基于垂直升降貨柜的物料倉儲(chǔ)及無人發(fā)放的研究

王奎

（江蘇徐工信息技術(shù)股份有限公司，江蘇徐州 221000）

0.引言

人機(jī)料法環(huán)是全面質(zhì)量管理理論中五個(gè)影響產(chǎn)品質(zhì)量的主要因素，其中料指制造產(chǎn)品所使用的物料。物料倉儲(chǔ)管理是物資保障的重要一環(huán)，直接影響著物資保障工作的順利進(jìn)行。采用垂直升降貨柜替代原有倉儲(chǔ)貨架，并執(zhí)行配套的倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化操作。存取物料方便，物料存儲(chǔ)是貨到人，不是人找貨，存取速度快，大大節(jié)省時(shí)間，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了物料出入庫的速度。取貨時(shí)，由倉管員執(zhí)行倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)訂單，物料隨托盤進(jìn)入到取貨口后，進(jìn)行物料揀選，進(jìn)而發(fā)放給前來取料的人員，倉管員仍不可或缺。為了減少倉管員實(shí)現(xiàn)無看管取料，在貨柜取貨口增加獨(dú)立彈窗，對相應(yīng)的托盤進(jìn)行分格處理，彈窗與托盤的格一一對應(yīng)，取貨人員提交取貨訂單后，待取物料位置的彈窗彈起，取貨人員即可拿走彈窗下的物料，實(shí)現(xiàn)物料的無人發(fā)放，能夠幫企業(yè)降低成本，提高效率[1]。

1.垂直升降貨柜的獨(dú)立彈窗設(shè)計(jì)

垂直升降貨柜以托盤為存儲(chǔ)單元，通過提取車的上下和水平運(yùn)動(dòng)使托盤在貨柜內(nèi)部貨位和取貨口之間移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)托盤取出或者送到柜體內(nèi)合適的貨位。內(nèi)部托盤互相獨(dú)立，取送貨物時(shí)只操作指定的托盤，功耗較低，運(yùn)行時(shí)能自動(dòng)優(yōu)化路徑和尋找最佳存儲(chǔ)位置，真正實(shí)現(xiàn)“貨到人”的自動(dòng)化管理。但是因?yàn)槿∝浛谑情_放的，托盤上的任何物品需要倉管員分揀后取出，為了讓垂直升降貨柜能夠?qū)崿F(xiàn)無人發(fā)貨的功能，需要對托盤和取貨口進(jìn)行升級改造[2]。

在托盤上增加分格板，形成獨(dú)立的分隔區(qū)域，對于工具、刀具、粘接劑等產(chǎn)線需求的小物料，可以放置到已分格托盤中存儲(chǔ)，托盤示意圖如圖1所示。每個(gè)格存放一件物料，可以是一件工具、一把銑刀、一袋刀片、一盤膠帶等，放置完成后，物料存儲(chǔ)信息錄入系統(tǒng)，可以提前編寫后直接導(dǎo)入存儲(chǔ)系統(tǒng)。貨格數(shù)量根據(jù)托盤不同和貨格尺寸可以有很多，如圖1所示，36個(gè)貨格，對于一臺6m的中等高度貨格來說，至少可以存儲(chǔ)50個(gè)托盤以上，就可以至少提供1800個(gè)小貨格，可以滿足車間對小物料的需求。

同時(shí)，在取貨口增加獨(dú)立的取貨彈窗組件，如圖2所示，取貨彈窗的布置位置及數(shù)量與托盤上所分的小格相同，保證窗門打開后托盤上對應(yīng)的小格能夠展現(xiàn)在取貨者面前。所有取貨彈窗相互獨(dú)立，每個(gè)窗門受電控鎖的控制，電控鎖采用觸發(fā)式的結(jié)構(gòu)，通電電磁鐵拉動(dòng)拉桿，啟動(dòng)扭彈簧，靠扭彈簧的力把窗門從鎖扣中彈開。所有電控鎖中帶檢測開關(guān)，檢測開關(guān)接到控制器里，能夠檢測鎖的開關(guān)狀態(tài)，并把窗門的狀態(tài)信息上傳給倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)。

托盤放置在取貨口的承力板支架上，承力板結(jié)構(gòu)和精度對整個(gè)倉儲(chǔ)動(dòng)作的執(zhí)行至關(guān)重要。承力板采用無鋅花鍍鋅板冷彎成型加工，相臨貨道之間的誤差小于0.5mm。在裝配到立柱之前，承力板要與其特定的背板電阻焊接以保證足夠的強(qiáng)度和精度。承力板的特殊結(jié)構(gòu)能夠使每個(gè)托盤有兩種以25mm為精度增長的存儲(chǔ)方式。托盤這種放置方式有利于不同高度產(chǎn)品放置到取貨口時(shí)，靈活選擇放置層，讓托盤到取貨彈窗的距離保持在一個(gè)合適尺寸范圍[3]。

2.線邊物料倉儲(chǔ)及發(fā)放

2.1 物料倉儲(chǔ)及無人發(fā)放流程

倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)是一個(gè)實(shí)時(shí)的上位機(jī)軟件系統(tǒng)。不僅能使貨物按需自動(dòng)存取，而且還能與企業(yè)的ERP或SAP等系統(tǒng)進(jìn)行無縫對接，實(shí)現(xiàn)企業(yè)系統(tǒng)的信息集成與資源共享。倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)庫房管理的同時(shí)可對貨柜運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控；數(shù)據(jù)庫平臺采用SQL Server，便于接入客戶方的ERP、SAP項(xiàng)目管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)化管理。一臺管理計(jì)算機(jī)可聯(lián)接多臺貨柜，網(wǎng)絡(luò)方式根據(jù)用戶現(xiàn)場條件可采用Profibus、EtherCAT、以太網(wǎng)等多種網(wǎng)絡(luò)方式。

增加獨(dú)立彈窗的垂直升降貨柜能夠?qū)崿F(xiàn)物料的無人發(fā)放，可以根據(jù)物料的需求地點(diǎn)進(jìn)行靈活布置。比如布置在生產(chǎn)線邊，用于生產(chǎn)工具、耗材的存儲(chǔ)發(fā)放，提升生產(chǎn)的領(lǐng)料效率。物料的發(fā)放流程簡化為4步即可完成，包括“登錄系統(tǒng)―輸入取料信息―領(lǐng)取物料―關(guān)閉彈窗”4步，讓操作人員更容易上手，更愿意使用[4]。

2.2 物料倉儲(chǔ)及無人發(fā)放優(yōu)勢

2.2.1 節(jié)約成本的優(yōu)勢

增加取貨彈窗的垂直升降貨柜與現(xiàn)有普通垂直升降貨柜相比，普通垂直升降貨柜一般布置在遠(yuǎn)離生產(chǎn)線的倉庫，倉管員直接負(fù)責(zé)管理、分揀和物料發(fā)放，取貨員需要系統(tǒng)申請領(lǐng)取物料，然后到倉庫找倉管員取料。而帶取貨彈窗的垂直升降貨柜采用簡單的取料流程，配合系統(tǒng)指定的彈窗貨格，讓取料員只需兩步就可以自己拿到物料，省去了倉管員的參與，降低的人工成本。同時(shí)，布置在線邊的貨柜更能降低取料員的取料時(shí)間，增加了其他有效的工作時(shí)間，為企業(yè)創(chuàng)造更多的價(jià)值。

2.2.2 滿足24h取貨需求的優(yōu)勢

增加取貨彈窗的垂直升降貨柜的出現(xiàn)還可以滿足用戶想要隨時(shí)隨地存取貨物的需求。對于有雙班制或者三班制的工廠，倉管員一般不上夜班，這就限制了在夜班領(lǐng)料的臨時(shí)需求，也限制了領(lǐng)料員在收取貨物時(shí)間上的靈活性。對于領(lǐng)料員來說，由于貨柜是 24h性質(zhì)的，領(lǐng)料員可以隨時(shí)取件隨時(shí)發(fā)件，為領(lǐng)料員提供了便利。

3.結(jié)語

本文提供了一套物料存儲(chǔ)和無人發(fā)放的線邊庫解決辦法，即在垂直升降貨柜結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上增加獨(dú)立取貨彈窗，并通過貨柜的倉儲(chǔ)一體化管理系統(tǒng)來實(shí)現(xiàn)。這種模式采用智能化操作系統(tǒng)，占空間小，安全性和私密性較高，成本也比較低。24h的服務(wù)對于取料員來說沒有時(shí)間上的限制，比其他發(fā)放方式更靈活，更適合現(xiàn)代化的車間取放料節(jié)奏。功能強(qiáng)大的后臺管理軟件，提供完整的數(shù)據(jù)審計(jì)、分析和追蹤功能。方便用戶時(shí)刻掌握物料的使用情況，包括誰提取物料、什么時(shí)候提取、在什么地方使用、為什么要使用等。