自动立体仓库在铜版纸生产中的应用

谷志平 侯庆喜

（1天津科技大学材料科学与化学工程学院，天津，300457 2亚太森博（山东）浆纸有限公司，日照，276826）

随着造纸企业对纸卷仓储管理的要求不断提高，土地、人力资源等成本的持续增加，自动纸卷立体仓库应运而生并且在造纸行业得到了广泛的应用。相比传统平面仓库，自动纸卷立体仓库具有充分利用空间、提高存储量、高效出入库、节省人力资源等特点，且仓库管理系统（WMS)能与上层ERP管理系统实施无缝衔接，如图1所示。本文重点介绍自动立体仓库作为中间仓库在铜版纸生产中的应用案例。

图1 自动立体仓库实物图

1 纸卷自动立体中间仓库概述

在铜版纸生产过程中，纸卷自动立体仓库作为中间仓库来使用，其作用相当于一个水库，起到缓冲产量的作用。由于铜版纸产品品种较多，有高光泽铜版纸、亚光铜版纸、丝光铜版纸、单面铜版纸、双面铜版纸等众多品种；另外产品规格也较多，再加上同一品种的产品在质量上也有不同的档次。因此，如果在一特定的时间内，某一产品规格的纸卷多于订单，可以快速利用中间仓库暂时存入这个规格纸卷，将来有订单时再将这种规格的纸辊从中间仓库出库到切纸机进行分切。既能提高对生产的响应速度，又能提高切纸机的利用率。中间仓库对于铜版纸生产线，起着非常重要的作用，国内的铜板纸生产线，基本全部配备全自动中间仓库，比如：APP金东纸业1#、2#、3#机，APP海南2#机，UPM常熟2#机，山东太阳纸业20#机，山东华泰纸业8#机等。

2 纸卷自动立体中间仓库的组成

由管理服务器，地面站，自动行车，存放纸卷的塔位及存放的纸卷组成。

3 中间仓库的设计

以一条年产量为70万吨的铜版纸生产线为例。

3.1 基本参数

（1）最终产品：80～200 g/m2铜版纸

（2）自复卷机来的纸卷基本信息

纸卷直径：650～1650 mm

纸卷宽度：500～2200 mm

纸芯管直径：76、152 mm

纸卷密度：最小0.8 kg/dm3，最大1.3 kg/dm3

纸卷理论重量：最小130 kg，最大6100 kg

（2）进中间仓库纸卷设计重量：最小600 kg，最大6000 kg。

（3）进中间仓库纸卷直径、宽度比例不超过1：3。

（4）中间仓库设计堆垛高度：最高15 m。

3.2 存储区域及存储格

（1）最多可提供两个不同大小格子的存储分区，每个存储分区内用于堆垛的存储格大小一致。

（2）最小的存储格大小是由自动行车真空吸盘的直径决定的。

（3）每个存储分区的长度可以根据不同直径的纸卷的生产计划来独立地调节，软件系统能对仓库有自动调整的功能。

（4）在每个存储区的存储格的大小是根据这区域存储的最大的纸卷直径加100 mm，针对该项目，按两个存储格设计。存储格1600 mm用于堆垛纸卷直径从650 mm到1500 mm，存储格1750 mm用于堆垛直径从1501 mm到1750 mm的纸卷。

3.3 全自动行车处理能力的设计：

复卷机设计能力：2287 t/d

复卷机效率：按80%考虑

纸卷平均尺寸：按直径1500mm，宽度1900mm考虑

纸卷平均密度：1.2 kg/dm3

进入中间仓库纸辊的比例：按占总产量的50%考虑

进入切纸机的纸辊的比例：按占总产量的50%考虑

切纸机设计能力：按总产量的80%设计

中间仓库处理能力：

2287 t/d×80%÷24 h/d÷3.985 t/rolls=19.13 rolls/h

≈20 rolls/h

20×50%=10 rolls/h

入库10 rolls/h，则出库10 r/h，故行车处理能力：20 rolls/h

3.4 中间仓库存储能力的设计：

（1）中间仓库的外形尺寸：根据本项目的铜版纸的产量，结合国内其它类似工厂的运行情况，按一台全自动行车来配置。考虑到行车的跨度的允许设计值，根据与德马格和科尼公司交流的信息，按最大跨度28.5 m设计；考虑到行车运行速度及吸盘提升速度设计值，根据与德马格和科尼公司交流的信息，中间仓库的长度按80 m设计比较合理。布置如图2所示。

（2）存储能力的大小：

按100%存储能力：储存量为24950 t

图2 自动立体仓库布置图

按80%存储能力：储存量为19950 t

这些数据是根据纸卷的平均密度1.2 kg/dm3，第一区域直径1500 mm计算,第二区域直径1650 mm计算。

4 自动立体仓库应用前景

自动立体仓库的出现与发展，与工业、科技的发展相适应，现代化大生产，越来越促使工业生产社会化、专业化、集中化。生产的高度机械化和自动化必然要求物资的供应和分发要及时、迅速、准确。立体仓库技术能否得到迅速的应用和发展，已成为工厂设计中高科技的一个象征。随着科学技术的进步，仓储技术将进一步向系统化、自动化、无人化方向发展，仓库管理也将向计算机化、网络化的趋势发展。自动立体仓库在企业的广泛应用将为进一步提高企业的综合效益发挥着重要的作用。自动立体仓库目前在铜版纸生产中作为中间仓库来使用，在铜版纸工厂已发挥了重大的作用。目前，自动立体仓库也开始在某些产品上作为成品仓库来取代传统的平面仓库在应用，在这种情况下，真空吸盘将被自动抱卡取代。但是，由于抱卡会对纸辊表面造成一定的损伤，因此只是在某些产品上应用。我们相信，在不久的将来，随着科学的发展，自动立体仓库在造纸行业一定会发挥越来越大的作用。

[1]DEMAG公司对年产70万吨铜版纸生产线中间仓库技术方案。

[2]贡霰.自动化立体仓库的发展与展望 [J]·中国科技财富（fortune world)，2009，(10)