AGV智能物流系统在酿酒行业制曲工序中的应用

B站影视 日本电影 2025-03-19 01:47 1

摘要:在现代酿酒行业中,智能物流系统应用愈加广泛。自动导引车(AGV)作为智能物流系统的重要组成部分,以其高效、灵活、可靠的特点,在酿酒行业自动制曲工序中扮演着重要的角色。本文通过探讨AGV在酿酒行业自动制曲工序中应用,揭示AGV技术如何助力酿酒行业提质增效。本文具

摘要:在现代酿酒行业中,智能物流系统应用愈加广泛。自动导引车(AGV)作为智能物流系统的重要组成部分,以其高效、灵活、可靠的特点,在酿酒行业自动制曲工序中扮演着重要的角色。本文通过探讨AGV在酿酒行业自动制曲工序中应用,揭示AGV技术如何助力酿酒行业提质增效。本文具体介绍AGV技术的基本原理及其在智能物流中的作用,总结分析酿酒行业制曲工序物料搬运流程的特点,并展现了AGV在制曲工序中的物料搬运、翻曲等环节的应用。

关键词:AGV;智能物流;酿酒行业;自动制曲;物料配送

作者:甘建伟1 鲁青松1 曾政2 邵安宁2 曹荟2

1舍得酒业股份有限公司

2机科发展科技股份有限公司

引言

“好曲出好酒”,在传统的酿酒工艺中,制曲是决定酒质的关键工序,酿酒质量的高低直接取决于制曲的工艺水平,虽然传统人工制曲方式在保持传统酿酒文化和提高酒质方面有其独特优势,但在制曲流程中存在一些劳动强度过大、经验依赖较强的环节,例如制曲原料、曲块的搬运环节,由于在制曲的不同环节中,物料的储存仓库和生产车间分布在不同区域,人工搬运强度较大、耗时较长;在酒曲发酵过程中,还需要定期进行翻曲,并调整其位置与排列方式,人工搬运需要将曲块逐个搬运,曲房温度高、湿度大,工作环境恶劣,劳动强度较大,且翻曲时间与频率对酒曲质量影响很大,传统工艺十分依赖工人经验,产品质量难以把控。随着市场的扩大和消费者对酒品质的不断追求,为提升制曲效率,降低人工劳动强度,提高制曲品质稳定性,自动化和智能化的生产方式成为酿酒行业发展的必然趋势。

智能物流系统中的AGV系统能够在无需人工干预的情况下完成曲块的搬运、成曲的运输以及仓储管理等工作,大幅度提升了制曲环节的自动化水平,提高了生产效率,减少人为操作错误及对人工经验的依赖性,保证了产品的稳定性和品质一致性,如图1所示,为AGV智能物流系统在酿酒行业进行物料搬运。

图1 AGV智能物流系统在酿酒行业的应用

在AGV智能物流系统中,AGV是核心自动化搬运设备,能与WMS、MES、ERP等第三方信息系统集成,实时交换与处理数据,并根据生产需求进行动态调度,优化物流路径,提升效率与响应速度。同时,AGV的分类多样,按导引方式可分磁导引、激光导引、视觉导引等;按载荷类型分拖拉式、叉车式、单元载货式等,根据应用场景、领域可选择不同类型AGV,适应能力较强。

本文旨在探讨AGV智能物流系统在酿酒行业自动制曲中的应用,并分析其在提升生产效率、降低成本、提高产品质量等方面的潜在优势。通过深入研究AGV智能物流系统在酿酒行业中的应用,本文不仅为酿酒行业提供了一个切实可行的智能化升级方案,同时也为其他传统行业在智能化改造道路上提供借鉴和参考,具有重要的理论意义和实践价值。

制曲工序生产流程与需求分析

制曲工序是酿酒过程中至关重要的工序之一,涉及粮食清洗、浸泡、蒸煮、冷却、接种微生物、发酵等一系列步骤,最终转化为含有丰富酶类和微生物的曲块,高质量的曲块对于最终的酿酒成品起着决定性的作用。

图2 传统制曲流程图

如图2所示,传统制曲流程涉及原料、曲块等物料的搬运工作,原料需要从仓库运输到制曲车间;在润粮、粉碎、踩曲、安曲等环节,曲块需要在不同环节间及时准确地转运;拆曲、堆曲、碎曲及制酒环节需要进行曲块的搬运,且翻曲需要精确的时机和方式。

传统制曲流程主要通过人工作业方式,物料在各个环节的搬运过程中劳动强度较大,并且在各个环节的发酵过程中,环境温度与湿度对曲块自身状态影响较大,例如,在拆曲环节,环境温度会影响曲块的干燥程度与硬度,还会影响后续发酵进程,从而导致翻曲的时机难以把控。传统制曲流程中曲块状态、翻曲时机大多依赖工人经验,曲块品质难以把控,因此,制曲流程的自动化与智能化趋势势不可挡。

图3 制曲流程自动化设备布局

在传统制曲流程中,物料储存运输过程中,人员流动性过多,与外界接触几率大,且人工翻曲工具可能沾染不同批次曲块的微生物和杂质,导致出现交叉污染。如图3所示,通过引入AGV智能物流系统,可以实现物料的智能化转运,减少人工搬运的时间和成本,提高生产效率,优化生产品质。AGV智能物流系统配备了专用运输容器及翻曲工具,且规划有制曲车间运输路线,使其与人工操作区域和其他污染源尽量隔离,并进行定期清洁消毒,极大减少了交叉污染的可能性。AGV智能物流系统采取闲时优先充电,忙时优先作业的智能调度策略,解决现场生产环节任务分配不均衡问题,优化生产管理,进而提高生产效率;还可以根据生产系统的实时数据,例如曲块内部温度、表面湿度及重量,曲房温湿度等,并结合图像系统,拍摄曲块外观图像,包括表面颜色、裂缝情况、菌丝生长状态等,实时监测曲块发酵程度与表

面状况实现自动精准翻曲,提高发酵效率与品质;基于上述生产数据还可实现全程数据追溯,通过不同批次的曲块生产数据,对比关键生产节点的数据信息,优化制曲流程,宏观把控生产品质。

综上所述,AGV智能物流系统在制曲流程中不仅提高了生产效率,降低了成本,还增强了产品的整体质量把控,提高了工作的安全性,同时也为企业提供了数据追溯的和生产管理的高级功能,帮助生产品质不断提高,是现代化酿酒厂实现智能化与自动化生产的重要工具。

AGV智能物流系统在酿酒行业中的挑战与对策

在酿酒行业中,AGV智能物流系统的实施与应用也存在一定的挑战,需要进行合理的设计与管理,才能使其发挥更好的作用。

1.环境适应性问题。酒厂内部环境复杂多样,制曲过程中的环境温度与湿度较高,这对AGV智能物流系统构成了较大影响。在此条件下,设备性能与寿命可能会降低,电子元器件在高温高湿环境下工作可靠性也会下降。为此,需要采取特制的冷却系统,选择耐高温的材料与组件,应用防潮材料,并在设计上对电子系统采取防水防潮措施,并实时监测设备运行情况,确保设备的稳定运行。

2.物料适应性问题。在酿酒过程中,制曲环节是将粮食通过微生物发酵转变为酒曲的过程,这个环节对温度、湿度等条件有着严格的要求。酿酒原料以及酒曲类型繁多,这些物料在大小、形状、重量以及堆放方式上都有所不同。在发酵过程中曲块的硬度、湿度、粘度等物理特性会发生变化,且在发酵过程中较为脆弱,不当的搬运、翻转可能会导致曲块破损,影响发酵效果。因此,需要针对物料特性开发具有自适应抓取能力的夹具,并结合机器视觉技术,使得AGV能够识别不同物料及其状态,从而实现精准有效的夹取与堆放。此外,还可进行模块化设计,使AGV能够根据不同物料特性快速更换搬运模块。

3.人机交互安全问题。AGV智能物流系统在酒厂内部仍需要人工进行辅助工作,人机交互动作较多,存在一定的安全风险。因此,在设计时需要充分考虑安全生产需求,设计安全协议和设置紧急停止机制。同时,对工人进行AGV智能物流系统的安全操作培训,以减少事故发生。

4.系统维护与故障处理问题。AGV智能物流系统整体较为复杂,采用自动化制曲设备对生产连续性要求较高,各生产环节之间联系较为紧密。当单台设备出现故障时,会对后续生产环节产生较大影响,且整体停机维护成本和难度较大。因此,AGV系统在整体生产流程中要能够充当“自由人”角色,正常工作时能够充分联系各个生产环节,实现生产的高效与连续。在某一环节出现设备故障时,AGV系统凭借高自由度能够快速根据实际情况进行调节,将故障对整体生产的影响降到最低。同时,需要建立完善的维护和故障预防体系,定期进行设备检查,并培养专业的技术团队,以快速响应和处理突发问题。

5.规模扩展性问题。随着酿酒企业的不断发展,AGV智能物流系统需要具备灵活扩展能力,以适应生产规模的持续增长。因此,在设计阶段需要充分考虑未来的拓展性,选择可扩展的系统架构,使得新增设备和功能可以轻松集成至现有系统中。

AGV系统在酿酒行业应用案例研究

AGV智能物流系统在舍得酒业制曲中心实现了在制曲生产环节的规模化应用。舍得酒业还定制化研发了非标成套装备,实现了从原粮入库卸料至曲粉发放各环节的智能物流输送系统,实现了培曲生产发酵流程的自动化和数字化,提高了制曲效率与质量,基于传统制曲流程与AGV智能物流系统的制曲流程相关关键工艺流程,如图4所示。

图4 改进制曲关键工艺流程图

叉车式AGV是在制曲工序中应用最广泛的产品,通过该类型AGV实现制曲流程中的各种物料的智能化转运。叉车式AGV的转运范围包括整个培曲房和曲库楼区域,包括转运入房、入房发酵、出房翻堆以及入成曲库等多道工序,都需要引入叉车式AGV进行作业。

图5 叉车式AGV外形图

叉车式AGV小车本体由车体、车载控制器、行走和转向驱动单元、激光定位扫描器、激光安全保护装置、传感器等部件构成,其外形结构如图5所示。其中,车体是整个设备的承载主体,在实际工作过程中,车载控制器用于接收外部指令,并根据预先设定的程序与算法,对设备运行进行全面智能调控;行走和转向驱动单元确保AGV车体能够在狭窄复杂的培曲房与曲库环境中平稳、精准地直线行驶,并能够实现任意角度的转向操作;激光定位扫描器用于实现精准定位,能够迅速构建出周边环境的轮廓地图,确保转运物料时的位置准确性;激光安全保护装置与传感器则可保障作业安全,确保货物与现场人员的工作安全。

图6 翻曲工艺流程

在实际制曲工序中,如物料出入库、接曲入架等环节,均需叉车式AGV进行物料搬运工作。叉车式AGV会依据车载控制器接收的指令,利用激光定位扫描仪进行精确定位,行驶到物料存放点,再通过配备的叉取装置叉起物料,然后沿着规划好的路径,将物料转运至指定位置。

除物料搬运外,制曲流程中还涉及翻曲工作。曲块在培曲房发酵一定天数后,需要进行翻曲工作,这一工作主要是由转运AGV与翻曲AGV配合完成,翻曲工艺流程如图6所示。翻曲完成后,后工序会通过AGV智能物流系统转运,按照规划路线将满曲框送往翻框后培曲房。

图7 定制化翻曲AGV外形结构示意图

图8 定制化翻曲AGV实物图

翻曲功能通过定制化翻曲AGV实现,其外形结构示意图及实物图如图7、图8所示。该定制化翻曲AGV主要针对翻曲这一特殊环节工作,其采用夹取执行机构,将原叉车式AGV货叉位置更改为上下双货叉结构,并增设旋转机构以实现曲框反转。在翻曲流程中,起始状态为曲框静置于地面,随后翻曲AGV接收到翻曲指令开始运行,沿规划路径行驶到曲框处,此时,双货叉位于AGV上下两处,其支腿及下货叉进入曲框底部,叉车背板伸起,下货叉将曲框抬起;抬起后上货叉下降,上下货叉夹取曲框并定位;定位并固定完成后旋转机构动作,翻转曲框,曲框翻转180°后停止动作;翻转完成后叉车升降背板下降,将货叉置于地面,完成翻曲,货叉打开,翻曲AGV从曲框退出。

总结

本文系统地探讨了AGV智能物流系统在酿酒行业制曲环节的应用。AGV系统的引入旨在提高制曲过程的自动化水平,减少人工劳动强度,优化生产流程,提升生产效率和产品质量。同时,本文还分析了制曲环节中遇到的环境及物料适应性问题,包括物料多样性、形态不一、和损伤风险,并针对这些问题提出了一系列的技术和管理解决方案。AGV智能物流系统在酿酒行业的制曲环节具有巨大的应用潜力和发展空间。

———— 物流技术与应用 ————

编辑、排版:王茜

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来源:科技连环套

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