離散型制造企業(yè)物流倉儲系統(tǒng)智能化改進方案研究

王昱山 于青

摘 要：本文通過介紹某制造型企業(yè)的物流和倉儲的問題，設(shè)計使用立體庫系統(tǒng)、空中輸送線系統(tǒng)、立體庫倉儲物流控制系統(tǒng)等系統(tǒng)解決企業(yè)現(xiàn)有問題，提高企業(yè)的智能化水平，從而提升企業(yè)的核心競爭力。

關(guān)鍵詞：AGV；機械臂；物料運輸

引言：隨著我國提出“中國制造2025”，企業(yè)也逐漸認識到智能制造的重要性，特別是工業(yè)企業(yè)，由于產(chǎn)品的個性化需求逐漸增強、人員短缺、人工成本增高、知識不能累計、質(zhì)量得不到保障等諸多問題，致使企業(yè)不得不進行智能制造改造升級。目前主要的智能提升手段主要分為自動化層面、信息化層面及智能化層面，自動化層面的提升有自動化專用設(shè)備、智能物流、智能倉儲的改進；信息化層面有智能執(zhí)行系統(tǒng)、智能排程、信息物理系統(tǒng)等等；智能化層面有云制造、工業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等。本文旨在研究某工業(yè)企業(yè)的生產(chǎn)現(xiàn)狀，針對其物流倉儲系統(tǒng)進行研究、分析提出解決方案。

一.企業(yè)現(xiàn)狀及背景

某工業(yè)企業(yè)屬于大型國企，離散型行業(yè)，生產(chǎn)工件類型：模板用五金件；工件種類：1000種左右；工件最大體積：長300mm，寬500mm，高150mm；工件最大重量：50公斤。由于工件種類繁多、體積較重，每天需要投入30多人進行物料歸類、周轉(zhuǎn)，人工成本投入較大，用工難、用光慌等問題困擾著企業(yè)；工件占地面積大、擺放雜亂，無法及時出貨部分物料存在呆滯浪費。

二.設(shè)計方案

1.整體規(guī)劃

由于場地、物料等限制，通過立體庫系統(tǒng)、空中輸送線系統(tǒng)、立體庫倉儲物流控制系統(tǒng)（WMS），來進行整體設(shè)計，從根本實現(xiàn)降本增效、節(jié)能減排。

2.立體庫設(shè)計

由于原材料種類繁多，變化較大，考慮機器人分揀夾具較多、難度較大，成本也比較高，所以采用人機結(jié)合的柔性方式進行分揀，立體庫系統(tǒng)由立體貨架、中間輸送帶構(gòu)成，中間輸送帶把零件匯集到工作臺上，如圖2.1所示。

操作人員人工進行零件的分揀，根據(jù)配送單，對應(yīng)的零件前的亮燈系統(tǒng)亮起，閃動，方便操作人員確定零件位置，然后人工拿取，確定數(shù)量，并放到配料周轉(zhuǎn)料盒里，由輸送線進行傳送，輸送系為分段控制，使配料周轉(zhuǎn)料盒始終在人工方便取放的位置，操作人啟動按鈕后自動輸送到下一段輸送線。最后放到中間輸送帶上，由中間輸送帶把零件匯集到工作臺上。工件入庫參考立體庫智能分揀功能的方式，先對工件進行區(qū)域的分選，然后在對應(yīng)區(qū)域掃描工件二維碼，該工件位置的亮燈系統(tǒng)亮起，閃動，提示操作人員工件應(yīng)該存放的位置。如圖2.2所示。

3.空中物流系統(tǒng)設(shè)計

目前企業(yè)普遍應(yīng)用的物流方式有AGV、RGV、穿梭車、叉車等，場地限制，所以不適用地面物流方式，所以設(shè)計空中物流解決問題。空中輸送系統(tǒng)構(gòu)成包括輸送系統(tǒng)、變軌系統(tǒng)、空中輸送小車系統(tǒng)、上料系統(tǒng)等幾部分，如圖3.1所示。

3.1空中輸送系統(tǒng)工作流程：

空中輸送小車運動到配送零件上料位，由操作員把需要配送的零件放到輸送小車上，操作確認，輸送小車再輸送到加工工位上，人工進行取件，操作確認后返回倉庫。

輸送小車的總體調(diào)度由系統(tǒng)控制。輸送小車上配有電動葫蘆，在上料下料位置由人工通過智能系統(tǒng)進行升降，其他位置升至足夠高度，防止撞人的意外。同時輸送小車上有防止零件輸送途中掉落的結(jié)構(gòu)設(shè)計。

輸送小車的速度為20M每分鐘，負載承重一般設(shè)計為50KG，對于高于50KG的需要進行結(jié)構(gòu)加強。

3.2變軌系統(tǒng)：

輸送小車出庫后，通過調(diào)度系統(tǒng)的控制，在變軌系統(tǒng)位置選擇正確的運動軌道，運行到正確的工位。變軌系統(tǒng)實現(xiàn)輸送小車能夠合理的被輸送到兩條并聯(lián)平行的軌道中。

4.立體庫倉儲物流控制系統(tǒng)

4.1入庫流程

1）到貨單，檢驗單，放貨單通過金蝶ERP操作完成；

2）明匠WMS系統(tǒng)同步ERP中的放貨單；

3）放貨員工掃描放貨單后，立庫對應(yīng)指示燈亮起，提示物料存放貨架、貨位；

4）放貨完畢后，掃描員工二維碼，確認完成入庫操作，

5）WMS系統(tǒng)生成入庫單，并自動同步至金蝶ERP，生成對應(yīng)入庫單；

4.2出庫配送流程

1）倉儲物流部門通過WMS，同步物料配送單（原領(lǐng)料單），生成揀貨單；

2）揀貨員工掃描揀貨單后，立庫對應(yīng)指示燈亮起，提示物料存放貨架、貨位；

3）揀取每種物料后，揀貨員工都需輸入物料數(shù)量，確認完成揀貨操作，完成物料揀取后，系統(tǒng)物料配送單狀態(tài)更新為已揀貨；

4）倉儲部門掃碼二次確認后，WMS系統(tǒng)生成出庫單，并自動同步至金蝶ERP，生成對應(yīng)出庫單；

5）物料通過空中或地面方式輸送至工位時，工位員工掃碼確認，物料配送單狀態(tài)更新為已配送；

6）物料輸送到位時，需掃描機器碼和貨箱碼，通過二碼合一效驗提高物料配送準(zhǔn)確率。

4.3其他功能

1）WMS系統(tǒng)支持倉庫、貨區(qū)、貨架、貨位管理；像鋼筋等特殊物料，可存放至系統(tǒng)虛擬庫中，打印塑封碼掛上，出入庫時，通過WMS同步至ERP系統(tǒng)；

2）WMS系統(tǒng)支持人員管理、安全管理和權(quán)限管理，員工掃碼登錄才可操作，極大降低誤操作幾率，并記錄操作日志；

3）WMS系統(tǒng)包含盤點功能，盤點庫存結(jié)果可與ERP盤點核對；

4）WMS系統(tǒng)包含與ERP、MES系統(tǒng)的接口，如有特殊要求，也可定制完成；

5）WMS系統(tǒng)包含WCS（智能控制系統(tǒng)），可搭載智能堆垛車、智能叉車、AGV智能運輸小車等智能設(shè)備，實現(xiàn)自動化出入庫與配送。

三.總結(jié)

本文通過智能倉儲、高空物流系統(tǒng)的投入，實現(xiàn)半成品歸類存儲、自動運送、成品稱重、上線、自動貼標(biāo)、掃描、入庫、出庫等功能； 極大的提高了倉儲效率，實現(xiàn)全流程可追溯

物料通過條碼掃描、自動分流歸類存儲，省去30人；利用立體貨架和循環(huán)貨柜存儲，節(jié)省空間，占地面積減少65%；通過WMS與企業(yè)ERP對接，實現(xiàn)訂單出庫無縫對接；將各種物料的利用率實現(xiàn)最大化，消除長期庫存呆滯風(fēng)險。提升了企業(yè)的自動化、信息化水平，為企業(yè)后期智能化改造奠定基礎(chǔ)，從而提升企業(yè)的核心競爭了。

作者簡介：

王昱山，男（1986-），機械設(shè)計制造及其自動化，主要方向：智能工廠、智能車間的設(shè)計及實施.

于青（1986-）女，天津人，管理學(xué)碩士，工學(xué)碩士，中級工程師，研究方向：云制造、企業(yè)管理、智能工廠.