用新技術推動材料管理的智能化數字化進步

劉寶來

（北京公共交通控股（集團）有限公司， 北京100161）

0 引言

近年來隨著城市化進程的加快， 城市規模的擴大推動了城市公共交通的發展， 公交規模及服務半徑的增加也對公交維修物資的管理提出了更高要求。 北京公交集團通過加強信息化建設，建立了較為完善的企業ERP 系統，實現了維修材料物流數據的信息化，產生了巨大的管理效益。

然而在材料的發放及領用環節還是以人工為主。 公交維修材料管理的復雜性較高， 缺乏自動化導致數據準確性降低，管理風險增加，并且料工崗位也需要人工成本支出[1]，這種矛盾在偏遠地區的場站尤其突出。 同時由于公交運營時間長及故障發生的不確定性， 夜間及節假日領料時有發生， 增加了管理難度。 當前在維修材料管理中， 主要由料工填寫領料單等紙質單據作為庫存跟蹤記錄，部分沒有料工的場站由維修員做領取操作，而不具備庫存盤點能力的偏遠場站由物資中心按月計劃直接下發物料。 復雜多樣的維修材料通過人工進行匯總審批，數據的準確性和實時性較低， 導致人工成本提高和庫存管理困難等問題[2]。

因此，公交材料需要智能化、數字化管理。 近年來“無人庫房”、“自助快遞柜”等概念層出不窮，并呈普及之勢。北京公交集團作為全國公交行業的領頭企業， 在材料管理領域，引入現代自動化技術，通過智能化、數字化的材料管理，來提升管理質量，減少人工成本，增加企業管理的經濟效益和社會效益，因此開發“無人值守庫房”具有重要的意義。

1 市場材料管理技術應用現狀

目前市場上各式“無人售貨機”技術已經非常成熟，并且已在多種場景中推廣應用。 然而由于公交維修材料管理復雜， 近年來在國內公交行業尚無任何可參照的實現無人值守/自動化發料的解決方案。

以下為目前市場上主流的材料發放和計數方式分析，見表1。

表1 目前市場上主流的材料發放和計數方式

通過上述對市場材料管理技術應用現狀的分析，類似“無人售貨機”的技術已成熟，從技術上具備推廣的保障。通過對公交企業材料管理需求的細致研究，使用定制的硬件結構及軟件平臺， 完全可以實現全方位無人值守的數字化管理。

2 項目實施面臨的挑戰

通過對公交材料管理現狀和市場材料管理技術應用現狀的分析， 全自動庫房管理技術應用項目的實施具有重要的意義和較強的可行性。在項目的實施過程中，面臨的挑戰主要有以下三點：

2.1 打破數據孤島

上游數據平臺的建立，配合集團信息平臺建設，打破數據孤島，發揮大數據優勢。 對于大型企業，已逐步開始建設與完善各類信息平臺，尤其是公交企業，已建立了諸如車輛調度平臺、車輛維修平臺、材料采購平臺等各類管理信息平臺，但各信息平臺間數據尚未完全連通，導致大數據的優勢無法完全發揮。因此需要打通數據孤島，建立統一的大數據平臺，規范化大數據管理與分析。

2.2 對現有管理流程的挑戰

對現有材料管理流程的挑戰， 是開發目標為滿足實際生產管理需求的同時，用現代技術提升管理質量。材料管理流程需要考慮實際生產管理需求， 例如傳統的管理流程在發生緊急領用時，允許臨時的、不合規的領用，但本項目的自動化管理流程在該情況下可能不允許領用[3]。因此需要制定出合理的、滿足實際生產管理需求的流程，進而通過現代技術切實地提升管理質量。

2.3 公交材料的復雜性

對于公交材料的復雜性， 需要突破現有技術的局限性。 公交車型與動力形式的不同導致公交維修材料復雜多樣，同時公交材料在領用頻率上具有一定的規律性，如春季多換雨刮，冬季多換冷凍液，可以通過管理來改善公交材料的調度情況。 此外面對電瓶等大型材料，僅使用零件柜難以完成所有零部件的安置與計數， 由此帶來了大型、異型材料的存取技術難題。

3 解決方案

3.1 硬件解決方案

3.1.1 打通數據孤島的架構設計

在集團信息平臺中完善材料管理模塊的的建設，同時還要完成各設備與信息平臺的數據對接。 本項目作為智能終端來配合公交企業的材料管理平臺， 從而完成材料管理信息平臺與實際維修材料之間的數據對接， 實現材料管理的全鏈條智能化管理，有利于打通數據孤島，建立大數據平臺，優化管理流程。

3.1.2 結合實際生產管理需求提出多種技術的組合解決方案

在硬件上，提出了智能物料柜方案，智能物料柜由主控系統和顯示屏、針對小型物料的貨道柜、針對大中型物料的格子柜、管理員專柜和其他零件柜等組成，見圖1。

圖1 智能物料柜功能分區示意圖

3.2 軟件系統

3.2.1 軟件系統基本功能

在軟件上，需要完成與信息平臺的數據對接，包括：訂單獲取功能、操作記錄上傳功能、庫存查詢功能、異常上報功能與維護更新功能等。

同時智能物料柜還需要完整的物料管理流程， 通過硬件和軟件協調調度，完成各個訂單要求的業務功能。

3.2.2 物料管理業務功能說明

具體的業務功能包括自動領料功能、自動補料功能、自動退料功能、自動舊料回收功能、人工盤點功能等。

（1）自動領料功能：如圖2（a），維修人員刷卡啟動領料程序， 系統根據信息平臺的領料訂單自動控制智能物料柜發放各類維修用料，完成領料工作后，系統記錄領用物料、人員、時間及剩余庫存等數據。

（2）自動補料功能：如圖2（a），管理員刷卡啟動補料程序， 系統根據信息平臺的補料訂單自動指定對應儲存空間，指示管理員進行補料，完成補料工作后，系統記錄補充物料、人員和時間，同時更新庫存。

圖2 物料管理業務流程圖

（3）自動退料功能：如圖2（b），維修人員刷卡啟動退料功能，獲取信息平臺的退料訂單，開啟退料柜，操作人員將退料存入后，系統記錄退料物料、人員、時間。管理員確認退料后根據退料訂單決定通過或駁回退料訂單。

（4）自動舊料回收功能：如圖2（c），維修人員刷卡啟動舊料回收功能，系統根據回收訂單，開啟回收柜，操作人員放入回收舊料 （回收舊料屬于有再利用價值的廢棄零件），系統記錄回收舊料、人員和時間。管理員確認回收舊料后根據回收訂單取走回收舊料。

（5）人工盤點功能：定期人工盤點物料庫存，確保庫存與記錄一致。 如圖2（d），通過系統的盤點訂單，管理人員可以刷卡啟動人工盤點功能， 打開設備逐柜清點存量物料，與平臺庫存數量進行比對盤點。

本項目的智能物料柜通過軟硬件切合實際生產管理需求，梳理合理的材料管理流程，通過管理手段彌補硬件短板，用新技術來提升管理質量。

3.2.3 創新管理思路實現最大化的數字化目標

由于現有技術條件限制， 面對復雜多樣的公交維修材料，要實現完全數字化的目標會遇到技術瓶頸，或者需要投入較高成本而降低效益， 因此可以通過創新的管理思路實現最大化的數字化目標。 使用數字化手段管理合適的材料，以人工輔助方式管理數字化困難的材料，通過改進管理思路來推進目標實現。 例如，面對大型、異型零件的存取和計數難題， 從可靠性和管理鏈條閉環的角度考慮，創造性的提出管理員專柜方案，管理人員可以在該柜中領用使用頻率低的大型、異形物料，并進行人工輔助計數， 此外還可以集中批量存取螺栓螺母等物料以及作為臨時存放保管空間， 從而通過創新的管理思路來降低技術上的實現難度，進而實現最大化的數字化目標。

4 未來對于大型無人庫房的思考

本項目此次主要面對的是小型公交場站， 一個車隊僅有幾十臺車輛，而未來面對大型場站車間，其承修范圍可達上千臺車輛， 維修物料的管理往往需要大型庫房來實現。 因此，建設大型無人庫房、倉儲智能化將成為未來發展的方向[4]。

大型智能庫房需要應用更多數字化和自動化手段以滿足物料管理要求，例如使用RFID 射頻識別技術實現對物料的自動識別， 通過光電傳感器及計重盤來對物料進行區分和計數等。在硬件設施設備上，通過自動化輸送系統輸送物料，結合自動分揀系統分揀物料，在自動存儲系統中完成存儲，廣泛應用如大數據、物聯網、AI 等互聯網技術，實現企業的物料有效管理，提升企業綜合管理水平與整體運作效率。

5 結論

通過現代自動化的庫房管理技術， 對公交材料進行智能化、數字化的管理，來提升管理質量，達到“減員增效”的目標，增加企業管理的經濟效益和社會效益，推動材料管理領域的發展與進步。 在未來，結合更多數字化、自動化手段，材料管理智能化、無人化發展的步伐將會越來越穩健。