CN112470177B - 混合操作站中的自动化流动管理 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于管理原材料的流动和半成品的流动的自动化流动管理***，以执行一个或多个橡胶混合工艺流程。本发明还涉及由所要求保护的用于制造橡胶混合物的混合设施中的管理***来执行的自动化流动管理工艺流程。
Description
技术领域
本发明总体上涉及橡胶混合物的生产以及由此制备的运输设备轮胎。更具体地，本发明涉及自动化流动管理，包括在橡胶混合操作站中的原材料和半成品(或“半制成品”)的管理。本发明使用自动化管理装置以便于运输和接收在选择的橡胶混合物配方的创建中识别出的材料。
背景技术
在橡胶混合物制造领域中，使用诸如内部混合装置和外部混合装置的一系列机器来混合原材料。这些原材料具有不同的性质，例如天然和/或合成橡胶、增强填料(比如炭黑和硅)、液体增塑剂(例如，已知的油和树脂)、添加剂(例如，6PPD)和固化剂。在混合操作站中，众所周知，这些用于构成制作轮胎所需要的配方的原材料的性质差异很大。根据所选择的配方，需要将正确的数量(以质量表示)的这些原材料在适当的时候输送至正确的机器。因此，混合操作站中产生的流动非常复杂。这种复杂性导致相当大的错误风险。
此外，在现今的操作站中，原材料的处理和储存占据操作站的大部分表面区域，并且占用操作员和处理装置(例如，利用叉车、升降机、拖板车等)。所有这些都需要大量的投资和运营成本。由于材料的挥发性，增强填料(比如炭黑或硅)的处理也是关键点。
在已知的混合操作站中，混合方法利用重力。在产品专用的制备操作站中储存和管理(包括配料、称重和制备)的所述产品将被重新储存(在容器中或在运输和/或储存运送设备中)，直到它们进入混合装置。容器和/或运送设备的成本及它们的集成成为该方法的主要部分，并且还需要较大的表面区域。对于重新储存的产品的情况，这甚至需要更多的储存表面区域。为了给混合装置供料，必须通过运送设备或升降机将产品运输至较高的楼层。还必须准确监控材料的流动管理，以确保该方法安全。所有这些手动处理操作都可能导致流动管理错误。由于产品处理，初级产品与最终产品之间的流动没有得到优化。
在与其他已知的混合操作站结合使用的已知的储存操作站中，选定的橡胶混合物配方的产品在给定的表面区域中储存在地面上。其结果是表面区域的管理不善。例如，为了使得能够获取产品，一定比例的储存操作站专用于叉车过道。这个过道百分比可以占据很大比例。通常在剩余的储存表面区域中分批次储存产品。通常相当于货车装载量的一个批次(18至24个产品)布置在表示多个批次的一个或多个托架中。在移走并使用最后一个产品之前，不能用新批次重新填装该托架。这种批次管理致使托架填装率提高至60％。
为了使地面上的储存得到优化，可以使用金属货架或可堆叠的产品。这有助于使储存操作站中被浪费的空间得到使用。但是，为了获取可堆叠的产品，需要移除数个产品(例如，如果需要将产品放在底部或中间)。对于架子形式的储存***的情况，货架的成本高，这是因为它们需要能够承受来自叉车和其他已知的储存设备的冲击。此外，安全条例还规定了储存高度限制。因此，这些解决方案使储存得到优化，但是不解决处理混合设施的操作站与楼层之间存在问题的情况。
在寻求用于储存、取回和分发混合操作站中的原材料和半制成品的解决方案的过程中，可以利用经常在仓库和生产操作站中使用的自动化储存***(例如，“自动储存和取回***”或“ASRS”及其等效***)。为了尽可能有效地管理原材料的流动，本发明涉及实施自动化储存***，以使橡胶混合操作站中可用的空间得到优化，同时提高关联的橡胶混合工艺流程的效率。利用相对于混合操作站的各个水平层的竖直和水平布置而竖直和水平地布置相似的产品数个水平层，可以增加整体的储存容量。因此简化原材料和半制成品的流动。
发明内容
本发明涉及一种用于管理原材料的流动和半成品的流动的自动化流动管理***，以执行一个或多个橡胶混合工艺流程，所述***包括：
-橡胶混合设施，其具有橡胶混合操作站，在所述橡胶混合操作站中根据选择的橡胶混合物配方来执行混合工艺流程，所述橡胶混合操作站包括需要提供原材料的数个生产水平层，以在每个生产水平层处执行相应混合工艺流程；
-自动化储存装置，其具有数个储存水平层以及一个或多个储存水平层，所述储存水平层关联至橡胶混合操作站的每个生产水平层，管理***的自动化储存装置包括：
-至少一个原材料储存***，根据在橡胶混合操作站的生产水平层处执行的工艺流程，所述原材料储存***具有便于原材料的储存、转移和取回的数个储存水平层，利用所述原材料储存***，管理***生成原材料的一个或多个流动；
-半成品储存***，其具有数个储存水平层，来自橡胶混合操作站的半成品储存在所述储存水平层处，其中可以根据在橡胶混合操作站中的相应生产水平层处执行的工艺流程将半成品分配至各个位置，利用所述半成品储存***，管理***生成半成品的一个或多个流动；以及
-一个或多个隶属货盘，其永久地包含在每个自动化储存装置中，所述隶属货盘包括实际上的储存区域，以便于管理原材料和半成品的库存和流动。
在一些实施方案中，混合设施包括数个分区，在所述分区中执行混合工艺流程，每个分区专用于与管理***关联的不同工艺流程，分区包括：
-具有连接区域的分区，在所述连接区域中引入到达混合设施的原材料；
-具有原材料储存区域的分区；
-橡胶混合操作站布置有至少一个处理区域的分区，在所述处理区域中从原材料储存***取回隶属货盘；
-具有半成品储存区域的分区；
-具有转移区域的分区，在所述转移区域中半成品离开混合设施。
在一些实施方案中，在连接区域处，管理***还包括：
-至少一个隶属货盘分配器，原材料储存***的隶属货盘堆叠在所述隶属货盘分配器处；
-进入点，其布置为紧邻分配器，以用于使位于所述分配器处的隶属货盘在所述进入点处装载一种或多种到来的原材料；
-控制设备，其控制转移的原材料的形状；
-出口，不相符的原材料在所述出口处离开管理***；
-旋转工作台，其操控原材料，以识别唯一的原材料标识；
-连接区域的进入轨道，其与原材料储存***对准；以及
-自动驾驶运输设备，其根据集成在每个唯一标识中的数据而将相符的原材料运载至自动化储存***的专用空间。
在一些实施方案中，在处理区域处，管理***还包括：
-出口，在所述出口处预订的原材料在被取回之后离开原材料储存***，并且取回的原材料被转移至橡胶混合操作站的相应的生产水平层；
-堆叠操作站，在该堆叠操作站处取回并堆叠隶属货盘；
-可选择的清洁操作站，在该可选择的清洁操作站处对所述隶属货盘清洁；
-入口安装为用于接收来自橡胶混合操作站的相应的生产水平层的空的专用货盘；
-控制设备，其确保专用货盘与自动化储存***中的专用位置相符。
在一些实施方案中，管理***还包括至少一个机器人，其用于选择性地将原材料放置在原材料储存***中和选择性地将原材料从原材料储存***移走，以及选择性地将半成品放置在半成品储存***中和将半成品从半成品储存***移走。
在一些实施方案中，管理***还包括以下元件中的至少一个：
-转移路线，在该转移路线上相应输送机相对于原材料储存***和半成品储存***移动；以及
-控制***，其识别原材料并根据优化的流动来管理原材料，以创建选择的橡胶混合物配方。
在一些实施方案中，根据选择的橡胶混合物配方，原材料储存***的隶属货盘装载有一种或多种原材料；半成品储存***的隶属货盘装载有根据选择的橡胶混合物配方预订的一种或多种半成品。
在一些实施方案中，原材料包括选自一种或多种炭黑、一种或多种树胶、一种或多种硅、一种或多种化学产品以及一种或多种硫中的至少一种原材料；半成品包括从一种或多种母料、一种或多种半加工材料以及一种或多种待回收的材料中选择的至少一种材料。
本发明还涉及由公开的用于制造橡胶混合物的混合设施中的管理***来执行的自动化流动管理工艺流程。所述工艺流程包括以下步骤：
-识别要使用在混合设施中的多种原材料中的每个的种类的步骤，
其中根据选择的橡胶混合物配方的特性，从多个不同的种类中确定识别出的种类；
-识别针对每个识别出的种类需要将原材料运输到其中的管理***中的目的地的步骤；
-在原材料储存***与橡胶混合操作站之间生成原材料的一个或多个流动的步骤，该步骤包括将原材料运输至识别出的目的地的步骤。
在工艺流程的一个实施方案中，所述工艺流程还包括以下步骤：
-在橡胶混合操作站与半成品储存***之间生成半成品的一个或多个流动的步骤；
-通过自主学习方式对生成的原材料的流动以及生成的半成品的流动进行分类的步骤。
本发明的其他方面将通过阅读以下详细描述而变得清楚。
附图说明
通过阅读以下详细描述并结合所附附图，本发明的特征和各种优点将变得更加清楚，其中相同的部件在全文中使用相同的附图标记，在附图中：
图1和图2示出本发明的自动化流动管理***的实施方案的示意图。
图3示出图1和图2的管理***的原材料储存***的局部示意图。
图4示出所示的管理***的隶属货盘的实施方案，隶属货盘装载有原材料。
图5示出在图4的原材料储存***和图8的半成品储存***中使用的堆叠设备的局部示意图。
图6示出连接区域的示意性俯视图，在所述连接区域中原材料到达图1和图2的混合设施。
图7示出所示的管理***的处理区域的示意性立体图。
图8示出所示的管理***的半成品储存***的局部示意图。
图9、图10和图11示出由根据生成的本发明的管理***执行的自动化流动管理的示例。
具体实施方式
现在参考附图，在附图中相同的附图标记表示相同的元件，图1和图2示出自动化流动管理***(或“管理***”)的实施方案。在本发明中，术语“流动”应理解为是指识别的原材料和半成品在认定为可用于接收它们的生产水平层之间的移动。“可用”应理解为是指生产水平层或当前未启用但等待原材料和半成品的到达并在识别出的原材料到达时开始其工艺流程的水平层。术语“流动”还指用于移动所选定的橡胶混合物配方的原材料的确定时间。使用的时间单位可以是秒、分、时、天、周和月。使用的时间单位可以是其等效时间单位，例如，在***可以实现***中原材料的最佳流动之前的剩余时间。
所公开的管理***管理原材料和半成品的操作可用性以及在橡胶混合操作站(或“混合设施”)的数个水平层处执行工艺流程。混合操作站位于制造橡胶混合物的混合设施(例如，用于生产一种或多种由橡胶制成的产品，比如轮胎或轮胎部件)中。管理***包括原材料和半成品的储存单元，以及用于在混合设施中移动原材料和半成品的自动转移和分配单元。
例如，图1和图2中示出混合设施10，该混合设施10包括数个分区，在所述分区中执行混合工艺流程。每个分区专用于与管理***关联的不同工艺流程。分区A包括连接区域，在该连接区域中(例如，通过货车)引入到达混合设施的原材料(参见图1)。分区B包括用于储存原材料的储存区域，所述原材料包括但不限于炭黑、树胶(例如，天然树胶、合成树胶、增塑树胶)、硅、化学制品和硫(参见图1和图2)。材料产品可以储存在袋子中或其他容器中，如以下参考图4所示和所述。分区C包括橡胶混合操作站(或“操作站”)12，在该橡胶混合操作站12中根据选择的橡胶混合物配方(参见图1和图2)执行混合工艺流程。分区D包括用于储存半成品的储存区域，所述半成品包括但不限于从一种或多种母料、一种或多种半加工材料以及一种或多种待回收的材料中选择的至少一种材料(参见图2)。分区E包括转移区域，在该转移区域中半成品(例如，通过叉车)离开混合设施10(参见图1和图2)。
混合操作站12的每个水平层都需要提供多种特定原材料，以便在每个水平层处执行一个或多个相应混合工艺流程。管理***能够根据至少一个所选择的橡胶混合物配方来识别原材料。管理***还能够在相应水平层处管理和使用识别出的原材料，在该水平层上在橡胶混合物制造循环过程中执行混合工艺流程。识别出对于在相应水平层处的工艺流程将会需要的原材料。考虑到为组装制作所选择的混合物配方所需的原材料而分配的时间，管理***可以根据所需的最少的时间来识别可用的原材料，以实现原材料的最佳流动。
进一步参考图1和图2还有图3，管理***包括具有数个储存水平层的自动化储存装置。每个储存水平层与相应混合操作站12的至少一个生产水平层关联。由管理***的一个或多个运送设备提供该关联，下面将进行更详细的描述。储存水平层与操作站的每个生产水平层操作性地相互关联。应当理解，每个储存水平层可以与至少一个其他的自动化储存装置的一个或多个储存水平层操作性地关联。自动化储存***包括“自动储存和取回***”(或“ASRS”)及其等效***。
管理***的自动化储存装置包括分区B的至少一个原材料储存***14以及分区D的至少一个半成品储存***16。为了组成所选择的橡胶混合物配方，管理***生成原材料在原材料储存***14与操作站12之间的一个或多个流动。管理***还生成半成品在操作站12与半成品储存***14之间的一个或多个流动。在附图所示的示例中，原材料储存***14使用第一自动化储存***14c和第二自动化储存***14d。应当理解，每个储存***可以使用一个或多个自动化储存***。
在某些实施方案中，例如，可以通过满足流动的当前需求并示出实施所选择的混合物配方来识别潜在的流动。管理***可以生成满足一种或多种已知配方的需求的各种流动。在某些实施方案中，可以通过利用自主学习方法对流动进行分类，其中相比其他流动更需要某些流动。
在示出的实施方案中，混合操作站12包括三个生产水平层12a、12b、12c，其中利用识别出的原材料来执行混合工艺流程。根据在操作站的生产水平层处执行的工艺流程，原材料储存***12包括便于原材料的储存、转移和取回的一个或多个相应储存水平层。应当理解，混合操作站12和原材料储存***14可以适合于选择的配方和期望的生产目标。还应当理解，多个储存水平层可以专用于单个生产水平层。
在原材料储存***14的每个储存水平层处，在橡胶混合循环过程中原材料被储存同时等待转移。在一个实施方案中，根据在操作站12的相应生产水平层处执行的工艺流程来储存原材料。还参考图4，这些原材料可以装在袋子1000中(也称为“大袋子”)供应至混合设施10并在混合设施10中运输。可以在混合操作站12、原材料储存***14和半成品储存***16中以及附近识别出的目的地之间运输一个或多个袋子。袋子1000提供可移动的储存，从而能够识别、储存和运输原材料。应当理解，可以使用其他容器。在本发明中，术语“容器”应理解为是指容纳或可以容纳所识别出的原材料的元件，包括但不限于袋子、纸板盒、箱子和板条箱。“袋子”或“容器”还可以包括可重复使用的袋子或容器。
根据所选择的配方的需求，在关联的货盘P(即，对于所有的橡胶混合循环，专用于识别出的原材料的货盘)上储存原材料。根据所选择的橡胶混合物配方，关联的货盘可以装载一个或多个原材料。因此，关联的货盘可以装载一个或多个袋子1000。
进一步参考图4，可以凭借形成部分管理***的隶属货盘(或“名义上的货盘”)PE而在管理***中用关联的货盘P储存和运输每个袋子1000。因此，隶属货盘PE成为实际上的储存区域，用于便于管理用于混合橡胶的原材料的库存和流动。隶属货盘PE从不离开原材料储存***14，以保持其几何形状。为了确保原材料的正确定位，隶属货盘PE可以包括覆盖货盘的至少一部分表面的一个或多个位置指示器(未示出)。位置指示器可以用于确保原材料在隶属货盘上的正确定位。在一些实施方案中，隶属货盘PE可以包括用于确保原材料在隶属货盘上的正确定位的保持装置(例如，阻挡部或其他等效装置)。
在该实施方案中，凭借可以识别原材料并可以确定附加信息(例如，以更新原材料在原材料储存***14中的到达时间和储存时长)的控制器(例如，PLC或等效控制***)，每个原材料的特征在于唯一的标识(例如，利用数字、代码、RFID标识、超文本链接或等效装置)。在一个实施方案中，由于集成在袋子和/或关联的货盘中的识别装置，对袋子及其内容物(即，具有已知特性的原材料)进行识别、验证和管理。控制***通过原材料储存***14来管理原材料的流动，从而实现最佳流动，以创建选择的橡胶混合物配方。
控制***可以配置为将原材料储存在原材料储存***14中。控制***可以识别储存的关联的货盘P，以便可以随时找到并取回特定货盘(管理***的隶属货盘或关联的货盘)。可以创建关联的货盘组，并将其放置在原材料储存***的专用位置。可以通过已知的识别装置手动地(例如，通过利用至少一个视觉、听觉和/或触觉识别器)或自动地(例如，通过利用数字、代码、RFID识别、超文本链接或等效装置)来识别货盘，以将货盘的识别与装载在货盘上的原材料的识别相匹配。因此，管理***有助于改善储存中的原材料需要的流动和空间的预测。
在原材料储存***14处，储存水平层用于在橡胶混合循环过程中储存和转移原材料同时等待原材料的转移。在图3所示的实施方案中，包括“增强填料”和粉末形式的添加剂的原材料(包括炭黑、硅和化学制品)被储存在原材料储存***14中，以使其相对于相应操作站12的生产水平层的移动最小化。例如，炭黑被储存在靠近使用炭黑的生产水平层的较低水平层中。化学制品被储存在靠近使用化学制品的生产水平层的较高水平层中。考虑到硅的惰性特性，硅被储存在靠近使用硅的生产水平层的中间水平层中，从而将其与炭黑和化学制品分开。
进一步参考图3，控制***编程为从原材料储存***14取回需要的原材料。控制***还编程为将这些材料输送至操作站12的相应生产水平层。控制***编程为通过转移区域Z1来转移原材料并指定应当实施转移的频率。在由管理***执行的橡胶混合工艺流程中，指定此频率的步骤包括指定在操作站12的生产水平层与原材料储存***14的相应水平层之间转移空的隶属货盘和装载的隶属货盘的频率。
进一步参考图1至图4还有图5，存在穿过原材料储存***14的所有储存水平层的数个廊道14a。廊道14a与相应的排14b一起限定用于储存原材料的位置。可以根据在操作站12的相应生产水平层处执行的工艺流程将原材料分配至原材料储存***14中的位置。例如，应当理解，装载有原材料袋子的隶属货盘可以放置在根据正在进行的配方的需求和/或根据未来配方的需求而分配的位置中。还应当理解，与特定原材料相关联的空的隶属货盘可以放置在分配至装载的货盘的相同位置中(即，装载的或空的相同的隶属货盘可以返回至与关联的原材料或原材料相关联的相同位置)。例如，如果水平层12b的混合工艺流程需要填装有在该工艺流程中使用的原材料的袋子1000，则管理***将在水平层12b处储存袋子1000。
由至少一个机器人(或等效设备)来提供定位，所述机器人能够相对于原材料储存***14用与原材料关联的货盘来选择性地放置和选择性地移走原材料的至少一个袋子。根据选择的橡胶混合物配方，基于用于所产生的流动而做出的原材料的预测，从而来执行选择性放置和选择性移走。从商用机器人中选择的机器人显示为具有穿梭移动运载装置20a的堆叠设备20，穿梭移动运载装置20a根据原材料储存***14中原材料(例如，如在图4中的袋子1000中所容纳的)的位置而在轨道20b上上下行进。堆叠装置20根据至少一个当前流动和未来的流动来放置和取回原材料。在一个实施方案中，当设备沿着廊道14a移动时，在轨道20b上存在同时上下行进的两个穿梭移动运载装置20a。应当理解，堆叠设备20可以用本领域技术人员已知的等效设备代替。
还参考图5以及图6，示出原材料入料混合设施10以储存在原材料储存***14中的分区A的连接区域Z2。原材料不仅包括所述粉末形式的填料和添加剂。所述原材料还包括通常以已知重量的捆包在商业上出售的弹性体。弹性体选自天然橡胶、各种合成弹性体(例如丁二烯-苯乙烯橡胶、聚丁二烯橡胶等)和各种弹性体混合物。如本领域技术人员所理解的，可以在分区A处引入其他原材料。
在连接区域Z2中，管理***包括至少一个隶属货盘分配器(或“分配器”)A1，隶属货盘堆叠在所述隶属货盘分配器(或“分配器”)A1中(参见参考图4所述的隶属货盘PE)。如图6所示，分配器A1是空的，但是应当理解，隶属货盘可以以已知的方式储存在分配器A1中。堆叠的隶属货盘始终专用于特定原材料或特定类别的原材料。进入点A2布置为紧邻分配器A1，其用于隶属货盘PE，所述隶属货盘PE来自用以在进入点处装载一种或多种来到的原材料的分配器(参见图3中的箭头H)。为了供应原材料储存***14的自动化储存***，通过输送机或传送带25将具有(以袋子、容器或捆包形式)装载的材料的隶属货盘PE输送至自动化储存***。应当理解，输送机25可以用两个或更多个输送机、输送机和传送带的组合以及等效的转移装置代替。
在原材料储存***14使用两个或更多个自动化储存***的实施方案中，存在分配器以及与每个自动化储存***相关联的进入点。因此，提供第二分配器A3和关联的第二进入点A4。为了供应第二自动化储存***14d，通过输送机25转移来自第二分配器A3的隶属货盘。
连接区域Z2包括控制设备A5，该控制装置A5确保由输送机25转移的原材料的形状与自动化储存***的专用位置相符。控制设备A5可以包括框架31，该框架31使得输送机25及其隶属货盘PE和运输的袋子1000能够自由地穿过。为了使管理***仅能够转移符合专用空间的参数的原材料，袋子1000以及商业上获得的其他形式的原材料必须以这样的方式成型，以便穿过控制设备A5。应当理解，框架31可以是阻挡部(物理的或电子的)，并且可以根据自动化储存***中的专用空间的参数来调节其参数。
集成到管理***中的监控***确保与建立的参数相对应的原材料的传送，其包括预订的原材料及其属性、接收到的原材料及其属性以及在涉及的生产水平层处的工艺流程所需要的原材料之间的对应关系。与每种原材料和每个隶属货盘相关联的唯一标识用于自动地传递所有的相关数据，以将原材料储存在一个(或多个)正确的储存水平层处。如果将原材料从隶属货盘PE装载到不同的传递货盘上，则将该传递货盘放置在隶属货盘PE上，并且将两个货盘的唯一标识与原材料相关联，以能够定位和追踪每个货盘和每种原材料。如果监控***确定行进至控制设备A5的原材料不符合建立的参数，则将该不相符的原材料引导至连接区域Z2的出口A6(参见图3中的箭头I)。因此，不相符的原材料在原材料储存***14的上游离开管理***，从而防止无法使用的原材料储存在操作站12中。离开管理***的这些不相符的原材料可以储存在单独的储存***中，同时等待操作站12预订这些原材料。
如果监控***确定行进至控制设备A5的原材料确实符合建立的参数，则输送机25将其转移至连接区域Z2的旋转工作台A7。在每种相符的原材料已传递至控制设备A5之后，旋转工作台A7接收所述相符的原材料。旋转工作台A7包括旋转设备，如果需要，所述旋转设备能够操控袋子(例如，以面向操作员)，以识别原材料的唯一标识。旋转工作台A7包括转移装置，该转移装置与输送机25对准，以将原材料转移至原材料储存***14中的专用空间。
输送机25将相符的原材料转移至与原材料储存***14对准的连接区域Z2的进入轨道A8。自动驾驶运输设备A9根据集成在每个唯一标识中的数据将相符的原材料运载至自动化储存***的专用位置。自动驾驶运输设备A9可以从商用自动驾驶运输设备中选择，包括在轨道上引导的运输设备，如图6所示。
还参考图1至图3还有图7，管理***包括靠近分区C的至少一个处理区域Z3，在该处理区域Z3处从原材料储存***14取回隶属货盘PE。图7所示的处理区域Z3安装在操作站12的生产水平层12c附近。应当理解，可以在操作站12的其他生产水平层处安装类似的处理区域(例如，在图3中，参见安装在紧邻操作站12a的生产水平层的第二处理区域Z3)。
处理区域Z3包括出口C1，在该出口C1处预订的原材料在被取回之后离开原材料储存***14(参见图3中的箭头J)。取回的原材料被转移至相应生产水平层(在该示例中，操作站12的生产水平层12c)。通过已知的方式进行转移，例如，通过叉车、通过自动驾驶工业运输设备和/或通过其他等效装置。隶属货盘PE从不离开管理***，并且隶属货盘PE被取回并堆叠在堆叠操作站C2处。在某些隶属货盘的情况下(例如，始终装载有化学产品的隶属货盘)，管理***则可以预订在处理区域Z3的清洁操作站C3处进行货盘清洁。可以通过吸尘、刷洗和其他已知的方式进行清洁，以在所讨论的货盘在操作站12中使用过后对这些所讨论的货盘进行清洁，从而满足未来流动的需求。可以清洁所有的货盘，但是应该优先清洁容纳粉末的货盘。在处理区域Z3处，入口C4安装为用于接收来自相应生产水平层(在该示例中，操作站12的生产水平层12c)的空的专用货盘。输送机朝向处理区域Z3的控制设备C5转移空的专用货盘，这确保专用货盘与自动化储存***中的专用位置相符(参见图3中的箭头K)。控制设备C5以与上述控制设备A5相似的方式运行。
在操作站12的每个生产水平层，管理***包括相应转移线路，在该相应转移线路上相应输送机相对于原材料储存***14移动。还参考图3，纵向转移线路在平行于廊道14a的纵向方向上延伸。纵向转移线路包括往外出的转移路线，在该往外出的转移路线上装载有关联的原材料的货盘离开原材料储存***14，以在操作站12的相应生产水平层处供应设备(例如，在内部混合装置中执行混合工艺流程的设备)(参见图3中的箭头M)。纵向转移路线还包括入料的转移路线，在该入料的转移路线上空的货盘从相应生产水平层进入原材料储存***14(参见图3中的箭头N)。空的货盘可能会也可能不会返回至与取回货盘的位置等效的位置或者径直返回至连接区域Z2。
因此，管理***可以记录预订好的原材料和关联的货盘的取回。管理***能够更新原材料在原材料储存***14中的储存以及关联的货盘的可用性。管理***可以将空的货盘发送至原材料储存***14(参见图6)。如果需要，可以将空的隶属货盘PE放置在原材料储存***14中，以满足未来流动的需求。从而可以通过减少重新装载隶属货盘的运送路程来实现提高效率。
还参考图1至图7还有图8，管理***还包括半成品储存***16，来自操作站12的半成品储存在所述半成品储存***16中(例如，直到在操作站下游的一个或多个工艺流程中使用半成品为止)。根据选择的配方的需求，将半成品储存在关联的货盘上。通过隶属货盘(或“名义上的货盘”)PE而在半成品储存***16中引导半成品及其关联的货盘。数个廊道穿过半成品储存***16的所有水平层，并且与相应的排一起限定用于储存半成品的位置。可以根据在相应生产水平层处执行的工艺流程将半成品分配至半加工储存***中的位置。应当理解，与特定半成品相关联的隶属货盘(装载的或空的)可以放置在相同的分配位置中(即，装载的或空的同一货盘可以返回至相同的位置或与关联的半成品相关联的相同的分区)。
由机器人或等效设备(例如，通过结合原材料储存***14描述的并在图5中示出的堆叠设备20)提供半成品储存***16中的位置。基于生成的流动而做出的半成品的预测来执行选择性放置和选择性移走。在操作站12的每个生产水平层处，管理***包括相应转移路线，在相应转移路线上相应输送机相对于半成品储存***16移动。
因此，管理***可以记录半成品及其关联的货盘的储存和取回。管理***能够更新半成品在半成品储存***16中的储存以及关联的货盘的可用性。管理***还能够将空的隶属货盘PE放置在半成品储存***16中，以满足未来流动的需求。
在半成品储存***16中发生流动的示例中，管理***识别用于取回的半成品，并且从半加工储存***取回所述半成品。管理***将预订的半成品发送至往外出的输送机27(参见图8中的箭头O)。操作员(人工或机器)(手动地或自动地)取下预订的半成品及其关联的货盘，以在另一个混合工艺流程中使用半成品。隶属货盘保留在管理***中，用于在半成品储存***16中使用。可以清洁隶属货盘(例如，以上关于处理区域Z3所述)，并且可以将其运输至入料输送机29，所述隶属货盘在入料输送机29上等待操作。空的关联的货盘被收集，以返回至等待的隶属货盘上储存(参见图8中的箭头P)。
通过利用管理***，各个隶属货盘(装载的和空的)可以在操作站12的相应生产水平层处执行工艺流程的情况下进行转移和传送操作，从而在较短的距离内执行转移和分配操作而不会污染中间生产水平层。从而可以在两个储存***中都可以有效地实现装载的和空的货盘的进入和退出。
在满足流动需求的工艺流程的一个实施方案中，所述工艺流程包括生成至少一个流动的步骤，以制作至少一个橡胶混合物配方。在一些实施方案中，可以根据用户做出的选择来生成数个流动。
所述工艺流程包括识别满足至少一个生成的流动的需求的原材料的步骤。考虑到为组装制作选择的混合物配方所需的原材料而需要的时间，管理***可以识别关联的货盘(隶属货盘和专用货盘)上可用的原材料的位置。可以基于执行混合操作所需的最短时间来进行该识别。此外，管理***可以识别是否缺失混合操作所需的原材料。在这种情况下，管理***可以预订缺失的原材料，以从原材料储存***14取回所述原材料并将其传送至操作站12的相应生产水平层(或多个水平层)。通过利用已知的设备(例如，堆叠设备20)，根据原材料所需要的操作站的功能，将装载有预订的原材料的货盘储存在原材料储存***14中，以及从原材料储存***14取回。
工艺流程可以包括执行至少一个必需的计划活动的步骤，以完成当前流动和/或至少一个未来流动。计划活动可以包括一个或多个步骤，至少包括以下步骤：
-在当前流动结束时确定原材料***14和半成品储存***16中预期的储存水平层；
-确定当前流动的状态；
-预测由于当前流动和未来流动而将执行的流动；
-确定将在未来流动中使用的原材料(包括原材料在使用前的储存时长)。
可以基于一个或多个因素来做出这些确定，所述因素包括但不限于：一个或多个流动的完成(以及所造成的在管理***中剩余的原材料的储存)、未来流动的生成和调整、以及半成品储存***16中的当前的储存水平层。
工艺流程包括预订满足当前流动需求的至少一种原材料的步骤。在该步骤过程中，控制***将取回命令发送至原材料储存***14，例如以取回与这些原材料相关联的隶属货盘PE。
工艺流程包括自动地取回满足当前流动需求的预订的隶属货盘PE的步骤。该步骤可以包括确定隶属货盘是否仍需要装载关联的原材料的步骤。
如果储存在原材料储存***14中的原材料不满足第一流动的需求，则管理***可以调整流动，以使用可用的原材料。在管理***可以预订必需的原材料以执行初始流动时，同时发生调整的流动。因此，动态地监控原材料储存***14中的每个当前参数以及半成品储存***16中的预计的库存，以动态地对流动进行分类，使得最佳流动(例如，最佳流动作为时间的函数)始终是可能的。可以执行此操作，以根据对半成品的需求、半成品的剩余、原材料的短缺以及关联因素而对生产进行优先级排序。
该工艺流程包括根据当前流动自动地发送预订的原材料的步骤。将从原材料储存***14取回的关联的货盘发送至操作站12的相应生产水平层，以执行需要的预订的原材料的工艺流程。例如，如果在操作站12中硅的数量不足，则控制***可以预订取回储存在原材料储存***14的中间水平层处的硅储存容器。朝向操作站12(更具体地，朝向涉及的生产水平层)通过输送机引导与预订的硅关联的隶属货盘PE。
该工艺流程包括在完成生产半成品的混合工艺流程之后将半成品装载到关联的专用货盘上的步骤。控制***可以选定将储存半成品的半成品储存***16中的半成品储存水平层(例如，在等待管理***下游的工艺流程时)。管理***可以以与在原材料储存***14中管理原材料及其关联的隶属货盘相同的方式来管理半成品及其关联的专用货盘。
参考图9至图11，示出由本发明的管理***执行的自动化流动管理的示例，其与原材料储存***14’相关。在该示例中，原材料储存***14’包括两个仓库W1、W2，并且每个仓库包括两个自动化储存***(W11,W12)、(W21,W22)。参考图9，为了根据计划的流动储存炭黑，18袋(S1,S2,S3,S4,S5,S6,S7,S8,S9,S10,S11,S12,S13,S14,S15,S16,S17,S18)为一批次的炭黑到达原材料储存***14。可以通过管理***的隶属货盘PE来运输示出的所有袋子及其关联的货盘。
计划的流动涉及仓库W1的自动化储存***W11、W12。
每个自动化储存***W11、W12包括由廊道WC分开的成行布置的数个储存水平层。跨过相应廊道的堆叠设备W20可用于每个自动化储存***的每一行。参考图10，在实施流动时，管理***遵循由流动计划建立的冗余规则，以确保整个仓库W1中炭黑的可用性。遵循冗余规则，管理***自动地朝向两个自动化储存***W11、W12依次引导每个袋子。因此，管理***朝向自动化储存***W11引导袋子S1，朝向自动化储存***W12引导袋子S2，朝向自动化储存***W11引导袋子S3，朝向自动化储存***W12引导袋子S4等。当最后的袋子S18储存在自动化储存***W12处时，该批次在两个自动化储存***W11、W12之间平均分开(参见图11)。因此，在流动的情况下容易满足在操作站12的工艺流程过程中放置的炭黑的顺序。
工艺流程的循环可以在PLC的控制下执行，并且可以包括管理信息的预编程。例如，配置文件可以与每种原材料相关联，包括预订的原材料的重量，预订的原材料的位置以及表明预订的原材料向操作站12中的相应生产水平层转移的数据的接收和发送。PLC控制预订的原材料和关联的货盘的清单。对于所有的实施方案，可以建立配置文件，以确保用于制造选择的橡胶混合物配方的理想流动的再现性。
管理***可以包括监控***，该监控***可以监控管理***中的一个或多个工艺流程，包括但不限于：操作站12的一个或多个混合工艺流程(其中可以在每个生产水平层执行监控)，以及一个或多个安全工艺流程(例如，以确保原材料和半成品的连续通过和安全通过)。监控***的至少一部分可以设置在诸如移动网络设备的便携式设备中(例如，移动电话、笔记本电脑、连接至网络的便携式设备、连接至网络的可穿戴设备和/或组合和/或任何等效设备)。
在本发明的一些实施方案中，管理***可以接收口头或其他音频数据，其代表对识别出的原材料的位置和/或半成品的当前状态的请求。所述请求可以包括对橡胶混合循环的当前状态的请求，和/或对用于创建操作站12的混合配方的工艺流程的进度的请求。可以以音频、视觉、触觉(例如，通过利用触感交互界面)和/或虚拟格式来表示生成的响应。
一个或多个袋子和/或货盘可以包括用于便于它们之间通信以及与控制***通信的发送器和/或接收器，以能够进行自动化流动。一个或多个袋子和/或货盘都可以与模块(例如，经由一个或多个无线通信协议)通信，以接收信息，例如，用以识别和预留要与特定原材料一起使用的可用的货盘，并且用以识别和预留在储存***中可用的空间。例如，基于需要的原材料的类型，模块可以生成位置和货盘分配，以执行操作站12的某个生产水平层处的工艺流程。
在一个实施方案中，工艺流程可以包括以下步骤：
通过自主学***层12a,12b,12c)中至少一个识别出的目的地的可用性的步骤，以及将识别出的原材料转移至识别出的目的地的步骤。可以基于对所有需要识别出的原材料的生产水平层进行分类的步骤来识别最佳可用的目的地。训练步骤还可以包括以下步骤：确定支持最佳流动的识别出的目的地，其是基于以使得选择的橡胶混合物配方和/或原材料保持可用的必要时间来确定的。最佳可用的识别出的目的地可以是具有最早可用于接收识别出的原材料的识别出的目的地。最佳可用的识别出的目的地可以是如下的识别出的目的地，其具有支持生成一定生产体积的选择的橡胶混合物配方的最大容量。最佳流动可以根据***的当前状态(例如，根据半成品储存***16中的半成品的储存水平层)从一个循环更改为下一个循环。控制***可以填充有数据，所述数据与对于多个选择的橡胶混合物配方中的每一个有利的流动相对应。
术语“至少一个”和“一个或多个”可交换地使用。描述为位于“在a与b之间”的范围包括“a”值和“b”值。
尽管示出并描述了所公开的设施的特定实施方案，但是应当注意，在不脱离本发明的精神或范围的情况下，可以进行各种改变、增加和修改。因此，除所附权利要求书中公开的内容外，不应限制所描述的本发明的范围。
Claims (10)
1.一种用于管理原材料的流动和半成品的流动的自动化流动管理***，以执行一个或多个橡胶混合工艺流程，所述***包括：
橡胶混合设施(10)，其具有橡胶混合操作站(12)，在所述橡胶混合操作站(12)中根据选择的橡胶混合物配方来执行混合工艺流程，所述橡胶混合操作站包括需要提供原材料的数个生产水平层(12a,12b,12c)，以在每个生产水平层处执行相应的混合工艺流程；
自动化储存装置，其具有数个储存水平层，每个所述生产水平层连接至一个或多个所述储存水平层，所述管理***的自动化储存装置包括：
-至少一个原材料储存***(14)，根据在橡胶混合操作站(12)的生产水平层处执行的工艺流程，所述原材料储存***(14)具有便于原材料的储存、转移和取回的数个储存水平层，并且利用所述原材料储存***(14)，所述管理***生成原材料的一个或多个流动；
-半成品储存***(16)，其具有数个储存水平层，来自橡胶混合操作站(12)的半成品储存在所述储存水平层处，其中可以根据在橡胶混合操作站(12)中的相应生产水平层处执行的工艺流程将半成品分配至各个位置，并且利用所述半成品储存***(16)，所述管理***生成半成品的一个或多个流动；以及
-一个或多个隶属货盘(PE)，其永久地包含在每个自动化储存装置中，所述隶属货盘(PE)包括实际上的储存区域，以便于管理原材料和半成品的库存和流动。
2.根据权利要求1所述的管理***，其中
所述混合设施(10)包括数个分区，在所述分区中执行混合工艺流程，并且每个分区专用于与管理***关联的不同工艺流程，所述分区包括：
-分区A，其具有连接区域(Z2)，在所述连接区域(Z2)中引入到达混合设施(10)的原材料；
-分区B，其具有原材料储存区域；
-分区C，在所述分区C中橡胶混合操作站(12)布置有至少一个处理区域(Z3)，在所述处理区域(Z3)中从原材料储存***(14)取回所述隶属货盘(PE)；
-分区D，其具有半成品储存区域；以及
-分区E，其具有转移区域(Z1)，在所述转移区域(Z1)中所述半成品离开混合设施(10)。
3.根据权利要求2所述的管理***，在连接区域(Z2)处还包括：
-至少一个隶属货盘分配器(A1,A3)，所述原材料储存***(14)的隶属货盘(PE)堆叠在所述隶属货盘分配器(A1,A3)处；
-进入点(A2,A4)，其布置为紧邻所述分配器，以用于使位于所述分配器处的隶属货盘在所述进入点处装载一种或多种到来的原材料；
-控制设备A5，其控制转移的原材料的形状；
-出口A6，不相符的原材料在所述出口A6处离开管理***；
-旋转工作台(A7)，其操控原材料，以识别唯一的原材料标识；
-连接区域(Z2)的进入轨道(A8)，其与原材料储存***(14)对准；以及
-自动驾驶运输设备(A9)，其根据集成在每个唯一标识中的数据而将相符的原材料运载至自动化储存***的专用空间。
4.根据权利要求2或3所述的管理***，在处理区域(Z3)处还包括：
-出口C1，在所述出口C1处预订的原材料在被取回之后离开原材料储存***(14)，并且取回的原材料被转移至橡胶混合操作站(12)的相应的生产水平层；
-堆叠操作站(C2)，在所述堆叠操作站(C2)处取回并堆叠所述隶属货盘(PE)；
-选择性的清洁操作站(C3)，在所述清洁操作站(C3)处对隶属货盘(PE)清洁；
-入口(C4)，其安装为用于接收来自橡胶混合操作站(12)的相应的生产水平层的空的专用货盘；以及
-控制设备C5，其确保专用货盘与自动化储存***中的专用空间相符。
5.根据权利要求4所述的管理***，还包括至少一个机器人(20)，所述机器人(20)用于选择性地将原材料放置在原材料储存(14)中和选择性地将原材料从原材料储存(14)移走，以及选择性地将半成品放置在半成品储存***(16)中和将半成品从半成品储存***(16)移走。
6.根据权利要求4所述的管理***，还包括以下元件的至少一个：
-转移路线，在所述转移路线上相应的输送机相对于原材料储存***(14)和半成品储存***(16)移动；以及
-控制***，其识别原材料并根据优化的流动来管理原材料，以创建选择的橡胶混合物配方。
7.根据权利要求4所述的管理***，其中：
-根据选择的橡胶混合物配方，使所述原材料储存***的隶属货盘装载一种或多种原材料；
-半成品储存***的隶属货盘装载有根据选择的橡胶混合物配方预订的一种或多种半成品。
8.根据权利要求7所述的管理***，其中：
-原材料包括选自一种或多种炭黑、一种或多种树胶、一种或多种硅、一种或多种化学产品以及一种或多种硫的至少一种原材料；
-半成品包括从一种或多种母料、一种或多种半加工材料以及一种或多种待回收的材料中选择的至少一种材料。
9.由制造橡胶混合物的混合设施中的根据权利要求1至8中任一项所述的管理***执行的自动化流动管理工艺流程，所述工艺流程包括以下步骤：
-识别要用在混合设施中的多种原材料的每一种的种类的步骤，其中根据选择的橡胶混合物配方的特性，从多个不同的种类中确定识别出的种类；
-识别针对每个识别出的种类而需要将原材料运输到其中的管理***中的目的地的步骤；以及
-在原材料储存***(14)与橡胶混合操作站(12)之间生成原材料的一个或多个流动的步骤，该步骤包括将原材料运输至识别出的目的地的步骤。
10.根据权利要求9所述的工艺流程，还包括以下步骤：
-在橡胶混合操作站(12)与半成品储存***(16)之间生成半成品的一个或多个流动的步骤；以及
-通过自主学习方式对生成的原材料的流动以及生成的半成品的流动进行分类的步骤。
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