適應(yīng)GIS產(chǎn)品生產(chǎn)的自動(dòng)化倉儲(chǔ)庫房設(shè)計(jì)

■ 西安西電開關(guān)電氣有限公司 胡愛紅 鄭益征

引言

物流技術(shù)發(fā)展到今天，支撐物流技術(shù)的硬件與軟件技術(shù)已發(fā)展到任意組合、高度集成的程度，在倉儲(chǔ)、物流方面實(shí)現(xiàn)高度信息化、自動(dòng)化集成體系，成為各行各業(yè)爭相搶占制高點(diǎn)。

但是，目前物流業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r極不平衡。在物流園區(qū)，大型倉儲(chǔ)規(guī)劃領(lǐng)域以及港口、貨運(yùn)中心、配送中心、超市網(wǎng)絡(luò)等方面發(fā)展較快，起點(diǎn)高、效益顯著。而在制造企業(yè)，由于小批量多品種的生產(chǎn)性質(zhì)使得自動(dòng)化物流系統(tǒng)發(fā)展相對滯后，物流方式阻礙了工廠生產(chǎn)的高效運(yùn)轉(zhuǎn)。沿用至今傳統(tǒng)的生產(chǎn)物流方式與設(shè)施導(dǎo)致庫房甚至裝配車間及其周邊成為臨時(shí)的物資集散地，外來物資運(yùn)輸車輛穿梭于廠區(qū)各處，管理無序，成為企業(yè)發(fā)展的消極因素。

西開電氣公司“十一五”期間，進(jìn)行了空前規(guī)模的技術(shù)改造。固定資產(chǎn)投資達(dá)8億元。建成了全新的裝配車間、專業(yè)車間、零部件庫房等格局已定，如何理順廠區(qū)物流體系，從源頭開始規(guī)整外來物資的進(jìn)廠流通程序成為關(guān)注焦點(diǎn)。也是公司引入現(xiàn)代物流概念，建設(shè)適應(yīng)公司產(chǎn)能與規(guī)模的倉儲(chǔ)、揀存、運(yùn)輸傳送與信息管理的現(xiàn)代化物流系統(tǒng)，向物流智能化、信息化、效益化發(fā)展必須首先跨出的一步。今后彰顯企業(yè)有序生產(chǎn)、生機(jī)盎然的將會(huì)是貫穿在各廠房之間的物流站點(diǎn)和路線。它是企業(yè)流動(dòng)的血脈。

本文著重尋求廠內(nèi)物流問題的解決方案，開創(chuàng)自動(dòng)化系統(tǒng)在電氣制造行業(yè)應(yīng)用探索，介紹本公司的物流規(guī)劃架構(gòu)以及將建立的高效自動(dòng)化倉儲(chǔ)系統(tǒng)的策劃案，包括倉庫平面動(dòng)線布局規(guī)劃，典型零部件存儲(chǔ)形式規(guī)劃，轉(zhuǎn)運(yùn)器具功能需求分析，物流設(shè)施設(shè)備選型，以及倉庫信息管理的功能需求分析。

1.物流架構(gòu)與模式設(shè)計(jì)

1.1物流架構(gòu)

根據(jù)小批量多品種零件品種多，頻繁出入特點(diǎn)，結(jié)合本企業(yè)的具體情況，規(guī)劃拉動(dòng)模式下物流架構(gòu)——庫房型式與物流過程，簡化物流，有效解決庫存與需求問題，提高庫房利用率。

1.2物流模式確定

2.庫房功能定位

2.1滿足生產(chǎn)綱領(lǐng)下生產(chǎn)所需的物料配送需求

2.2具有消除產(chǎn)能波動(dòng)及生產(chǎn)次序的調(diào)整的安全庫存需求

2.3輔助成本統(tǒng)計(jì)與財(cái)務(wù)核算平臺

3.設(shè)計(jì)綱領(lǐng)與庫存量計(jì)算

3.1設(shè)計(jì)綱領(lǐng)

依據(jù)公司發(fā)展規(guī)劃及未來市場預(yù)測，根據(jù)企業(yè)規(guī)劃部給定發(fā)展目標(biāo)，確定設(shè)計(jì)專業(yè)庫未來產(chǎn)能綱領(lǐng)。

3.2庫存量計(jì)算

3.2.1 計(jì)算過程：

按照逆序設(shè)計(jì)原則，以下序的需求來拉動(dòng)上工序的供應(yīng)，設(shè)計(jì)計(jì)算流程如下：

產(chǎn)品型號 1100kVGIS 800kVGIS 550kVGIS 550kVHGIS 550kVGCB 800kVGCB 合計(jì)年產(chǎn)綱領(lǐng) 20間隔 24間隔 160間隔 100間隔 122臺 36臺 462間隔(

3.2.2 計(jì)算流量

3.2.2 .1計(jì)算公式：

根據(jù)采購提前期、入庫時(shí)間、分揀時(shí)間、配送時(shí)間的消耗以及需求波動(dòng)，通過庫存周期和裝配車間每日平均需求量得到專業(yè)庫庫存量來確認(rèn)整體庫存量；通過專業(yè)庫庫存量和單元化數(shù)據(jù)得出專業(yè)庫儲(chǔ)位需求。

根據(jù)西開零件使用頻率，將零件分為通用件和專用件。對通用件采用再訂貨點(diǎn)的方式進(jìn)行補(bǔ)貨；而專用件按照LTL（批對批）的模式進(jìn)行補(bǔ)貨。

倉庫于存量為1個(gè)裝配批量的數(shù)值。

計(jì)算公式：

> 批對批補(bǔ)貨模式的庫存按照庫存周轉(zhuǎn)期設(shè)置庫存

庫存量=庫存周轉(zhuǎn)期×日需求量

> 再訂貨點(diǎn)補(bǔ)貨模式的庫存設(shè)置庫存

公式：

說明：計(jì)算庫存量需要零件流程、產(chǎn)品裝配周期、工作班次、零部件PFEP基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支持，具體方法不再此一一論述論述，直接應(yīng)用計(jì)算結(jié)果。

3.2.2 .2單元化包裝方案

根據(jù)物料不同的存儲(chǔ)特性（零件號碼、零件類別、供方、工位等）確定包裝存儲(chǔ)方式為以下幾種。

3.3流量平衡圖

按照3.2.1及3.2.2計(jì)算生產(chǎn)綱領(lǐng)下庫存零件量，做出庫房流量平衡圖。

3.4包裝單數(shù)量貨位計(jì)算

根據(jù)包裝單元存放對應(yīng)零件容量，計(jì)算各類零件包裝數(shù)量，進(jìn)而確定其貨位數(shù)量如下表。

4 物流中心作業(yè)策略

4.1. 進(jìn)貨策略

4.1.1 按照倉庫的單元化存儲(chǔ)要求收貨，即到貨已經(jīng)完成倉庫單元化的碼放，收貨人員只做數(shù)量、質(zhì)量等的驗(yàn)收，不做存儲(chǔ)單元容器的轉(zhuǎn)換工作；

4.1.2 每個(gè)存儲(chǔ)單元容器是都裝有RFID，收貨人員在驗(yàn)收完成后做實(shí)物入庫的同時(shí)做信息系統(tǒng)入庫；

4.1.3 進(jìn)貨作業(yè)時(shí)間為倉庫正常工作日工作時(shí)間；

4.1.4 進(jìn)貨作業(yè)全部使用叉車作業(yè)。

4.2 上架策略

4.2.1 存儲(chǔ)單元容器上的RFID在收貨信息錄入時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)指派儲(chǔ)位；

4.2.2 按照存儲(chǔ)單元化的形式，使用叉車等搬運(yùn)設(shè)備，按照系統(tǒng)指示的上架至不同存儲(chǔ)區(qū)域的相應(yīng)儲(chǔ)位上。

4.3. 存儲(chǔ)策略

4.3.1 每個(gè)儲(chǔ)位存儲(chǔ)一種SKU的零件，即不同的SKU不混放；

4.3.2 按照零件存儲(chǔ)單元化的不同，分為專用托盤存儲(chǔ)區(qū)、金屬箱存儲(chǔ)區(qū)、卡板箱存儲(chǔ)區(qū)、標(biāo)準(zhǔn)箱存儲(chǔ)區(qū)和非標(biāo)器具存儲(chǔ)區(qū)；

4.3.3 考慮到托盤單元化零件的庫存存儲(chǔ)量較大且出庫頻率較高，基本使用AS/RS或VNA等存儲(chǔ)密度大、出庫作業(yè)靈活的存儲(chǔ)設(shè)備；

4.3.4 為充分利用空間提高標(biāo)準(zhǔn)箱單元化零件的存儲(chǔ)量，基本使用閣樓貨架或者

Mini load；對于有特殊防護(hù)要求的小型零件，考慮使用垂直升降庫；

4.3.5 大型零件使用可堆垛的非標(biāo)存儲(chǔ)器具，通過利用空間提高存儲(chǔ)量。

4.4. 揀選策略

4.4.1 倉庫內(nèi)零件全部采用揀存合一的形式；

4.4.2 托盤單元化的零件需要整板出貨的由叉車司機(jī)按照出貨指令直接揀取至待出貨區(qū)，需要拆零出貨的由叉車整板叉下，人工進(jìn)行揀選，人工揀選后再由叉車叉回原來的儲(chǔ)位；

4.4.3 標(biāo)準(zhǔn)箱單元化的零件若使用閣樓貨架或者垂直升降庫進(jìn)行存儲(chǔ)，則揀選時(shí)無論整箱還是拆零揀選均有人工按照出貨指令直接進(jìn)行揀選；若使用存儲(chǔ)密度高的Miniload進(jìn)行存儲(chǔ)，則整箱出貨由堆垛機(jī)直接取出，人工搬運(yùn)至待出貨區(qū)，拆零出貨由堆垛機(jī)取出，人工拆零揀選后，堆垛機(jī)再放回原來的存儲(chǔ)儲(chǔ)位；

4.4.4 非標(biāo)器具存儲(chǔ)的零件或者直接堆垛在地面上的大型零件，由叉車或者行車司機(jī)按照出貨指令直接揀選至待出貨區(qū)。

4.5. 集貨策略

4.5.1 不同存儲(chǔ)區(qū)域的零件在揀選完成后，按照集貨指令搬運(yùn)至待出貨區(qū)。

4.5.2 整板出貨零件的集貨，由叉車按照集貨指令直接搬運(yùn)至相應(yīng)待出貨區(qū)。

4.5.3 整箱或者拆零出貨的零件，使用推車搬運(yùn)至相應(yīng)待出貨區(qū)。

5.庫房設(shè)計(jì)

5.1布置平面布置

根據(jù)存儲(chǔ)策略及計(jì)算結(jié)果，設(shè)計(jì)平面布置圖如下：

5.2功能區(qū)設(shè)計(jì)

5.2.1 收貨暫存區(qū)

作業(yè)內(nèi)容：收貨暫存，物料檢驗(yàn)，掃描RFID做信息系統(tǒng)入庫；

使用設(shè)備：叉車、RFID掃描器

5.2.2 存儲(chǔ)區(qū)

5.2.2.1 托盤AS/RS存儲(chǔ)區(qū)

50m×12m的區(qū)域，主要存儲(chǔ)1200mm×1000mm的托盤。

作業(yè)內(nèi)容：物料上架，物料存儲(chǔ)，物料出貨；

使用設(shè)備：AS/RS（自動(dòng)存取系統(tǒng)），自動(dòng)堆垛機(jī)，滾筒動(dòng)力輸送線，叉車。

5.2.2.2 標(biāo)準(zhǔn)箱Mini load存儲(chǔ)區(qū)

該區(qū)域主要存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)箱。

作業(yè)內(nèi)容：物料上架，物料存儲(chǔ)，物料出貨；

使用設(shè)備：Mini load自動(dòng)存取系統(tǒng)，自動(dòng)堆垛機(jī)，滾筒動(dòng)力輸送線，垂直升降庫，叉車。

5.2.3 懸臂貨架存儲(chǔ)區(qū)該區(qū)域主要存儲(chǔ)金屬箱和專用托盤。作業(yè)內(nèi)容：物料上架，物料存儲(chǔ)，物料出貨；使用設(shè)備：懸臂式貨架，叉車

5.2.4 非標(biāo)器具存儲(chǔ)區(qū)該區(qū)域主要存儲(chǔ)非標(biāo)器具。作業(yè)內(nèi)容：物料堆碼，物料存儲(chǔ)，物料出貨；使用設(shè)備：叉車，桁吊。

5.2.5 出貨暫存區(qū)

作業(yè)內(nèi)容：分揀，臨時(shí)存儲(chǔ)，發(fā)貨；使用設(shè)備：叉車。

5.2.6 清洗區(qū)

作業(yè)內(nèi)容：清洗零件； 使用設(shè)備：清洗機(jī)。

5.2.7 叉車充電區(qū)

作業(yè)內(nèi)容：充電； 使用設(shè)備：叉車充電器。

6.儲(chǔ)存能力校核

按照自制件、外協(xié)件、外構(gòu)件需求量與采購周期，對3.4表貨位數(shù)量與庫房布置區(qū)域及貨位比較，驗(yàn)證庫房與設(shè)計(jì)目標(biāo)滿足率。

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7.總體動(dòng)線描述

如圖所示，整個(gè)專業(yè)庫的作業(yè)動(dòng)線呈I型，作業(yè)區(qū)動(dòng)線路徑，簡潔高效。

8.設(shè)備配備

8.1主要設(shè)備選擇

自動(dòng)化存儲(chǔ)設(shè)備（AS/RS）的核心設(shè)備－堆垛機(jī)主要結(jié)構(gòu)包括：主框架、走行機(jī)構(gòu)，升降機(jī)構(gòu)、升降載貨臺、貨叉、地軌、天軌等結(jié)構(gòu)組成。堆垛機(jī)上裝有各種定位的檢測器和安全裝置，保證堆垛機(jī)和貨叉能高速、精確、安全地在貨架中取貨。

立體倉庫自動(dòng)控制采用三級計(jì)算機(jī)分布式控制系統(tǒng)（由管理級、中間控制級和直接控制級組成的）。管理級對倉庫進(jìn)行在線管理，中間控制級對通訊、流程進(jìn)行控制，并進(jìn)行實(shí)時(shí)圖像顯示，直接控制級是由PLC（可編程序控制器）組成的控制系統(tǒng)對各設(shè)備進(jìn)行單機(jī)自動(dòng)操作，倉庫作業(yè)實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化。

8.2主要設(shè)備配置

9.結(jié)束語

1.通過物流架構(gòu)設(shè)計(jì)，物流中心作業(yè)系統(tǒng)分析，選擇符合工廠實(shí)際物流方式，制定較為科學(xué)物流策略，實(shí)現(xiàn)運(yùn)作模簡化、高效。

2.通過流量計(jì)算分析，包裝單元化設(shè)計(jì)，系統(tǒng)量化計(jì)算庫存量與存儲(chǔ)需求進(jìn)而設(shè)計(jì)庫房布局與貨位數(shù)量，實(shí)現(xiàn)物流過程與工廠實(shí)際最大符合。

3.通過自動(dòng)化系統(tǒng)使用，提高庫房自動(dòng)化水平與運(yùn)行效率，擴(kuò)展了自動(dòng)化倉儲(chǔ)技術(shù)在小批量多品種行業(yè)應(yīng)用，具有廣闊推廣前景。

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