蜂窩立體庫在航空制造企業長大物料倉儲系統中的應用

文 / 蔣錦江

沈陽飛機工業集團物流裝備有限公司

蜂窩式立體庫由蜂窩式貨架、蜂窩堆垛機以及出入庫系統構成，適用于長度較長（大于6m）、數量與品種較多的棒材、板材的立體存儲。本文介紹了某航空制造企業的多品種、大批量航材原材料的自動倉儲系統項目建設及其應用情況。

在航空、航天、軌道交通等行業的制造企業中，數量較多的長大物料（原材料）具有規格多（幾十到上百種）、單品庫存量小（幾噸到幾十噸）等特點。傳統的存放方式一般采用平面庫，在倉儲效率、揀選效率以及作業安全方面與自動化倉儲系統有一定的差距。

蜂窩立體庫屬于長大物料立體倉儲應用中的一種典型設備，與常規的自動化立體庫相比，在貨架及堆垛機結構等方面均有不同，在系統布局及性能上差異也較大，在某些特定應用場景比常規的自動化立體庫有較大的優勢。

2018年，沈陽飛機工業集團物流裝備有限公司在某航空制造企業的航材倉儲系統建設中，通過選用蜂窩立體庫，為用戶提供了倉儲容量2500噸、SKU數量超過5000以及具有線邊庫特點的材料倉儲系統，取得了良好的應用效果。

一、蜂窩立體材料庫系統總體布局

1.庫房基本布局及物料信息

材料庫東側南北方向約長225m、寬24m，可用高度10m，蜂窩立體庫安裝區域內長度150m、寬22m，由貨架、堆垛機、出入庫設備等構成（見圖1）。存儲對象為型材、管材、棒材、帶材和絲材，長度有3m及以下、4m及以下和6m及以下，其規格形狀有等直徑和不等直徑、相同截面和不同截面，SKU數量超過5000，總存儲量2500噸。

圖1 蜂窩立體材料庫

2.倉儲方案及立體庫工藝布局

依據用戶生產特點，立體庫選用尺寸規格為6400 m m x 1100 m m x 450mm的托盤為基本存儲單元，配置2排貨架、2臺堆垛機，在貨架兩端及側面配置出入庫作業口，實現材料的臨時儲存，為加工設備提供原材料的供應，庫前庫后預留堆垛機維護保養空間，2臺堆垛機覆蓋全部貨位。總體布局見圖2，主要設備構成：①端部出入庫RGV（4套），②蜂窩立體庫（1套），③側出入庫RGV（12套），④自立式起重機（3套），⑤材料加工機床（12套）。

圖2 庫區布局及主要設備（長度單位：mm）

二、系統設備功能介紹及主要作業流程

1.主要設備情況

設備分布示意圖見圖3，主要設備技術性能如下：

圖3 設備分布示意圖

（1）出入庫RGV-A

在立體庫的兩端共配置4臺出入庫RGV，見圖4，用于物料的出庫與入庫。

圖4 出入庫RGV

（2）貨架

貨架占地面積132.4mx18.5mx9.8m，采用組合式貨架，共兩排。

貨位尺寸規格6400mmx1100mmx 450mm，貨位數量2520個，貨位載荷2000kg，參見圖5。

圖5 貨架系統

（3）堆垛機

系統配置2臺蜂窩式堆垛機，有效載荷2000kg，系統總出入庫能力2x25托盤/小時，參見圖6。

圖6 堆垛機示意圖

（4）出入庫RGV-B

本項目在立體庫側面配置12臺出入庫RGV，用于加工機床的直接供料。

（5）托盤

尺寸規格6400mmx1100mmx 450mm，有效載荷1000kg，總數量2520個，參見圖7。

圖7 托盤示意圖

2.主要作業流程

（1）入庫流程（參見圖8）

圖8 入庫流程

操作人員通過倉儲管理系統輸入入庫信息，主要有材料牌號、規格、爐批號、重量、生產日期、油封期和貨物條碼信息等，LED屏顯示入庫信息。倉儲管理系統分配貨位，向堆垛機下達指令，取出空托盤，送至出入料口等待接料。貨架分區域管理，貨架與托盤固定存放，RGV小車自動輸送到庫前揀選位。

操作人員核對存料托盤位置，并通過絎車或手工方式，將入庫材料放入RGV小車的存料托盤，要求托盤存放單一型號產品，但可以不同爐批號。揀選作業平臺對放入材料進行自動稱重（必要時可以手動稱重），操作人員確認后，倉儲管理系統自動計入材料總重量。操作人員作業完成經LED屏核對信息無誤后入庫。托盤經輸送系統進行超高、超寬、超長、超重等檢測無誤后送至出入料口，堆垛機自動將托盤運送到指定貨位位置，倉儲管理系統完成存貨記錄。

（2）出庫流程（參見圖9）

圖9 出庫流程

出庫作業有兩端出庫和側面出庫兩種方式。

①兩端出庫

兩端出庫主要適用于物料直接發往其他車間及工位。操作人員通過倉儲管理系統輸入出庫信息，主要有材料牌號、規格、爐批號、重量、生產日期、油封期等。倉儲管理系統自動查找需出庫存料托盤，向堆垛機下達指令。堆垛機在貨架的指定位置取出存料托盤，運送至出入料口。RGV小車自動將出入料口的存料托盤運送到出庫位，LED屏同時顯示相應出庫材料信息供操作人員確認。操作人員核對存料托盤編號，確認所出材料及條碼信息無誤。操作人員在RGV小車上完成取料作業。RGV小車對剩余材料進行稱重，操作人員確認后，系統自動計入出庫材料重量。系統能實現按優先級依次降級選擇，即：緊急出庫、緊急入庫、普通出庫、普通入庫，同級別按照先后順序。多條命令可以同時輸入，若無緊急命令，倉儲管理系統按命令輸入的先后自動排序；倉儲管理系統應能夠同時完成存貨和取貨平行交叉作業，以提高效率。

②側面出庫流程描述

側面出庫主要適用于物料直接輸送到旁邊機床設備。機床用料需求傳遞給WMS后，堆垛機取指定貨位托盤到目標出庫RGV-B，出庫RGV-B輸送托盤到緩存工位，物料由自立式起重機吊運到機床上料位置。

（3）盤庫流程

操作人員在管理計算機上按照盤庫通知單，搜索到庫內指定物資的貨位，發出出庫指令，相應貨位的托盤被自動取出到出庫口。操作人員按照盤庫單，清點物資數量。盤庫完畢，操作人員確認后，發出回庫指令，將托盤送入原貨位。如盤點數量不符，操作人員填寫盤盈盤虧表單。

三、技術亮點與難點

本項目貨架采用蜂窩式儲存，在立體庫的長度和高度方向實現了貨位的密排，節省了普通堆垛機貨叉的微升、微降空間，減少了托盤與貨架立柱的空間。

整個項目的技術難點是堆垛機推拉、旋轉機構，要求整體結構精巧，動作復雜，可靠性高，可擴展性強。

四、應用效果

本項目自投入運行以來，基本達到項目預期目標，與原有倉儲模式相比，蜂窩立體庫節省了4000m2的倉庫面積，倉庫現場作業人員由原來的20余人減少到10人，同時提高了作業效率與信息化管理水平。

在本項目中，蜂窩立體庫在提供航材立體倉儲的同時，還實現了與加工設備的直接對接，為工廠數字化車間等智能制造項目提供了必要支撐。

自2008年以來，沈陽飛機工業集團物流裝備有限公司一直致力于長大物料立體存儲技術的研究。蜂窩立體庫屬于長大物料立體倉儲解決方案的一種典型產品，可有效解決倉儲面積、產線布局、物流效率等生產制造中常見的問題。該項目能夠給長大物料的自動化立體存儲設備產品在國內的深度推廣提供參考借鑒。