn)行。首先把來自移動架的整體揀選商品和來自自動分揀出口的商品進(jìn)行按通道分類的初次分揀。
    23、24、25 數(shù)碼分揀
    用設(shè)置在各通道入口處終端的掃描器掃描商品條碼,則相應(yīng)場所的指示燈亮,顯示器上顯示出出貨數(shù)量(日本FAILNG的“揀選板”)。作業(yè)人員按此指示進(jìn)行分揀,兩人一組,十分迅速。
    26 出貨待機(jī)區(qū)域
    通過上述作業(yè),以箱/件為單位的出貨處理全部完成。商品以托盤/物流車為單位暫時(shí)在-25度的出貨待機(jī)區(qū)域保管,保持商品質(zhì)量。
    27 裝入卡車
    卡車到達(dá)后用手提終端確認(rèn)托盤/物流車的條碼然后裝車運(yùn)往客戶處。
    通過以上針對物流特性的變化而設(shè)定的高水平自動化系統(tǒng),每天最多可出貨5萬箱,而現(xiàn)場作業(yè)人員卻只有大約30個(gè)人,取得了可嘉可喜的成果。
    有關(guān)負(fù)責(zé)人員還說,“我們最近和廠家一起共同開發(fā)出了更加先進(jìn)的分揀出貨系統(tǒng),計(jì)劃不久就要導(dǎo)入到另一個(gè)物流據(jù)點(diǎn)里去。我們將推翻冷凍食品物流的常識,構(gòu)建最高水平的流通中心”。
    菊田一郎
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