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文章概述
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overview
近年来，中国石化企业仓储物流升级加速，自动化立体库建设需求爆发，部分大型石化企业已经建立起覆盖包装、码垛、套膜、入库、储存、出库、装卸车等全流程的智能物流体系。
本文主要介绍了石化企业仓储物流系统的关键技术与规划建设要点，具有极强的参考和指导意义。
本文共 6040字，预计阅读需要20分钟
作者
崔悦
中国石化工程建设有限公司专业副总
石化产业是国民经济支柱性产业，在促进国民经济产业升级和拉动经济增长方面发挥着重要作用。进入“十四五”时期，我国石化产业迎来转型升级、高质量发展的关键时期，将规划和建设一大批超大型乙烯装置，作为石化企业实现卓越运营的重要一环，仓储物流的升级发展颇受关注。
从产品形态上来看，石化产品主要分为液态和固态两大类别，液态产品主要以储罐进行储存，槽车进行运输，专业性较强；对于大型乙烯装置而言，聚烯烃固体是其主要的商业化产品，其仓储物流作业，主要包括从生产装置下线之后的包装、码垛、入库、储存、出库、装卸车，直到发运的系列环节。固态产品则通常以纸、塑袋进行包装，以托盘为单元，进行搬运、储存等物流作业，通用性较高。本文将围绕石化企业固态产品仓储系统升级进行阐述。
石化企业生产具有连续性、规模化特点，近年来受土地资源、劳动力资源等条件限制，以及下游客户需求变化，石化产品类型多样化，石化企业产能持续提升，需要进一步提升企业形象等众多因素影响，石化固态产品的仓储物流需求发生了一系列变化，固态产品仓储物流由以平面库为核心的人工作业模式，向以自动化立体仓库为核心的智慧仓储物流加速转变，石化企业仓储物流升级发展进入快车道。
01平面库时代走向终结
我国石化企业通常是有着较长历史的老牌企业，早年间，我国针对石化企业的土地政策较为宽松，劳动力成本较低且劳动力资源较为充沛，企业生产的产品种类较为单一，下游客户对产品品相、时效性要求不高，单一客户需求量不大，加上仓储物流并不直接产生经济价值，因此石化企业主要采用平面库，以人工进行管理，叉车作业，基本就能够满足企业业务需求，同时有助于解决当地劳动力就业问题。
近年来，伴随大型石化企业的世界级炼化基地规模初步形成，生产向集约化、大型化发展，石化企业产能大幅提升，百万吨级别的固态产品生产装置比比皆是。以往固态产品在平面库内以托盘堆垛形式来进行储存，2～3层的产品堆垛层，储存效率低，平面库的仓储形式势必要依托于大规模的土地资源。面对受限的土地面积与日益攀升的土地成本，石化企业更倾向于将有限的土地资源用于生产；与此同时，我国劳动力成本大幅上升，愿意从事重体力劳动的人越来越少，石化企业普遍意识到建设平面库的传统仓储路径已经走不通了。
自动化立体仓库助力石化企业实现入库、储存、出库等多环节的自动化作业
另一方面，随着我国经济水平和消费水平的提升，下游客户对石化产品的需求由单一品类、低端化产品，向多元化、高端化产品发展，单一客户需求量不断增大，而且下游客户对产品品相、时效性要求也在提升，石化产品市场竞争颇为激烈。为了更好地满足客户需求，石化企业不断丰富产品种类，产品牌号由原来的五、六个增加到数百个。传统平面库由人工分配储存位置，以做记录、插牌子、贴标签等传统方式进行管理，随着产品牌号增多，多个牌号产品需要堆放在一个堆垛上，这让原本就效率低、差错率高的人工管理形式更加难以应对；仓库内上层托盘与下层产品直接接触，稳定性差，易倒塌，而且叉车在码放上层产品时，易出现托盘划破下层产品包装的现象；仓库内应用人工驾驶叉车进行产品码垛堆放，库内多为混凝土地面，叉车作业时卷起大量粉尘与尾气排放出的颗粒物吸附在产品包装袋上，影响包装外观，对员工身体健康不利，影响下游产品品质，同时也会损害企业形象。
随着内外部环境变化，以平面库为核心的仓储物流模式已经无法支撑石化企业持续发展，仓储物流升级成为石化企业必须要攻克的难题，节约土地、节省人工、提高效率、降低成本、保证产品品相，是升级发展的重要目标。
02智能仓储物流体系逐步形成
“智能石化”是中石化转型升级的重要战略，从“十三五”期间中石化就开始对智慧物流系统建设的探索，从产品下线包装、堆垛、套膜、入库、存储、出库、装卸车全流程各个环节着手探索高效解决方案，目前已经初具规模，镇海炼化、中科炼化、中韩石化、扬子石化等大型石化企业已经率先实现了全流程智能物流体系建设，并在业内产生相当的反响。
智能仓储系统主要作业流程
1
包装
产品下线后进入自动包装环节，进行封袋包装，并在外包装袋上进行喷码（二维码），扫描该二维码可以连接到中石化质量监测系统，可下载合格证书，并实现对每袋产品的追溯。
2
码垛与套膜
产品通过全自动包装码垛生产线，横梁式高位码垛机将袋装产品码垛在托盘上，并由自动套膜机进行套膜，针对不带托运输的产品，可采用无托盘套膜方案，码垛时自然在产品上形成货叉形状，便于出库时进行翻转，也便于后续搬运作业。
3
入库校验
托盘信息载体采用RFID技术，在包装码垛环节记录码垛产品信息，并与仓储管理系统WMS中的信息进行匹配，匹配成功的产品方可进入仓库。
4
入库
通过环形穿梭车/输送线送入自动立体仓库储存道口，由高位堆垛机搬运到仓库指定货位。
5
入库
由高位堆垛机搬运到巷道出口，由环形穿梭车/输送线送入立体仓库将货品搬运至出货区。
6
卸装车
针对整托出库运输的产品，普遍利用“人工+叉车”的形式将产品搬运到指定车辆上，或者利用无人装车机进行自动化装车。针对不带托运输的产品，先经过托盘翻转机进行翻转，再通过“人工+多牙叉车”搬运到车辆，完成装车。
自动包装系统、自动码垛系统在行业内应用较为成熟，行业内大部分企业已经实现了包装、码垛、套膜作业的自动化，在此不做赘述。
自动化立体库和自动装卸车，是当前石化仓储物流智慧化升级发展的重点。
自动化装卸车将在石化行业持续探索和广泛应用
自动化立体库爆发式增长
自动化立体仓库能够实现入库、储存、出库等多环节的自动化作业，具有占地面积小、有效库容大、作业效率高、安全可靠性好、库存管理水平高、省人工等优点，但目前在石化行业的应用并不广泛，主要原因在于自动化立体库前期投入成本较高；成垛产品进入立体库需要进行套膜，以保证垛形在高速搬运过程中稳定安全，但长期以来套膜设备多为进口产品，成本高昂；行业内普遍倾向于采用拆垛方式装车进行运输，来获取较高的装载率；上下游企业对于带托运输的托盘结算尚缺少规范，生产企业和下游用户众多，托盘形式和流转回收流程缺少统一规划。
石化行业自动化立体库建设已经进入爆发期
近年来，劳动力成本，土地成本上升，自动化立体库综合建设运营成本具有明显优势；石化产品套膜设备成功实现国产化，大幅降低了套膜成本，也使高吨位垛形进入自动化立体仓库成为可能；前道工序包装、码垛环节的自动化系统广泛应用；托盘翻转设备成熟应用，带托产品通过翻转装车，保障产品可以实现无托盘运输；共享托盘在中石化实现普及应用，中石油、中海油也在大力推进，一些民营企业也在逐步加入，其应用解决了运输之后托盘结算的问题；我国对货运车辆超限超载治理力度不断加大，通过拆垛运输进行超载来获利的方式已经难以实现，带托盘整垛运输开始被石化行业企业所接受，给自动化立体库的落地应用提供了便利条件。
自动化立体仓库系统应用环形穿梭车或是输送线进行出入库作业，应用托盘堆垛机进行储存，能实现包装、仓储、出入库作业的全面智能化、数字化、可视化管控目标，自动完成包装上位机获取LIMS（中石化炼化企业实验室信息管理系统）信息、产品入库、通知车辆进厂并分配月台等环节，确保每一袋产品的可追溯性。2019年开始至今，已经有越来越多的石化企业规划建设自动化立体库，自动化立体库与包装、码垛、裹膜等自动化设备互联互通，实现了智能物流仓储体系建设。
目前，除了生产装置较少、年产量小于30万吨的小型石化企业外，大部分大型石化企业在新项目建设中都会采用自动化立体仓库，石化行业自动化立体库建设已经进入了爆发期。
石化行业企业规划和在建的自动化立体库大多属于超高库
自动装卸车系统初步试用
在石化企业装卸车环节，拆垛装车作业由大量的人工“肩扛背驮”完成；整垛装车由“人工+叉车”来完成。近两年，石化企业围绕“如何在实现自动化装卸车，实现省人力、提效率、降成本”进行了积极探索，发现无人装车机极具可行性。
应用无人装车机装车，首先系统会对即将来装车的货运车辆可装载情况进行预判断，并自动计划出最为合理的装载方案，输送机或者环形穿梭车系统在出货后，根据系统对产品摆放及组装进行准备，整理成适合该货运车辆装载规格的整车货品，再由无人装车机将所有货品一次/两次推进货运车辆（无人装车机分为两种，全尺寸无人装车机可以一次将整车货品推入车辆，非全尺寸无人装车机需要分多次推进完成装车作业）。这一方案在镇海炼化、浙江石化、海南石化等企业已经落地试用。总体来说，无人装车解决方案的应用尚处于起步阶段，如何应对货运车辆尺寸规格不规则、不标准，车况差异大等挑战还有待进一步研究，自动装卸系统在作业效率方面相较“人工+叉车”方式低。但随着技术进步、车辆标准化及物流行业集约化，这些问题一定会得到很好地解决，自动化装卸车技术应用也将逐步普及。
此外，行业内也对AGV装车进行了探索，发现目前AGV装车的解决方案还并不十分适用于石化行业产品运输。首先，货运车辆装车的地面不十分平整；车辆停放的位置并不很固定；车辆状况也并不统一，不标准，AGV装入货物摆放位置稍有偏差就会对货品在车内的稳定性造成影响，甚至无法完成装车作业；AGV装卸车效率非常低，仅相当于1套“人工+叉车”装载效率的三分之一；另外，大流量地出入库作业，必然导致较多的运行路径交叉，如果发生碰撞极易产生火灾，这是对安全性要求极高的石化企业绝不允许发生的状况。
火车装车方案有待探索
国内铁路运输以P60/P70篷车为主，普通叉车较难进入车厢；叉车进入火车进行装车也需要站台与火车车厢之间为极小的高差；由于车厢内高与垛高不匹配，整垛运输会产生托盘消耗增加或亏吨严重等问题。因此，目前国内的火车运输依旧以拆垛形式，依靠人力进行装车，火车装车有待进一步改进。
参考国外，铁路运输有两种方式：一种是将散料装到火车罐车，到集散地以后再进行包装；另一种是以散料或1.5吨/垛的方式装到集装箱里，以箱代储，用火车运走集装箱，集装箱可以上下两层运输，装载效率较高。
到底该如何提升火车装车效率，还有待进一步探索。
03仓储物流规划与建设关键点
与工厂总图设计同步进行
由于平面库对地块形状并没有特殊要求，长期以来石化企业在工厂总图设计阶段并不会对仓储物流进行详细规划，一般都是在规划完生产装置之后，从剩余地块中找到较为合适的地块设计建设平面库。而自动化立体库项目需要形状较为规则的地块，需要一定的进深来保证巷道长度，才能达到高效率，需要有一定的宽度，才能保证巷道数量，满足进出库量；需要离生产装置近；要便于车辆出入园区，出入口距离交通要道近，且出入的交通要道及车辆的行驶路径不进入生产装置区；社会车辆与内部车辆尽量分隔……满足这些要求才能让仓储物流运作更为高效，让整个厂区/园区运营更为有序。
因此，石化企业一定要高度重视仓储物流规划的重要性，将仓储物流系统规划纳入总图设计进行统一考量。如果在总图规划设计完成之后再定义仓储物流形式，一方面，设计更改难度较大，且难以保证方案的合理性，甚至会让仓储物流系统最终运行效果大打折扣；另一方面，更改方案需要繁杂的报批和备案，会影响项目进度。
充分考虑运输方式
我国不同地区的石化企业采用的运输方式也有差异，华中、华南、华北地区基本上以公路运输为主，铁路为辅；西北、东北地区公路网络不发达，主要以铁路运输为主。有的石化企业只有一种运输方式，而有的石化企业则有两种运输方式同时存在，不同运输方式对仓储规划与设计，以及设施设备应用有较大的影响，例如：
公路运输条件下，货运车辆行驶及停靠相对灵活，站台布置相对受限制较少，铁路运输条件下，站台必须需要沿铁路线布置，铁路线由专业的铁路设计院统一规划，可灵活调整的空间不大。
铁路运输条件下，货车装车停靠在站台，石化企业需要支付铁路占用费，时间越长成本越高。因此，铁路站台装卸车时间越短越好，在规划设计阶段也要综合考虑。
货运车辆标高与火车标高不同，因此对站台高度要求也会不同，火车所需站台标高一般在1.1米，而公路运输货运车辆所需站台标高基本在1.3~1.4米，如果一个企业存在两种运输方式，那在规划设计阶段就需要考虑如何消除高差，或者在设备选用时兼顾或平衡，以满足企业需求。
仓储物流智慧化发展是重大趋势
严格把控仓库质量
高质量的自动化立体库建设，是整个仓库高效运营的开始。石化行业企业由于生产规模巨大，规划和在建的自动化立体库容量巨大，大多属于超高库，高度超过24米，最高已达36米，国外类似仓库高度甚至达到45米以上，单货位载重量在1.5吨，确保工程结构与质量是重中之重。因此，在仓库建设必须要选择有专业资质，且经验丰富的合作伙伴；在建设过程中严格执行相应的国行标，例如货架横梁变形量挠度应小于10毫米，全货格满铺实层隔板等，还要做到对整个项目安装过程的严格把关。
高度重视消防系统建设
石化固体产品多属于丙二类可燃固体，无论是平面库还是立体库，都应根据国家及行业规范，建设完善的消防系统。
平面库通常只需配置一种火灾监测措施，并根据防火分区面积设置屋顶喷淋。自动化立库对消防要求会更为严格，需配置两种以上的火灾监测措施；除了屋顶喷淋，自动化立体库还要增加货架内喷淋，每个巷道及货架顶部配置自动消防炮，消防管线距离长，布置困难，安装精度要求高，单个仓库的消防工程量已超过一套石化生产装置。
从安全性来看，对比平面库和自动化立体库，个人认为自动化立体库更为安全。相对于平面库，自动化立体库有更为全面的火灾检测和消防设施；从人身安全保护来讲，自动化立体库是无人化作业，不会危害人员安全；从财产保护来讲，每个货位都有喷淋保护装置，可以及时抢救财产。
全面考虑业务场景
在仓储物流升级过程中，除了考虑普通业务场景外，一定要充分结合客户需求对特殊业务场景进行重点考虑，如南方沿海一些外企客户对整集装箱的散料装货有比较大的需求，在仓储设计阶段就要对散料装货进行合理布局；大部分客户以小袋包装产品需求，部分下游客户有大包装产品的需求，因此在仓储设计阶段就要尽量去多适应各种包装的需求；客户常常会根据价格变化临时更改提货时间或者取消订单，在仓储规划阶段要考虑如何对已出库货品做回库处理。只有在做仓储设计时充分考虑各类场景，才能为石化企业灵活应对需求变化提供保障。
石化仓储物流智慧化发展是重大趋势，是石化企业向中高端迈进、加快转型升级的重要举措，也是新常态下打造竞争优势的必然选择。石化企业应把握技术发展趋势，对仓储物流智慧化升级不断探索，补足效率低、成本高等短板，真正做到物流提质增效，为石化企业高质量发展提供助力。
专题目录
（主持人/江宏）
中国石化企业仓储物流升级进入快车道
物流仓储技术在石化行业的应用及发展
镇海石化：持续探索物流智能化升级
扬子石化：为包装与仓储物流插上“智能化”翅膀——访中国石化扬子石油化工有限公司塑料厂技改办主任高星
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