發(fā)揮倉(cāng)儲(chǔ)資源優(yōu)勢(shì)助力航天科研生產(chǎn)

黃飛、高彥、黃建華 /中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院

中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院物資中心承擔(dān)著全院各單位、各型號(hào)基礎(chǔ)物資的集中采購(gòu)和保障供應(yīng)任務(wù)，2021 年因高強(qiáng)密度發(fā)射，物資供應(yīng)業(yè)務(wù)量大幅提升。全年采購(gòu)合同額突破54 億元，同比增長(zhǎng)33.94%，營(yíng)業(yè)額同比增長(zhǎng)了80%，出庫(kù)項(xiàng)數(shù)增長(zhǎng)18.67%，年末存貨余額與上年基本持平，存貨周轉(zhuǎn)率為7.23 次，存貨周轉(zhuǎn)天數(shù)降低至50 天。為應(yīng)對(duì)業(yè)務(wù)量急速增長(zhǎng)，物資中心必須全面提升物資倉(cāng)儲(chǔ)能力，充分利用現(xiàn)有資源快速解決物資出入庫(kù)瓶頸問(wèn)題。如何充分發(fā)揮自動(dòng)化立體倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)，確保系統(tǒng)在高負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)中保持高效穩(wěn)定，成為物資中心面臨的重大考驗(yàn)和挑戰(zhàn)。

一、自動(dòng)化立體倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)概況

集進(jìn)貨、存儲(chǔ)、分揀、配送多功能為一體的自動(dòng)化立體倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)是當(dāng)前技術(shù)水平較高的物流倉(cāng)儲(chǔ)形式，整體系統(tǒng)通常由立體貨架、堆垛起重機(jī)、輸送系統(tǒng)、揀貨臺(tái)及操作控制系統(tǒng)組成。系統(tǒng)通過(guò)信息控制技術(shù)與物流倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備的集成，實(shí)現(xiàn)倉(cāng)儲(chǔ)容量擴(kuò)大化、出入庫(kù)作業(yè)自動(dòng)化、管理直觀簡(jiǎn)便化等功能。隨著自動(dòng)化立體倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、建設(shè)和實(shí)施技術(shù)日漸成熟，更加凸顯其在空間利用率高、出入庫(kù)能力強(qiáng)、節(jié)省人力成本、有利于實(shí)施現(xiàn)代化管理等方面的優(yōu)勢(shì)特征，是企業(yè)提升物流和生產(chǎn)管理的有效手段，促進(jìn)企業(yè)更好地實(shí)現(xiàn)精益物流、精準(zhǔn)管理、精確庫(kù)存的目標(biāo)。

二、自動(dòng)化立體倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的應(yīng)用及使用效果

1.自動(dòng)化立體倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的應(yīng)用

物資中心主要負(fù)責(zé)中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院金屬和非金屬材料物資倉(cāng)儲(chǔ)與出入庫(kù)、元器件周轉(zhuǎn)檢測(cè)、型號(hào)產(chǎn)品出廠齊套等多方面業(yè)務(wù)，涉及到數(shù)以億計(jì)的物資倉(cāng)儲(chǔ)管理工作。自2007 年第一次引入自動(dòng)化立體倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)近15 年的投資建設(shè)，先后完成了3 個(gè)自動(dòng)化立體倉(cāng)儲(chǔ)工程項(xiàng)目，分別是北京起重運(yùn)輸機(jī)械設(shè)計(jì)研究院在2007 年建設(shè)的175倉(cāng)儲(chǔ)工程、北京機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化研究所在2016 年承建的特裝庫(kù)倉(cāng)儲(chǔ)工程和航天萬(wàn)源科技公司在2017 年承建的175B 倉(cāng)儲(chǔ)工程。倉(cāng)儲(chǔ)工程投資總金額達(dá)到6163萬(wàn)元，已形成了較大規(guī)模的自動(dòng)化立體倉(cāng)儲(chǔ)能力。

175 庫(kù)有簡(jiǎn)小型的標(biāo)準(zhǔn)立體庫(kù)貨位5366 個(gè)，用于元器件、非金屬、貴金屬等物資存儲(chǔ)；特裝庫(kù)有標(biāo)準(zhǔn)組合式立體庫(kù)貨位4836 個(gè)，用于齊套交裝產(chǎn)品存儲(chǔ)；175B 庫(kù)是高大重型非標(biāo)立體庫(kù)，建有庫(kù)位2194 個(gè)，除了超長(zhǎng)、超大、超重金屬材料或異型件還沒(méi)有納入立體庫(kù)系統(tǒng)管理，解決了大部分金屬材料的存儲(chǔ)需要。

3 項(xiàng)立體庫(kù)倉(cāng)儲(chǔ)工程投入使用，覆蓋了目前經(jīng)營(yíng)的各品類物資，自動(dòng)化立體倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)利用現(xiàn)代化倉(cāng)儲(chǔ)的自動(dòng)化技術(shù)和機(jī)械化手段，實(shí)現(xiàn)了物流信息化管理，極大提高了中心倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)水平，順利解決了繁重的科研生產(chǎn)任務(wù)對(duì)物資存儲(chǔ)能力增加的需求以及對(duì)出入庫(kù)作業(yè)高頻率的需求問(wèn)題。

2.使用效果分析

一是自動(dòng)化立體倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中取得了明顯的改進(jìn)效果。采用自動(dòng)化立體庫(kù)的方式存儲(chǔ)，充分拓展空間，減少對(duì)占地面積的要求。立體庫(kù)倉(cāng)儲(chǔ)工程實(shí)施前，物資中心使用傳統(tǒng)的木制塔形長(zhǎng)料貨架或A 型貨架存儲(chǔ)金屬材料，地面堆放托盤，存儲(chǔ)量主要依靠占地面積的增加來(lái)擴(kuò)大，空間利用率極低。原有涉及金屬材料的存儲(chǔ)加工庫(kù)房總面積為1.33 萬(wàn)平方米且地點(diǎn)分散，新建金屬庫(kù)房不僅將占地面積減少到3648 平方米，還實(shí)現(xiàn)了集中存儲(chǔ)和集中管理。

自動(dòng)化立體庫(kù)改善了人員工作和物資儲(chǔ)存環(huán)境。在原有條件下，一旦遇到任務(wù)高峰期，物資存量突然增加，存儲(chǔ)能力跟不上時(shí)會(huì)出現(xiàn)不同物資疊加存放，被迫一位多料等情況，尤其航天業(yè)務(wù)具有出庫(kù)批量小，批次種類多等特點(diǎn)，加大了出庫(kù)尋料難、反復(fù)搬料的問(wèn)題，物資周轉(zhuǎn)效率難以滿足科研生產(chǎn)的緊迫需求。立體庫(kù)倉(cāng)儲(chǔ)工程實(shí)施后，通過(guò)自動(dòng)化和機(jī)械化操作，有效解決了傳統(tǒng)方式中存在的問(wèn)題。同時(shí)，有利于對(duì)儲(chǔ)存場(chǎng)所進(jìn)行統(tǒng)籌安排，根據(jù)不同物資的屬性特征安排存放方式，更好地滿足物資存儲(chǔ)環(huán)境要求，可按照質(zhì)量保證要求進(jìn)行適當(dāng)?shù)臏亍穸瓤刂啤?/p>

倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)（WMS）能夠按照運(yùn)作的業(yè)務(wù)規(guī)則和運(yùn)算法則對(duì)信息、資源、行為、存貨和分銷運(yùn)作進(jìn)行實(shí)時(shí)管理。通過(guò)WMS 系統(tǒng)與自動(dòng)化設(shè)備以及供應(yīng)鏈系統(tǒng)軟件操控的集成，提高工作精確性，減少人為差錯(cuò)，最大化滿足有效產(chǎn)出，有效提高物資存儲(chǔ)利用率。根據(jù)作業(yè)要求設(shè)置了基礎(chǔ)入庫(kù)、出庫(kù)、庫(kù)內(nèi)管理，檢驗(yàn)下料、生產(chǎn)下料管理，余料管理，借/還料管理，油封管理等功能，做到庫(kù)存物資數(shù)量清、質(zhì)量清、價(jià)值清，不損、不丟、不混、不亂。根據(jù)不同物資發(fā)放頻度合理安排碼放順序，對(duì)有油封期、保管期要求的物資，適時(shí)提出復(fù)驗(yàn)、油封工作安排，并且提示及時(shí)處置超保管期限、復(fù)驗(yàn)不合格以及變質(zhì)的物資。

自動(dòng)化立體倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)配備有WCS 控制系統(tǒng)，在自動(dòng)化系統(tǒng)和信息系統(tǒng)之間起到橋梁的重要作用。其中設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)負(fù)責(zé)堆垛機(jī)和輸送機(jī)等關(guān)鍵設(shè)備的監(jiān)控調(diào)度管理，進(jìn)行指令接收和下達(dá)，監(jiān)控執(zhí)行情況并實(shí)時(shí)反饋至WMS 系統(tǒng)；任務(wù)調(diào)度系統(tǒng)對(duì)出庫(kù)揀選指令進(jìn)行優(yōu)化；動(dòng)畫(huà)顯示和查詢系統(tǒng)，可以完成設(shè)備狀況圖形顯示、運(yùn)行指令顯示、運(yùn)行故障顯示等。

二是根據(jù)實(shí)際情況在實(shí)施過(guò)程中進(jìn)行適用性調(diào)整。175B 的金屬倉(cāng)儲(chǔ)立體庫(kù)在立項(xiàng)時(shí)選用的立體貨架為標(biāo)準(zhǔn)組合式結(jié)構(gòu)，安裝形式為插接和螺栓連接。因?yàn)樵摻饘賻?kù)的超高、超大、超重規(guī)格在國(guó)內(nèi)尚無(wú)先例，為確保安全性，貨架結(jié)構(gòu)須達(dá)到抗震烈度8 級(jí)設(shè)防。在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，邀請(qǐng)相關(guān)專家對(duì)貨架設(shè)計(jì)方案進(jìn)行多次評(píng)審，經(jīng)過(guò)深入調(diào)研和反復(fù)模擬測(cè)試確認(rèn)，按照專家組認(rèn)可意見(jiàn)，將貨架結(jié)構(gòu)改為牛腿+懸臂的方式，安裝形式改為焊接+螺栓連接。

系統(tǒng)根據(jù)存儲(chǔ)物資規(guī)模和品種，選用適當(dāng)?shù)呐涮自O(shè)備，避免大馬拉小車，更好地提升效益。在項(xiàng)目實(shí)施過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)在設(shè)計(jì)階段部分設(shè)備的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)限定值過(guò)高（如時(shí)速要求），因此基于現(xiàn)場(chǎng)條件，設(shè)備實(shí)際運(yùn)行無(wú)法達(dá)到原設(shè)計(jì)要求的性能指標(biāo)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況降低適配要求，對(duì)設(shè)備指標(biāo)進(jìn)行調(diào)整。在實(shí)踐中采取“只用對(duì)的不求貴的”方法，取得了理想效果。在175B 的金屬倉(cāng)儲(chǔ)立體庫(kù)項(xiàng)目中，第一次選用國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的堆垛機(jī)，與廠商共同完成非標(biāo)定制設(shè)備開(kāi)發(fā)，不僅大大降低了成本，保持了運(yùn)行穩(wěn)定性和運(yùn)轉(zhuǎn)能力，還達(dá)到了更好的適配性。

在應(yīng)用中不斷改善系統(tǒng)配套設(shè)施，為得到更好的使用體驗(yàn)，對(duì)揀選臺(tái)進(jìn)行人性化設(shè)計(jì)改進(jìn)。原設(shè)計(jì)沒(méi)有考慮到托盤護(hù)欄的影響，使得人員作業(yè)面高度達(dá)到150 厘米，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員工作不便。后期制定了符合人體工程學(xué)原理的改進(jìn)方案，調(diào)整了長(zhǎng)料、棒材及板材庫(kù)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)平臺(tái)高度并增設(shè)安全保護(hù)設(shè)施，對(duì)長(zhǎng)料棒材增加了緩存輥筒輸送機(jī)，大大提高揀配效率和安全性。同時(shí)，增設(shè)了在線揀選平臺(tái)，避免了現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)對(duì)輸送設(shè)備的沖擊等改進(jìn)措施。

三、確保自動(dòng)化立體倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、高效使用的主要措施

在應(yīng)用中不斷改善系統(tǒng)配套設(shè)施，為得到更好的使用體驗(yàn)，對(duì)揀選臺(tái)進(jìn)行人性化設(shè)計(jì)改進(jìn)。原設(shè)計(jì)沒(méi)有考慮到托盤護(hù)欄的影響，使得人員作業(yè)面高度達(dá)到150 厘米，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員工作不便。后期制定了符合人體工程學(xué)原理的改進(jìn)方案，調(diào)整了長(zhǎng)料、棒材及板材庫(kù)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)平臺(tái)高度并增設(shè)安全保護(hù)設(shè)施，對(duì)長(zhǎng)料棒材增加了緩存輥筒輸送機(jī)，大大提高揀配效率和安全性。同時(shí)，增設(shè)了在線揀選平臺(tái)，避免了現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)對(duì)輸送設(shè)備的沖擊等改進(jìn)措施。

1.經(jīng)常性檢查

由設(shè)備操作人員在使用期間對(duì)設(shè)備系統(tǒng)進(jìn)行目測(cè)檢查。正常使用情況下按月檢查，頻繁使用情況下，可適當(dāng)增加檢查次數(shù)，并對(duì)設(shè)備故障及檢修情況進(jìn)行詳細(xì)記錄。

2.定期維護(hù)保養(yǎng)

由設(shè)備生產(chǎn)廠家或指定的專業(yè)人員定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行全面系統(tǒng)性檢查和維護(hù)。在委托維護(hù)保養(yǎng)合同中明確工作規(guī)范，包括巡檢周期、頻率、分級(jí)保養(yǎng)事項(xiàng)單和責(zé)任人。通常情況下每8個(gè)月進(jìn)行一次保養(yǎng)，頻繁使用情況下，可適當(dāng)縮短保養(yǎng)周期。每次保養(yǎng)應(yīng)當(dāng)對(duì)設(shè)備檢修及保養(yǎng)情況進(jìn)行詳細(xì)記錄。

物資保障服務(wù)平臺(tái)在航天科研生產(chǎn)中具有獨(dú)特而重要的地位，自動(dòng)化立體倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的應(yīng)用和發(fā)展，有利于進(jìn)一步優(yōu)化資源配置，提高物流效率，降低物流成本，規(guī)范物流管理，滿足科研生產(chǎn)需要，促進(jìn)構(gòu)建高效快捷的倉(cāng)儲(chǔ)配套能力，為全面提升航天工業(yè)物資供應(yīng)鏈體系奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。▲