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構建冷凍食品的自動化系統

2007-3-19 15:18:00 來源:物流天下 編輯:lili8158 關注度:
摘要:... ...
--RY食品服務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代也十分堅挺。但是由于生產技術的變化,全球化的發展,顧客生活方式的改變及多樣化的進展,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食品服務公司在昭和29年創業得到迅速發展,以保鮮的自動化為起點,成為日本為數不多的低溫食品批發商之一。同時為了更好地對應千變萬化的市場環境,最近決定和菱食公司的100%出資的子公司菱食食品服務公司合并,并于2003年10月1日成立了RY食品服務公司。
    RY食品服務公司星羅棋布的低溫物流據點網得到業界的一致好評,其中特別是橫濱市的橫濱南流通中心是一個裝備了先進物流系統的高功能型據點,自1997年6月開設以來一直發揮著巨大的作用。
    中心為了對應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備進行了改造,并充分發揮了從中心初建時就擔負系統施工日本人工智能服務股份公司的仿真技術,成功地大幅度提高了出貨能力。下面我們就把系統構筑與改造的思路和現在的系統運行情況具體報告給大家。
    冷凍食品市場
    還要繼續擴大
    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務用領域中,冷凍食品更是取得了突飛猛進的發展。
    BY食品服務公司的有關負責人說,“當今的冷凍食品技術進步很快。食品材料在最能保持風味的時候進行冷凍和加工,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堅挺。”
    “從國民人均冷凍食品消費量來看,美國是世界第一,年消費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。”
    根據日本2001年的數字,冷凍食品的國內生產量為150萬8,000多噸(其中業務用約占2/3),進口數量為16萬噸多(其中中國約占6成,泰國約占3成)。國內生產量略有增長,而進口則增加繼續增長30%左右。
    冷凍食品里不僅有蔬菜、魚、肉等原材料和家常菜、糕點等副食,現在甚至還包括正餐大菜,這些加工后進行運送的食品進口大量增加,物流的形態也有了很大變化。
    由于人工費用的不同,烤雞肉要在當地用釬子串好,冷凍肉類也要在當地切片加工完畢之后再進口到日本,這種情況越來越多。過去作為原料進口后要長期冷凍保存在倉庫里,而現在還必須具有將進口食品馬上處理出貨的能力,否則作為批發商無法滿足客戶要求。而且作業環境是零下25度,要在這種低溫里高速操作,不能靠人,只能用機器實現自動化。為了提高服務質量和速度,我們必須要有一個能夠充分發揮物料搬運設備潛力的流通中心。
    流通中心的概要和系統改造
    橫濱南流通中心就是在這種市場需求背景下,通過發揮RY食品服務公司長期積累的各方面經驗而建成的。它不僅具有物流功能,而且兼有國外貨物進口通關、食用肉品一鮮魚的細分散包裝和貼標簽等PC(加工工序)中心功能,是一個復合型據點。
    從保管到分揀一出貨各區域都有嚴格進行溫度管理的設備,托盤自動倉庫一交叉式箱子回轉架和自動分揀系統等等也都是日本最高水平的冷凍物流據點自動化設備。
    在人工作業區域里導入了電腦支持的揀選和數碼分揀等設備,追求“人與機器的共存”。在信息系統方面,統一訂貨信息通過VAN送到主機電腦和物流管理電腦,進行出貨數據的趨勢分析和預測,以提高揀選效率,實現了高水平的運用管理。
    流通中心最初投入使用時的設備構成和能力設定為分揀線2,000箱/小時,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務,流通中心的物流作業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。為了對應商品分類出貨及短時間內出貨等特殊要求,作業批量也從7批增加到30批以上,細致入微的作業有很大的增加”。在這種情況下,急需補充能夠在短時間內完成多品種少量揀選作業的設備。
    為此RY食品服務公司將自動倉庫的出入庫線和箱子揀選線進行了改造,使其出庫速度從每小時120托盤提高到150托盤,同時將出貨輸送機一自動分揀線的能力從每小時2,000箱提高到4,000箱,翻了一番。
    此外他們還采用了一種“差額批量供應系統”。既每次出貨時不是僅僅從自動倉庫中調出所需項目的托盤完成目前正在進行的訂單的揀選,而是預測分析同項目商品下一次以后的訂貨趨向,同時揀選出此訂單之后的預測出貨數量商品,并把多余差額商品存放在箱子高速回轉架中,以便下次出貨時可迅速從中調出。
    自動倉庫最大出庫能力只有每小時150種類(以托盤單位),而交叉式高速回轉架的出庫能力為每小時1,600種類(以箱為單位)。“差額批量供應系統”就是針對設備的這種特點想出的好辦法。
    通過仿真技術確定改造計劃
    通過上述設備的改造和巧妙的運用,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股份公司的仿真工程設計技術在這里起著重要的支持作用。
    一般的模擬技術是在軟件上建立現實的模擬環境,根據各種參量引起的輸出變化來進行計劃制定等工作。但是這里的“仿真技術”卻更加先進,它可以將各種設備的開動情況變成虛擬系統,并可以讓實際的設備管理電腦去控制操作這個虛擬系統,通過3維動畫具體觀察驗證設備運轉情況。
    管理電腦將此虛擬世界作為現實系統進行運作,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場情況,通過視覺確認與現實接近的物品和設備的動態。
    通過這個3維仿真系統,明確了問題所在,并詳細多次討論研究什么樣的設備和運用方法能夠滿足所需功能的要求,決定了設備改造方案,而在這一過程當中卻無需動用實際的機器設備。
    如何對實際使用中的中心設備進行改造,關鍵在于實施過程中盡量避免現場停機。由于通過仿真進行的設備運行驗證可兼作設備與管理電腦的聯機運用實驗,所以當天僅用了幾個小時就順利地完成了系統交替,得到了高度的評價。
    下面讓我們從現場介紹一下系統的實際運行情況。
    進貨-入庫作業
    1 貼入庫標簽
    卡車司機到達流通中心后在傳達室領取入庫標簽,然后把卡車停在停車場,將貨物擺放到托盤上,并把入庫標簽貼到托盤上,每托盤貼一張。入庫標簽是根據進貨預定信息提前準備好的,標有商品名稱、有效期和保管場所等。
    2 運到進貨處理區域
    司機把冷凍食品(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到0度的進貨處理區域里去。這里使用的內部塑料托盤的尺寸為1,100×1,200mm。這個尺寸的托盤最初是日冷公司按照鮮魚箱的大小制造的,現在已成為冷凍倉庫界的行業標準。
    3、4 無線手提終端
    然后使用無線手提終端掃描入庫標簽,輸入商品有效期后再掃描相應的托盤條碼,使二者附帶相關。這種掃描器是最近更換的低溫-防水式設備(古野系統的finpad250系列),其中有兩臺是帶有放射溫度探頭的最新機種,可記錄和管理進貨商品的表面溫度。
    5、6 商品入庫
    進貨登記完了之后,托盤進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)是通往貨架區的入口。
    7、8 托盤自動倉庫
    托盤自動倉庫有5臺堆垛機,可收容3,990托盤-9,000噸商品(與9同為石川島播磨重工業制造)。1樓是入庫線,2樓是出庫線。在自動認讀入庫標簽條碼后,根據庫存狀況判斷此時的最佳存放位置并將托盤送到該處。自動倉庫的進出庫能力為每小時150托盤。
    9 托盤移動貨架
    不適于用機械設備處理的零散出貨商品和高水分水產品等裝入托盤移動貨架。因只有需要進出貨的分支通道可以打開,所以可保持最低通道寬度進行高密度保管。這是低溫倉庫必不可少的設備。
    10、11 交叉式箱子高速回轉架
    這個設備是由各層獨立回轉的水平回轉貨架和連續回轉式垂直搬送裝置組合而成的,產品名稱為“自由交叉回轉架”(西部電機制造),是物流業界人士眾所周知的“王牌系統”。(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庫線上鏟入其中,到達所規定層后由相反方向排出。回轉柜朝空柜最近方向回轉并接收此商品。此系統共可收容5臺×14層×100列=7,000箱,具有每小時1,600箱的高速出入庫能力。它根據預測數據接收自動倉庫方面的供貨,能夠將所需商品迅速連續出庫,所以在這里作為分揀出貨系統使用。
    箱子揀選作業
    12 從自動倉庫出庫
    這里是2樓的出庫線。7臺軸驅動式托盤臺車(石川島播磨重工業制造)將出貨商品送到4條揀選線上。這個區域的溫度是+5度。
    13、14、15 揀選工作站
    作業人員通過電腦終端(15)的指示確認商品名和出貨數量,并從出庫而來的托盤當中逐一將所需箱子揀選出來。這時電腦指示的揀選數量除了現在正在進行的出貨量之外,還要加上根據實績數據分析得出的今明兩日預測出貨數量(預測數量部分裝入多功能回轉柜),這就是所謂的“差額批量供應系統”。
    如果僅靠自動倉庫是很難實現多品種短時間的頻繁出貨的。而流通中心通過這個系統集中,消減了托盤出庫次數,提高了作業效率。
    16 貼出庫標簽
    最后由揀選作業人員將電腦終端旁邊的打印機按揀選數量印出的lO標簽貼到箱子上(每箱貼1個),確認數量之后投入搬出輸送機線。(10表示輸入/輸出,即表示自動倉庫輸出的信息/分揀機——回轉架讀入的信息。)
    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處進行初次分揀,自動被分為自動分揀線提供、回轉架補充和其他三個部分。
    19 噴墨式打印機
    從自動倉庫出來的揀選箱子出貨線、從回轉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打印運往單位的條碼編號。
    20、21 自動分揀
    這個高速滑塊式自動分揀機(大福公司的“噴氣沖浪分揀機”)具有每小時4,000箱的分揀能力,是在改造工程時新導入的,有11個分揀出口和特殊排出口。
    作業人員在分揀排出口末端確認箱子上打印的商品分揀去向,然后按要求放入物流臺車內。
    數碼分揀和出貨
    22 初次分揀
    散件揀選作業在自動揀選線旁邊的數字分揀系統處進行。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行按通道分類的初次分揀。
    23、24、25 數碼分揀
    用設置在各通道入口處終端的掃描器掃描商品條碼,則相應場所的指示燈亮,顯示器上顯示出出貨數量(日本FAILNG的“揀選板”)。作業人員按此指示進行分揀,兩人一組,十分迅速。
    26 出貨待機區域
    通過上述作業,以箱/件為單位的出貨處理全部完成。商品以托盤/物流車為單位暫時在-25度的出貨待機區域保管,保持商品質量。
    27 裝入卡車
    卡車到達后用手提終端確認托盤/物流車的條碼然后裝車運往客戶處。
    通過以上針對物流特性的變化而設定的高水平自動化系統,每天最多可出貨5萬箱,而現場作業人員卻只有大約30個人,取得了可嘉可喜的成果。
    有關負責人員還說,“我們最近和廠家一起共同開發出了更加先進的分揀出貨系統,計劃不久就要導入到另一個物流據點里去。我們將推翻冷凍食品物流的常識,構建最高水平的流通中心”。
    菊田一郎
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