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案例:上海靖安運輸自動化立體冷庫

發布:京科倫      時間:2017-11-08 00:00:00

一.項目背景

上海靖安運輸有限公司(以下簡稱“靖安運輸”)于1998年落戶上海安亭,注冊資本1225萬人民币,主要從事整車物流業務。在上海“十二五”規劃“創新驅動,轉型發展”的号召下,公司積極推動由整車物流向冷鍊物流轉型的發展,通過對國内外冷鍊物流的實地考察,确定了智能冷庫在冷鍊物流中對于食品安全、環節中的重要性,在2013年經上海市政府批準設立靖安智能冷庫項目。

冷庫于2017年6月正式上線運營。

二.項目概況

項目伊始,靖安運輸公司與京科倫公司雙方對整個項目規劃、設計和建設達成以下六點标準和共識:

一是要規劃布局科學,新冷庫至少在未來十年,可充分滿足現代冷鍊物流對冷庫基礎設施的配套要求。

二是要安全環保節能,采用最先進的制冷系統,采取最好的保溫方式,保證冷庫溫度的同時,降低能耗。

三是要提高空間利用率,在有限的占地面積上,獲得最多的貨位數量。

四是要智能,采用信息化的管理系統,提高管理效率。

五是要先進,采用自動化的物流設備,減少人員勞動強度。

六是要互聯網化,未來可實現線上交易和線下倉儲、展示、物流等各環節的配套和升級。

京科倫公司作為該項目的EPC總包方,技術領先、經驗豐富,對整個冷鍊物流的規劃布局、冷庫結構設計、保溫型式選擇、制冷系統設計、自動化設備選型、控制和數據管理系統以及運營管理進行了仔細分析和科學的論證,最終确定實施方案:打造世界領先的新一代低溫物流冷庫----庫架合一式全自動化立體冷庫。

靖安運輸冷庫為裝配式全自動立體低溫物流冷庫,由冷庫和附屬樓組成。

冷庫長約83.6米,寬約59米,高約30米,建築面積約5000m2,淨容積為151200m3,為輕鋼結構。貨架為庫架一體式結構,設計貨位共28000餘個,規格為1米*1.2米*1.6米,每個儲位載重1000kg。沿冷庫長度方向,冷庫被共分隔為2間,根據存儲的産品不同,2間溫度可分别設置為-18℃和-25℃(溫度區間内可按需調節),其中-25℃冷間内包含一個-50℃的超低溫冷庫,用于存儲金槍魚、特殊醫藥品等超低溫産品。自動化設備有9台雙伸位堆垛機,100多台輸送機和移載機,10餘套快速互鎖門,10餘套出入庫RFID識别系統,世界首創的單級CO2制冷系統,配套風機和排管式蒸發器。

-55℃庫中庫

附屬樓長約15米,寬約59米,高約13米,為框架結構,共二層:一層為出入庫區,設計溫度7-15℃,10個高标準貨車泊位,一層設夾層,做為參觀走廊、配電間、設備間和監控室,二樓預留作為低溫分選加工間或儲藏庫。

一樓出入庫區

夾層參觀走廊

 

二樓分選加工間

 

獨立辦公樓   

三.先進的建築型式

1.結構的優化設計

采用庫架合一的建築結構形式,即貨架除承受貨物的荷載外,還作為庫房的骨架支撐着屋面和牆面圍護,即貨架兼作建築物承重的結構,庫内無單獨結構立柱,最大程度地利用庫内空間,立柱、橫梁、連接件形成剛體,整體性好,不易變形。通過與設計單位的不斷交流和溝通,最後通過對鋼貨架結構在低溫環境下的整體力學分析與模拟,并建立模型,充分論證了設計的可行性。

 

2. 地坪處理的創新與優化設計

 

常規的土建冷庫,柱基貫穿地面保溫層。室外裝配式冷庫,前期進行鋼結構施工時,通過在鋼柱和混凝土之間預埋設高強度隔熱擠塑闆來杜絕冷橋,但是,鋼柱和混凝土之間,仍需要通過高強度螺栓貫穿保溫,無法完全避免。本項目采用筏闆式基礎,貨架鋼結構埋設在混凝土中,混凝土全部置于隔熱擠塑闆以上,保證了基礎部分完全無冷橋。 

3.保溫工藝的優化設計

冷庫行業常用保溫做法有二種,一是整體牆面噴塗保溫,二是雙面彩鋼聚氨酯夾芯保溫闆現場拼裝。

 

本項目圍護結構采用采用雙面304不鏽鋼闆現場焊接,形成全封閉外殼,内部注塑式整體發泡,200mm厚聚氨酯。解決了使用常規夾芯闆現場拼接,拼縫漏冷的問題,整個立體庫就像是一個超大冰箱,提高了使用壽命的同時,大大降低了能耗。 

四.先進的物流系統

1.信息系統

該項目的軟件分為四個子系統,由WMS倉儲管理系統,WCS倉儲管理系統,SCADA監控系統,RF系統組成,為現代化低溫物流的質量追蹤體系和電子商務平台的建立提供了基礎。計算機合理計算庫存數量及存貨周期,可實現冷凍倉儲時時結算,有效降低租賃成本;自動化出入貨,先進的裝卸方式,使産品得到有效的保護,節約客戶的裝卸費用,比傳統冷庫節省70%~80%人力,大幅節約企業的人力成本。

WMS系統支持多種出庫方式,商品可以先進先出,也可特定批次出庫,固定貨位出庫等多種方式,對入庫商品進行質檢,檢疫管理,對庫存商品可以進行管控,多種方式查看庫存,對貨位進行預警管理。

 

WCS調度系統是獨立的後台程序,全部的自動化調度由此程序進行調度,按照巷道均勻分配、自下往上、先外後裡等原則進行出庫入庫。

 

 

SCADA監控系統是對整個設備的運行的整體監控管理,全自動化無異常過程中無需人為接入,界面上實時顯示設備的運行情況,包括模拟設備運行,顯示各個關鍵設備的運行狀态,如有異常會用不同的顔色或是轟鳴燈和報警器報出異常,人為進行接入,并支持多種操作模式,WMS自動模式,SCADA模式,手工模式等。單獨的設備故障并不影響整體的運行,對設備可以單獨維修,不影響其他設備進貨出貨。

 

RF系統是運行手持PAD上的系統,對RFID芯片自動讀取,對托盤進行入庫組盤,單據确認,出庫等操作,支持混盤入出庫。

 

2.  高端的自動化物流裝備

冷庫的特殊環境,低溫高濕,采用常規的輸送系統,如變頻電機,需要大量的傳感器定位,傳感器不僅數量多,而且在此工況下故障率很高。該項目使用全伺服電機及控制系統,堆垛機、輸送線、高速互鎖門全部使用施耐德整體解決方案,布線舍棄常規電纜布置,全部采用動力母線排。

巷道堆垛機特殊制造,淨高28米,雙立柱式設計,鍊條式提升機構,帶配重,伺服電機及控制系統,任意一台堆垛機電源可單獨切斷,且不影響其他堆垛機的正常運行。運行速度最快可達160米/分鐘,提升可達40米/分鐘。

鍊條輸送機全鋁合金框架,無托盤時保持禁止狀态,托盤到達時啟動,托盤離開後停止,節能的同時又增加了電機軸承的壽命。運行速度由常規的12米/分鐘提升至30米/分鐘,并且托盤和貨物在轉運時始終保持相對靜止狀态,無打滑,貨物歪斜現象發生。

冷庫和出入貨站台連接門為專利設計的環形雙道互鎖門,減少冷熱對流,開關門響應時間僅2秒,能做到貨物通過門時,輸送線無需停止。采用伺服電機,PLC、總線控制。門附近配置操作按鈕,且有狀态指示。安全方面配置了防夾開關和扭矩保護兩重安全裝置,夾到貨物或人員後能自動回退以保證貨物及人員安全。

五.先進的單級CO2制冷系統

本項目冷庫采用京科倫公司先進的單一CO2制冷劑,超低溫采用CO2/R23複疊系統,制冷機組由多台壓縮機并聯組成,植入式地源冷凝器,蒸發器采用頂排管或冷風機,系統可滿足中溫系統和低溫系統使用。

采用頂排管式蒸發器,運營以來,庫溫長期維持在-18.5℃,溫度波動不超過0.5℃,庫内濕度超過85%。庫内18個溫度探測點,溫差不超過0.5℃。

 

六.效果滿意

項目自2017年6月正式投入運營以來,使用效果優勢明顯:

一是節省人工。庫内物流作業與制冷設備運行實現了全自動化無人操作,同時采用先進的倉儲管理系統及手持無線終端系統,從而大大提高了冷庫運營管理效率。在此設計下,除裝卸人員外(外包),整個庫房運作及管理人員每班次僅需7人左右,其中訂單室2人,庫管員2人,設備監控與維護3人,大幅降低人工成本和勞動強度。

二是大幅省電。冷庫自2017年6月運行至今,平均每天制冷系統用電量為2100度,折合耗電量為4.7度/立方米*年,遠遠低于國内先進冷庫60度/立方米*年,英國先進30度/立方米*年的水平。

三是商品質量得到保證。将庫溫波動控制在±0.5℃,濕度85%,為肉制品提供了最佳的存儲環境(經實驗:裸放的肉塊存放于該環境,放置30個月以上,還保持着較好的新鮮度,幾倍的延長了保鮮期),采用高層貨架立體儲存,不僅能有效利用空間,而且可避免貨物的擠壓、變形。庫房内溫度波動小,冷庫存儲可實現先進先出,有利于保障存儲貨品質量,減少貨品損耗。

四是大量節約土地。自動化冷庫占地僅5817m2,靖安運輸每寸土地得以充分利用,為後續建設預留最大空間。

七.未來規劃

 

 

靖安運輸将根據業務的整體運營情況,考慮後二期工程,由于一期整體系統解決方案成熟,二期可直接複制,屆時,一期和二期的庫房可以貫通,形成一個更大規模的物流工作系統,更大發揮靖安運輸冷鍊物流中心的工作效率。

資料來源:京科倫