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构建冷冻食品的自动化系统
字号:T|T 2005年03月28日08:49     网络事业部
  • --RY食品服务公司横滨南流通中心 冷冻食品的需求即使在通货紧缩的时代也十分坚挺。但是由于生产技术的变化,全球化的发展,顾客生活方式的改变及多样化的进展,对冷冻食品的物流与流通的要求也与过去有很大的不同
--RY食品服务公司横滨南流通中心 冷冻食品的需求即使在通货紧缩的时代也十分坚挺。但是由于生产技术的变化,全球化的发展,顾客生活方式的改变及多样化的进展,对冷冻食品的物流与流通的要求也与过去有很大的不同。 RY食品服务公司在昭和29年创业得到迅速发展,以保鲜的自动化为起点,成为日本为数不多的低温食品批发商之一。同时为了更好地对应千变万化的市场环境,最近决定和菱食公司的100%出资的子公司菱食食品服务公司合并,并于2003年10月1日成立了RY食品服务公司。 RY食品服务公司星罗棋布的低温物流据点网得到业界的一致好评,其中特别是横滨市的横滨南流通中心是一个装备了先进物流系统的高功能型据点,自1997年6月开设以来一直发挥着巨大的作用。 中心为了对应物流特性的急剧变化,在1999年秋对输送一分拣线和自动仓库周边设备进行了改造,并充分发挥了从中心初建时就担负系统施工日本人工智能服务股份公司的仿真技术,成功地大幅度提高了出货能力。下面我们就把系统构筑与改造的思路和现在的系统运行情况具体报告给大家。 冷冻食品市场 还要继续扩大 世上也许有很多人并不知道他们每天大量摄食的很多东西,其实都是冷冻食品。家庭里食用的各类配套的冷冻食品也许能够通过窥视超市柜台和家里的冰箱而有所了解,但是在一般人不一定很熟悉的业务用领域中,冷冻食品更是取得了突飞猛进的发展。 BY食品服务公司的有关负责人说,“当今的冷冻食品技术进步很快。食品材料在最能保持风味的时候进行冷冻和加工,能够保证原汁原味地将其送到客户手中,所以有人说‘冷冻食品比鲜品还鲜’。再加上农村人口的减少、食文化的多样化等种种因素,冷冻食品的需求一直持续坚挺。” “从国民人均冷冻食品消费量来看,美国是世界第一,年消费71.1公斤(2000年),而日本位于第9位,每年18公斤(2001年),只是美国的1/4左右,所以今后还要不断增长。” 根据日本2001年的数字,冷冻食品的国内生产量为150万8,000多吨(其中业务用约占2/3),进口数量为16万吨多(其中中国约占6成,泰国约占3成)。国内生产量略有增长,而进口则增加继续增长30%左右。 冷冻食品里不仅有蔬菜、鱼、肉等原材料和家常菜、糕点等副食,现在甚至还包括正餐大菜,这些加工后进行运送的食品进口大量增加,物流的形态也有了很大变化。 由于人工费用的不同,烤鸡肉要在当地用钎子串好,冷冻肉类也要在当地切片加工完毕之后再进口到日本,这种情况越来越多。过去作为原料进口后要长期冷冻保存在仓库里,而现在还必须具有将进口食品马上处理出货的能力,否则作为批发商无法满足客户要求。而且作业环境是零下25度,要在这种低温里高速操作,不能靠人,只能用机器实现自动化。为了提高服务质量和速度,我们必须要有一个能够充分发挥物料搬运设备潜力的流通中心。 流通中心的概要和系统改造 横滨南流通中心就是在这种市场需求背景下,通过发挥RY食品服务公司长期积累的各方面经验而建成的。它不仅具有物流功能,而且兼有国外货物进口通关、食用肉品一鲜鱼的细分散包装和贴标签等PC(加工工序)中心功能,是一个复合型据点。 从保管到分拣一出货各区域都有严格进行温度管理的设备,托盘自动仓库一交叉式箱子回转架和自动分拣系统等等也都是日本最高水平的冷冻物流据点自动化设备。 在人工作业区域里导入了电脑支持的拣选和数码分拣等设备,追求“人与机器的共存”。在信息系统方面,统一订货信息通过VAN送到主机电脑和物流管理电脑,进行出货数据的趋势分析和预测,以提高拣选效率,实现了高水平的运用管理。 流通中心最初投入使用时的设备构成和能力设定为分拣线2,000箱/小时,最多每天可出货5万箱。其后由于增加了对餐饮连锁店的业务,流通中心的物流作业特性有了很大的变化。 本中心的小林庄一中心长解释道,“一般的量贩店和批发店的商品几乎都是以箱子为单位出货,但是送往餐饮连锁店的食品材料都是以店铺为单位,商品有效期也很短,所以基本上是单件出货。为了对应商品分类出货及短时间内出货等特殊要求,作业批量也从7批增加到30批以上,细致入微的作业有很大的增加”。在这种情况下,急需补充能够在短时间内完成多品种少量拣选作业的设备。 为此RY食品服务公司将自动仓库的出入库线和箱子拣选线进行了改造,使其出库速度从每小时120托盘提高到150托盘,同时将出货输送机一自动分拣线的能力从每小时2,000箱提高到4,000箱,翻了一番。 此外他们还采用了一种“差额批量供应系统”。既每次出货时不是仅仅从自动仓库中调出所需项目的托盘完成目前正在进行的订单的拣选,而是预测分析同项目商品下一次以后的订货趋向,同时拣选出此订单之后的预测出货数量商品,并把多余差额商品存放在箱子高速回转架中,以便下次出货时可迅速从中调出。 自动仓库最大出库能力只有每小时150种类(以托盘单位),而交叉式高速回转架的出库能力为每小时1,600种类(以箱为单位)。“差额批量供应系统”就是针对设备的这种特点想出的好办法。 通过仿真技术确定改造计划 通过上述设备的改造和巧妙的运用,出色地解决了物流特性的变化问题。我们于文章一开始曾简单介绍过的日本人工智能服务股份公司的仿真工程设计技术在这里起着重要的支持作用。 一般的模拟技术是在软件上建立现实的模拟环境,根据各种参量引起的输出变化来进行计划制定等工作。但是这里的“仿真技术”却更加先进,它可以将各种设备的开动情况变成虚拟系统,并可以让实际的设备管理电脑去控制操作这个虚拟系统,通过3维动画具体观察验证设备运转情况。 管理电脑将此虚拟世界作为现实系统进行运作,操作人员也可以通过3维画面自由改变视线从不同角度鸟瞰现场情况,通过视觉确认与现实接近的物品和设备的动态。 通过这个3维仿真系统,明确了问题所在,并详细多次讨论研究什么样的设备和运用方法能够满足所需功能的要求,决定了设备改造方案,而在这一过程当中却无需动用实际的机器设备。 如何对实际使用中的中心设备进行改造,关键在于实施过程中尽量避免现场停机。由于通过仿真进行的设备运行验证可兼作设备与管理电脑的联机运用实验,所以当天仅用了几个小时就顺利地完成了系统交替,得到了高度的评价。 下面让我们从现场介绍一下系统的实际运行情况。 进货-入库作业 1 贴入库标签 卡车司机到达流通中心后在传达室领取入库标签,然后把卡车停在停车场,将货物摆放到托盘上,并把入库标签贴到托盘上,每托盘贴一张。入库标签是根据进货预定信息提前准备好的,标有商品名称、有效期和保管场所等。 2 运到进货处理区域 司机把冷冻食品(包括部分冷藏品)码放到托盘后,中心工作人员就迅速用叉车将其运到0度的进货处理区域里去。这里使用的内部塑料托盘的尺寸为1,100×1,200mm。这个尺寸的托盘最初是日冷公司按照鲜鱼箱的大小制造的,现在已成为冷冻仓库界的行业标准。 3、4 无线手提终端 然后使用无线手提终端扫描入库标签,输入商品有效期后再扫描相应的托盘条码,使二者附带相关。这种扫描器是最近更换的低温-防水式设备(古野系统的finpad250系列),其中有两台是带有放射温度探头的最新机种,可记录和管理进货商品的表面温度。 5、6 商品入库 进货登记完了之后,托盘进入托盘自动仓库或托盘移动货架。(5)是通往自动仓库的2条入库线,(6)是通往货架区的入口。 7、8 托盘自动仓库 托盘自动仓库有5台堆垛机,可收容3,990托盘-9,000吨商品(与9同为石川岛播磨重工业制造)。1楼是入库线,2楼是出库线。在自动认读入库标签条码后,根据库存状况判断此时的最佳存放位置并将托盘送到该处。自动仓库的进出库能力为每小时150托盘。 9 托盘移动货架 不适于用机械设备处理的零散出货商品和高水分水产品等装入托盘移动货架。因只有需要进出货的分支通道可以打开,所以可保持最低通道宽度进行高密度保管。这是低温仓库必不可少的设备。 10、11 交叉式箱子高速回转架 这个设备是由各层独立回转的水平回转货架和连续回转式垂直搬送装置组合而成的,产品名称为“自由交叉回转架”(西部电机制造),是物流业界人士众所周知的“王牌系统”。(10)是垂直输送部分,如(11)所示,多齿叉状的货盘将商品箱从进库线上铲入其中,到达所规定层后由相反方向排出。回转柜朝空柜最近方向回转并接收此商品。此系统共可收容5台×14层×100列=7,000箱,具有每小时1,600箱的高速出入库能力。它根据预测数据接收自动仓库方面的供货,能够将所需商品迅速连续出库,所以在这里作为分拣出货系统使用。 箱子拣选作业 12 从自动仓库出库 这里是2楼的出库线。7台轴驱动式托盘台车(石川岛播磨重工业制造)将出货商品送到4条拣选线上。这个区域的温度是+5度。 13、14、15 拣选工作站 作业人员通过电脑终端(15)的指示确认商品名和出货数量,并从出库而来的托盘当中逐一将所需箱子拣选出来。这时电脑指示的拣选数量除了现在正在进行的出货量之外,还要加上根据实绩数据分析得出的今明两日预测出货数量(预测数量部分装入多功能回转柜),这就是所谓的“差额批量供应系统”。 如果仅靠自动仓库是很难实现多品种短时间的频繁出货的。而流通中心通过这个系统集中,消减了托盘出库次数,提高了作业效率。 16 贴出库标签 最后由拣选作业人员将电脑终端旁边的打印机按拣选数量印出的lO标签贴到箱子上(每箱贴1个),确认数量之后投入搬出输送机线。(10表示输入/输出,即表示自动仓库输出的信息/分拣机——回转架读入的信息。) 自动分拣线 17、18 初次分拣 从拣选工作站过来的两条搬出线17合流为1条,然后在18处进行初次分拣,自动被分为自动分拣线提供、回转架补充和其他三个部分。 19 喷墨式打印机 从自动仓库出来的拣选箱子出货线、从回转架出来的箱子出货线和人工投入线合流为一,走到出货自动分拣线,在这里用喷墨打印机打印运往单位的条码编号。 20、21 自动分拣 这个高速滑块式自动分拣机(大福公司的“喷气冲浪分拣机”)具有每小时4,000箱的分拣能力,是在改造工程时新导入的,有11个分拣出口和特殊排出口。 作业人员在分拣排出口末端确认箱子上打印的商品分拣去向,然后按要求放入物流台车内。 数码分拣和出货 22 初次分拣 散件拣选作业在自动拣选线旁边的数字分拣系统处进行。首先把来自移动架的整体拣选商品和来自自动分拣出口的商品进行按通道分类的初次分拣。 23、24、25 数码分拣 用设置在各通道入口处终端的扫描器扫描商品条码,则相应场所的指示灯亮,显示器上显示出出货数量(日本FAILNG的“拣选板”)。作业人员按此指示进行分拣,两人一组,十分迅速。 26 出货待机区域 通过上述作业,以箱/件为单位的出货处理全部完成。商品以托盘/物流车为单位暂时在-25度的出货待机区域保管,保持商品质量。 27 装入卡车 卡车到达后用手提终端确认托盘/物流车的条码然后装车运往客户处。 通过以上针对物流特性的变化而设定的高水平自动化系统,每天最多可出货5万箱,而现场作业人员却只有大约30个人,取得了可嘉可喜的成果。 有关负责人员还说,“我们最近和厂家一起共同开发出了更加先进的分拣出货系统,计划不久就要导入到另一个物流据点里去。我们将推翻冷冻食品物流的常识,构建最高水平的流通中心”。 菊田一郎