自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)在鐵路部門中的應(yīng)用

葛祥俊/上海鐵路局

自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)在鐵路部門中的應(yīng)用

葛祥俊/上海鐵路局

倉(cāng)儲(chǔ)管理是鐵路運(yùn)用部門的重要組成部分，加強(qiáng)鐵路倉(cāng)儲(chǔ)的科學(xué)建設(shè)與現(xiàn)代化的管理可促進(jìn)鐵路企業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，提升鐵路部門的經(jīng)濟(jì)效益，具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。

動(dòng)車運(yùn)用所；自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)；立體倉(cāng)庫(kù)；堆垛機(jī)

近幾年，隨著中國(guó)鐵路的高速發(fā)展，為適應(yīng)不同的運(yùn)輸環(huán)境滿足市場(chǎng)的需求，越來越多的高鐵列車車型也隨之誕生，這就大大增加了各個(gè)動(dòng)車運(yùn)用所日常檢修的復(fù)雜程度。而倉(cāng)儲(chǔ)材料配給是鐵路動(dòng)車運(yùn)用部門的重要組成部分，所以也就對(duì)動(dòng)車所的倉(cāng)儲(chǔ)配給提出了極高的要求，鐵路物資倉(cāng)儲(chǔ)部門原有的由計(jì)劃調(diào)撥的“收發(fā)供應(yīng)型”模式已不能滿足動(dòng)車運(yùn)用所對(duì)車輛日常檢修維護(hù)工作要求，在這樣的背景之下，自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)在動(dòng)車配件物資流通環(huán)節(jié)中的作用愈發(fā)明顯。自動(dòng)化的立體倉(cāng)庫(kù)加速了配件的調(diào)取，減少了物資在調(diào)取環(huán)節(jié)中的損壞，提高了倉(cāng)庫(kù)的土地面積使用率，節(jié)約了人力、財(cái)力的同時(shí)提高了庫(kù)存的周轉(zhuǎn)率和靈活性以及庫(kù)管員的工作效率。

一、自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的發(fā)展背景

在過去長(zhǎng)期的計(jì)劃經(jīng)濟(jì)體制下，倉(cāng)儲(chǔ)業(yè)形成了以部門管理為主的管理體制，這種分散的各自為政的管理體制下資金分散，管理落后，設(shè)備陳舊，倉(cāng)庫(kù)利用率低，后果是倉(cāng)庫(kù)管理水平低、儲(chǔ)存條件差、服務(wù)質(zhì)量低，致使儲(chǔ)存物資損壞變質(zhì)、失竊等，使國(guó)家和企業(yè)遭受不應(yīng)有的損失。隨著我國(guó)高鐵事業(yè)的發(fā)展，必然要求與之配套的倉(cāng)儲(chǔ)業(yè)也需要一個(gè)快速發(fā)展以適應(yīng)這一新的形勢(shì)需求。在這樣的大背景下，鐵路部門現(xiàn)代化的倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)也隨之誕生。

1959年，美國(guó)開發(fā)了世界上最早的自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)并在1963年使用計(jì)算機(jī)對(duì)其進(jìn)行控制，之后日本、德國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家也相繼開發(fā)了本國(guó)的自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)。由于特殊的歷史背景，我國(guó)在這一方面起步比較晚。1974年我國(guó)建成了第一座自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)，隨著現(xiàn)代化控制技術(shù)的不斷發(fā)展，自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)進(jìn)入了一個(gè)快速的發(fā)展時(shí)期。

二、自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的組成

自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)(AS/RS)是采用高層貨架儲(chǔ)存貨物，用起重、裝卸、運(yùn)輸機(jī)械設(shè)備進(jìn)行貨物出庫(kù)和入庫(kù)作業(yè)，采用信息系統(tǒng)進(jìn)行管理的自動(dòng)化物流系統(tǒng)。AS/RS主要通過高層貨架充分利用空間進(jìn)行貨物自動(dòng)存取，所以稱為“自動(dòng)化高架倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)”，也稱為“自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)”。高架倉(cāng)庫(kù)的最大高度可以達(dá)到40多米，最大庫(kù)存量可達(dá)數(shù)萬(wàn)甚至10多萬(wàn)個(gè)貨物單元，可以做到無(wú)人操縱，實(shí)現(xiàn)按計(jì)劃入庫(kù)和出庫(kù)的全自動(dòng)化控制，并且對(duì)于倉(cāng)庫(kù)的運(yùn)作與管理可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)管理。

以上海鐵路局南京動(dòng)車段轄下的南京南動(dòng)車運(yùn)用所內(nèi)的為例自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)一般由以下部分組成：

（一）高層貨架

高層貨架是AS/RS的主要組成部分之一，其貨物單元可以是托盤，也可以是抽屜或者盒子/箱子，這取決于所存取貨物的大小和特點(diǎn)。貨架也分不同種類，比如懸臂式、重型流利式，或者是經(jīng)過特殊設(shè)計(jì)的貨架。通常都使用標(biāo)準(zhǔn)貨架，如果是非標(biāo)準(zhǔn)、定制化的，成本會(huì)更高。此外，貨架可以獨(dú)立于建筑物，也可以嵌在建筑內(nèi)部。

（二）自動(dòng)存取設(shè)備

AS/RS中的存取設(shè)備有高位叉車、工業(yè)機(jī)器人、有軌式單雙立柱巷道堆垛機(jī)等，完成物料搬運(yùn)、提升、堆垛等操作。其中最常見的自動(dòng)存取設(shè)備是堆垛機(jī)。堆垛機(jī)接受計(jì)算機(jī)指令后，能在高層貨架巷道中來回穿梭，把貨物從巷道口的出入庫(kù)貨臺(tái)搬運(yùn)到指定的貨位中，或者把需要的貨物從倉(cāng)庫(kù)中搬運(yùn)到巷道口出入庫(kù)貨臺(tái)，再配以相應(yīng)的轉(zhuǎn)運(yùn)、輸送設(shè)備，通過計(jì)算機(jī)控制實(shí)現(xiàn)貨物的自動(dòng)出入庫(kù)。

堆垛機(jī)在巷道內(nèi)運(yùn)行，通常每個(gè)巷道配備一臺(tái)堆垛機(jī)，也有一臺(tái)堆垛機(jī)運(yùn)行在多個(gè)巷道的情況。這時(shí)，巷道末端通常都配有一臺(tái)輸送車，用于將堆垛機(jī)送到另一個(gè)巷道。到底選擇哪種設(shè)備取決于成本和處理量。按照控制方式，堆垛機(jī)可以分為人工操作和無(wú)人操作兩種，如果是前者，則每次從存儲(chǔ)貨位取出的貨物可以少于一個(gè)貨物單元(即，可以完成揀貨功能)。

除了堆垛機(jī)，也有一些AS/RS系統(tǒng)并不使用運(yùn)行于巷道內(nèi)部的自動(dòng)存取設(shè)備。其中比較典型的應(yīng)用是自動(dòng)導(dǎo)引車(AGV)。AGV有時(shí)會(huì)被用來代替運(yùn)行于巷道內(nèi)部的堆垛機(jī)，它不僅能實(shí)現(xiàn)制造、配送區(qū)與倉(cāng)庫(kù)之間的貨物傳送，還能從存儲(chǔ)貨位取出貨物。在這種情況下，通常需要鋪設(shè)軌道，引導(dǎo)AGV小車進(jìn)入巷道內(nèi)部，同時(shí)，軌道還能保持小車的平穩(wěn)運(yùn)行。提升裝置用于小車的升降操作，有時(shí)，AGV能替代無(wú)人駕駛叉車。AGV的局限性在于貨物提升的高度受限。

（三）出入庫(kù)工作站

存取暫存站是用于將貨物擺放成適合堆垛機(jī)處理形式的工作站，它可以很簡(jiǎn)單，僅僅由一臺(tái)叉車或穿梭車、一個(gè)傳輸單元或者是一臺(tái)自動(dòng)導(dǎo)引車(AGV)組成。每個(gè)AS/RS都至少有一個(gè)存取暫存站，通常位于巷道末端。有時(shí)，存取暫存站堪稱存儲(chǔ)區(qū)與工廠、配送協(xié)同運(yùn)作的中樞神經(jīng)。

（四）地軌

先進(jìn)的地軌有特殊的抓緊裝置，大大提升安全性與可靠性。有些地軌可以偏向于巷道的一邊，這樣可以為堆垛機(jī)手動(dòng)模式作業(yè)情況下流出足夠的行走空間，也可以便于維護(hù)。

（五）貨位控制軟件與堆垛機(jī)控制軟件

這些控制軟件與倉(cāng)庫(kù)管理軟件或企業(yè)資源管理軟件相連?？刂栖浖商峁┛梢暬芾砼c用戶友好操作界面。采用中間件控制除了控制自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)中的堆垛機(jī)，還能集成其它的自動(dòng)化物流設(shè)備的控制系統(tǒng)。

三、自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

隨著社會(huì)的發(fā)展，產(chǎn)品越來越趨向個(gè)性化，生產(chǎn)批次越來越小，產(chǎn)品品規(guī)也越來越豐富。同時(shí)，隨著分銷網(wǎng)絡(luò)的扁平化，銷售中間環(huán)節(jié)的消除，更大型、更集中的配送中心已經(jīng)成為主流趨勢(shì)，貨物會(huì)從配送中心直接送到用戶手中。同時(shí)，為了縮短交貨時(shí)間，加快資金周轉(zhuǎn)，訂單結(jié)構(gòu)也逐漸趨向于更少的批量和更多的頻次，這就需要配送中心能夠處理“小批量、多頻次”的訂單。實(shí)際上，倉(cāng)儲(chǔ)自動(dòng)化的主要增長(zhǎng)領(lǐng)域就在于訂單揀選。未來訂單揀選不再是勞動(dòng)密集型產(chǎn)業(yè)，而是更加靈活，更加模塊化。更集中、更大型的配送中心越來越多。因?yàn)槠髽I(yè)意識(shí)到，與其在不同地區(qū)開設(shè)幾個(gè)小型倉(cāng)庫(kù)，不如將其合并集中，在某個(gè)區(qū)域開設(shè)一個(gè)大型配送中心，實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一配送。而更快、更可靠的運(yùn)輸系統(tǒng)為此提供了必要條件。生產(chǎn)力如何提高，準(zhǔn)確率如何保持，人體工程學(xué)如何考慮，是每一個(gè)企業(yè)都必須面對(duì)的問題。

四、結(jié)束語(yǔ)

對(duì)于鐵路系統(tǒng)來說，高效合理地利用現(xiàn)代化的倉(cāng)儲(chǔ)技術(shù)，可以幫助動(dòng)車所加快物資流動(dòng)的速度，降低成本，保障檢修任務(wù)的順利進(jìn)行，并可以實(shí)現(xiàn)對(duì)資源的有效控制和管理。隨著信息技術(shù)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展以及人力成本的上升，倉(cāng)儲(chǔ)技術(shù)已經(jīng)從人工和機(jī)械化階段，向自動(dòng)化、智能化發(fā)展，從而對(duì)整個(gè)鐵路系統(tǒng)做出最大的貢獻(xiàn)。

[1]馮暉.現(xiàn)代物流學(xué)[M].科學(xué)出版社，2011

[2]張三省，郝淵曉.倉(cāng)儲(chǔ)與運(yùn)輸物流學(xué)[M].廣州:中山大學(xué)出版社，2007:2.

[3]徐常凱，鄭金忠，自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)[J]，物流科技，2002，（03）

葛祥俊，上海鐵路局，南京動(dòng)車段，南京動(dòng)車運(yùn)用所，工號(hào)：435150 。