自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)在船廠物資管理中的應(yīng)用

周鳳祥，陳偉忠

(江蘇省鎮(zhèn)江船廠(集團(tuán))有限公司，江蘇 鎮(zhèn)江212000)

自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)在船廠物資管理中的應(yīng)用

周鳳祥，陳偉忠

(江蘇省鎮(zhèn)江船廠(集團(tuán))有限公司，江蘇 鎮(zhèn)江212000)

為了充分利用空間資源，對(duì)物資進(jìn)行有效管理，建立了自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)。以鎮(zhèn)江船廠自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)為例，介紹了自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的組成、工作方式、使用、注意事項(xiàng)以及存在的一些問(wèn)題，并說(shuō)明了計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)是自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的靈魂和中樞，要完成各種特定的任務(wù)，依靠的是計(jì)算機(jī)管理軟件與自動(dòng)化物流設(shè)備系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合。

物資管理；管理自動(dòng)化；自動(dòng)控制；立體倉(cāng)庫(kù)

0 引言

一般倉(cāng)庫(kù)在保證安全的情況下，從低層地面向上堆放貨物，并盡可能地堆高，但倉(cāng)庫(kù)內(nèi)的中高層空間始終得不到充分利用。為適應(yīng)現(xiàn)代化船舶物資管理的需要，并盡可能節(jié)約土地資源，在這種情況下，自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)應(yīng)運(yùn)而生。立體倉(cāng)庫(kù)能充分利用倉(cāng)庫(kù)的有效存儲(chǔ)空間，從倉(cāng)庫(kù)低層空間到高層空間 都可以存放貨物，做到庫(kù)盡其用。鎮(zhèn)江船廠自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)投入使用一年來(lái)，在船廠的物資管理中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。

1 自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的介紹

自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)，也叫自動(dòng)化立體倉(cāng)儲(chǔ)，物流倉(cāng)儲(chǔ)中出現(xiàn)的新概念，利用立體倉(cāng)庫(kù)設(shè)備可實(shí)現(xiàn)倉(cāng)庫(kù)高層合理化、存取自動(dòng)化、操作簡(jiǎn)便化。自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的主體由貨架、巷道式堆垛起重機(jī)、入(出)庫(kù)工作臺(tái)和自動(dòng)運(yùn)進(jìn)(出)輸送機(jī)及操作控制系統(tǒng)組成。貨架是鋼結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的建筑物或結(jié)構(gòu)體，貨架內(nèi)是標(biāo)準(zhǔn)尺寸的貨位空間，巷道堆垛起重機(jī)穿行于貨架之間的巷道中，完成存取貨的工作。管理上采用計(jì)算機(jī)、稱重及條形碼技術(shù)。

2 自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的組成及工作方式

自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)由有軌巷道堆垛機(jī)、托盤輸送機(jī)系統(tǒng)、IWMS控制集成管理系統(tǒng)組成。

2.1 有軌巷道堆垛機(jī)

有軌巷道堆垛機(jī)是位于地面軌道和倉(cāng)庫(kù)頂部軌道中間的鋼結(jié)構(gòu)體，它主要由升降機(jī)、貨叉、控制操作面板組成。

操作面板是用于顯示堆垛機(jī)的狀態(tài)和控制堆垛機(jī)的運(yùn)行的HMI(人機(jī)界面)設(shè)備。它所顯示的信息包括：位置信息、故障信息、出入庫(kù)作業(yè)信息、狀態(tài)信息和貨物存放信息等。另外，通過(guò)面板上的功能按鈕，可以控制堆垛機(jī)的升降運(yùn)行、行走運(yùn)行和伸縮叉運(yùn)行，也可以通過(guò)它上面的數(shù)字鍵盤輸入完成存取貨物的單機(jī)任務(wù)。

根據(jù)實(shí)際工作應(yīng)用的需要，堆垛機(jī)共設(shè)有4種工作方式:聯(lián)機(jī)、單機(jī)、手動(dòng)和檢修。

2.1.1 聯(lián)機(jī)方式

在啟動(dòng)畫面或其他畫面按下“聯(lián)機(jī)”按鈕，即啟動(dòng)聯(lián)機(jī)方式進(jìn)入聯(lián)機(jī)畫面。在此方式下，堆垛機(jī)由上位機(jī)控制，根據(jù)上位機(jī)所發(fā)出的命令運(yùn)行。

2.1.2 單機(jī)方式

在啟動(dòng)畫面或其他畫面(功能)按下“單機(jī)”按鈕，即啟動(dòng)單機(jī)方式。

此方式解除了上位機(jī)的控制權(quán)，操作人員可以通過(guò)面板上面的數(shù)字鍵和功能鍵設(shè)定目的地址，從而對(duì)堆垛機(jī)進(jìn)行出入庫(kù)作業(yè)。

地址的輸入規(guī)定。在數(shù)字輸入框輸入6位數(shù)字作為任務(wù)的層列排地址，如：輸入“060302”則表示“6層3列2排”。

2.1.3 手動(dòng)方式

在啟動(dòng)畫面或其他畫面按下“手動(dòng)”，即啟動(dòng)半自動(dòng)方式進(jìn)入半自動(dòng)畫面。

此方式下操作人員可以使用操作面板上的上升、下降、叉向左等手動(dòng)作業(yè)按鈕對(duì)堆垛機(jī)進(jìn)行控制。此時(shí)堆垛機(jī)的動(dòng)作不完全由人工控制，可以自動(dòng)在水平和垂直運(yùn)行方向上的下一個(gè)貨格(位)對(duì)準(zhǔn)后停止。

2.1.4 檢修方式

在啟動(dòng)畫面或其他畫面按下按鈕“檢修”，啟動(dòng)方式進(jìn)入手動(dòng)畫面。

此方式下操作人員可以使用面板上的上升、下降、叉向左等手動(dòng)作業(yè)按鈕對(duì)堆垛機(jī)進(jìn)行控制。此時(shí)，堆垛機(jī)的動(dòng)作完全由人工控制，主要用于解除故障或檢修等情況下的堆垛機(jī)運(yùn)行。

2.2 托盤輸送機(jī)系統(tǒng)

托盤輸送機(jī)系統(tǒng)是由檢測(cè)門、橫向的滾柱輸送托盤以及縱向的鏈條輸送托盤機(jī)構(gòu)組成。

2.3 IWMS控制集成管理系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)是自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)中的靈魂和中樞。要完成自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)中的各種特定任務(wù)，依靠的是計(jì)算機(jī)管理軟件與自動(dòng)化物流設(shè)備系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合。IWMS軟件層次結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

圖1 IWMS軟件層次結(jié)構(gòu)圖

2.3.1 主控系統(tǒng)(企業(yè)ERP系統(tǒng))

ERP系統(tǒng)是位于物流自動(dòng)化信息管理系統(tǒng)之上的系統(tǒng)。與IWMS接口后，它可以向自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)發(fā)布采購(gòu)計(jì)劃、入出庫(kù)計(jì)劃及規(guī)劃入庫(kù)產(chǎn)品項(xiàng)目，同時(shí)也可以從自動(dòng)化物流信息管理系統(tǒng)獲得各種必要的信息，如庫(kù)存情況、入出庫(kù)情況等。

2.3.2 集成化物流接口系統(tǒng)IWMS-INT

集成化物流管理系統(tǒng)IWMS連接ERP與IWMS的系統(tǒng)稱為接口系統(tǒng)，包括執(zhí)行程序和相關(guān)協(xié)議。

2.3.3 集成化庫(kù)存管理系統(tǒng)IWMS-WMS

IWMS-WMS模塊是IWMS系統(tǒng)庫(kù)存管理的重要組成部分，是IWMS的核心模塊之一。其主要任務(wù)是將系統(tǒng)的各個(gè)功能與核心模塊有機(jī)的集成起來(lái)，提供自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)入庫(kù)操作、庫(kù)存管理、盤點(diǎn)管理、故障管理等系統(tǒng)管理功能。

2.3.4 集成化物流設(shè)備監(jiān)控系統(tǒng)IWMS-SCS

自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的管理與監(jiān)控將會(huì)對(duì)自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)進(jìn)行調(diào)度管理，對(duì)各種物流設(shè)備進(jìn)行控制。調(diào)度進(jìn)程根據(jù)調(diào)度規(guī)則將任務(wù)進(jìn)行排隊(duì)，并按優(yōu)先級(jí)發(fā)送命令。

2.3.5 集成化無(wú)線掃描系統(tǒng)IWMS-RFS

IWMS-RFS模塊是本系統(tǒng)對(duì)移動(dòng)信息終端的后臺(tái)處理平臺(tái),包括RF無(wú)線數(shù)據(jù)終端。RFS采用無(wú)線電技術(shù)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。RF技術(shù)的全面應(yīng)用包括入庫(kù)、盤點(diǎn)等過(guò)程。

2.3.6集成化物流設(shè)備執(zhí)行系統(tǒng)IWMS-PLC

該模塊是集成化物流監(jiān)控和控制系統(tǒng)的可編程控制過(guò)程。

3 自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的使用

自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的使用包括使用前準(zhǔn)備、入庫(kù)管理、出庫(kù)管理、盤點(diǎn)管理等。

3.1 使用前準(zhǔn)備

開(kāi)啟服務(wù)器，打開(kāi)尺檢，打開(kāi)程序主窗口及監(jiān)控系統(tǒng)。

3.2 入庫(kù)管理

入庫(kù)包括貨物和空托盤的入庫(kù)，主要是通過(guò)貨物和空托盤的托盤條碼來(lái)識(shí)別進(jìn)行入庫(kù)，由手持終端PDA負(fù)責(zé)掃描貨物條碼與托盤條碼綁定產(chǎn)生入庫(kù)信息。

通過(guò)手持終端PDA掃描入庫(kù)流水貨物條碼，叉車司機(jī)叉托盤到入庫(kù)口。當(dāng)托盤通過(guò)尺檢和固定讀碼程序正常后，通過(guò)讀取到的托盤條碼，條碼程序立刻在立體倉(cāng)庫(kù)中找尋一個(gè)空貨位，作為該托盤貨物存放的地址，同時(shí)生成一條入庫(kù)命令。該命令由監(jiān)控系統(tǒng)逐級(jí)下發(fā)至小車、輸送機(jī)、堆垛機(jī)PLC系統(tǒng)。當(dāng)堆垛機(jī)PLC系統(tǒng)根據(jù)指令將該托盤放到指定貨位后，管理系統(tǒng)開(kāi)始做賬，把此命令的入庫(kù)流水信息插入到庫(kù)存中，并且更改此貨位的儲(chǔ)位狀態(tài)為有貨，入庫(kù)過(guò)程結(jié)束。貨物入庫(kù)流程圖如圖2所示。

圖2 貨物入庫(kù)流程圖

3.3 出庫(kù)管理

首先建立出庫(kù)單，然后查找?guī)齑鎯?chǔ)位信息，產(chǎn)生出庫(kù)流水貨物條碼并且發(fā)出出庫(kù)作業(yè)命令。該命令由監(jiān)控系統(tǒng)檢索到，并且下發(fā)至堆垛機(jī)PLC，它立即從指定貨位取出貨物，接著命令逐級(jí)下發(fā)到輸送機(jī)、小車、輸送機(jī)PLC出口，此時(shí)，監(jiān)控系統(tǒng)將出庫(kù)托盤的相關(guān)信息傳送給LED顯示程序。管理系統(tǒng)的后臺(tái)捕捉到該信息后，更新此儲(chǔ)位狀態(tài)為空貨位，出庫(kù)過(guò)程結(jié)束。

3.4 盤點(diǎn)管理

盤點(diǎn)管理是出庫(kù)管理和入庫(kù)管理相結(jié)合的一種管理方式，只不過(guò)盤點(diǎn)建立的是盤點(diǎn)單據(jù)，儲(chǔ)位不能刪除。當(dāng)人工盤點(diǎn)結(jié)束后，由于未刪除原來(lái)的貨位，因此不需要產(chǎn)生新的入庫(kù)流水，可以直接將托盤叉到原該托盤出口處，直接入庫(kù)。當(dāng)監(jiān)控系統(tǒng)檢索到該托盤是回流入庫(kù)托盤，它將命令逐級(jí)下發(fā)至小車、輸送機(jī)、堆垛機(jī)PLC系統(tǒng)，直到該托盤回到原來(lái)儲(chǔ)位，盤點(diǎn)管理結(jié)束。

3.5 條碼和工作區(qū)域

3.5.1 條碼

自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)條碼分為托盤條碼和貨物條碼，托盤條碼上第1行為電子掃描條碼，第2行為托盤序列號(hào)，如000030，表示第30號(hào)托盤；貨物條碼第1行為電子掃描條碼，第2行為日期和序列號(hào)，如RKS201207230071，第3行為船舶的施工號(hào)和序列號(hào)，如89600023011,896表示鎮(zhèn)江船廠建造的唐山港4號(hào)，第4行是貨物的中文名稱。

3.5.2 工作區(qū)域

鎮(zhèn)江船廠的自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)工作區(qū)域分為3個(gè)區(qū)，分別為A區(qū)、B區(qū)和C區(qū)，每個(gè)區(qū)域有各自的進(jìn)出口。如果是進(jìn)行盤點(diǎn)管理，托盤要回流入庫(kù)，一定要將托盤放到原來(lái)的出口處。A區(qū)和C區(qū)所用的托盤為大托盤，B區(qū)所用的托盤為小托盤。

4 工作注意事項(xiàng)

4.1 托盤回流入庫(kù)

托盤回流入庫(kù)一定要從原來(lái)的出口處回流，否則易使WMS系統(tǒng)出現(xiàn)故障。

4.2 已清空的盤點(diǎn)托盤一定要?jiǎng)h除原儲(chǔ)位

當(dāng)托盤上的貨物已清空時(shí)，這只托盤已完成前一階段使命，一定要用手持終端PDA對(duì)其原儲(chǔ)位進(jìn)行刪除。

4.3 要檢查已搬上托盤的貨物

對(duì)已上托盤的貨物要仔細(xì)檢查，看是否是自己需要的貨物，是否是本船的貨物。如果貨物并非核定貨物，要及時(shí)調(diào)整，做好筆錄，避免出現(xiàn)貨物管理的差錯(cuò)。

5 結(jié)語(yǔ)

鎮(zhèn)江船廠的自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)投入使用一年來(lái)，由于合理利用空間資源，自動(dòng)化存取貨物，操作簡(jiǎn)便，使船舶物資得到有序、有效管理。然而，由于自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)出口有限，如果取貨命令較多，等待時(shí)間就較長(zhǎng)；若不愿意久等，必須提前預(yù)約。另外,自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)會(huì)因?yàn)樨浳锍L(zhǎng)、超寬、超高，堆垛機(jī)停偏等報(bào)警，此時(shí)，必須處理好報(bào)警原因，堆垛機(jī)才能正常工作。在修理過(guò)程中，自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)也無(wú)法正常工作。

2013-05-27

周鳳祥(1964-)，男,工程師，主要從事船舶建造工藝;陳偉忠(1974-)，男，工程師，主要從事船舶舾裝設(shè)計(jì)。

F270.7

B