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【案例】春雪食品智慧工廠的冷鏈智能倉儲(chǔ)物流系統(tǒng)建設(shè)與應(yīng)用
2025-02-25
陳臣 陳傳軍 韓亮 張亞豪 周麗
北自所(北京)科技發(fā)展股份有限公司
引語:為打造預(yù)制菜產(chǎn)業(yè)高地,春雪食品集團(tuán)在山東萊陽投資建設(shè)智慧工廠,并通過引入冷鏈智能倉儲(chǔ)物流系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品從入庫至出庫的全流程無人化作業(yè),有效降低運(yùn)營成本,提升生產(chǎn)效率與物流效率,最大程度保障食品安全,為春雪食品的可持續(xù)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
春雪食品集團(tuán)股份有限公司(簡(jiǎn)稱“春雪食品”)位于山東萊陽,專注于雞肉調(diào)理品(預(yù)制菜)研發(fā)、生產(chǎn)和銷售,致力于成為中國高品質(zhì)雞肉調(diào)理品細(xì)分行業(yè)的龍頭企業(yè),已于2021年10月在上交所上市(股票代碼605567)。
春雪食品的產(chǎn)品涵蓋調(diào)理品和生鮮品兩大類,深受國內(nèi)外市場(chǎng)的青睞,旗下品牌“春雪”“上鮮”以全植物飼料喂養(yǎng)、加工精細(xì)著稱,產(chǎn)品覆蓋餐飲、商超、電商等多渠道,是眾多國內(nèi)外知名連鎖品牌供應(yīng)商,且“上鮮”品牌連續(xù)六年蟬聯(lián)京東生鮮雞肉類銷量冠軍。隨著科技不斷進(jìn)步,數(shù)智化已成為推動(dòng)肉類產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)的重要驅(qū)動(dòng)力。為提升生產(chǎn)效率、降低成本并增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,春雪食品積極推進(jìn)智慧工廠建設(shè)和數(shù)字化轉(zhuǎn)型,通過在營銷端、加工端、養(yǎng)殖端構(gòu)建精細(xì)化、一體化綜合服務(wù)平臺(tái),進(jìn)入一個(gè)更加精細(xì)化和智能化的運(yùn)營新階段。
在數(shù)字化轉(zhuǎn)型過程中,春雪食品注重生產(chǎn)流程的優(yōu)化、質(zhì)量管控的精準(zhǔn)化以及供應(yīng)鏈的高效協(xié)同,確保為消費(fèi)者提供更加安全、優(yōu)質(zhì)、新鮮的肉類產(chǎn)品;利用“平臺(tái)+冷鏈”打通供應(yīng)鏈,通過“線上+線下服務(wù)”構(gòu)建價(jià)值鏈,通過區(qū)塊鏈應(yīng)用打通數(shù)字經(jīng)濟(jì)與金融服務(wù),旨在構(gòu)建一個(gè)涵蓋凍品、生鮮的全方位產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈。這些舉措不僅提升了春雪食品的運(yùn)營效率與市場(chǎng)響應(yīng)能力,更為其可持續(xù)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
一、項(xiàng)目背景及需求
當(dāng)前市場(chǎng)環(huán)境下,冷鏈能力和生鮮品生產(chǎn)銷售呈現(xiàn)出緊密的互動(dòng)關(guān)系。一方面,冷鏈技術(shù)的發(fā)展和能力提升,為生鮮品的銷售提供了有力支撐;另一方面,企業(yè)為增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,不斷推出品類豐富、質(zhì)高味美的新產(chǎn)品,也進(jìn)一步促進(jìn)了冷鏈物流的發(fā)展。
在此背景下,春雪食品積極響應(yīng)山東省“預(yù)制菜‘十百千’培育行動(dòng)”,2022年在萊陽市布局建設(shè)了年宰殺5000萬只肉雞的智慧工廠項(xiàng)目,旨在打造預(yù)制菜產(chǎn)業(yè)高地。在該項(xiàng)目中,自動(dòng)化立體冷庫存儲(chǔ)需求為1.5萬噸,與車間實(shí)現(xiàn)無縫連接,通過自動(dòng)流程實(shí)現(xiàn)空托盤垛補(bǔ)給、產(chǎn)成品碼垛、搬運(yùn)及存儲(chǔ)等一系列操作。
值得一提的是,為提升整體運(yùn)營與物流效率,并確保食品安全,春雪食品在2021~2024年引入了北自所(北京)科技發(fā)展股份有限公司(簡(jiǎn)稱“北自科技”)研制的冷鏈智能倉儲(chǔ)物流系統(tǒng),該系統(tǒng)集成堆垛機(jī)及四向車系統(tǒng),有效降低了運(yùn)營成本,提升了生產(chǎn)效率與物流效率,最大程度地保障了食品安全,為春雪食品的可持續(xù)發(fā)展奠定堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
二、項(xiàng)目概況及系統(tǒng)規(guī)劃
1.項(xiàng)目簡(jiǎn)介
該項(xiàng)目分為兩期建設(shè),一期為堆垛機(jī)立體冷庫,占地面積約6000m2,冷庫總設(shè)計(jì)庫容為1.5萬噸;二期為四向車立體冷庫,占地面積約4200m2,冷庫總設(shè)計(jì)庫容為0.75萬噸;冷庫儲(chǔ)存品類主要為肉類等,其中肉類占比在95%以上,儲(chǔ)存環(huán)境要求-25℃~-18℃。
項(xiàng)目整體規(guī)劃布局示意圖
2.一期冷鏈智能倉儲(chǔ)物流系統(tǒng)堆垛機(jī)立體庫概況
2022年10月,北自科技研制的冷鏈智能倉儲(chǔ)物流系統(tǒng)堆垛機(jī)立體庫成功交付使用,該冷鏈智能倉儲(chǔ)物流系統(tǒng)包含1.8萬個(gè)托盤貨位、8套低溫型堆垛機(jī)系統(tǒng)、1套輸送系統(tǒng)、1套倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)(WMS)以及1套監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)(WCS),總體出入庫處理能力達(dá)到300托/小時(shí)。
其中,春雪食品一期冷庫為新建冷庫項(xiàng)目,倉庫長113m,寬54.7m,高24m;作為堆垛機(jī)立體庫,主要適用于較長、較高的倉庫,可滿足產(chǎn)品“先進(jìn)先出,快進(jìn)快出”的存儲(chǔ)需求,主要優(yōu)勢(shì)在:
(1)高效率:堆垛機(jī)采用單機(jī)作業(yè)模式,存取速度較快,尤其在長距離搬運(yùn)貨物時(shí)具有優(yōu)勢(shì)。
(2)穩(wěn)定性好:堆垛機(jī)設(shè)計(jì)和制造過程中注重穩(wěn)定性和可靠性,能夠在各種環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行,保障物料的安全和完整。
(3)高密度存儲(chǔ):適合高層貨架,提高倉庫的空間利用率。一期冷庫為春雪食品第一座自動(dòng)化立體冷庫,庫房高度創(chuàng)新高,自動(dòng)化程度要求高,存儲(chǔ)效率要求高,采用托盤堆垛機(jī)存儲(chǔ)模式。
冷鏈智能倉儲(chǔ)物流系統(tǒng)堆垛機(jī)立體庫鳥瞰圖
3.二期冷鏈智能倉儲(chǔ)物流系統(tǒng)四向車立體庫概況
2024年3月,北自科技研制的冷鏈智能倉儲(chǔ)物流系統(tǒng)四向車立體庫成功交付使用,該冷鏈智能倉儲(chǔ)物流系統(tǒng)包含9000個(gè)托盤貨位、1套低溫型四向車系統(tǒng)、10臺(tái)低溫型四向車、1套輸送系統(tǒng)、1套倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)(WMS)以及1套監(jiān)控調(diào)度系統(tǒng)(WCS),總體出入庫處理能力達(dá)到150托/小時(shí)。
冷鏈智能倉儲(chǔ)物流系統(tǒng)四向車立體庫布局示意圖
二期倉庫為舊倉庫改造,改造前立庫區(qū)分為多個(gè)獨(dú)立小庫房,庫房整體利用率不高,改造后為四向車密集存儲(chǔ)立庫,多個(gè)庫區(qū)聯(lián)通,使整體空間利用率明顯提升。庫房高度為8m,高度受限制,單個(gè)庫區(qū)面積較小,采用四向車密集存儲(chǔ)模式。四向車適用于相對(duì)較低的倉庫,尤其適合多立柱、不規(guī)則倉庫,其對(duì)倉庫高度的要求較低,適用于13m以下的倉庫,主要優(yōu)勢(shì)在于:
(1)靈活性高:四向車可以在貨架中四向行駛,到達(dá)庫位的任何貨位,靈活性很強(qiáng)。
(2)適應(yīng)性強(qiáng):適合多樣化的貨物尺寸和重量,尤其適合中小尺寸和輕重量貨物。
(3)高效調(diào)度:可以實(shí)現(xiàn)多設(shè)備聯(lián)動(dòng)作業(yè),提高整體效率。
一期堆垛機(jī)立體冷庫 二期冷鏈智能倉儲(chǔ)物流
三、主要作業(yè)流程
1.一期項(xiàng)目作業(yè)流程
一期冷鏈智能倉儲(chǔ)物流系統(tǒng)堆垛機(jī)立體庫的作業(yè)流程包括:
(1)成品入庫工藝流程
車間成品碼垛完成后通過AGV搬運(yùn)至成品入庫上線口,外觀檢測(cè)合格后,進(jìn)行自動(dòng)纏膜作業(yè),再由輸送系統(tǒng)、堆垛機(jī)送入立體庫中存儲(chǔ)。如檢測(cè)不合格則退回入庫口處或下線,由人工整理后,重新檢測(cè)入庫。通過輸送系統(tǒng),堆垛機(jī)按照系統(tǒng)指令送至指定庫位上架完成入庫。
一層出入庫流程
(2)外來品入庫流程
外車間成品為整托形式來料,清點(diǎn)驗(yàn)收后直接由人工操作叉車運(yùn)送至立體倉庫一層入庫輸送線對(duì)應(yīng)上線口,經(jīng)過信息識(shí)別,外形檢測(cè)合格后,由輸送系統(tǒng)、堆垛機(jī)送入立體庫中存儲(chǔ)。外形檢測(cè)不合格則退回入庫站臺(tái)處或下線,由人工整理后,重新檢測(cè)入庫。
(3)空托盤供給流程
成品入庫所需的空托盤,由計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)調(diào)度巷道堆垛機(jī)由庫內(nèi)取出,通過輸送系統(tǒng)輸送至車間一樓碼垛區(qū),由托盤拆分機(jī)拆分后分別供應(yīng)給各碼工位使用。
(4)成品出庫流程
系統(tǒng)根據(jù)發(fā)貨單生成出庫任務(wù),按“先進(jìn)先出”原則將相應(yīng)的成品實(shí)托盤通過巷道堆垛機(jī)取出,經(jīng)信息校驗(yàn)合格后的成品托盤通過輸送系統(tǒng)送至對(duì)應(yīng)的出庫站臺(tái),由托盤搬運(yùn)車(地牛)叉車下線送至發(fā)貨暫存區(qū)。需要發(fā)貨時(shí),WMS系統(tǒng)根據(jù)業(yè)主ERP生成的發(fā)貨單據(jù),下發(fā)出庫任務(wù),將產(chǎn)品自動(dòng)輸送至發(fā)貨口,實(shí)現(xiàn)庫內(nèi)無人化作。
(5)余盤回庫流程
成品出貨尾盤余料,由人工整理后通過托盤搬運(yùn)車(地牛)送至對(duì)應(yīng)入庫上線口,經(jīng)信息識(shí)別,外形尺寸檢測(cè)合格后,由輸送系統(tǒng)、堆垛機(jī)送入立體庫中存儲(chǔ)。外形檢測(cè)不合格則退回入庫站臺(tái)處或下線,由人工整理后,重新檢測(cè)入庫。
(6)空托盤回庫成品出庫產(chǎn)生的空托盤,由人工收集后采用托盤搬運(yùn)車(地牛)運(yùn)送到車間上線口,經(jīng)輸送系統(tǒng)輸送回庫存放。
(7)抽檢、盤庫流程人工在計(jì)算機(jī)終端上根據(jù)貨物(包材)入庫時(shí)的相關(guān)信息組合查詢庫中滿足條件的貨物,選擇需抽檢、盤庫的托盤。系統(tǒng)從庫中調(diào)出相應(yīng)托盤經(jīng)輸送線送至抽檢、盤庫站臺(tái),由人工進(jìn)行核對(duì)、檢查及處理。處理后實(shí)托盤返回庫中存放。
(8)退庫需要退庫時(shí),人工在計(jì)算機(jī)終端上根據(jù)貨物相關(guān)信息組合查詢庫中滿足條件的貨物,選擇需退庫的托盤。系統(tǒng)從庫中調(diào)出托盤經(jīng)輸送線送至退庫站臺(tái)。
2.二期四向車?yán)鋷熳鳂I(yè)流程二期四向車立庫的存儲(chǔ)流程與一期立庫一致,主要為成品入庫及發(fā)貨流程。
產(chǎn)品入庫時(shí),由輸送系統(tǒng)進(jìn)入立體冷庫內(nèi),通過堆垛機(jī)自動(dòng)將產(chǎn)品入庫到WMS分配的指定貨位。
需要發(fā)貨時(shí),WMS系統(tǒng)根據(jù)業(yè)主ERP生成的發(fā)貨單據(jù),下發(fā)出庫任務(wù),將產(chǎn)品自動(dòng)輸送至發(fā)貨口,實(shí)現(xiàn)庫內(nèi)無人化作業(yè)。同時(shí),所有入出庫作業(yè)信息在系統(tǒng)中均有記錄,方便對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行信息追溯,為企業(yè)生產(chǎn)管理與食品全流程可追溯提供了安全保障。
二期四向車?yán)鋷熳鳂I(yè)流程
四、系統(tǒng)亮點(diǎn)
冷鏈智能倉儲(chǔ)物流系統(tǒng)的核心設(shè)備,為北自科技自主研發(fā)的低溫型堆垛機(jī)及四向車穿梭車系統(tǒng),能夠在-25℃環(huán)境下穩(wěn)定運(yùn)行。
針對(duì)低溫環(huán)境,北自科技從機(jī)械設(shè)計(jì)、控制系統(tǒng)等方面出發(fā)進(jìn)行定制化設(shè)計(jì)和選型,對(duì)堆垛機(jī)的框架結(jié)構(gòu)、鋼絲繩、電機(jī)、貨叉、供電滑觸線、認(rèn)址系統(tǒng)、電控元器件等進(jìn)行了全方位考慮。堆垛機(jī)采用雙立柱雙伸位結(jié)構(gòu),水平速度達(dá)160m/min,垂直提升速度達(dá)40m/min,單機(jī)效率實(shí)現(xiàn)40托/小時(shí)的出入庫流量,滿足企業(yè)的業(yè)務(wù)需求和未來發(fā)展。此外,在堆垛機(jī)載貨臺(tái)上配置條碼閱讀器是北自科技特有的設(shè)計(jì),好比給堆垛機(jī)配備了一對(duì)眼睛,通過條碼識(shí)別及WMS系統(tǒng)自動(dòng)盤庫功能來確保倉庫庫存信息更加準(zhǔn)確。
托盤四向車顯著提升了倉庫的空間利用率。由于四向車能在倉庫內(nèi)自由行駛,直接抵達(dá)任意貨位,這突破了傳統(tǒng)堆垛機(jī)只能存取通道兩側(cè)貨物的局限,使倉庫空間得到更高效的利用。其次,托盤四向車可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化作業(yè),有效節(jié)省人力成本,并大幅提升作業(yè)效率。通過北自科技智能調(diào)度系統(tǒng),四向車能夠精確地將物料輸送至指定位置,實(shí)現(xiàn)高效且少人或無人化的作業(yè)模式。
此外,托盤四向車具有強(qiáng)大的場(chǎng)地適應(yīng)性,能夠應(yīng)對(duì)不規(guī)則、異型倉庫以及出入庫效率差異較大的情況。無論是面對(duì)少品種、大批量,還是多品種、大批量的倉庫,四向車都能應(yīng)對(duì)自如,特別適合老舊倉庫的改造。最后,托盤四向車具有高靈活性,能夠靈活變換作業(yè)巷道,通過增減穿梭車數(shù)量來調(diào)節(jié)系統(tǒng)能力,并在必要時(shí)組建作業(yè)車隊(duì)以應(yīng)對(duì)系統(tǒng)峰值,解決出入作業(yè)的瓶頸問題。
綜上所述,托盤四向車在老舊倉庫改造中具有顯著的優(yōu)勢(shì),能夠大幅提升倉庫的存儲(chǔ)效率和作業(yè)精度,同時(shí)降低人工成本,是老舊倉庫改造的理想選擇。
成品入庫
五、應(yīng)用效果
該冷鏈智能倉儲(chǔ)物流系統(tǒng)項(xiàng)目為春雪食品引進(jìn)的第一套自動(dòng)化立體倉庫,成功地將倉儲(chǔ)至發(fā)貨的各環(huán)節(jié)連通起來,構(gòu)建起場(chǎng)內(nèi)智慧物流系統(tǒng),為企業(yè)打造智能工廠打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。該系統(tǒng)的投入使用,幫助企業(yè)降低了作業(yè)成本,大幅提升了物流與生產(chǎn)效率,保障了食品安全,改善了人員作業(yè)環(huán)境,給企業(yè)帶來的效益十分顯著,具體包括:
1.降低人工成本
該項(xiàng)目改變了傳統(tǒng)人工碼垛、轉(zhuǎn)運(yùn)和人工叉車上下架的作業(yè)模式,實(shí)現(xiàn)進(jìn)貨間和冷庫內(nèi)的無人化作業(yè),為企業(yè)在碼垛、搬運(yùn)、入庫、上架、出庫、下架等環(huán)節(jié)減少操作人員15人左右,顯著降低人工成本。
2.實(shí)現(xiàn)同等面積下的最大化存儲(chǔ)
在冷庫建設(shè)中,面積越大,制冷系統(tǒng)的日常運(yùn)營費(fèi)用越高,為此企業(yè)都追求冷庫利用率最大化。而該項(xiàng)目冷庫建筑為34m高的全自動(dòng)化立體冷庫,較相同面積的傳統(tǒng)冷庫提升了至少1倍的存儲(chǔ)量。
3.智能化管理系統(tǒng),提高信息準(zhǔn)確性,保證食品產(chǎn)品安全
該項(xiàng)目從收發(fā)貨月臺(tái)對(duì)接開始,便實(shí)時(shí)記錄所有作業(yè)信息,實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品全生命周期追溯,為后續(xù)產(chǎn)品儲(chǔ)運(yùn)管理、企業(yè)信息化升級(jí)改造打下堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
4.改善作業(yè)人員工作環(huán)境
低溫冷庫溫度區(qū)間在-25℃~-18℃。該項(xiàng)目的應(yīng)用讓作業(yè)人員無需進(jìn)入冷庫內(nèi)進(jìn)行操作,只需在發(fā)貨、備貨區(qū)等待產(chǎn)品出庫即可,從而避免作業(yè)人員身處惡劣的工作環(huán)境。
目前,該項(xiàng)目的投入使用獲得春雪食品的高度認(rèn)可,并已與北自科技達(dá)成了長期戰(zhàn)略合作意向。