離散型制造企業物流倉儲系統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的物流和倉儲的問題，設計使用立體庫系統、空中輸送線系統、立體庫倉儲物流控制系統等系統解決企業現有問題，提高企業的智能化水平，從而提升企業的核心競爭力。

關鍵詞：AGV；機械臂；物料運輸

引言：隨著我國提出“中國制造2025”，企業也逐漸認識到智能制造的重要性，特別是工業企業，由于產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、質量得不到保障等諸多問題，致使企業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備、智能物流、智能倉儲的改進；信息化層面有智能執行系統、智能排程、信息物理系統等等；智能化層面有云制造、工業物聯網等。本文旨在研究某工業企業的生產現狀，針對其物流倉儲系統進行研究、分析提出解決方案。

一.企業現狀及背景

某工業企業屬于大型國企，離散型行業，生產工件類型：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，人工成本投入較大，用工難、用光慌等問題困擾著企業；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.設計方案

1.整體規劃

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

2.立體庫設計

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，所以采用人機結合的柔性方式進行分揀，立體庫系統由立體貨架、中間輸送帶構成，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，根據配送單，對應的零件前的亮燈系統亮起，閃動，方便操作人員確定零件位置，然后人工拿取，確定數量，并放到配料周轉料盒里，由輸送線進行傳送，輸送系為分段控制，使配料周轉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，先對工件進行區域的分選，然后在對應區域掃描工件二維碼，該工件位置的亮燈系統亮起，閃動，提示操作人員工件應該存放的位置。如圖2.2所示。

3.空中物流系統設計

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

3.1空中輸送系統工作流程：

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。

輸送小車的總體調度由系統控制。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構設計。

輸送小車的速度為20M每分鐘，負載承重一般設計為50KG，對于高于50KG的需要進行結構加強。

3.2變軌系統：

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

4.立體庫倉儲物流控制系統

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系統同步ERP中的放貨單；

3）放貨員工掃描放貨單后，立庫對應指示燈亮起，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系統生成入庫單，并自動同步至金蝶ERP，生成對應入庫單；

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（原領料單），生成揀貨單；

2）揀貨員工掃描揀貨單后，立庫對應指示燈亮起，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量，確認完成揀貨操作，完成物料揀取后，系統物料配送單狀態更新為已揀貨；

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

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確率。

4.3其他功能

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

2）WMS系統支持人員管理、安全管理和權限管理，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系統包含盤點功能，盤點庫存結果可與ERP盤點核對；

4）WMS系統包含與ERP、MES系統的接口，如有特殊要求，也可定制完成；

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

三.總結

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

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貨柜存儲，節省空間，占地面積減少65%；通過WMS與企業ERP對接，實現訂單出庫無縫對接；將各種物料的利用率實現最大化，消除長期庫存呆滯風險。提升了企業的自動化、信息化水平，為企業后期智能化改造奠定基礎，從而提升企業的核心競爭了。

作者簡介：

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

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