自動化立體倉庫在船廠物資管理中的應用

周鳳祥，陳偉忠

(江蘇省鎮江船廠(集團)有限公司，江蘇 鎮江212000)

自動化立體倉庫在船廠物資管理中的應用

周鳳祥，陳偉忠

(江蘇省鎮江船廠(集團)有限公司，江蘇 鎮江212000)

為了充分利用空間資源，對物資進行有效管理，建立了自動化立體倉庫。以鎮江船廠自動化立體倉庫為例，介紹了自動化立體倉庫的組成、工作方式、使用、注意事項以及存在的一些問題，并說明了計算機管理系統是自動化立體倉庫的靈魂和中樞，要完成各種特定的任務，依靠的是計算機管理軟件與自動化物流設備系統的有機結合。

物資管理；管理自動化；自動控制；立體倉庫

0 引言

一般倉庫在保證安全的情況下，從低層地面向上堆放貨物，并盡可能地堆高，但倉庫內的中高層空間始終得不到充分利用。為適應現代化船舶物資管理的需要，并盡可能節約土地資源，在這種情況下，自動化立體倉庫應運而生。立體倉庫能充分利用倉庫的有效存儲空間，從倉庫低層空間到高層空間 都可以存放貨物，做到庫盡其用。鎮江船廠自動化立體倉庫投入使用一年來，在船廠的物資管理中發揮著越來越重要的作用。

1 自動化立體倉庫的介紹

自動化立體倉庫，也叫自動化立體倉儲，物流倉儲中出現的新概念，利用立體倉庫設備可實現倉庫高層合理化、存取自動化、操作簡便化。自動化立體倉庫的主體由貨架、巷道式堆垛起重機、入(出)庫工作臺和自動運進(出)輸送機及操作控制系統組成。貨架是鋼結構或鋼筋混凝土結構的建筑物或結構體，貨架內是標準尺寸的貨位空間，巷道堆垛起重機穿行于貨架之間的巷道中，完成存取貨的工作。管理上采用計算機、稱重及條形碼技術。

2 自動化立體倉庫的組成及工作方式

自動化立體倉庫由有軌巷道堆垛機、托盤輸送機系統、IWMS控制集成管理系統組成。

2.1 有軌巷道堆垛機

有軌巷道堆垛機是位于地面軌道和倉庫頂部軌道中間的鋼結構體，它主要由升降機、貨叉、控制操作面板組成。

操作面板是用于顯示堆垛機的狀態和控制堆垛機的運行的HMI(人機界面)設備。它所顯示的信息包括：位置信息、故障信息、出入庫作業信息、狀態信息和貨物存放信息等。另外，通過面板上的功能按鈕，可以控制堆垛機的升降運行、行走運行和伸縮叉運行，也可以通過它上面的數字鍵盤輸入完成存取貨物的單機任務。

根據實際工作應用的需要，堆垛機共設有4種工作方式:聯機、單機、手動和檢修。

2.1.1 聯機方式

在啟動畫面或其他畫面按下“聯機”按鈕，即啟動聯機方式進入聯機畫面。在此方式下，堆垛機由上位機控制，根據上位機所發出的命令運行。

2.1.2 單機方式

在啟動畫面或其他畫面(功能)按下“單機”按鈕，即啟動單機方式。

此方式解除了上位機的控制權，操作人員可以通過面板上面的數字鍵和功能鍵設定目的地址，從而對堆垛機進行出入庫作業。

地址的輸入規定。在數字輸入框輸入6位數字作為任務的層列排地址，如：輸入“060302”則表示“6層3列2排”。

2.1.3 手動方式

在啟動畫面或其他畫面按下“手動”，即啟動半自動方式進入半自動畫面。

此方式下操作人員可以使用操作面板上的上升、下降、叉向左等手動作業按鈕對堆垛機進行控制。此時堆垛機的動作不完全由人工控制，可以自動在水平和垂直運行方向上的下一個貨格(位)對準后停止。

2.1.4 檢修方式

在啟動畫面或其他畫面按下按鈕“檢修”，啟動方式進入手動畫面。

此方式下操作人員可以使用面板上的上升、下降、叉向左等手動作業按鈕對堆垛機進行控制。此時，堆垛機的動作完全由人工控制，主要用于解除故障或檢修等情況下的堆垛機運行。

2.2 托盤輸送機系統

托盤輸送機系統是由檢測門、橫向的滾柱輸送托盤以及縱向的鏈條輸送托盤機構組成。

2.3 IWMS控制集成管理系統

計算機管理系統是自動化立體倉庫中的靈魂和中樞。要完成自動化立體倉庫中的各種特定任務，依靠的是計算機管理軟件與自動化物流設備系統的有機結合。IWMS軟件層次結構圖如圖1所示。

圖1 IWMS軟件層次結構圖

2.3.1 主控系統(企業ERP系統)

ERP系統是位于物流自動化信息管理系統之上的系統。與IWMS接口后，它可以向自動化立體倉庫發布采購計劃、入出庫計劃及規劃入庫產品項目，同時也可以從自動化物流信息管理系統獲得各種必要的信息，如庫存情況、入出庫情況等。

2.3.2 集成化物流接口系統IWMS-INT

集成化物流管理系統IWMS連接ERP與IWMS的系統稱為接口系統，包括執行程序和相關協議。

2.3.3 集成化庫存管理系統IWMS-WMS

IWMS-WMS模塊是IWMS系統庫存管理的重要組成部分，是IWMS的核心模塊之一。其主要任務是將系統的各個功能與核心模塊有機的集成起來，提供自動化立體倉庫入庫操作、庫存管理、盤點管理、故障管理等系統管理功能。

2.3.4 集成化物流設備監控系統IWMS-SCS

自動化立體倉庫的管理與監控將會對自動化立體倉庫進行調度管理，對各種物流設備進行控制。調度進程根據調度規則將任務進行排隊，并按優先級發送命令。

2.3.5 集成化無線掃描系統IWMS-RFS

IWMS-RFS模塊是本系統對移動信息終端的后臺處理平臺,包括RF無線數據終端。RFS采用無線電技術與計算機網絡進行數據交換。RF技術的全面應用包括入庫、盤點等過程。

2.3.6集成化物流設備執行系統IWMS-PLC

該模塊是集成化物流監控和控制系統的可編程控制過程。

3 自動化立體倉庫的使用

自動化立體倉庫的使用包括使用前準備、入庫管理、出庫管理、盤點管理等。

3.1 使用前準備

開啟服務器，打開尺檢，打開程序主窗口及監控系統。

3.2 入庫管理

入庫包括貨物和空托盤的入庫，主要是通過貨物和空托盤的托盤條碼來識別進行入庫，由手持終端PDA負責掃描貨物條碼與托盤條碼綁定產生入庫信息。

通過手持終端PDA掃描入庫流水貨物條碼，叉車司機叉托盤到入庫口。當托盤通過尺檢和固定讀碼程序正常后，通過讀取到的托盤條碼，條碼程序立刻在立體倉庫中找尋一個空貨位，作為該托盤貨物存放的地址，同時生成一條入庫命令。該命令由監控系統逐級下發至小車、輸送機、堆垛機PLC系統。當堆垛機PLC系統根據指令將該托盤放到指定貨位后，管理系統開始做賬，把此命令的入庫流水信息插入到庫存中，并且更改此貨位的儲位狀態為有貨，入庫過程結束。貨物入庫流程圖如圖2所示。

圖2 貨物入庫流程圖

3.3 出庫管理

首先建立出庫單，然后查找庫存儲位信息，產生出庫流水貨物條碼并且發出出庫作業命令。該命令由監控系統檢索到，并且下發至堆垛機PLC，它立即從指定貨位取出貨物，接著命令逐級下發到輸送機、小車、輸送機PLC出口，此時，監控系統將出庫托盤的相關信息傳送給LED顯示程序。管理系統的后臺捕捉到該信息后，更新此儲位狀態為空貨位，出庫過程結束。

3.4 盤點管理

盤點管理是出庫管理和入庫管理相結合的一種管理方式，只不過盤點建立的是盤點單據，儲位不能刪除。當人工盤點結束后，由于未刪除原來的貨位，因此不需要產生新的入庫流水，可以直接將托盤叉到原該托盤出口處，直接入庫。當監控系統檢索到該托盤是回流入庫托盤，它將命令逐級下發至小車、輸送機、堆垛機PLC系統，直到該托盤回到原來儲位，盤點管理結束。

3.5 條碼和工作區域

3.5.1 條碼

自動化立體倉庫條碼分為托盤條碼和貨物條碼，托盤條碼上第1行為電子掃描條碼，第2行為托盤序列號，如000030，表示第30號托盤；貨物條碼第1行為電子掃描條碼，第2行為日期和序列號，如RKS201207230071，第3行為船舶的施工號和序列號，如89600023011,896表示鎮江船廠建造的唐山港4號，第4行是貨物的中文名稱。

3.5.2 工作區域

鎮江船廠的自動化立體倉庫工作區域分為3個區，分別為A區、B區和C區，每個區域有各自的進出口。如果是進行盤點管理，托盤要回流入庫，一定要將托盤放到原來的出口處。A區和C區所用的托盤為大托盤，B區所用的托盤為小托盤。

4 工作注意事項

4.1 托盤回流入庫

托盤回流入庫一定要從原來的出口處回流，否則易使WMS系統出現故障。

4.2 已清空的盤點托盤一定要刪除原儲位

當托盤上的貨物已清空時，這只托盤已完成前一階段使命，一定要用手持終端PDA對其原儲位進行刪除。

4.3 要檢查已搬上托盤的貨物

對已上托盤的貨物要仔細檢查，看是否是自己需要的貨物，是否是本船的貨物。如果貨物并非核定貨物，要及時調整，做好筆錄，避免出現貨物管理的差錯。

5 結語

鎮江船廠的自動化立體倉庫投入使用一年來，由于合理利用空間資源，自動化存取貨物，操作簡便，使船舶物資得到有序、有效管理。然而，由于自動化立體倉庫出口有限，如果取貨命令較多，等待時間就較長；若不愿意久等，必須提前預約。另外,自動化立體倉庫會因為貨物超長、超寬、超高，堆垛機停偏等報警，此時，必須處理好報警原因，堆垛機才能正常工作。在修理過程中，自動化立體倉庫也無法正常工作。

2013-05-27

周鳳祥(1964-)，男,工程師，主要從事船舶建造工藝;陳偉忠(1974-)，男，工程師，主要從事船舶舾裝設計。

F270.7

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