自动化立体仓库在船厂物资管理中的应用

周凤祥，陈伟忠

(江苏省镇江船厂(集团)有限公司，江苏 镇江212000)

自动化立体仓库在船厂物资管理中的应用

周凤祥，陈伟忠

(江苏省镇江船厂(集团)有限公司，江苏 镇江212000)

为了充分利用空间资源，对物资进行有效管理，建立了自动化立体仓库。以镇江船厂自动化立体仓库为例，介绍了自动化立体仓库的组成、工作方式、使用、注意事项以及存在的一些问题，并说明了计算机管理系统是自动化立体仓库的灵魂和中枢，要完成各种特定的任务，依靠的是计算机管理软件与自动化物流设备系统的有机结合。

物资管理；管理自动化；自动控制；立体仓库

0 引言

一般仓库在保证安全的情况下，从低层地面向上堆放货物，并尽可能地堆高，但仓库内的中高层空间始终得不到充分利用。为适应现代化船舶物资管理的需要，并尽可能节约土地资源，在这种情况下，自动化立体仓库应运而生。立体仓库能充分利用仓库的有效存储空间，从仓库低层空间到高层空间 都可以存放货物，做到库尽其用。镇江船厂自动化立体仓库投入使用一年来，在船厂的物资管理中发挥着越来越重要的作用。

1 自动化立体仓库的介绍

自动化立体仓库，也叫自动化立体仓储，物流仓储中出现的新概念，利用立体仓库设备可实现仓库高层合理化、存取自动化、操作简便化。自动化立体仓库的主体由货架、巷道式堆垛起重机、入(出)库工作台和自动运进(出)输送机及操作控制系统组成。货架是钢结构或钢筋混凝土结构的建筑物或结构体，货架内是标准尺寸的货位空间，巷道堆垛起重机穿行于货架之间的巷道中，完成存取货的工作。管理上采用计算机、称重及条形码技术。

2 自动化立体仓库的组成及工作方式

自动化立体仓库由有轨巷道堆垛机、托盘输送机系统、IWMS控制集成管理系统组成。

2.1 有轨巷道堆垛机

有轨巷道堆垛机是位于地面轨道和仓库顶部轨道中间的钢结构体，它主要由升降机、货叉、控制操作面板组成。

操作面板是用于显示堆垛机的状态和控制堆垛机的运行的HMI(人机界面)设备。它所显示的信息包括：位置信息、故障信息、出入库作业信息、状态信息和货物存放信息等。另外，通过面板上的功能按钮，可以控制堆垛机的升降运行、行走运行和伸缩叉运行，也可以通过它上面的数字键盘输入完成存取货物的单机任务。

根据实际工作应用的需要，堆垛机共设有4种工作方式:联机、单机、手动和检修。

2.1.1 联机方式

在启动画面或其他画面按下“联机”按钮，即启动联机方式进入联机画面。在此方式下，堆垛机由上位机控制，根据上位机所发出的命令运行。

2.1.2 单机方式

在启动画面或其他画面(功能)按下“单机”按钮，即启动单机方式。

此方式解除了上位机的控制权，操作人员可以通过面板上面的数字键和功能键设定目的地址，从而对堆垛机进行出入库作业。

地址的输入规定。在数字输入框输入6位数字作为任务的层列排地址，如：输入“060302”则表示“6层3列2排”。

2.1.3 手动方式

在启动画面或其他画面按下“手动”，即启动半自动方式进入半自动画面。

此方式下操作人员可以使用操作面板上的上升、下降、叉向左等手动作业按钮对堆垛机进行控制。此时堆垛机的动作不完全由人工控制，可以自动在水平和垂直运行方向上的下一个货格(位)对准后停止。

2.1.4 检修方式

在启动画面或其他画面按下按钮“检修”，启动方式进入手动画面。

此方式下操作人员可以使用面板上的上升、下降、叉向左等手动作业按钮对堆垛机进行控制。此时，堆垛机的动作完全由人工控制，主要用于解除故障或检修等情况下的堆垛机运行。

2.2 托盘输送机系统

托盘输送机系统是由检测门、横向的滚柱输送托盘以及纵向的链条输送托盘机构组成。

2.3 IWMS控制集成管理系统

计算机管理系统是自动化立体仓库中的灵魂和中枢。要完成自动化立体仓库中的各种特定任务，依靠的是计算机管理软件与自动化物流设备系统的有机结合。IWMS软件层次结构图如图1所示。

图1 IWMS软件层次结构图

2.3.1 主控系统(企业ERP系统)

ERP系统是位于物流自动化信息管理系统之上的系统。与IWMS接口后，它可以向自动化立体仓库发布采购计划、入出库计划及规划入库产品项目，同时也可以从自动化物流信息管理系统获得各种必要的信息，如库存情况、入出库情况等。

2.3.2 集成化物流接口系统IWMS-INT

集成化物流管理系统IWMS连接ERP与IWMS的系统称为接口系统，包括执行程序和相关协议。

2.3.3 集成化库存管理系统IWMS-WMS

IWMS-WMS模块是IWMS系统库存管理的重要组成部分，是IWMS的核心模块之一。其主要任务是将系统的各个功能与核心模块有机的集成起来，提供自动化立体仓库入库操作、库存管理、盘点管理、故障管理等系统管理功能。

2.3.4 集成化物流设备监控系统IWMS-SCS

自动化立体仓库的管理与监控将会对自动化立体仓库进行调度管理，对各种物流设备进行控制。调度进程根据调度规则将任务进行排队，并按优先级发送命令。

2.3.5 集成化无线扫描系统IWMS-RFS

IWMS-RFS模块是本系统对移动信息终端的后台处理平台,包括RF无线数据终端。RFS采用无线电技术与计算机网络进行数据交换。RF技术的全面应用包括入库、盘点等过程。

2.3.6集成化物流设备执行系统IWMS-PLC

该模块是集成化物流监控和控制系统的可编程控制过程。

3 自动化立体仓库的使用

自动化立体仓库的使用包括使用前准备、入库管理、出库管理、盘点管理等。

3.1 使用前准备

开启服务器，打开尺检，打开程序主窗口及监控系统。

3.2 入库管理

入库包括货物和空托盘的入库，主要是通过货物和空托盘的托盘条码来识别进行入库，由手持终端PDA负责扫描货物条码与托盘条码绑定产生入库信息。

通过手持终端PDA扫描入库流水货物条码，叉车司机叉托盘到入库口。当托盘通过尺检和固定读码程序正常后，通过读取到的托盘条码，条码程序立刻在立体仓库中找寻一个空货位，作为该托盘货物存放的地址，同时生成一条入库命令。该命令由监控系统逐级下发至小车、输送机、堆垛机PLC系统。当堆垛机PLC系统根据指令将该托盘放到指定货位后，管理系统开始做账，把此命令的入库流水信息插入到库存中，并且更改此货位的储位状态为有货，入库过程结束。货物入库流程图如图2所示。

图2 货物入库流程图

3.3 出库管理

首先建立出库单，然后查找库存储位信息，产生出库流水货物条码并且发出出库作业命令。该命令由监控系统检索到，并且下发至堆垛机PLC，它立即从指定货位取出货物，接着命令逐级下发到输送机、小车、输送机PLC出口，此时，监控系统将出库托盘的相关信息传送给LED显示程序。管理系统的后台捕捉到该信息后，更新此储位状态为空货位，出库过程结束。

3.4 盘点管理

盘点管理是出库管理和入库管理相结合的一种管理方式，只不过盘点建立的是盘点单据，储位不能删除。当人工盘点结束后，由于未删除原来的货位，因此不需要产生新的入库流水，可以直接将托盘叉到原该托盘出口处，直接入库。当监控系统检索到该托盘是回流入库托盘，它将命令逐级下发至小车、输送机、堆垛机PLC系统，直到该托盘回到原来储位，盘点管理结束。

3.5 条码和工作区域

3.5.1 条码

自动化立体仓库条码分为托盘条码和货物条码，托盘条码上第1行为电子扫描条码，第2行为托盘序列号，如000030，表示第30号托盘；货物条码第1行为电子扫描条码，第2行为日期和序列号，如RKS201207230071，第3行为船舶的施工号和序列号，如89600023011,896表示镇江船厂建造的唐山港4号，第4行是货物的中文名称。

3.5.2 工作区域

镇江船厂的自动化立体仓库工作区域分为3个区，分别为A区、B区和C区，每个区域有各自的进出口。如果是进行盘点管理，托盘要回流入库，一定要将托盘放到原来的出口处。A区和C区所用的托盘为大托盘，B区所用的托盘为小托盘。

4 工作注意事项

4.1 托盘回流入库

托盘回流入库一定要从原来的出口处回流，否则易使WMS系统出现故障。

4.2 已清空的盘点托盘一定要删除原储位

当托盘上的货物已清空时，这只托盘已完成前一阶段使命，一定要用手持终端PDA对其原储位进行删除。

4.3 要检查已搬上托盘的货物

对已上托盘的货物要仔细检查，看是否是自己需要的货物，是否是本船的货物。如果货物并非核定货物，要及时调整，做好笔录，避免出现货物管理的差错。

5 结语

镇江船厂的自动化立体仓库投入使用一年来，由于合理利用空间资源，自动化存取货物，操作简便，使船舶物资得到有序、有效管理。然而，由于自动化立体仓库出口有限，如果取货命令较多，等待时间就较长；若不愿意久等，必须提前预约。另外,自动化立体仓库会因为货物超长、超宽、超高，堆垛机停偏等报警，此时，必须处理好报警原因，堆垛机才能正常工作。在修理过程中，自动化立体仓库也无法正常工作。

2013-05-27

周凤祥(1964-)，男,工程师，主要从事船舶建造工艺;陈伟忠(1974-)，男，工程师，主要从事船舶舾装设计。

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