2023上海物流展|第23屆亞洲國際物流技術與運輸系統展覽會(CeMAT ASIA)

物料搬運、自動化技術、運輸系統、物流的國際盛會

時間：2023年10月24日－10月27日

地點：上海新國際博覽中心（上海市浦東新區龍陽路2345號）

主辦單位

中國物流與采購聯合會、中國機械工程學會、德國漢諾威展覽公司、漢諾威米蘭展覽（上海）有限公司

同期舉辦

上海國際工業零部件及分承包展覽會（ISA）

亞洲國際動力傳動與控制技術展覽會（PTC ASIA）

亞洲國際高空作業機械展覽會（APEX）

上海國際壓縮機及設備展覽會(ComVac)

上海國際重型機械裝備展覽會（HeavyMachinery）

亞洲國際冷鏈設備及技術展覽會（CCA）

展會介紹

亞洲物料搬運和物流技術行業 具 規 模 的國際 展 會 之 一，亞洲國際物流技術與運輸系統展覽會（簡稱亞洲物流展）自2000年以來已成功舉辦了22屆，作為德國漢諾威全球工業系列展的一員，CeMAT ASIA始終秉承德國漢諾威展會科技、創新及服務的先進理念，立足中國市場，為各展商提供高端展示平臺。

當前中國化工行業新工廠建設提速，物流倉儲系統升級需求明顯。北起院依托現代物流倉儲技術優勢，助力石化行業實現倉儲物流智慧化、產品可追溯性、物流全程可視化監測。本文介紹了石化行業發展趨勢，分析了石化物流系統構建方案，并通過典型案例闡述了項目規劃建設的關鍵點。

北京起重運輸機械設計研究院有限公司 物流倉儲工程事業部副總經理汝繼星

目前，我國石油和化工行業綠色發展的結構性、根源性、趨勢性壓力總體上尚未根本緩解。我國化工產業規模雖已達一，但仍存在高物耗、高能耗的問題，節能減排任務艱巨。當前石化行業落后的儲存和搬運方式已嚴重制約行業發展，現行較為常規的做法為平面倉庫+叉車作業，聚烯烴成品垛盤或噸袋由叉車搬運至平庫，并堆成2～3層的料堆，完成儲存作業。隨著石化行業高速發展，自動化立體倉庫技術以土地利用率高、自動化水平高、物流管理先進、人力成本節省等優點，已逐步成為石化企業建設倉庫的，得到廣泛應用與推廣。

一、石化行業發展趨勢

隨著中國經濟快速發展，對全球經濟增長的貢獻越來越大，石化產品的消費量也逐年上升，2020年中國石化產品消費總量已占全球超過三分之一的比例。

1.中國石化產業發展正進入成長后期

根據全球發達國家經濟體石化產業生命周期的特點判斷，我國石化工業正處于成長后期，可能很快迎來石化工業峰值。通過研究美國、歐洲和日本石化產業的發展，預測中國將在2030年后進入成熟期，2040年左右達到消費峰值。峰值階段的乙烯當量消費量將達7207萬噸，折人均乙烯當量消費量約49.7kg/人。該人均消費水平稍高于日本峰值消費水平的47.6kg/人，略低于西歐的56.3kg/人，相當于峰值期美國人均消費水平的57%。

2.烯烴產業快速發展

2014～2018年，受供給側改革推進、化工行業去產能等因素的影響，我國乙烯產量的增速較慢。截至2019年去產能工作基本完成，隨著民營煉化一體化項目的集中上馬，我國進入新一輪擴產周期，乙烯產量突破2000萬噸，同比增長率高達11.48%。據國家統計局數據，截至2021年，我國乙烯產量達2825.7萬噸，較2020年提升665.7萬噸。

3.近期我國乙烯項目進展概況

隨著2019年新浦化學65萬噸/年乙烯產能、2020年盤錦寶來100萬噸/年 乙烯產能的陸續建成投產，近期乙烯項目進展如下：

（1）天津120萬噸/年乙烯項目配套工程，南港工業區石化管廊項目作為120萬噸/年乙烯項目的配套工程，并被市發改委列入天津市重點儲備項目清單。

（2）中石油乙烷制乙烯國家示范項目，中石油兩套乙烷制乙烯示范項目，其中中石油蘭州石化長慶乙烷制乙烯項目總投資為104億元，采用中國石油自有的技術建設國內首套80萬噸/年乙烷制乙烯示范裝置，年產40萬噸高密度和40萬噸全密度聚乙烯產品等，所需的105萬噸/年乙烷原料來自位于榆橫工業區17km外的長慶氣田上古天然氣處理總廠。

（3）廣東省規劃到2025年全省要形成乙烯900萬噸/年、煉油9000萬噸/年、芳烴500萬噸/年以上的生產能力，形成綠色石化產業集群。

（4）2021年4月16日，浙江石化二期工程2#140萬噸/年乙烯裝置產出合格乙烯產品，裝置平穩運行，項目一次開車成功。

從乙烯工藝路線上看，未來還有外商獨資原油直接裂解制烯烴新建產能，中國乙烯產業已進入多元化發展和競爭的格局。2019年，中國乙烯產能達2884萬噸/年，預計2025年中國乙烯產能將達到5438萬噸/年。

二、石化行業智慧物流的構建

石化企業傳統的物流管理運營模式越來越難以滿足客戶對時效、安全、環保與健康的要求，將物聯網、大數據、云計算等IT新技術，同化工生產、經營、倉儲、運輸、配送等基本環節有機結合，尤其在自動化立體倉庫中應用堆垛機、環形穿梭車、托盤輸送機系統、機器人、自動導引車（AGV）、WMS系統、TMS系統等技術，實現并不斷提高化工物流的自動化、信息化和系統化水平，打造新時代下的智慧化工物流系統，已成為化工物流升級發展的大趨勢。

可以說，智慧化工物流是互聯網時代下，“互聯網+物流+化工”模式的典型產物。智慧化工物流不僅僅局限于某一個企業，而是通過供應鏈不同環節企業的共同參與，打造完整的智慧物流生態體系，加強企業互補，實現共同發展。智慧化工物流的構建，可以從實現倉儲系統的智慧化、所有產品的可追溯性、物流全程的可視化監測及供應鏈智慧化等方向進行。

1.自動化立體倉庫方案規劃

化工產品下線后，采用自動化包裝碼垛機器人實現產品自動包裝碼垛，再通過自動化輸送系統送至自動化立體倉庫進行儲存，出庫采用自動裝車設備，將ERP/MES系統對接WMS倉庫管理系統和TMS運輸管理系統，借助5G技術、數字孿生、虛擬調試以及物聯網、大數據、云計算技術構建智慧倉儲集成系統，建立智慧倉儲中心。

在設計規劃立體倉庫過程中，應重點關注以下幾點：

（1）石化行業的特點是作業流程相對簡單、貨物品規少、流量大、儲存量需求高，在方案設計時，為滿足較大的流量，出入庫輸送通常采用環形穿梭車方式，堆垛機則根據項目實際情況考慮是否需要設計雙工位，為提高存儲率，貨架通常采用雙深設計且高度多數超過30m。

（2）石化行業采用的托盤多數為平底托盤，在貨架設計過程中需考慮設計過梁式墊梁，出入庫口輸送機需設計頂升機構。

（3）石化行業對消防要求比較嚴格，需安裝火災報警與消防噴淋系統，貨架系統設計時需考慮以上安裝空間；貨架內需設計消防隔板，需要能承受住0.5MPa水壓沖擊。

（4）石化行業立體庫與入庫端和出庫端輸送系統對接常用環形穿梭車系統，由于石化行業流量非常大，設計的環穿車臺數較多，合理的系統調度邏輯是優化成本的關鍵，在規劃過程中要設計足夠多的小車檢修位，以防止小車出現故障阻擋主線而影響系統運行。

（5）數字孿生技術、三維建模、系統能力仿真分析、虛擬調試技術的應用，以及連同物流系統售后服務環節，是石化行業立體庫軟實力未來的發展趨勢。

（6）倉庫管理系統內部要設置防火墻，配置防病毒服務器，保證軟件系統維護期間的外部資源接入防護問題。

圖片

雙工位堆垛機

2.信息系統實現全鏈條可追溯

化工產品從原料購入、生產、產品銷售到“三廢”處理等環節，都可能發生意外事故，為了防止事故發生與分析事故原因，建立完善的可追溯系統尤為重要。追溯系統由生產、物流、使用等單位共同參與建立，從生產廠商產出、包裝某一化工產品開始，到產品運輸，直至終客戶使用這些產品為止的物流環節，均應有真實可靠的信息追溯?；诎踩腞FID技術，實現對化學品從生產經營、倉儲、運輸、配送、檢驗、使用、進出口申報等各個環節的全程監管，快速、準確地確認化工產品的來源與去向，辨識各環節的危險性，提高各個環節物流效率，縮短物流時間。

追溯流程一般可按照正向追溯與逆向追溯進行設計。正向追溯從產品生產完成后，對每一批次產品進行唯一ID登記，對其后續銷售方向、運輸與儲存軌跡、客戶使用情況等進行追蹤，收集相關數據；逆向追溯由產品開始，逆向追溯生產該產品的過程控制、“三廢”流向、使用的原料，直至原料供應商信息等。所使用的原料全部進行ID登記，登記內容包括出入庫記錄、取樣記錄、質量報告等。從原料入庫到商品使用，通過記錄其軌跡，確保原料ID與終產品ID保持準確對應，從而實現可追溯性。一旦發生事故，可根據追溯系統追溯產品各個環節的情況，分析異常，尋找原因。通過對正常與異常數據進行收集并深度學習，終達到對任意環節異常情況的自主預警，避免事故的發生。

3.物流運輸全程的可視化監測

化工物流企業將物聯網技術（RFID、GPS定位技術）與視頻監控等技術充分結合，實現倉儲定制化管理、車輛實時定位、物流全程監控、在線智慧調配等物流可視化管理。運輸過程中，GPS定位技術將化工產品實時位置信息顯示在相關企業調度控制中心，可實現對產品軌跡的有效掌控。中轉驛站和倉儲中心建立同樣設施，運輸工具與容器（如槽車、廂式貨車、集裝罐等）內外部安裝聲、光、紅外、濕度、溫度與壓力等傳感器，并轉為可視化數字或圖文信號顯示在相關單位監測中心，配合視頻監控系統，實現對產品安全狀態的全程監控，及時對異常狀態進行預警，防止事故發生。目前，許多化工物流企業已經完成相關技術的有效應用，并基本建成化工物流的可視化監測系統。

環形穿梭車軌道

三、石化行業典型案例分享

作為國內物流裝備系統集成商及物流設備供應商，北京起重運輸機械設計研究院有限公司（簡稱“北起院”）成立于1958 年，是集科研開發、工程承包、設備成套、設計制造、檢驗檢測、監理服務為一體的國有科技型企業，自動化物流倉儲是其四大工程業務板塊之一，迄今已為各行各業承建接近800座立體倉庫和物流配送中心項目。2007年北起院承建石化行業自動化立體倉庫的典型案例——中石化蘭州石化10萬噸/年丁本裝置立體倉庫，隨后承建了中石化天津潤滑油立體庫項目、中石油北京石油機械廠備品備件立體庫等項目，目前北起院在石化行業具有15年以上的經驗積累和技術沉淀。

以下是北起院為某石化企業規劃建設的年產40萬噸/高性能ABS樹脂一體化立體庫項目：

●  儲存單元：1400×1200×

2100mm，承載1.5噸；

● 產品特點：顆粒狀，無毒、無腐蝕性、可燃；

● 火災危險性類別：丙類；

● 貨架參數：20m高，21504個托盤貨位；

● 堆垛機參數：8臺雙工位雙深位堆垛機；

● 入庫端設計：對接8條包裝碼垛線，入庫流量為207托盤/小時，設計16臺環形穿梭車，負責完成空托盤垛供應以及產品入庫作業；

● 出庫端設計：立體庫出庫對接環形穿梭車系統，設計12臺環形穿梭車，完成峰值240盤/小時出庫流量，發貨口通過旋轉臺設計分別對接平板貨車、集裝箱貨車，設計自動換盤機，將換盤后的母托盤自動收集回庫存放。

該項目的設計亮點如下：

1.北起院自主開發、設計的“雙工位雙深位堆垛機”（發明專利）在本項目中得到應用。一方面實現雙深貨架布局，提高立體庫的存儲密度；另一方面，由于石化行業品規數量少，系統流量大，采用雙工位堆垛機可一次搬運兩托盤貨物，大大提高了堆垛機入出庫效率。

2.環穿系統的調度。將環形穿梭車的調度由WCS系統層級上升到WMS系統層級，在WMS系統預分析處理中，將貨位地址信息與入出庫訂單匹配優化后，再由WCS系統實現二次調度，從源頭上改進調度邏輯，大大縮短了小車空跑行程，有效提高系統效率。

3.數字孿生技術的應用。一是通過三維建模，將項目現場情況直接仿真在三維場景里，實現每一臺物流設備都可以聯動，并在仿真系統上反映出物流系統設計能力，采用物流系統虛擬調試技術，可以盡早發現問題并處理，大幅縮短施工工期；二是提供整體物流系統工程項目的展板展示，也可以用于物流系統售后服務環節；三是進行設備實時狀態監控、工作效率分析，方便360度全方位了解物流系統的運行情況，并能夠抓取一定量的數據，利用大數據來診斷設備效率、分析系統產能；四是通過對數據進行判斷，了解每一臺物流設備的狀況與壽命，以提供物流系統預測性維護服務。

環形穿梭車

四、期待與展望

新時代下，化工行業蓬勃發展的勢頭依然明顯。北起院將不斷推進現代物流倉儲技術與化工行業的深度融合，為實現石化行業倉儲系統智慧化升級、所有產品的可追溯性、物流全程的可視化監測等方面不斷努力，構建更加完善的智慧化工物流系統，使化工產品物流的各個環節更加安全、綠色、高效。