离散型制造企业物流仓储系统智能化改进方案研究

王昱山 于青

摘 要：本文通过介绍某制造型企业的物流和仓储的问题，设计使用立体库系统、空中输送线系统、立体库仓储物流控制系统等系统解决企业现有问题，提高企业的智能化水平，从而提升企业的核心竞争力。

关键词：AGV；机械臂；物料运输

引言：随着我国提出“中国制造2025”，企业也逐渐认识到智能制造的重要性，特别是工业企业，由于产品的个性化需求逐渐增强、人员短缺、人工成本增高、知识不能累计、质量得不到保障等诸多问题，致使企业不得不进行智能制造改造升级。目前主要的智能提升手段主要分为自动化层面、信息化层面及智能化层面，自动化层面的提升有自动化专用设备、智能物流、智能仓储的改进；信息化层面有智能执行系统、智能排程、信息物理系统等等；智能化层面有云制造、工业物联网等。本文旨在研究某工业企业的生产现状，针对其物流仓储系统进行研究、分析提出解决方案。

一.企业现状及背景

某工业企业属于大型国企，离散型行业，生产工件类型：模板用五金件；工件种类：1000种左右；工件最大体积：长300mm，宽500mm，高150mm；工件最大重量：50公斤。由于工件种类繁多、体积较重，每天需要投入30多人进行物料归类、周转，人工成本投入较大，用工难、用光慌等问题困扰着企业；工件占地面积大、摆放杂乱，无法及时出货部分物料存在呆滞浪费。

二.设计方案

1.整体规划

由于场地、物料等限制，通过立体库系统、空中输送线系统、立体库仓储物流控制系统（WMS），来进行整体设计，从根本实现降本增效、节能减排。

2.立体库设计

由于原材料种类繁多，变化较大，考虑机器人分拣夹具较多、难度较大，成本也比较高，所以采用人机结合的柔性方式进行分拣，立体库系统由立体货架、中间输送带构成，中间输送带把零件汇集到工作台上，如图2.1所示。

操作人员人工进行零件的分拣，根据配送单，对应的零件前的亮灯系统亮起，闪动，方便操作人员确定零件位置，然后人工拿取，确定数量，并放到配料周转料盒里，由输送线进行传送，输送系为分段控制，使配料周转料盒始终在人工方便取放的位置，操作人启动按钮后自动输送到下一段输送线。最后放到中间输送带上，由中间输送带把零件汇集到工作台上。工件入库参考立体库智能分拣功能的方式，先对工件进行区域的分选，然后在对应区域扫描工件二维码，该工件位置的亮灯系统亮起，闪动，提示操作人员工件应该存放的位置。如图2.2所示。

3.空中物流系统设计

目前企业普遍应用的物流方式有AGV、RGV、穿梭车、叉车等，场地限制，所以不适用地面物流方式，所以设计空中物流解决问题。空中输送系统构成包括输送系统、变轨系统、空中输送小车系统、上料系统等几部分，如图3.1所示。

3.1空中输送系统工作流程：

空中输送小车运动到配送零件上料位，由操作员把需要配送的零件放到输送小车上，操作确认，输送小车再输送到加工工位上，人工进行取件，操作确认后返回仓库。

输送小车的总体调度由系统控制。输送小车上配有电动葫芦，在上料下料位置由人工通过智能系统进行升降，其他位置升至足够高度，防止撞人的意外。同時输送小车上有防止零件输送途中掉落的结构设计。

输送小车的速度为20M每分钟，负载承重一般设计为50KG，对于高于50KG的需要进行结构加强。

3.2变轨系统：

输送小车出库后，通过调度系统的控制，在变轨系统位置选择正确的运动轨道，运行到正确的工位。变轨系统实现输送小车能够合理的被输送到两条并联平行的轨道中。

4.立体库仓储物流控制系统

4.1入库流程

1）到货单，检验单，放货单通过金蝶ERP操作完成；

2）明匠WMS系统同步ERP中的放货单；

3）放货员工扫描放货单后，立库对应指示灯亮起，提示物料存放货架、货位；

4）放货完毕后，扫描员工二维码，确认完成入库操作，

5）WMS系统生成入库单，并自动同步至金蝶ERP，生成对应入库单；

4.2出库配送流程

1）仓储物流部门通过WMS，同步物料配送单（原领料单），生成拣货单；

2）拣货员工扫描拣货单后，立库对应指示灯亮起，提示物料存放货架、货位；

3）拣取每种物料后，拣货员工都需输入物料数量，确认完成拣货操作，完成物料拣取后，系统物料配送单状态更新为已拣货；

4）仓储部门扫码二次确认后，WMS系统生成出库单，并自动同步至金蝶ERP，生成对应出库单；

5）物料通过空中或地面方式输送至工位时，工位员工扫码确认，物料配送单状态更新为已配送；

6）物料输送到位时，需扫描机器码和货箱码，通过二码合一效验提高物料配送准确率。

4.3其他功能

1）WMS系统支持仓库、货区、货架、货位管理；像钢筋等特殊物料，可存放至系统虚拟库中，打印塑封码挂上，出入库时，通过WMS同步至ERP系统；

2）WMS系统支持人员管理、安全管理和权限管理，员工扫码登录才可操作，极大降低误操作几率，并记录操作日志；

3）WMS系统包含盘点功能，盘点库存结果可与ERP盘点核对；

4）WMS系统包含与ERP、MES系统的接口，如有特殊要求，也可定制完成；

5）WMS系统包含WCS（智能控制系统），可搭载智能堆垛车、智能叉车、AGV智能运输小车等智能设备，实现自动化出入库与配送。

三.总结

本文通过智能仓储、高空物流系统的投入，实现半成品归类存储、自动运送、成品称重、上线、自动贴标、扫描、入库、出库等功能； 极大的提高了仓储效率，实现全流程可追溯

物料通过条码扫描、自动分流归类存储，省去30人；利用立体货架和循环货柜存储，节省空间，占地面积减少65%；通过WMS与企业ERP对接，实现订单出库无缝对接；将各种物料的利用率实现最大化，消除长期库存呆滞风险。提升了企业的自动化、信息化水平，为企业后期智能化改造奠定基础，从而提升企业的核心竞争了。

作者简介：

王昱山，男（1986-），机械设计制造及其自动化，主要方向：智能工厂、智能车间的设计及实施.

于青（1986-）女，天津人，管理学硕士，工学硕士，中级工程师，研究方向：云制造、企业管理、智能工厂.