1.鋁型材行業(yè)現(xiàn)狀

　　我國(guó)“十二五”規(guī)劃要求單位GDP能耗下降16%，二氧化碳排放降低17%，以及非化石能源占一次能源消費(fèi)比重上升至11.4%的目標(biāo)。

　　中國(guó)鋁型材在工業(yè)領(lǐng)域的消費(fèi)量?jī)H在世界上占30%，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展和工業(yè)技術(shù)水平的提高，鋁型材在工業(yè)領(lǐng)域的消費(fèi)具有很大潛力。到2013年底，我國(guó)共有鋁型材企業(yè)900多家，設(shè)備生產(chǎn)能力1300多萬(wàn)噸，擠壓材實(shí)際產(chǎn)量1050多萬(wàn)噸。從產(chǎn)品結(jié)構(gòu)看，鋁合金管棒材有190萬(wàn)噸，鋁型材860萬(wàn)噸。鋁型材中，建筑型材有600萬(wàn)噸以上（約占70%），工業(yè)型材為260萬(wàn)噸（約占30%）左右。產(chǎn)量主要分布在珠江三角洲、長(zhǎng)江三角洲和環(huán)渤海灣工業(yè)發(fā)達(dá)區(qū)域。

　　未來(lái)10~15年中國(guó)仍將處于城鎮(zhèn)化、工業(yè)化快速發(fā)展的階段,預(yù)計(jì)在2015年前后,中國(guó)的城鎮(zhèn)化水平將超過(guò)50%，加上從現(xiàn)在至2020年我國(guó)舊有建筑更新、改造對(duì)建筑鋁型材的需求進(jìn)入高速增長(zhǎng)階段,中國(guó)的鋁型材產(chǎn)量有望達(dá)到1100萬(wàn)噸，鋁合金建筑型材產(chǎn)量有望達(dá)到800萬(wàn)噸/年左右，工業(yè)鋁型材達(dá)到300噸左右。

　　2.鋁型材物料儲(chǔ)存和存取現(xiàn)狀

　　目前，國(guó)內(nèi)企業(yè)普遍采用的是平面庫(kù)、單層或雙層庫(kù)，占地面積大，庫(kù)房低，空間利用率低；采用橋式起重機(jī)、叉車或人工搬運(yùn)的方式；出入庫(kù)頻率低，未實(shí)現(xiàn)數(shù)字化管理。

　　近幾年，國(guó)內(nèi)少數(shù)同行業(yè)廠家雖然學(xué)習(xí)國(guó)外技術(shù)開發(fā)采用了懸臂式貨架存儲(chǔ)，叉車搬運(yùn)、存取的模式，但受設(shè)計(jì)能力的限制，仍然存在著占地面積大，庫(kù)房空間利用率低、未實(shí)現(xiàn)數(shù)字化管理，入出庫(kù)頻率低的缺陷。

　　3.舊的儲(chǔ)存、存取方式及存在的問題

　　1)舊的儲(chǔ)存、存取方式：

　　地面堆放，部分料框存放，人工取貨、叉車或吊機(jī)存取搬運(yùn)。

　　2)存在問題：

　?。?）占地面積大，土地利用率低，空間利用率低；

　　（2）搬運(yùn)工作量大，使用人員多，費(fèi)工費(fèi)時(shí)，效率低下，人工成本高；

　?。?）存在人身、產(chǎn)品安全隱患，人工搬運(yùn)，易造成人員、貨物磕、碰、擦傷；

　?。?）大量的貨物堆放在一起，依靠人工管理，易出現(xiàn)發(fā)錯(cuò)貨或找不到貨的情況，庫(kù)房管理困難；

　　（5）重復(fù)勞動(dòng)較多，常常需要倒貨，倒庫(kù)；

　　（6）手工記賬，效率低下，賬目易出差錯(cuò)；

　?。?）無(wú)法推行現(xiàn)代管理，賬目無(wú)法和公司的ERP系統(tǒng)無(wú)縫對(duì)接，出入庫(kù)信息無(wú)法及時(shí)反饋到銷售、財(cái)務(wù)、信息中樞等部門。

　　以某鋁廠為例，它的設(shè)備產(chǎn)能達(dá)到了13萬(wàn)噸以上，產(chǎn)量達(dá)到了10.50萬(wàn)噸/年，產(chǎn)品3000多個(gè)品種，產(chǎn)銷兩旺。但是，在土地日趨緊張、人員招聘越來(lái)越難招及人工費(fèi)用越來(lái)越高的情況下，該廠生產(chǎn)規(guī)模一直不斷發(fā)展壯大，而用于儲(chǔ)存鋁型材產(chǎn)品的成品倉(cāng)庫(kù)（2層），儲(chǔ)存量最大也只有2500多噸。且儲(chǔ)存期年平均為3-4個(gè)月，甚至更長(zhǎng)。并且舊的成品倉(cāng)庫(kù)存在的占地面積大、用人多、出入庫(kù)效率低、人工管理賬目易出差錯(cuò)及倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)節(jié)生產(chǎn)成本高的問題成了企業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的瓶頸。每天產(chǎn)品的分檢、包裝、運(yùn)輸、儲(chǔ)存及出入庫(kù)等工作十分繁忙，物流量特別大，老的儲(chǔ)存和存取工藝及設(shè)備已經(jīng)不能適應(yīng)生產(chǎn)銷售形勢(shì)不斷發(fā)展的需要，運(yùn)行節(jié)奏和運(yùn)行效率急需提高，故開發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的長(zhǎng)直桿件自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)非常必要。

　　4.研發(fā)目標(biāo)

　　1．鋁型材出入庫(kù)自動(dòng)化

　　自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的運(yùn)行時(shí)，只要發(fā)出入庫(kù)或者出庫(kù)指令，全部的入庫(kù)、出庫(kù)作業(yè)都由設(shè)備自動(dòng)完成。

　　2.倉(cāng)儲(chǔ)形式立體化

　　要求盡最大可能提高倉(cāng)庫(kù)空間利用率，倉(cāng)儲(chǔ)層高要求為10層，靠近廠房屋頂?shù)膸琢幸蟊M可能提高層數(shù)。以提高倉(cāng)庫(kù)的容積比例和，節(jié)約土地資源。

　　3．型材搬運(yùn)無(wú)人化

　　傳統(tǒng)的物料搬運(yùn)，通常都是行車吊取，人工掛鉤，人工搬運(yùn)，或者叉車叉取。在作業(yè)過(guò)程中，不免存在無(wú)法統(tǒng)計(jì)的人與設(shè)備的安全，能源的消耗，環(huán)境的污染及勞動(dòng)職業(yè)衛(wèi)生方面的問題。

　　這次研發(fā)攻關(guān)的立體倉(cāng)庫(kù)要解決上述問題，實(shí)現(xiàn)型材出入庫(kù)、庫(kù)內(nèi)無(wú)人化自動(dòng)搬運(yùn)。

　　4．倉(cāng)儲(chǔ)管理智能化

　　平面?zhèn)}儲(chǔ)管理都用人工記賬。入庫(kù)量、批號(hào)、客戶信息、產(chǎn)品種類、數(shù)量、顏色、型號(hào)、米重、總重量等大量信息都需要人工統(tǒng)計(jì)記錄，容易出現(xiàn)差錯(cuò)。

　　這次研發(fā)攻關(guān)的立體倉(cāng)庫(kù)要實(shí)現(xiàn)倉(cāng)儲(chǔ)管理智能化，以避免庫(kù)存數(shù)據(jù)、發(fā)貨數(shù)據(jù)的差錯(cuò)和發(fā)錯(cuò)貨的現(xiàn)象。

　　5.信息傳輸網(wǎng)絡(luò)化

　　型材成品倉(cāng)儲(chǔ)工作與廠內(nèi)各部門聯(lián)系較多，這次研發(fā)攻關(guān)要求實(shí)現(xiàn)信息傳輸網(wǎng)絡(luò)化，使各部門之間信息互通共享，減少或取消紙質(zhì)文件信息交流方式。

　　最終建成一座儲(chǔ)存?zhèn)}位約5000個(gè)，儲(chǔ)存量達(dá)3000-3500噸，每天出、入庫(kù)鋁型材≥300噸的自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)。

　　6.需要解決的技術(shù)關(guān)鍵

　　要完成上述工藝過(guò)程，滿足入出庫(kù)頻率、保證設(shè)備的可靠性、穩(wěn)定性和儲(chǔ)存物資的質(zhì)量，需要解決的技術(shù)關(guān)鍵為：

　　1）貨架承載能力計(jì)算、試驗(yàn)和貨架定型。

　　倉(cāng)儲(chǔ)貨架是自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)存儲(chǔ)貨物的基礎(chǔ)設(shè)施，要求良好的承載、抗震能力和結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性。

　　2）長(zhǎng)直桿件堆垛起重機(jī)研究。

　　堆垛機(jī)是自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)中擔(dān)負(fù)自動(dòng)存取貨物的起重運(yùn)輸設(shè)備，本項(xiàng)目所使用的雙立柱堆垛機(jī)在運(yùn)行方向上尺寸是普通堆垛機(jī)的4-5倍。尺寸的加大對(duì)堆垛機(jī)的剛性、穩(wěn)定性、同步性、必然帶來(lái)更高的要求；需要開發(fā)新型的載貨臺(tái)和貨叉機(jī)構(gòu)及提升機(jī)構(gòu)。

　　7.自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的社會(huì)效應(yīng)分析和企業(yè)經(jīng)濟(jì)效應(yīng)分析。

　　1）企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益分析

　?。?）自動(dòng)倉(cāng)庫(kù)占地面積小、投資少

　　最大限度地利用廠房的空間，提高了空間利用率和單位空間的儲(chǔ)存量。與平面?zhèn)}庫(kù)（含二層倉(cāng)儲(chǔ)）相比，占地面積大大減少。按10層常規(guī)倉(cāng)庫(kù)估算，考慮到庫(kù)存密度，相同的庫(kù)存量時(shí)，可節(jié)省長(zhǎng)248m寬28m（6944m²）的庫(kù)房約3-4棟,約合減少占地面積20000-30000m²。按廠址每畝最低地價(jià)80萬(wàn)元計(jì)算，則：可減少購(gòu)地費(fèi)用=（20000-30000m²）/666.67x80=2400-3600萬(wàn)元；

　　土建投資每平方米造價(jià)1400元計(jì)算，則：減少成品倉(cāng)庫(kù)土建投資=（20000-30000m²）x1400元/m²=2800-4200萬(wàn)元；故節(jié)約倉(cāng)儲(chǔ)用地及土建費(fèi)用合計(jì)=（2400-3600）+（2800-4200）=5200-7800萬(wàn)元。

　　（2）用人少，降低人工成本

　　按現(xiàn)有生產(chǎn)能力計(jì)算，如果采用原有的出入庫(kù)方式，則每班需配備出入庫(kù)信息員28名，入庫(kù)工48人，出庫(kù)工48人，合計(jì)需要124人。

　　采用自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)后，需出入庫(kù)信息員9人，入庫(kù)工16人，出庫(kù)工36人，維護(hù)工1人，合計(jì)需要62人，共減少62人。則：

　　年節(jié)約人工費(fèi)用=62人x(4000-5000)元/月.人x12=276-372萬(wàn)元/年。

　?。?）提高了入出庫(kù)精度與效率

　　采用人工庫(kù)時(shí)，每天平均最大出入庫(kù)量合計(jì)為460t，入庫(kù)需要24h，出庫(kù)需要14h，出入庫(kù)合計(jì)耗時(shí)40h,則：平均出入庫(kù)重量=460/(24+14)=12.1t/h；

　　使用自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)后，鋁型材出入庫(kù)及庫(kù)內(nèi)的搬運(yùn)實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化、自動(dòng)化作業(yè)，每天平均最大出入庫(kù)量合計(jì)為600t，入庫(kù)需要24h，出庫(kù)需要9h，出入庫(kù)合計(jì)耗時(shí)33h,則：平均出入庫(kù)重量=600/(24+9)=18.18t/h；

　　自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)比人工庫(kù)提高入出庫(kù)效率=（18.18-12.1）/18.18x100=33%。按最大平均產(chǎn)量300t/d，即自動(dòng)倉(cāng)庫(kù)比人工倉(cāng)庫(kù)多出入庫(kù)數(shù)量=300（1-1/1.33)=74.4t/d.

　　按年工作時(shí)間330d，人工出入庫(kù)平均費(fèi)用64.3y/t計(jì)算，則：每年可降低出入庫(kù)人工費(fèi)用=74.4（t/d）x330(d)x64.3y/t=157.87萬(wàn)元。

　　還解決了過(guò)去長(zhǎng)期存在的庫(kù)內(nèi)有料，出庫(kù)時(shí)找不到造成庫(kù)存死料或錯(cuò)發(fā)貨退賠等問題。平均每年因此類問題報(bào)廢的型材有100-120t,按平均每噸型材加工費(fèi)2500元計(jì)算，則：每年造成的經(jīng)濟(jì)損失=（100-120t）x2500元/t=25-30萬(wàn)元

　?。?）員工勞動(dòng)強(qiáng)度小

　　采用自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)后，鋁型材出入庫(kù)及庫(kù)內(nèi)的搬運(yùn)實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化、自動(dòng)化作業(yè)，員工通過(guò)人機(jī)界面操作，從繁重的體力勞動(dòng)解放出來(lái)。且每車型材的裝車時(shí)間由原來(lái)的14h縮短到10h,減少裝車時(shí)間4(h)，意即在不減少收入的情況下，員工可以提前4h下班休息。

　　通過(guò)以上分析可知，采用自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)后，倉(cāng)儲(chǔ)環(huán)節(jié)可提高經(jīng)濟(jì)效益=（5200+276+157.87+25）~（7800+372+157.87+30）=5658.87~8359.87萬(wàn)元。

　　2)社會(huì)效益分析

　　(1)自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)占地面積小，空間利用率高

　　目前，我國(guó)共有鋁型材企業(yè)900多家，如有十分之一左右的廠家使用這樣的倉(cāng)庫(kù)，則：僅土地占用可減少費(fèi)用=（20000-30000）x100=200-300萬(wàn)m²，減少倉(cāng)庫(kù)土建投資=（20000-30000m²）x1400元/m²x100=28-42億元。

　　(2)節(jié)能減排效果顯著。巷道式堆垛機(jī)行走電機(jī)功率≤10kw，只有同類電機(jī)功率的四分之一，節(jié)約功率30Kw。本立體倉(cāng)庫(kù)共有7臺(tái)堆垛機(jī)，如平均每臺(tái)堆垛機(jī)一天工作12小時(shí)，按每度電減少二氧化碳排放0.997kg計(jì)算，則：減少C02排放量=7(臺(tái))x30(kw)x12(h)x365(d)x0.997(kgC02/kw.h)=917t/年。

　　由此可見自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)不僅為我們節(jié)約了成本還提高了工作效率。

　　長(zhǎng)直桿件類的鋁型材自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)的成功研發(fā)應(yīng)用，首次實(shí)現(xiàn)了真正意義上的鋁型材入、出庫(kù)自動(dòng)化，倉(cāng)儲(chǔ)立體化、型材搬運(yùn)無(wú)人化，倉(cāng)儲(chǔ)賬目管理智能化，庫(kù)存信息共享網(wǎng)絡(luò)化。

　　由于長(zhǎng)直桿件類的鋁型材自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)是采用計(jì)算機(jī)、自動(dòng)控制、網(wǎng)絡(luò)、信息、通訊、激光、紅外等現(xiàn)代技術(shù)集成并相互滲透、有機(jī)結(jié)合形成的智能物流存取系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有土地利用率高、出入庫(kù)效率高、倉(cāng)儲(chǔ)高層立體化、型材搬運(yùn)無(wú)人化，庫(kù)存賬目管理智能化，庫(kù)存信息共享網(wǎng)絡(luò)化、節(jié)能、用人少、勞動(dòng)成本低等特點(diǎn)，具有良好的技術(shù)、經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)鋁型材行業(yè)空白，具有國(guó)際先進(jìn)水平。(信息來(lái)自網(wǎng)絡(luò))