董事長致辭

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【案例】中韓石化智能立體倉庫的規劃建設

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  3. 發布日期:2021/11/25 14:06:02

以下文章來源于物流技術與應用 ,作者王玉

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在中韓石化乙烯脫瓶頸改造項目中,通過新建智能立體倉庫替代了原有平庫,實現了60萬噸聚烯烴產品的搬運、存儲等物流作業自動化。據了解,該智能立體倉庫是目前中國石化在國內最高的單線倉庫,在節約土地、節省人工、提高作業效率與準確率、提升安全性、改善人員作業環境等方面效果顯著。

近年來,在我國經濟快速發展,以及行業下游需求不斷提升等因素的影響下,乙烯、丙烯、聚烯烴(乙烯、丙烯或高級烯烴的聚合物)等石化產品產能提升需求十分迫切,中國石化行業企業轉型升級迫在眉睫,除了生產裝置的更迭外,產品包裝之后的搬運和存儲等物流作業也是當前制約我國石化企業產能提升的主要瓶頸之一,原有平庫存儲量無法與產能相匹配,作業效率低、差錯率高等問題亟待解決。


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中韓(武漢)石油化工有限公司(以下簡稱“中韓石化”)是中國石化集團和韓國SK公司合資成立的大型煉油化工一體化企業,是我國華中地區最大的煉油化工生產基地。近年來,中韓石化大力推進智能工廠建設,在數字化升級和智能化改造方面走在了行業前列,在近期落地的乙烯脫瓶頸改造項目中,采用智能化立體倉庫替代原有平庫這一舉措頗受業界關注。


日前,本刊記者走進了中韓石化工廠,實地參觀了這一目前中國石化國內最高的單線倉庫,并與工程總承包單位項目負責人——中國石化工程建設有限公司(以下簡稱“SEI”)專業副總崔悅,承建單位項目負責人——深圳市今天國際物流技術股份有限公司(以下簡稱“今天國際”)項目經理熊勇,以及項目使用單位中韓石化生產部技術主管葉正清,進行了深入交流,對中韓石化智能立體倉庫項目的規劃建設進行了全面且詳細的介紹。


一、項目背景


SEI是中國工程總承包單位百強之首,作為中韓石化乙烯脫瓶頸改造工程總承包方,SEI提供了從工程設計、設備采購到項目實施的一攬子服務。


2019年初,SEI完成基礎設計,并順利通過了中石化總部組織的設計審查,正式進入實施階段。作為總包單位,SEI嚴格執行中石化采購要求,通過公開招投標方式確定項目承建方,經過嚴格的資質審查、技術方案評比、大型智能物流系統建設經驗對比、價格體系評估等系列考量,通過公開招投標,今天國際成為了該項目智能立體倉庫的系統集成服務商,提供中韓石化智能立體倉庫的軟硬件開發、系統集成、現場實施服務。


在采訪開始,崔悅提到,中韓石化乙烯脫瓶頸改造項目工程為中國石化“十三五”重點工程,該項目整體包含新建 3 套生產裝置(30 萬噸/年HDPE 裝置,30萬噸/年 PP裝置,6萬噸/年丁二烯抽提裝置)及新建智能立體倉庫。其中,選擇新建智能立體倉庫的主要原因在于,原來中韓石化乙烯等產品的主要儲存方式與國內大部分石化廠一樣,以垛盤或噸袋為單位,通過“人工+叉車”的方式堆疊成2-3層存放于平面倉庫中。當新的生產裝置應用之后,中韓石化工廠的整體產能將大幅提升,原來的平庫無法滿足產能提升后的存儲需求;同時,原有場地空間有限,無法再進行大面積平庫擴建;此外,我國土地成本、人工成本正在持續攀升,傳統平庫物流作業效率低下、差錯率高等問題十分突出。經過綜合考慮,最終選擇在這次乙烯脫瓶頸改造項目工程中采用智能立體倉庫方式來實現60萬噸聚烯烴產品的搬運、存儲等自動化物流作業。


二、項目需求


SEI、今天國際與中韓石化進行了充分溝通,詳細了解了其物流需求、作業流程等。據崔悅介紹,中韓石化對智能立體倉庫的需求具有幾大特點:


1.大存量


中韓石化產品儲存周期為15天,這基本是行業規范中的最長天數,15天的產品存儲量為2.7萬噸,基本處于行業最高水平。


2.波浪形運行,集中出庫、成垛進出


石化行業出入庫作業均屬于“大進大出”型,波峰波谷特征明顯,對于智能立體倉庫的整個系統性能要求很高。


3.應用場景眾多


智能立體倉庫并不簡單用于產品搬運和存儲,也需要兼容降級、改牌號、抽檢、實物盤點、尾盤、退庫、核銷、車輛綁定、訂單交接、裝車確認、空托盤信息消除與排出等作業處理。


4.對系統可靠性要求極高


石化生產屬于連續流程工業,絕不允許中間停產,智能立體倉庫作為連續流程工業的最后一環,絕不允許出現因作業故障造成上游停產,對系統可靠性要求極高。


三、整體方案設計


在充分了解中韓石化需求和作業特點的基礎上,SEI和今天國際本著系統、先進、配套、實用、可靠、經濟、安全、美觀的“八大設計原則”,為其打造了定制化解決方案,將整個項目分為兩大塊,既要對舊庫中的平庫進行升級,利用WMS系統讓其繼續發揮價值;同時對新建立體庫采用自動化立體儲存方式,搭載智能化管理控制系統——WMS/WCS/TMS,結合利用18臺托盤堆垛機等智能設備,以匹配其增產后的產品自動入庫、智能倉儲、分揀、管理、出庫與運輸,達到全流程自動化。最終確定的整體方案如下:


智能立體倉庫與上游中韓石化脫瓶頸項目的兩套聚烯烴裝置(分別是30萬噸PP和30萬噸HDPE)緊緊相連。其產品下線后進入包裝環節,通過6條全自動包裝碼垛生產線,將袋裝產品碼垛在托盤上并套膜后,以1.5噸/垛的產品形態,通過環形穿梭車系統送入立體倉庫儲存。空托盤與整托產品的入庫與出庫均采用同一套環形穿梭車系統,最大程度提升環穿系統利用效率,降低能耗,節省投資。托盤信息載體采用RFID技術。


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自動封裝



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自動碼垛及包裝


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完成整托包裝的產品由環形穿梭車自動完成入庫作業


智能立體倉庫建筑高度約34米,單層層高3米,貨架層數為10層,總貨位數約18000個。智能立體倉庫共設18個巷道,采用單深單工位堆垛機;載荷1.55噸環穿系統承擔產品入庫、出庫、空托盤入庫、空托盤供給等多項任力,總輸送設計能力達到453垛/小時,其中出庫234,入庫187,空托盤供給32,共有12個貨柜車站臺、12個平板車站臺,同時在對側設有火車發運站臺,可滿足火車發運作業需求。


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中韓石化智能立體庫共18000個貨位,建筑高度34米,是目前中國石化在國內最高的單線倉庫


四、建設與實施


針對中韓石化智能立體倉庫項目建設的難點與應對辦法,今天國際中韓石化項目經理熊勇概括為以下幾點。


一是,中韓石化屬于舊廠區、新裝置,新庫、老庫并用,并且工程量較大,場地有限,加上要與土建交叉施工,施工現場情況較為復雜。針對此情況,今天國際與客戶及時對接、溝通,對場地進行實際勘察、確認后,確保滿足生產安全、存儲容量、作業能力的要求。經歷5個月完成施工建設,7個月正式投入使用。


二是,確保施工安全與質量達標。中韓石化智能立體庫項目貨架高度為31.33米,為目前中石化系統最高立庫,依照國家標準超過30米的高架庫建設屬于特危作業。對此,今天國際以最高安全級別與最高質量標準對待該項目,聘請了具有專業資質擁有登高作業證,而且具備同等高度施工經驗的專業人員,并配備安全員、質量監督員、以及現場監管人員;嚴格執行相關作業流程,每個吊裝環節相應的施工方案都先通過中韓石化聘請的監理機構審批,然后在現場進行試吊以后,經過允許的條件開啟施工作業,并在施工過程中嚴格執行安全第一,所有措施確保萬無一失。


三是,嚴格把控,確保系統性能最優。在中韓石化智能立體庫系統中,今天國際對核心設備的選擇把控非常嚴格,無論是立庫堆垛機,還是環形穿梭車,都對標國際一流標準,系統效率高、性能穩定、能耗低,并且采用了模塊化設計,十分便于維護。


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整托產品通過環形穿梭車系統完成出庫作業



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空托盤自動入庫作業及碼垛托盤供應


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車輛入廠后,智能倉儲管理系統通過廠內大屏幕顯示車輛所需??康恼九_


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產品自動出庫,由人工駕駛叉車完成裝車作業


五、應用效果


該項目于2021年5月中期交工運行應用,據葉正清介紹,中韓石化智能立體倉庫可以存儲27000噸聚乙烯顆粒料,年出貨量60萬噸。智能立體倉庫采用智能化出入庫管理,能實現包裝、倉儲、出入庫作業的全面智能化、數字化、可視化管控目標,自動完成包裝上位機獲取LIMS(中石化煉化企業實驗室信息管理系統)信息、產品入庫、通知車輛進廠并分配月臺等環節,確保每一袋聚丙烯和聚乙烯產品的可追溯性。


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中韓石化智能立體庫可以存儲27000噸聚乙烯顆粒料,年出貨量60萬噸


中韓石化是新、老庫并用,對比產生的差異是巨大的。與平面倉庫相比,智能立體倉庫在節約土地、省人工、作業效率、準確率、安全性、人員作業環境等方面效果顯著,智能降級處理功能更為一大亮點。具體體現為:


1.占地面積小,庫存量大


原來的平庫占地面積為8萬平方米,庫存量為3.5萬噸,智能立體倉庫基本是以平庫1/8的面積,達到了近3/4的庫容。


2.節省人工,作業人員員工人數從原來的159人減少到59人


以盤點作業為例,原來平庫作業下,每月需要進行一次人工盤點,需要7名員工根據單據對庫房每個貨位一一核查,8萬平方米的倉庫盤點至少需要一個小時,現在智能立體庫通過倉儲管理系統WMS可以實時查看貨位信息,也可抽查貨位,無需人工到現場作業。


3.提升提貨效率


傳統平庫提貨流程為,提貨司機拿著提貨單到庫房找庫管員,庫管員告知裝車月臺,然后提貨司機??恐林付ㄔ屡_,并安排叉車司機進行搬運,再由人工完成裝車。智能立體倉庫的提貨流程為,提貨司機可通過APP進行預約提貨,車輛在指定時間到達指定月臺,系統會自動出貨,由人工加叉車的方式完成裝車作業。智能立體倉庫的平均單車出廠時間僅需50分鐘,比平庫平均單車出廠效率提高了60%以上。


4.避免產生差錯,提升客戶體驗


在智能立體倉庫系統中,車輛、車牌與訂單在系統中自動綁定,車輛入廠后,智能倉儲管理系統通過廠內大屏幕顯示車輛所需??康恼九_,指定站臺前有小屏幕顯示車牌號與提貨信息,并能智能識別車輛,判斷車輛??空九_是否準確,并及時糾錯。此外,如果產品本身不符合訂單信息也將會在出貨口會被截停,多重核查糾錯可以最大限度避免發錯貨、發錯車等問題。


5.員工作業環境得到改善


葉正清舉例提到,傳統平庫的倉庫保管員承擔現場貨物管理,需要在庫房進行盤點、安排發貨作業等,在智能立體倉庫中,智能化倉儲物流系統代替了人工,可以通過系統實時查詢到貨物的具體位置,倉庫保管員轉化為智能倉儲系統操作員,工作環境從室外搬到了室內。


6.作業安全性提升,產品品相同步提升


傳統庫房中人與叉車在庫房內部交叉作業,易出現安全事故。智能立體倉庫整個運作環節實現了無人化作業,極大地保障了作業安全。同時,無人化作業形式對產品外觀品相帶來了極大改善。


葉正清強調指出,智能產品降級處理是智能立體倉庫的一大亮點,智能立體倉庫可以實現智能產品降級處理,全面保障了出廠產品品質。在智能立體倉庫的WMS系統中,今天國際已經將中韓石化公司對產品質檢的標準輸入其中,系統可快速精準完成產品等級選擇,自動將極少數不達等級標準的貨品找出,并提醒作業人員對其進行降級處理,以成功避免售后問題的發生。


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智能立體庫中智能倉庫管理系統的應用確保了每一袋聚丙烯和聚乙烯產品的可追溯性


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智能立體庫的應用讓保管員轉化為智能倉儲系統操作員,工作環境從室外轉移到室內


六、智能物流系統推廣應用前景


在采訪中,崔悅對智能立體倉庫在石化行業的應用前景做出了分析,他指出,自動化立體倉庫以其高土地利用率、高度自動化、高度信息化、先進的管理理念、較少的人力成本等顯著優勢,實現從產品自動包裝入庫、存儲、出庫發貨的自動化作業和信息化管理,逐步取代傳統倉儲方式,滿足石化行業發展需要,助力企業提升管理和服務,實現生產流程智能化、自動化轉型。


目前,SEI正在實施或進行可行性研究的項目大多在聚烯烴產品儲存方面準備采用立體倉庫方案;另外,在中石化總部的指導下,SEI正在積極探討物流技術方案標準化、模塊化、系列化,加快設計進程、降低成本,建設高效價優的立體倉庫。石化行業立體倉庫將繼續發展,并推動托盤、貨運車輛的標準化,推動自動裝車設備的應用和進步,以期將立體倉庫的優勢最大化,人力使用最低,基本實現無叉車作業、人力裝卸操作等高強度體力勞動的需求。


除了智能自動化立體倉庫的推廣應用外,以AGV和密集式貨架等智能化物流系統和設備對老舊平庫的智能化改造也是主要探索方向;同時自動化裝車系統正在測試運行,一旦技術成熟,智能化改造后的平庫與自動化裝車系統相互結合,將最大限度的盤活行業內的平庫,為企業降本增效提供助力。


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