AGV在我国烟草行业的应用

AGV在国外自动化物流系统的应用起步早，经过近50年的发展，其技术水平很高，应用范围相当广泛。我国直到上世纪90年代才逐步开始商业应用，目前主要集中在烟草、汽车、金融和家电四个行业。
烟草行业具有物料流量大，运送环节多，生产过程自动化、柔性化程度高，信息控制管理系统要求严等特点。AGV作为现代化生产过程的标志性装备，具备了能较好满足上述特点的条件，加之烟草行业整体效益较好，有条件更新装备，因而AGV得到了迅速推广和应用。
烟草行业物流特点
1．物料流量大
经过重组后，我国烟草企业正朝着数量少、产量大的方向发展，产量一般在50万箱以上。中型烟厂为100万箱以上，大型烟厂为250万箱以上，特大型烟厂为400万箱以上。
按100万箱的产量计算：
a) 烟叶、烟梗是最基本的消耗品。从收购入库到打叶复烤、制丝生产，都离不开原料的流动过程。目前常规打叶复烤单线产量有3000kg/h、6000kg/h、12000kg/h等，制丝单线产量有1000kg/h、3000kg/h、5000kg/h、8000kg/h等。这部分物流量每天约在150吨左右。
b) 辅料是卷接包生产不可缺少的物料。其种类繁多，每种牌号的卷烟都有对应的辅料品种，使用量大。按重量计，辅料与烟叶消耗之比约为1.5:1，用量之大，显而易见。这部分物流量每天约在220吨左右。
c) 成品是原料与辅料加工后形成的最终产品，要求生产中既能直接发货，又能暂存入库。这部分物流量每天约在360吨左右。
d) 此外，生产过程还有一定的废烟废料产生。
2．运送环节多
烟叶是季节性生长与收购，需集中运输存放，并进行自然时效处理。然后从库区运到打叶复烤线入口处，通过打叶复烤生产过程，叶梗分离后分包装箱运出存放，进行醇化处理。再把烟包和梗料运送到制丝线加工后才进入卷接包生产。辅料的耗量与卷烟产量同比增减，因其品种多，且基本上都是专业化生产，外购供给，所以一般都有一级库和二级库。使用之前还要进行搭配、温湿度平衡、剩余料调整等。原料与辅料不断输入，成品不断输出，形成从库房到车间、又从车间到库房反复多次的运送作业。
3．自动化程度高
目前，我国的制丝线、打叶复烤线和卷接包生产线基本上都实现了自动化生产。各种不同形式的输送装备如带式输送机、振动输送机、辊道输送机、链式输送机、穿梭车、提升机、风力输送等，像环链一样把各个处理过程紧密衔接起来。卷接包生产是高度自动化的集中代表，装备较好的企业基本实现了从高速卷烟机到小包机、条包机和装封箱机的自动化流水线生产，后续还有自动分拣系统、自动码垛机、AGV、自动化立体仓库等。     
烟草行业AGV应用情况
1990年代，我国烟草行业进行了一轮大规模的技术改造，包括打叶复烤技术的全面推广应用以及制丝新工艺方法的引入。随着生产工艺的逐步完善，打叶复烤、制丝、卷包这三大生产线基本实现了自动化。到了1990年代中后期，有一部分企业已开始提出如何将这三大生产线有机地串连起来，并从原料、辅料输入到成品输出全过程实现自动化生产和信息化管理，这就是后来迅速在我国烟草行业推广应用的自动化物流系统。AGV作为自动化物流系统中的一个重要装备，也随之引入。
1．总体应用情况
楚雄（卷烟厂名略，以下同）是国内烟草行业最早使用AGV的企业（现已停用）；
玉溪使用韩国三星电磁导引AGV，共52辆，成为国内企业中使用数量最多的AGV系统（最近刚由昆明船舶设备集团有限公司更新改换为激光导引AGV系统，共34辆，并采用了目前世界上最先进的8系统技术）；
昭通和什邡使用过德国的惯性导引AGV（均已停用）；
昆明、杭州和常德使用的是SWISSLOG公司集成的激光导引AGV（ROCLA公司生产）；
厦门、南昌、芜湖、深圳、蚌埠使用的是日本大福公司的激光导引AGV；
上海（配方库）曾使用过国产电磁导引AGV（已停用）；
成都曾使用过台湾生产的电磁导引AGV（已停用）；
柳州、南宁使用的是ROCLA公司生产的激光导引AGV；
红河、宁波、南京、淮阴、徐州、龙岩、合肥、青州、曲靖、武汉、成都（新上项目）、许昌、大连烟草、玉溪、青岛、上海（辅料库）、兰州、昭通（新上项目）使用的是昆明船舶设备集团有限公司生产的激光导引AGV。
2．使用车型情况
a) 推挽式
站台是无动力的辊道，AGV停靠在站台侧边，通过推挽机构左、右侧向移动伸臂推拉完成装卸货物，托盘货物在AGV辊道与站台辊道之间滚动，载货重心转移平稳巧妙，作业效率高，AGV安全性好。其特点是：站台不需要连锁信号和动力传动，适合同高度站台之间、站台数少的搬运条件。但对作业点的定位精度以及与移载系统关联的部分要求较高。应用在红河辅料库、箱皮库；淮阴辅料库。
b) 辊道式
站台是带动力传动的辊道，AGV停靠在站台侧边，车上和站台上的辊道对接之后同步传动，故要求托盘标准，传递高度统一，传递速度吻合。可左、右双向装卸托盘货物，作业效率高，AGV安全性好。特点是：移载机构与原理简单，可靠性好，但站台需要有连锁信号和动力传动。适合于站台数少，车间或库区入、出口RS/AS之间往返作业。应用在红河原配方库、昭通原辅料库、成都原辅料库、上海原配方库。
c) 侧叉式
站台是无动力的台架，AGV停靠在站台侧边，通过伸缩叉的两级比例传动实现左、右双向装卸货物，能够在不同高度站台作业，作业中依靠升降机构完成叉与货物的离合，AGV安全性好。特点：移载原理简单，站台结构简单，但移载机构复杂，且移载过程货物重力直接作用于伸缩叉，故AGV平衡是弱点，升降范围有限。适合于站台数多，车间或库区入、出口RS/AS之间往返作业。应用在玉溪原辅料库、什邡原辅料库。
d) 叉车式
类似于电动叉车，有正向和侧向多种作业形式，能够从地面到较高范围实现多种场合的装卸作业。适合有高低不同站台或货架要求的物料装卸，特别是对驶入式巷道、多层货架（牛腿式）的密集性存储搬运独具优势。特点：使用性广，可在巷道及有多层货位的库房中装卸；缺点是倒车过程安全性有局限。应用在厦门、南昌、芜湖、深圳、蚌埠辅料库；红河原成品库。
e) 链式
基本与辊道式一致，只是辊道改为链条，托盘货物随链条移动。特点：作业速度快，效率高，但要求站台带动力和有同步传动要求。应用在青岛丝束库。
f) 牵引式
类似于电动拖车，AGV只提供牵引力，通过拖挂带轮的箱体或容器完成对物料的运送。特点：能耗小，结构简单轻巧，但物料车限位困难，全自动作业容易导致失误。应用在红河辅料库。
g) 落地叉式
车型结构与电动叉车相似，移载过程须倒车才能完成，货物能直接放到地面，可以在高低差较大的站台或货架（横梁式）之间装卸货物。从使用条件看，还具有叉车式AGV的同等功能，适用范围较广。特点：适合有高低不同站台或货架要求的物料装卸，特别是对单排多层货架（横梁式）的密集性存储搬运独具优势。因货物能直接放到地面，所以既可用于库区，也可用于生产车间。缺点是倒车过程安全性有局限。应用在红河、柳州、南宁、昆明、杭州、常德、宁波、南京、徐州、龙岩、合肥、青州、曲靖、武汉、成都、许昌、玉溪、青岛、上海、兰州、昭通辅料库；红河成品库、丝束库；青州配方库；大连烟草配送。
应用AGV的意义
a) 先进性
AGV集光、机、电、计算机为一体，综合了当今科技领域先进的理论和应用技术。导引能力强，定位精度高，自动驾驶作业性能好。
b) 灵活性
能够很快捷地与各类RS/AS入/出口、生产线、装配线、输送线、站台、货架、作业点等有机结合。能够根据不同的需求，以不同的组合，实现各种不同的功能。能最大限度地缩短物流周转周期，降低物料的周转消耗，实现来料与加工、物流与生产、成品与销售等的柔性衔接，最大限度地提高生产系统的工作效率。
c) 可靠性
在AGV系统的工作过程中，每一步都是一系列数据和信息的通讯交换过程，后台有强大的数据库支持，消除了人为因素，充分地保证AGV作业过程的可靠性，完成任务的及时性，数据信息的准确性。
d) 独立性
AGV能自成系统，在没有其他系统支持条件下，作为一个独立单元完成特定任务。
e) 兼容性
AGV不仅能独立工作，而且更善于与其他生产系统、调度系统、控制管理系统等紧密结合，具有突出的兼容性和良好的适应性。
f) 安全性
AGV作为无人驾驶的自动车辆，具有较完善的安全防护能力。有智能化的交通管理，安全避碰，多级警示，紧急制动，故障报告等。能够在许多不适宜人类工作的场合发挥独特作用。
g) 示范性
代表先进的生产力，是企业技术进步的象征。能促进人员素质、管理水平的提高。AGV还能促进企业标准化、规范化、信息化的基础建设。
小结
AGV在我国烟草行业的应用，促进了企业技术进步，改善了工作条件和环境，提高了自动化生产水平；有效地解放了劳动生产力，减轻劳动强度，缩减人员配备，淘汰落后的生产工艺和装备，优化生产结构，节约人力、物力、财力；创建了人机友好、和谐宜人、科学文明的生产环境，树立起良好的企业形象。在为企业获得良好的经济效益的同时，也获得了良好的社会效益。
不同类型的AGV具有不同的特点和功用，不同的对象或环境条件要有所区别，合理地选择符合实际要求的AGV车型和导引方式非常重要。就我国烟草行业目前的现状和条件，应用最多的车型是落地叉式AGV，其次是叉车式、推挽式、辊道式和牵引式；应用最多的导引方式是激光导引，其次是电磁导引、惯性导引；比较适宜的作业对象是搬运卷包辅料、成品、烟叶、烟梗、烟丝、箱皮、丝束、香精香料、糖料、胶水、废烟、废料、托盘、料箱等。
辅料AGV运送在实践中取得了良好的应用效果，基本形成一个相对固定的模式，即一般卷包机组按一卷两包或两卷三包的辅料搭配托盘送料（超高速机组除外）。
成品AGV运送适用于普通平库或高架立体仓库，且3层以下的普通平库可以直接用AGV驶入巷道完成自动存取和搬运。
配方AGV运送目前采用的是带托盘的形式，随着烟包包装形式的规范统一，今后建议采用夹抱式AGV直接完成作业，取消带托盘的方式。
（作者为昆明昆船物流信息产业有限公司副总工程师、研究员级高工）