自動化倉儲系統在航天物流中的應用

王淑艷，趙斐，周 亮，郭 麗 ，蘇志杰

WANG Shu-yan1, ZHAO Fei1, ZHOU Liang1, GUO Li2, SU Zhi-jie2

（1.中國運載火箭技術研究院，北京 100076；2.北京機械工業自動化研究所，北京 100120）

0 引言

隨著航天事業的發展，物流環節為設備裝配提供有力保障，其作用變得越來越重要。自動化倉儲系統具有節約用地、減輕勞動強度、高倉儲自動化水平及管理水平、降低儲運損耗、提高物流效率等優點。通過在航天一院物流中心特裝物資庫房內建設集進貨、存儲、分揀、配送為一體的高效率的經濟實用的特裝物資自動化立體存儲系統，提高了倉庫存儲量和作業效率，滿足院“十二五”期間及未來一段時間內因高密度發射及武器型號批產帶來的型號產品出廠齊套業務量增長的需要和倉儲作業無紙化的要求，并實現倉庫內WMS與ERP系統無縫連接。

1 系統結構描述

航天一院物流中心特裝庫倉儲工程項目是建設在特裝庫物資庫房內，以自動化立體倉庫為核心，通過庫房內平置區域和出入口區域內配套設備輔助，配以高效的信息管理系統，將特裝物資庫房型號產品出廠齊套、物資存儲發放和物資管理融為一體，其系統布局圖如圖1所示。

特裝物資立體庫房由三部分組成，分別是：立體庫區、產品擺放區、出入庫作業區。物資到貨或出廠齊套任務時根據客戶的需求、產品的規格和任務的時間在產品擺放區域進行暫時存放，根據信息系統發送的出入庫指令將需上立體倉庫的物資在配載區貨架的區域進行整理，在配載區域進行組盤，通過出入庫輸送系統設備將物資送至立體貨架區域，通過堆垛機送入立體庫的具體貨位。圖中輸送系統由穿梭車和輸送機等設備組成。存儲單元有兩種規格尺寸，分為大托盤存儲單元和普通托盤存儲單元。

特裝庫內存儲物資全部航天一院型號產品，產品型號繁多，物資種類多樣。產品型號配套、交裝工作中一個型號的交裝任務可能涉及到的產品多達幾千項，產品涉及十多個單位，任務時間有限，流程復雜。并且多型號任務下達時，需要在庫房同時開展，所以對物資管理的準確性和物資集中發放的效率要求極高。

整套物流系統設備繁多，主要有：立體貨架系統100米長，高19米共計四個巷道，提供5084個貨位，額定載荷5740噸；4臺堆垛機、2臺穿梭車、45臺輸送機、17臺移載臺、2臺尺寸檢測臺、2臺重量檢測臺、6個出入口工作臺、紅外通訊、條碼識別系統、設備控制系統、計算機監控等設備和系統構成。物流系統設備通過現場總線控制方式進行聯網，堆垛機和穿梭車采用紅外通訊方式。

圖1 自動化物流系統結構圖

2 自動化物流系統流程描述

該物流系統以自動化立體庫為核心，以滿足軍品物資倉儲和交裝的業務需求。該自動化物流管理系統主要包括倉儲管理系統（WMS）、立體倉庫控制管理系統（WCS）。WMS系統與WCS系統數據接口采用webservice方式，webservice的主要優點是跨平臺的可互操作性以及跨防火墻的通信。自動化立體庫內的作業流程主要包括兩種：入庫流程和作業流程，所有流程都是信息流和實物流的結合。

1）入庫流程：入庫時，作業人員在WMS系統中錄入入庫單，輸入產品的批次屬性和數量等信息，打印產品標簽，貼產品標簽，收貨；收貨后，進行組盤操作，將產品信息綁定到托盤；完成組盤后，WMS系統根據存儲策略給托盤分配立庫庫位，通過系統接口下發入庫任務到WCS系統。

圖2 入庫口稱重及尺寸檢測圖

入庫物理流程圖如圖2所示。作業人員通過叉車將托盤送至立庫整盤入庫口，出入庫輸送系統通過條碼識別系統讀取托盤號，獲得入庫任務列表中對應入庫任務，然后通過尺寸檢測裝置和稱重裝置，當無任務或超重或超尺寸時將托盤通過穿梭車送至托盤整理口，同時在條屏上顯示原因。正常情況下托盤根據入庫任務的地址輸送至相應巷道口，堆垛機叉取托盤后，讀取托盤條碼，將托盤入庫到分配的庫位，反饋WCS作業完成；WCS系統通過系統接口反饋WMS入庫任務完成，WMS系統記錄托盤號、入庫庫位、入庫時間等入庫流水信息。此時，物流和信息流同時進入庫存，完成物流和信息流的交匯。

出庫流程：出庫時，作業人員在WMS系統中錄入出庫單，輸入出庫產品批次屬性和數量等信息；完成出庫單后，進行庫存分配操作，WMS自動計算由庫存中哪個庫位產品去匹配出庫單產品；分配成功后，生成出庫任務，通過系統接口下發WCS系統；WCS系統下發作業任務到堆垛機，堆垛機進行出庫作業。RGV調度系統根據出庫口是否空閑控制穿梭車將托盤送至空閑出庫口；作業人員通過出入庫終端設備完成出庫產品的揀貨和出庫確認，完成出庫，WMS系統記錄出庫產品、數量、時間、操作人員等出庫流水作業信息，如圖3所示。

圖3 入出庫終端顯示圖

通過整個出入庫流程可以看出，WMS系統是所有出入庫作業的發起者，WCS系統是執行機構。分配庫位和出庫庫存分配都由WMS系統完成，WMS系統通過系統接口將出入庫任務下發WCS系統，設備在WCS系統的調度下完成出入庫作業，并通過WCS系統將作業完成情況反饋WMS系統以實時記錄作業的完成情況。

3 結束語

特裝庫倉儲工程于2010年11月完成招標工作，由北京機械工業自動化研究所承建，2011年3月正式開工建設，2012年12月完成主體設備的安裝及調試工作，目前本項目進入試運行狀態。 通過在特裝物資庫房內建設集進貨、存儲、分揀、配送為一體的高效率的經濟實用的特裝物資自動化立體存儲系統，一方面，提升了倉庫的倉儲能力；另一方面，通過系統指導人員作業，實現了對倉儲作業的全過程管理，有效的提升了倉儲作業效率；另外，通過系統對倉儲產品的全生命周期進行管理，實現了產品信息的可追溯性。

特裝庫倉儲工程的運行，很好地滿足了院“十二五”期間及未來一段時間內因高密度發射及武器型號批產帶來的型號產品出廠齊套業務量增長的需要，全面提升了院齊套任務的準確率和效率。

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