Page 127 - 《橡塑技术与装备》2023年10期

工业自动化
基于上述自动化原则，以混橡投料区 1~8 号储罐
为投料标的，配置子母转盘区、自动化仓储区及自动
化投料区，其整体方案设计如图 1 所示。
图 1 整体设计方案
各区域功能如下 ：
（1）子母转盘区 ：实现物料盘具由非标准盘具加
载至标准盘具上，以便 AGV 自动识别叉取物料 ；另
对标准空托盘实现托盘分离及回收。
（2）自动化仓储区 ：配置 WMS 系统，配合固定
库位及库位标识，实现物料入库精准管控。
（3）自动化投料区 ：区域配置 7 轴机械手，实现
机械手对待投物料进行自动抓取，投料及料袋回收等
动作 ；且区域进行设备自动化改造，配置料口旋转刀
片破袋装置、振动筛及真空负压装置，实现破袋、投
料动作。
方案中各区域物料流转采用 AGV 进行自动流转，
配置 AGV 运行专用通道，实现物料入库、出库等精
准运输。方案整体功能流程如图 2 所示。
图 2 功能流程图
2 集成总控系统
集成总控系统是将制造执行系统（MES 系统）、
仓储管理系统（WMS 系统）、AGV 智能调度系统、
机械手联动控制模块以及后台数据监控管理模块等串
联起来的集成大脑，其实现了混橡生产整体投料过程
中的配方管理、调度信息管理、仓储库位管理以及投
料过程状态的管理。系统还通过数字化生产线的数据
集成，实现产品生产全过程质量监控及生产记录、员
2023 第 49 卷
年
花季华 等·信息化与自动化技术在混橡生产中的实践应用
工报表的自动填写等功能，系统各个模块及功能见表
1。
表 1 集成总控系统主要模块
模块名称 功能描述
实现配方管理、生产计划管理、质量管理、
MES 系统
成品库存管理等。
实现库存位置精确管理，配置先进先出计划
WMS 系统
管理等
AGV 智能调度 根据配方信息及生产计划，自动生产 AGV 调
系统 度信息，实现物料点对点精确控制
根据 AGV 运输定位信息，实现物料垛形精确
机械手联动控制
模块 识别，并根据投料计划，完成物料抓取控制、
精准破袋控制以及振动过滤控制等 ；
对数字化生产线的数据进行集中管控，并关
后台数据管理 联 MES 系统，对其关键数据如生产报表、质
量报表进行自动关联填写。
2.1 MES 系统
MES 系统是面向车间业务过程层的管理信息系统
[2] ，其将订单转化为细化的生产数据，是生产精细化
管控的集中管理平台。
图 3 示意了该平台的层级架构，分为基础层、应
用层、集成层，层级间底层为上层的基础。其中，基
础层级为基础数据库，包括基础产品及物料标准库、
工艺及资源标准库、成品标准库 ；该层级采用标准基
础模块架构设计，以基础模块映射叠加的方式形成符
合产品工艺数据、调度数据、成本数据等应用层架构，
该层架构主要用于支撑企业生产和市场快速响应机制；
集成层架构以第二层架构为基础，统筹业务模式的串
联，实现企业 “ 一单到底 ” 的业务模式。
总体来说，以混橡生产为例，MES 系统配置标准
配方工艺，以工艺映射为基础实现原材料投料计划，
计划以接口形式关联至集成总控系统，实现数据互联。
2.2 WMS 系统
WMS 系统是企业内部仓储管理的核心系统，着
重用于管理仓储物料的仓位、批次、出入库、质量、
预警等功能 [3] ，其典型管理功能架构如图 4。
本方案拟以 WMS 系统实现待投物料的标签管理、
入库管理、仓位管理、质量管理、移库管理、批次管
理及预警管理等。其中各项功能指标如下 ：
（1）标签管理。人工校对物品信息，并打印张贴
物料二维码信息，配合子母转盘机构，实现母盘 RFID
信息同步写入。
（2）入库管理。人工校验信息完后，配合实现子
母盘装载。系统配置仓位信息并同步向 AGV 调度系
统下达入库指令，AGV 至指定库位叉取待入库物料并
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