智能物流的試點(diǎn)
——微庫案例分析

盧艷華

中車南京浦鎮(zhèn)車輛有限公司 211800

正文：

中國要從“制造業(yè)大國”向“制造業(yè)強(qiáng)國”邁進(jìn)，當(dāng)然不能在這一波全球性的產(chǎn)業(yè)革命中落后，中國制造2025的提出也正是迎合了這一發(fā)展趨勢，從“中國制造”到“中國智造”的巨大革新需要智能設(shè)備的支撐，中車南京浦鎮(zhèn)車輛有限公司作為大型軌道交通裝備制造企業(yè)，近幾年通過精益理念的不斷推廣與實(shí)踐，企業(yè)管理水平穩(wěn)步提升。就物流管理領(lǐng)域而言，在形成穩(wěn)定的工位制的生產(chǎn)組織模式之后，內(nèi)部物流已經(jīng)完全實(shí)現(xiàn)了工位制、節(jié)拍化、套餐式的配送模式，并采用信息化系統(tǒng)予以管控，取得顯著成效，在制造企業(yè)物流管理方面積累了豐富的經(jīng)驗(yàn)。

浦鎮(zhèn)公司從2011年3月開始，對物流管理模式進(jìn)行深入改革，并把打造精益物流管理鏈條作為公司的項(xiàng)重要工作。新型的物流管理模式的成功在鐵路行業(yè)內(nèi)部引起了各方的高度重視，鐵道部領(lǐng)導(dǎo)、中國南車集團(tuán)領(lǐng)導(dǎo)也先后多次蒞臨公司進(jìn)行指導(dǎo)，并給予了充分肯定。隨著智能化需求的不斷增加，公司在精益物流的基礎(chǔ)上探索智能物流的實(shí)現(xiàn)途徑，智能庫房的建設(shè)提上日程，公司在調(diào)研和總結(jié)的過程中逐步鎖定了方向——微庫智能管控中小型物料。

微庫系統(tǒng)主要分為軟件控制和硬件配置，柔性地實(shí)現(xiàn)物料的出、入、分揀和配送的流程管控。微庫的軟件系統(tǒng)是基于生產(chǎn)需求計劃的智能倉儲管理控制系統(tǒng)，強(qiáng)調(diào)計劃的兌現(xiàn)和對自動貨柜的智能控制，運(yùn)用算法對任務(wù)明細(xì)進(jìn)行合理的組合、排序和計算，通過與ERP、MES數(shù)據(jù)交換，實(shí)現(xiàn)一鍵操作、簡易揀選目的，依據(jù)計算后的指令揀選物料，無需人工干預(yù)，真正實(shí)現(xiàn)操作端的“系統(tǒng)指揮人”，而非“人控制機(jī)器”，自動貨柜的智能化應(yīng)用水準(zhǔn)大幅提高。該套系統(tǒng)可應(yīng)用于自動貨柜的倉儲管理領(lǐng)域。

微庫是以升降庫為核心的智能物流產(chǎn)品，主要解決中小型物料的柔性存儲、智能分揀和配送。其主體業(yè)務(wù)分為存儲、分揀和配送。采用規(guī)格的料盒作為存儲容器，存儲在托盤中，任務(wù)訂單合并、算法排序?qū)⒆顑?yōu)任務(wù)序列下發(fā)至操作端執(zhí)行，一鍵操作，激光指示燈指示揀選位置，智能分揀系統(tǒng)實(shí)時反饋稱重數(shù)據(jù)，語音提示分揀重量參數(shù)，出庫標(biāo)簽自動打印，電子標(biāo)簽指示分揀料包的投放位置，齊套的配送料盒由移載裝置移至工裝位置，AGV自發(fā)進(jìn)入待移載位置，將配送盒運(yùn)送至需求位置點(diǎn)。

微庫配有獨(dú)立的操作間，系統(tǒng)數(shù)據(jù)的提取、顯示，對物料進(jìn)行全流程監(jiān)控，對任務(wù)進(jìn)行實(shí)時跟蹤管理，完備的虛擬顯示系統(tǒng)以及時顯示管理者的需求數(shù)據(jù)，此外，微庫兼具人性化設(shè)計理念，折疊座椅，節(jié)約空間；溫濕度監(jiān)控系統(tǒng)對物料的存儲環(huán)境數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)警和監(jiān)管，全方位的管理物料。

一、WMS軟件功能

1、托盤上架

托盤上架主要是對自動貨柜（升降庫）有限的存放空間所使用的托盤進(jìn)行上架，自動貨柜自動檢測托盤高度并動態(tài)分配存放位置，達(dá)到高度存放的柔性控制。當(dāng)升降庫存放的空間不足時，可重新優(yōu)化存儲位置，將閑置的空間累積，從而方便升降庫新增托盤存儲上架。

2、物料上架

自動貨柜與ERP進(jìn)行數(shù)據(jù)對接，物料上架的功能節(jié)點(diǎn)是利用ERP的數(shù)據(jù)信息直接導(dǎo)入至系統(tǒng)中生成上架任務(wù)，入庫操作的數(shù)據(jù)來源是ERP系統(tǒng)，抓取的數(shù)據(jù)源自ERP入庫單據(jù)，自動生成上架任務(wù)，系統(tǒng)依據(jù)內(nèi)嵌算法的運(yùn)算結(jié)果給與每一項(xiàng)待上架的物料分配貨位，實(shí)現(xiàn)快速上架的目的。

3、MES生產(chǎn)計劃

MES生產(chǎn)需求是由車間生產(chǎn)計劃為源生成的，以需求計劃為源將ERP中的數(shù)據(jù)抓取至自動貨柜中，實(shí)現(xiàn)MES、ERP與自動貨柜的數(shù)據(jù)交互，三大系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)互聯(lián)，完成以任務(wù)節(jié)點(diǎn)控制揀選任務(wù)的合理排序。

4、自動庫物料揀選

自動庫物料揀選是自動庫的主操作界面，是物料揀配指示的信息界面。激光指示燈指引待揀物料的位置，界面顯示需揀的數(shù)量，標(biāo)簽機(jī)自動打印自定義的出庫標(biāo)簽，只需一鍵操作，即可進(jìn)入下一項(xiàng)揀選任務(wù)的操作。“車號選擇”“工位選擇”

5、自動庫異常出庫

自動庫除去執(zhí)行MES的正常計劃外，對于在實(shí)際過程中發(fā)生的異常出庫在規(guī)范流程中也可以實(shí)現(xiàn)，包括借料和補(bǔ)料。借料：在物料有緊急需要時，無法等待 正常備料的流程，則可以通過在L-WMS中的自動庫異常出庫—借料節(jié)點(diǎn)完成緊急用料的程序。補(bǔ)料：在ERP中備料部門已有備料，但是在物流過程中存在誤差，則可以通過此節(jié)點(diǎn)完成補(bǔ)差操作。

6、揀選任務(wù)

主要為系統(tǒng)的用戶提供揀選任務(wù)的查詢功能節(jié)點(diǎn)，可以查詢計劃的關(guān)聯(lián)信息的揀選任務(wù)，支持模糊查詢操作。

7、庫存查詢

庫存查詢的功能節(jié)點(diǎn)主要是查詢托盤對應(yīng)的各物料庫存信息、物料在對應(yīng)托盤中存儲的庫存信息、物料的總庫存量，可支持多項(xiàng)物料的聯(lián)合查詢，也可支持庫存的模糊查詢。

8、庫存預(yù)警

庫存預(yù)警主要是對自動貨柜中存儲的物料進(jìn)行庫存控制，從而合理利用貨柜的存儲空間，提高其利用效率。

系統(tǒng)支持批量導(dǎo)入最低庫存和最高庫存值，可進(jìn)行顏色的動態(tài)提示，并支持各種維度的模糊查詢，也可將數(shù)據(jù)以EXCEL表格的形式導(dǎo)出。

9、用戶資料

主要是對用戶的個人資料進(jìn)行維護(hù)，包括用戶姓名、性別等；提供修改登錄密碼的操作。

二、WCS控制

WCS是WMS軟件系統(tǒng)與硬件的中間層，負(fù)責(zé)通信處理并反饋，實(shí)現(xiàn)倉儲管理 “入，存，揀，發(fā)” 動作中“發(fā)”的功能。WCS接受上位系統(tǒng)WMS的指令，將物料由指定出發(fā)地輸送至指定目的地。

1、概述

物料的輸送可以由AGV、輸送線、以及移載裝置等智能硬件或人力（工裝）方式實(shí)現(xiàn)。

WCS作為一個管理系統(tǒng)，負(fù)責(zé)依據(jù)硬件設(shè)備的配置情況，完成智能設(shè)備的調(diào)度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)完成上位系統(tǒng)給出的輸送指令。

2、硬件配置管理

WCS管理的智能硬件設(shè)備可以進(jìn)行自定義選配，依據(jù)實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境進(jìn)行配置。

硬件的配置信息，保存在WCS的數(shù)據(jù)庫中。WCS可以對該配置信息進(jìn)行增、刪、改、查的操作。

3、硬件運(yùn)行狀況監(jiān)控

WCS系統(tǒng)需要對所管理硬件的運(yùn)行狀況進(jìn)行監(jiān)控。向管理人員提供硬件運(yùn)行狀況的信息。

對于硬件的控制，由硬件系統(tǒng)本身提供的控制功能決定。WCS提供相應(yīng)用戶界面完成對硬件的控制操作。

4、任務(wù)分解

WMS下發(fā)的輸送任務(wù)，WCS系統(tǒng)依據(jù)硬件的實(shí)際配置，將任務(wù)分解為不同硬件可以理解和完成的指令，并下發(fā)給該硬件系統(tǒng)。

5、任務(wù)分解算法管理

依據(jù)實(shí)際業(yè)務(wù)狀況，WCS需要向用戶提供可以管理任務(wù)分解規(guī)則的界面，以應(yīng)對不同業(yè)務(wù)場景的需求。

三、硬件集成

微庫的功能從物料待上架開始到備好的料盒出為截止。上架前和出料后可以適應(yīng)多種不同的方式。硬件可以柔性地進(jìn)行集成后，由軟件系統(tǒng)集中控制。

1、入庫方式

（1）工裝架

人工將料盒搬運(yùn)至微庫旁的工裝架緩存，后根據(jù)系統(tǒng)提示進(jìn)行入庫上架。

（2）輸送線

通過輸送線將待上架的料盒，移動至微庫的入庫口處。

2、配送方式

（1）AGV配送

完成分揀的料盒可通過過渡機(jī)構(gòu)，移載至AGV上進(jìn)行配送。

（2）工裝配送

完成分揀的料盒可通過過渡機(jī)構(gòu)，移載至工裝車進(jìn)行配送。

（3）輸送線

完成分揀的料盒可通過過渡機(jī)構(gòu)，移載至輸送線進(jìn)行配送。

以上三大模塊整合進(jìn)行協(xié)調(diào)控制后，整個微庫系統(tǒng)達(dá)到實(shí)際應(yīng)用層面，目前該系統(tǒng)已經(jīng)在公司成功運(yùn)行，貨柜內(nèi)嵌的軟件系統(tǒng)為自主開發(fā)的WMS系統(tǒng)，其集成了貨柜硬件控制系統(tǒng)，可以控制貨柜托盤的移動、燈光指引，同時實(shí)現(xiàn)WMS系統(tǒng)、ERP系統(tǒng)、MES系統(tǒng)的無縫對接，實(shí)現(xiàn)多系統(tǒng)的的信息共享，真正控制過程流。操作層面上，揀選人員只需“一鍵操作”，依據(jù)激光指示以及數(shù)量提示進(jìn)行揀選工作，讓自動貨柜不僅是自動化，更是智能化，系統(tǒng)依然在使用中不斷進(jìn)行優(yōu)化迭代，旨在構(gòu)建更智能、更柔性的物流體系。

真正實(shí)現(xiàn)智能物流體系的構(gòu)建是一條長遠(yuǎn)路，以點(diǎn)帶面從而構(gòu)建智能庫房目前在規(guī)劃、試點(diǎn)中，仍需不斷探索、嘗試、修正、運(yùn)行。