面向高端裝備制造企業(yè)的倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與應(yīng)用

摘要：文章針對(duì)高端裝備制造企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中倉(cāng)儲(chǔ)庫(kù)存管理需求，設(shè)計(jì)了倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)，從系統(tǒng)總體架構(gòu)、系統(tǒng)主體功能兩個(gè)方面進(jìn)行設(shè)計(jì)分析，并給出主要設(shè)計(jì)思路。該系統(tǒng)可以使得高端裝備制造領(lǐng)域企業(yè)在車間級(jí)物料管理方面，實(shí)現(xiàn)車間物料柔性化、精益化、透明化管理目標(biāo)。

關(guān)鍵詞：倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)；數(shù)字化車間；工位級(jí)拉動(dòng)式齊套

doi：10.3969/J.ISSN.1672-7274.2023.02.039

中圖分類號(hào)：TP 311.52" " " " " " " "文獻(xiàn)標(biāo)示碼：A" " " " " " " "文章編碼：1672-7274（2023）02-0-03

Design and Application of Warehouse Management System for High-end Equipment Manufacturing Enterprises

LIU Lihua， TIAN Jun， SONG Wenkai

（Nanjing Institute of Electronic Technology， Nanjing 210039， China）

Abstract： In view of the storage inventory management requirements in the production process of a high-end equipment manufacturing enterprise， the storage management system is designed and applied， and the design analysis is carried out from two aspects： the overall architecture of the system， the main functions of the system and the main design ideas are given. The implementation of this system can enable high-end equipment manufacturing enterprises to achieve the goal of flexible， lean and transparent management of workshop materials in workshop level material management.

Key words： warehouse management system; digital workshop; station level pull type full set

隨著行業(yè)的發(fā)展和擴(kuò)容，高端裝備制造企業(yè)的多品種變批量生產(chǎn)制造模式對(duì)倉(cāng)庫(kù)物料[1]的管理要求日益增高，伴隨著RFID技術(shù)[2，3]、條碼掃描識(shí)別技術(shù)[4]、自動(dòng)化物流技術(shù)[5]、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)[6，7]在企業(yè)車間倉(cāng)儲(chǔ)管理業(yè)務(wù)中的逐步深入應(yīng)用，智能化在倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)獲得廣泛關(guān)注，對(duì)倉(cāng)庫(kù)實(shí)行智能化管理[5]成為了重中之重。

同時(shí)，隨著智能生產(chǎn)線建設(shè)升級(jí)，對(duì)物料配送的精益化、準(zhǔn)確性需求越來(lái)越高，現(xiàn)有的電子表格記錄形式已無(wú)法滿足生產(chǎn)的高速、快節(jié)拍需求。因而急需對(duì)現(xiàn)有模式進(jìn)行改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)倉(cāng)儲(chǔ)物流的高效、快速管控，以及信息化管理與可視化展示。

1" WMS系統(tǒng)概述

面向高端裝備制造企業(yè)的數(shù)字化車間系統(tǒng)架構(gòu)圖如圖1所示。倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱WMS系統(tǒng)）與企業(yè)資源計(jì)劃系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱ERP系統(tǒng)）、制造運(yùn)營(yíng)管理系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱MOM系統(tǒng)）、維護(hù)維修運(yùn)行系統(tǒng)（簡(jiǎn)稱MRO系統(tǒng)），實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)訂單/返修訂單物料需求信息、物料出庫(kù)信息及物料基礎(chǔ)檔案、實(shí)際出庫(kù)等信息的雙向集成，實(shí)現(xiàn)企業(yè)物料分類、分區(qū)數(shù)字化管控，實(shí)現(xiàn)物料數(shù)量、位置、狀態(tài)等信息的精準(zhǔn)監(jiān)控，為高質(zhì)量企業(yè)級(jí)生產(chǎn)管控、生產(chǎn)決策提供可靠的數(shù)據(jù)支撐。

WMS系統(tǒng)作為數(shù)字化車間的核心管理系統(tǒng)，其建設(shè)范圍如圖1虛線框圖所示，主要實(shí)現(xiàn)物料倉(cāng)儲(chǔ)和配送的信息化管控，包括物料在車間內(nèi)部入庫(kù)－上架－出庫(kù)－交接－分揀－配送的生產(chǎn)全過(guò)程、人員－倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)施－配送工裝等生產(chǎn)全要素的統(tǒng)一管理和調(diào)配，以及物料在制造單元之間周轉(zhuǎn)的信息化管控；打通與ERP、MOM、MRO等相關(guān)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)鏈路，實(shí)現(xiàn)訂單驅(qū)動(dòng)的工位級(jí)拉動(dòng)式齊套。

2" WMS系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計(jì)

該系統(tǒng)總體架構(gòu)構(gòu)建在微服務(wù)開(kāi)發(fā)平臺(tái)上，底層是數(shù)據(jù)管理層，包含了系統(tǒng)中所有基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與文件；服務(wù)層包含本平臺(tái)內(nèi)的基礎(chǔ)服務(wù)、公共服務(wù)、接口服務(wù)、權(quán)限服務(wù)，同時(shí)還配合平臺(tái)的“服務(wù)組件治理/配置”模塊對(duì)各類服務(wù)進(jìn)行服務(wù)注冊(cè)和監(jiān)控管理；應(yīng)用系統(tǒng)層實(shí)現(xiàn)了業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)的功能。

3" WMS系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

3.1 庫(kù)存管理

3.1.1 庫(kù)存看板

系統(tǒng)將已入庫(kù)物料與令號(hào)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，并生成物料倉(cāng)儲(chǔ)看板。通過(guò)建立二維或三維模型，形象展示緩存區(qū)各個(gè)貨位存儲(chǔ)狀態(tài)；通過(guò)手動(dòng)點(diǎn)擊貨位模型或圖片，可以展現(xiàn)該貨位存儲(chǔ)物料的明細(xì)（物料名稱、令號(hào)、所屬班組等）；手動(dòng)輸入令號(hào)，可以查詢?cè)摿钐?hào)下物料在緩存區(qū)分布情況。

3.1.2 調(diào)撥管理

支持物料調(diào)撥作業(yè)，實(shí)現(xiàn)物料不同貨位、不同區(qū)域間的移庫(kù)。在調(diào)撥作業(yè)開(kāi)始時(shí)，在系統(tǒng)內(nèi)對(duì)貨位/料箱綁定信息進(jìn)行解綁。在挑撥作業(yè)完成時(shí)，將物料與新的貨位/料箱進(jìn)行綁定。物料調(diào)撥作業(yè)結(jié)束，物料所屬工位、貨位/料箱等發(fā)生變化，WMS系統(tǒng)庫(kù)存信息自動(dòng)更新。完成物料倉(cāng)庫(kù)間、貨位間的轉(zhuǎn)移，該模塊主要實(shí)現(xiàn)物料調(diào)撥單的新建、派發(fā)、關(guān)閉單據(jù)、導(dǎo)入、導(dǎo)出、查詢等功能。

3.1.3 庫(kù)存盤(pán)點(diǎn)

支持按產(chǎn)品、按貨區(qū)等多種形態(tài)的盤(pán)點(diǎn)管理方式，盤(pán)點(diǎn)物料對(duì)物料賬務(wù)數(shù)量與實(shí)際數(shù)量進(jìn)行核對(duì)，并能夠以年度、季度、月度等時(shí)間維度生成盤(pán)點(diǎn)任務(wù)，在盤(pán)點(diǎn)物料時(shí)對(duì)物料賬務(wù)數(shù)量與實(shí)際數(shù)量進(jìn)行核對(duì)，該模塊主要實(shí)現(xiàn)物料盤(pán)點(diǎn)單的新建、派發(fā)、盤(pán)點(diǎn)、導(dǎo)出、查詢、關(guān)閉單據(jù)等的功能。

3.2 資源管理

3.2.1 貨位物料管理

主要用于管理物料貨位之間的關(guān)系，管理每個(gè)貨位可以存放物料的數(shù)量，通過(guò)這個(gè)關(guān)系，來(lái)進(jìn)行入庫(kù)、出庫(kù)、自動(dòng)補(bǔ)料流程信息的采集。

3.2.2 倉(cāng)庫(kù)管理

可對(duì)系統(tǒng)中的倉(cāng)庫(kù)進(jìn)行管理。倉(cāng)庫(kù)的設(shè)置與ERP中的庫(kù)存地點(diǎn)嚴(yán)格保持一致。倉(cāng)庫(kù)相對(duì)穩(wěn)定，變更頻率低，后期可根據(jù)實(shí)際需求進(jìn)行調(diào)整，保證WMS與ERP的倉(cāng)庫(kù)設(shè)置一致。因各個(gè)倉(cāng)庫(kù)的物料存放維度不盡相同，因而倉(cāng)庫(kù)是后續(xù)物料存放維度設(shè)置的重要影響因素。

3.2.3 貨位管理

貨位是物流WMS系統(tǒng)擁有的倉(cāng)儲(chǔ)資源。為保證倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)的準(zhǔn)確性，在設(shè)置貨位在時(shí)應(yīng)保證其唯一性。WMS系統(tǒng)管理的貨位類型多樣，包括地面貨位、料箱，包含倉(cāng)庫(kù)名稱、貨位編碼、貨位名稱等基本信息。

3.2.4 物料管理

物料管理基礎(chǔ)信息來(lái)自于ERP系統(tǒng)，當(dāng)ERP系統(tǒng)中的物料基礎(chǔ)信息發(fā)生變更時(shí)，WMS系統(tǒng)通過(guò)接口確保WMS系統(tǒng)的相關(guān)信息與ERP系統(tǒng)的相關(guān)信息保持一致。管理物料基本信息，包括物料名稱、物料編碼、數(shù)量等基本信息。

3.2.5 資產(chǎn)管理

固定資產(chǎn)管理模塊包含固定資產(chǎn)臺(tái)賬、狀態(tài)、借還記錄、使用壽命、維修記錄、維修配件等。可以在本頁(yè)面維護(hù)固定資產(chǎn)（工裝、工具、儀器、儀表），發(fā)起保養(yǎng)及領(lǐng)用申請(qǐng)，并標(biāo)明資產(chǎn)現(xiàn)在的位置。

3.3 出入庫(kù)管理

3.3.1 入庫(kù)管理

庫(kù)管員通過(guò)WMS系統(tǒng)識(shí)別ERP系統(tǒng)發(fā)出的物料出庫(kù)單，出庫(kù)清單包括出庫(kù)單據(jù)號(hào)、出庫(kù)日期、倉(cāng)庫(kù)編碼、物料描述、物料規(guī)格型號(hào)、實(shí)發(fā)數(shù)量等信息，生成總裝車間物料入庫(kù)單，物料入庫(kù)作業(yè)開(kāi)始。系統(tǒng)將根據(jù)物料與貨位、料箱的綁定關(guān)系，推薦提示物料入庫(kù)貨位和料箱，根據(jù)物料分類不同，分別直接入工位、緩存庫(kù)、線邊庫(kù)。物料入庫(kù)貨位可進(jìn)行手動(dòng)調(diào)整，入庫(kù)完成后，在系統(tǒng)內(nèi)確認(rèn)入庫(kù)物料數(shù)量與貨位，入庫(kù)作業(yè)結(jié)束。當(dāng)來(lái)料到貨作業(yè)完成后，打印收貨單及收貨單明細(xì)表。收貨單包含收貨單據(jù)號(hào)、收貨日期、收貨員、實(shí)收數(shù)量、應(yīng)收數(shù)量等信息。入庫(kù)單生成支持手工輸入、Excel表格導(dǎo)入，系統(tǒng)支持一個(gè)入庫(kù)單拆分成多個(gè)入庫(kù)單。

3.3.2 來(lái)料交接管理

操作人員可使用掃碼槍進(jìn)行掃碼操作，條碼為ERP系統(tǒng)打印的紙質(zhì)單據(jù)條碼，掃描條碼后會(huì)在系統(tǒng)掃碼頁(yè)面展示具體數(shù)據(jù)信息，信息包含交接單信息及交接單內(nèi)容。

3.3.3 出庫(kù)管理

開(kāi)工指令觸發(fā)后，WMS系統(tǒng)通過(guò)MOM系統(tǒng)獲取工位物料需求信息，生成物料出庫(kù)清單。通過(guò)物料出庫(kù)清單，在WMS系統(tǒng)內(nèi)調(diào)取物料庫(kù)存信息，打印出庫(kù)物料標(biāo)簽，標(biāo)簽中包含出庫(kù)物料貨位、數(shù)量、類型等，指導(dǎo)庫(kù)管員完成出庫(kù)工作。

在進(jìn)行出庫(kù)作業(yè)時(shí)，WMS系統(tǒng)支持物料與料箱信息的解綁工作，物料出庫(kù)，料箱綁定信息變更/解綁，WMS系統(tǒng)庫(kù)存信息更新。

3.3.4 臨時(shí)領(lǐng)料管理

對(duì)于不在計(jì)劃出庫(kù)中的生產(chǎn)所需物料，操作人員可根據(jù)需出庫(kù)物料數(shù)量及其他信息進(jìn)行手動(dòng)臨時(shí)物料出庫(kù)操作。

3.3.5 自動(dòng)叫料管理

該功能針對(duì)線邊庫(kù)進(jìn)行自動(dòng)叫料。WMS系統(tǒng)獲取MOM裝配計(jì)劃安排，在WMS系統(tǒng)內(nèi)開(kāi)啟自動(dòng)叫料功能，并設(shè)置對(duì)線邊庫(kù)的安全庫(kù)存，當(dāng)?shù)陀诎踩珟?kù)存時(shí)，觸發(fā)自動(dòng)叫料設(shè)置，生成自動(dòng)叫料清單。

3.4 系統(tǒng)管理

3.4.1 組織架構(gòu)管理

部門(mén)信息、人員信息來(lái)源于人力資源系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱HR系統(tǒng)）接口，新增、修改或刪除組織架構(gòu)信息，均會(huì)根據(jù)HR系統(tǒng)進(jìn)行定時(shí)同步更新。

3.4.2 角色管理

通過(guò)創(chuàng)建系統(tǒng)角色，為不同的角色分配相應(yīng)的系統(tǒng)權(quán)限，修改角色的系統(tǒng)權(quán)限，刪除既有系統(tǒng)角色。需支持功能權(quán)限、數(shù)據(jù)權(quán)限以及操作權(quán)限管理，形成完整的授權(quán)管理模式。需支持將有關(guān)授權(quán)綁定到角色，形成不同的角色分類，再將角色分配給不同的用戶，從而達(dá)到權(quán)限控制效果。

3.4.3 編號(hào)規(guī)則管理

可定義規(guī)則名稱、編號(hào)前綴、后綴長(zhǎng)度、啟用狀態(tài)等信息，可進(jìn)行新增、修改、刪除操作，該功能定義的前綴直接與相應(yīng)的功能模塊單據(jù)號(hào)關(guān)聯(lián)。例如，定義規(guī)則名稱為入庫(kù)管理，定義編號(hào)前綴為en，那么下方的入庫(kù)管理功能點(diǎn)中的單據(jù)號(hào)前綴為en。

4" 結(jié)束語(yǔ)

本文在分析高端裝備制造企業(yè)精細(xì)化生產(chǎn)管控需求的基礎(chǔ)上，給出了倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路。WMS系統(tǒng)對(duì)生產(chǎn)所需的所有物料在車間的交接、入庫(kù)、上架、緩存、分揀、配送，以及對(duì)該過(guò)程中的物流人員、存儲(chǔ)器具等進(jìn)行統(tǒng)一管理，實(shí)現(xiàn)物料的分類管理、動(dòng)態(tài)管理、賬物一致、精準(zhǔn)定位以及存儲(chǔ)器具管理等，提高了車間物流齊套、配送的效率及準(zhǔn)點(diǎn)率，提升了車間整體的生產(chǎn)及管理效能。該系統(tǒng)對(duì)航空航天、電子裝備、兵器裝備、造船等裝備制造企業(yè)可提供良好的借鑒與示范效應(yīng)。■

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