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自动化物流系统在ZT烟厂原梗生产中的应用探讨
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  • 用途:硕士毕业论文 Master Thesis
  • 编辑:若诗
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  • 论文编号:el2021070822002422410
  • 日期:2021-07-10
  • 来源:上海论文网
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本文是工业工程论文,PLC是对机械设备的有效控制,从操作台到生产线机械手等设备,已经构成了3-4级子网多级分布网络控制,是专门为工业生产应用的数字运算操作的电子装置。在自动化领域中的应用,PLC是对计算机技术、自动化技术和通信技术的高度结合。就技术而言,计算机技术的不断进步会使可编程控制器的设计和制造更加科学和先进。在实际生产过程中出现的很多连续变化的物理参数,例如速度、温度、流量、压力等等。这些模拟量可以通过信号的转换得以实现,确保编辑程序器对模拟量的处理,让原梗生产过程中的参数得到完整的保留,同时对设备运行进行模拟测试。PLC监视系统的功能较强,同时监控多个设备。设备与设备之间的连接关系、运行顺序都由中央PLC统-处理,整个流水线形成一个独立的运行系统。基于以上行业发展需求,依托自动化物流系统的应用不仅是在ZT烟厂适应新形势下发展的迫切需要,更是为企业重视"节流",花费最低的成本和支出来实现企业价值和效益的最大化。ZT烟厂通过建立自动化物流系统,有助于自动化程度以及操作稳定性、简便性的不断提高,也将促进成本的不断降低[14]。因此,ZT烟厂的健康发展关键在于改进其设备基础,同时本文开展的相关研究对增强烟草行业核心竞争力、改善烟草企业生产条件具有重要意义,对于其他行业的自动化物流应用也具有一定的借鉴意义。

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第一章绪论

 

为了控制生产经营成本和企业产能不断增长的压力,ZT烟厂逐步建立自动化物流系统,以满足生产经营自动化,实现现场设备实时监控,并能进行远程监控,实现智能化库存管理,还可以无缝连接到上层管理系统,提供历史和实时生产经营数据,便于管理者进行分析和决策;同时自动化物流系统的应用减少了对劳动力的依赖,降低了劳动强度,对实现企业现代化有着重要的意义。自动化物流系统包含自动立体仓库,用于储存原材料和成品。与传统的平面仓库相比,立体仓库的主要优势在于在有限的空间内实现储量最大化,提高货物储存能力和周转能力。为了ZT烟厂能够产出高质量和精细以及复杂生产过程的优质产品。自动化物流系统的投入使用促使国内烟草企业的生产存储方式不断地向自动化生产储存过渡[5]。因此,开展烟草自动化物流系统应用研究具有非常重要的实际意义和应用价值。烟草的成品质量主要由原材料烟叶的质量决定,而持续保持烟叶品质的关键环节就在于其存放的环境(干燥、阴凉、通风)。烟叶的特性之一是在高温环境下容易产生水分,避免产生水湿烟,在温度较低的时候快速升温又释放水分,避免造成烟叶品质的损坏[11]。同时,在自然条件下,人工堆放存在许多难以避免的人为因素失误,并且对堆放内部温度、湿度、通风等自然条件实现统一,检测也不能保证数据的及时、准确和可靠。而通过自动化物流系统可以把温度、湿度、通风、光强度等检测元器件平行的分布在仓储货物的几个位置,实时传送相关数据并实现数据的准确、可靠。
工业工程论文提纲
昭通卷烟厂生产流程示意图
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第二章现代企业物流方法及相关理论

 

2.1现代企业物流方法概述
我们经常看到的自动化物流机械设备一般是由立体货架、堆垛机、自动输送等设备组成,堆垛机的设计也比较巧妙灵活,它可以在垂直和横向的横向进行,并按电脑指示将材料运送到指定地点。在货盘上运来的商品将存放在指定的地点,或使用电动机将货物取出,自动物流系统的使用可以降低劳工成本;与ERP生产系统实现了一个无缝的数据连接,并实现实时智能生产规划,避免了仓库混乱,也减少了管理上的困难,它可以显著提高货物的储存和供应效率。通过综合运用自动化技术和物流信息系统,实现物料存储生产信息化、机械化作业,大大提高了存储效率,减少人工工作量,降低工作量和行政费用,增加交易准确率和改进工作上的信息自动化,同时能够深入生产一线为管理者提供管理的数据依据[40]。物流自动化系统的解决方案实质上是在物流管理过程中形成一套完整的自动化物流系统,以实现物流管理的标准化、自动化、流程化。而自动化物流系统的架构可分为管理层、监控层、服务层和执行层。管理层实现信息的处理和调度,监控层实现报警、运行报表等信息的实时监听,服务层是用户接口或Web客户端与数据库之间的逻辑层。它们通过业务规则(可以频繁更改)完成该任务,并由此被封装到在物理上与应用程序程序逻辑本身相独立的组件中,依靠管理层达到与监控系统进行信息交换的目的,并将整个系统管理在管理层之上,以促进系统自动化,执行层将管理层的指令传递到现场PLC,在物流系统中进行严格的物流管理同时还需要索取现场生产信息,库存管理信息,系统错误信息和日常维护信息,从而形成整体的自动化物流系统。
工业工程论文格式
物流调度界面
 

 

2.2现代企业物流相关理论
同时,为上层信息管理系统提供所需的物流信息。依托烟叶物流自动化系统,将在原有设备上增加烟梗生产信息,计算机管理系统可以涵盖烟梗生产的基本全覆盖,能够为生产企业生产过程、质量管控、电子监管提供依据,实现了烟梗生产的包括入库信息、出库信息、库存信息、品牌信息,设备运行日志等,保证了整个系统自动、有序的运行。包含烟梗入库信息(按牌号按等级对烟梗信息进行采集,按批次称重后进行存储)、烟梗库存信息(抽检库内烟梗库存量,根据库存协调安排生产)、烟梗生产报表(烟梗生产情况进行统计,便于优化管理)、空梗箱等。对流程的优化,不论是对流程整体的优化还是改进,如减少环节、改变时序,都是以提高工作质量、提高工作效率、降低劳动强度、节约能耗、保证安全生产、减少污染等为目的。流程优化的主要途径是设备更新、材料优化、环节简化和时序调整。大部分流程可以通过流程改造的方法完成优化过程。对于某些效率低下的流程,也可以完全推翻原有流程,运用重新设计的方法获得流程的优化。在现代物流体系中,自动化物流系统工作原理是依据物流需要进行物流的物件进行有效包装,通过装卸工具运输到运输设备和仓库的一系列作业过程[23]。整个过程包括存储结构、货物存取设备、自动运输设备、计算机控制系统、现场PLC控制系统、检测系统等组成部分,并受控制系统监控。而在ZT烟厂原梗生产的过程中,利用自动化物流系统存储原梗,不仅可以提高企业对于空间要求的利用率,保证原梗的品质,也可以促进企业形成先进的物流系统,为实现企业现代化提供硬件保障。自动化物流系统还可以提高企业生产管理水平,实现仓储作业的自动化,保障存储的效率。

 

第三章ZT烟厂原梗生产物流系统现状分析..............22
3.1ZT烟厂概况.....................................22
3.2ZT烟厂原梗生产物流系统现状.....................22
3.3ZT烟厂原梗生产物流系统存在的问题...............24
第四章ZT烟厂原梗生产物流系统优化研究..............26
4.1物流系统优化方案总体规划........................26
4.2自动化物流系统的设计及仿真.....................34
第五章结论与展望..................................60

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第四章ZT烟厂原梗生产物流系统优化研究

 

4.1物流系统优化方案总体规划
根据ZT烟厂原梗生产现有物流系统的现状及存在的问题,现对ZT烟厂原梗生产物流系统进行优化改造达到自动化生产的目的,使烟叶、烟梗、烟用辅料、卷烟成品能够全自动化入库和出库进行作业,提高物料出入库效率,减少出错率,节约人力成本,杜绝安全隐患,提高企业竞争力。ZT烟厂原梗生产物流系统主要涉及到物流高架库,物流高架库分为三个原料高架库、辅料高架库和成品高架库。因此本文主要对ZT烟厂原梗生产的物流高架库系统进行改造优化,改造方案设计如下。设计的基本要求是原梗生产物流系统要适应精细加工、精细配方、顺序投料、柔性生产、批次管理、按订单生产、质量跟踪、均匀掺兑、废品剔出、信息跟踪不断线等需求,具体是:(1)货车卸车区域、入库系统设计合理,便于叉车运作。(2)保证入库、存储、出库等各环节准确无误,必须保证进入制丝线的烟包符合配方要求,如档次、等级、产地(省、地区、县)、年份、数量等。(3)保证制丝线生产不断料。(4)适应精细配方、均匀掺兑、批次管理、质量跟踪。(5)按“先进先出”、“入库优先”的原则进行出库作业,并可按要求指定货位出库。库内各巷道成品的数量能根据生产、库存情况进行自动提示优化。(6)满足一个生产调度周期内的原料需求,保障生产均衡,防止缺货。(7)出现质量突发事件时,例如烟包霉虫变、大量水渍烟等工艺不合格品、长时间停电造成原料作废等等,应能及时剔出、补料。(8)能较好的适应生产计划变化,满足生产的柔性需求。(9)系统应满足日出入库峰值的需求。(10)其他功能要求:1)设置紧急补料功能;
2)设置出库抽检功能

 

4.2自动化物流系统的设计及仿真
本方案电控系统采用集中管理,分散控制的控制方式,将PLC、网络、总线、HMI、智能识别等诸多技术结合在一起,采用方便灵活的模块化、参数化方法进行设计,从用户角度出发,充分满足用户需求。该电控系统控制网络采用PROFINET结合PROFIBUS-DP架构;优先选用具备接口功能的设备及器件,不支持PROFINET的器件通过PROFIBUS-DP连接到PLC的DP端口上,不使用PROFINET代理服务器,保证了数据的无缝传输和实时性。主控器件采用西门子公司S7-400系列中较高等级的416-3PN/DPPLC,其具有的强大运算能力和快速反应速度对系统的稳定运行、精确控制及可靠性提供了有力的保障。通讯处理器采用CP443-1Advanced网卡(具备网络隔离的1+4独立接口),提供1个千兆以太网接口与上位计算机系统进行信息交换以及4个PROFINET接口用以连接PROFINET子站。现场分布式I/O、电机启动器、条码识别器、现场操作员终端、直行穿梭车通过本地交换机接入PROFINET网络,变频器、多功能仪表则接入PROFIBUS-DP网络。在整个自动化物流系统中,计算机系统是自动化物流系统的调度核心和信息存储处理中心,运行于计算机网络系统与数据库环境之上,上联企业信息管理系统,下联工业实时控制系统。它以集成技术为核心,实现物流指令快速、准确的执行及物流信息的收集、处理、传送和存储,并作出正确的决策以协调各业务环节,保障各种物料准确调度、及时输送,实现对物流信息的收集、存储、分析、统计、管理一体化,进而实现企业物料高效有序的流动和科学管理以满足企业物流自动化的需要。

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第五章结论与展望

 

在原梗生产线数据处理中,数据可以传送和转换、逻辑运算等功能,同时对数据进行记录。当前,随着信息化的不断提升,烟草物流对机械设备自动化程度要求也越来越高,近几年,由于计算机控制和物联网的快速发展,烟草物流也得到了很好的发展。未来,自动化物流系统在优化提升烟厂生产过程中的作用和地位也将得到进一步加深,其发展趋势可能体现在以下几个方面:(1)设立专业的工业工程师职位,将流程规划和改进的职能从管理者职能中剥离出来,聘用专业的人员进行工业工程研究。这是因为应用工业工程需要一定深度的专业知识,而这部分专业知识不需要管理者掌握,也难以被管理者掌握;同时,工业工程的实际应用往往伴随着大量的观察、记录、分析动作,需要大量的时间,而管理者往往没有如此充分的时间跟踪整个作业流程,分析每个作业动作。(2)从微观操作环节开始,先进行局部优化。微观操作环节,即每天作业人员的工作,例如单证整理、单证传递、库位管理、搬运动作、装卸技术等等。这是工业工程中最经典的技术,也是非常有效的方法。制造业中往往有这样的案例,将生产线的某些环节重新排列或者对工人的动作进行优化,即可产生翻番甚至数倍于投入的经济效益。相比之下,即使采用非常先进的设备,如果流程设计和人员规划不合理,导致设备闲置、人员重复,不仅达不到设计中的效益,反而会产生浪费和亏损。
参考文献(略)