汽車零部件自動(dòng)化立體倉庫貨位布局優(yōu)化策略的分析

周斌

河南省政府辦公廳車隊(duì) 河南省鄭州市 450000

1 引言

近年來，我國(guó)汽車工業(yè)飛速發(fā)展，汽車生產(chǎn)模式已經(jīng)轉(zhuǎn)變?yōu)榛谟唵蔚幕炝魃a(chǎn)模式。近年來，我國(guó)汽車行業(yè)的發(fā)展特點(diǎn)為，發(fā)展速度塊，產(chǎn)品個(gè)性化，精益物流和JIT廣泛應(yīng)用，汽車零部件物流重要性日益凸顯，自動(dòng)化立體倉庫體現(xiàn)出明顯的存儲(chǔ)優(yōu)勢(shì)。汽車零部件倉儲(chǔ)管理，具有十分復(fù)雜的倉庫作業(yè)流程，而應(yīng)用自動(dòng)化立體倉庫，通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一管理，對(duì)用戶訂單實(shí)時(shí)提取，提高零部件出入庫速度，提升物流周轉(zhuǎn)速度，進(jìn)而使作業(yè)效率得到提升。

2 汽車零部件自動(dòng)化立體倉庫的概述

汽車零部件自動(dòng)化立體倉庫，使得倉儲(chǔ)過程中的勞動(dòng)、物資消耗大大減少，流動(dòng)資金積壓、物流成本都得以降低，倉儲(chǔ)作業(yè)更加高效、順暢，資金周轉(zhuǎn)、物資流通速度加快，具有顯著的優(yōu)勢(shì)，在現(xiàn)代汽車物流中已經(jīng)必不可少。自動(dòng)化立體倉庫，主要是采用了高層貨架對(duì)貨物的存儲(chǔ)，通過自動(dòng)化管理系統(tǒng)，管理控制倉庫存取作業(yè)與設(shè)施設(shè)備[1]。汽車零部件具有繁多的種類和不同個(gè)形狀，

分別選擇不同的貨架種類，常見的貨架類型包括懸臂式貨架、托盤式貨架、單元貨格式貨架、閣樓式貨架等。在實(shí)際應(yīng)用中，汽車零部件自動(dòng)化立體倉庫具有顯著的優(yōu)勢(shì)，能夠自動(dòng)化控制零部件存取，和傳統(tǒng)倉庫作業(yè)模式相比具有更好的高效性和準(zhǔn)確性。汽車零部件自動(dòng)化立體倉庫，作業(yè)流程包括入庫作業(yè)、出庫保管、出庫作業(yè)、盤庫作業(yè)等，實(shí)現(xiàn)高效的倉庫作業(yè)。

3 汽車零部件傳統(tǒng)倉庫貨位布局的問題

在傳統(tǒng)的汽車零部件倉庫當(dāng)中，對(duì)于倉庫貨位布置，以及作業(yè)流程等方面，都存在著一定的問題和不足，如庫區(qū)布局不合理、倉儲(chǔ)面積利用率低、非標(biāo)準(zhǔn)化包裝容器存儲(chǔ)、物流作業(yè)不規(guī)范等。各種零部件有不同的入庫包裝，入庫前應(yīng)當(dāng)在換裝作業(yè)專區(qū)進(jìn)行換裝作業(yè)。但傳統(tǒng)臺(tái)車貨架區(qū)，和部分容器貨架區(qū)，與換裝作業(yè)區(qū)距離很遠(yuǎn)，作業(yè)路徑增加，影響出入庫效率。倉庫有效存儲(chǔ)面積，一般只能達(dá)到48%左右，其它部分均被輔助設(shè)施、物流通道占據(jù)[2]。由于汽車零部件材質(zhì)、形狀各不相同，因此對(duì)零部件包裝形態(tài)要求較為嚴(yán)格，零部件供應(yīng)商為了降低成本，往往根據(jù)零部件尺寸設(shè)計(jì)包裝，缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，不利于倉儲(chǔ)管理。在入庫環(huán)節(jié)通常會(huì)制定運(yùn)輸計(jì)劃，但是在實(shí)際運(yùn)輸中，為了降低成本、提高裝載率，對(duì)運(yùn)輸計(jì)劃執(zhí)行不嚴(yán)格，同批次零部件可能會(huì)分開運(yùn)輸，無法按時(shí)完成1個(gè)入庫任務(wù)。

4 汽車零部件自動(dòng)化立體倉庫的貨位布局優(yōu)化原則

4.1 貨位存儲(chǔ)模式

在貨位存儲(chǔ)模式中，主要包括定位存儲(chǔ)、隨機(jī)存儲(chǔ)、分類存儲(chǔ)、分類隨機(jī)存儲(chǔ)、共享存儲(chǔ)、貨物貨位耦合存儲(chǔ)等模式。定位存儲(chǔ)中每件貨物的貨位是固定的，在大存儲(chǔ)空間，多種少量貨物存儲(chǔ)中適用，該模式貨物貨位尋找容易，不同貨物屬性相互影響小，但貨位空間利用率不高。隨機(jī)存儲(chǔ)中貨物在隨機(jī)貨位中任意存放，在體積大、種類少的貨物存儲(chǔ)中適用，該模式有較高的貨位利用率，但揀選效率不足。分類存儲(chǔ)中對(duì)貨物分類定位存儲(chǔ)，在產(chǎn)品周轉(zhuǎn)率、產(chǎn)品尺寸差異大，產(chǎn)品相關(guān)性大的貨物存儲(chǔ)中適用，該模式分類存儲(chǔ)區(qū)可對(duì)貨位二次優(yōu)化，管理方便，但貨位平均使用效率不高。分類隨即存儲(chǔ)中，同類貨物在固定區(qū)域存儲(chǔ)，在區(qū)域內(nèi)隨機(jī)分配貨位，在產(chǎn)品相關(guān)性大，但種類少的貨物存儲(chǔ)中適用，該模式融合了分類存儲(chǔ)、隨機(jī)存儲(chǔ)的優(yōu)勢(shì)，但貨物出入庫管理盤點(diǎn)難度較大。共享存儲(chǔ)中不同貨物對(duì)相同貨位共享，在貨物相差大，貨物屬性無相互影響下適用，該模式存儲(chǔ)空間、搬運(yùn)時(shí)間節(jié)省，但貨物管理難度大。貨物貨位耦合存儲(chǔ)中，對(duì)應(yīng)優(yōu)先級(jí)貨物和貨位耦合存儲(chǔ)，在貨物周轉(zhuǎn)率不同下適用，該模式出入庫效率高，機(jī)械作業(yè)成本低，但需要根據(jù)貨物周轉(zhuǎn)率，對(duì)貨位變化調(diào)整。

4.2 貨位分配原則

根據(jù)貨物屬性及物流需要，合理管理、科學(xué)分配倉庫貨位，使自動(dòng)化立體倉庫作業(yè)效率提升[3]。在貨位分配中，遵循周轉(zhuǎn)率原則，周轉(zhuǎn)率越高的貨物，與出入口的距離應(yīng)越近。重量分配原則，貨物存儲(chǔ)上輕下重，降低重心，保持貨架穩(wěn)定。貨物相關(guān)性原則，通過歷史訂單分析相關(guān)性，經(jīng)常同時(shí)揀選的貨物就近存放。貨物互補(bǔ)性原則，相鄰貨位防治互補(bǔ)性高的貨物。就近原則，貨物入庫有限在距離入庫臺(tái)緊的貨位存放。分巷道存放原則，在不同巷道貨架平均分配貨物，均勻分配撿貨工作量。貨物特性原則，分開存儲(chǔ)相容性低的貨物。貨物尺寸原則，根據(jù)整批尺寸、單位尺寸，合理設(shè)計(jì)貨位大小。

4.3 貨位優(yōu)化流程

對(duì)于貨位布局的優(yōu)化，采用科學(xué)化的步驟及流程。對(duì)或?yàn)椴季謨?yōu)化的目標(biāo)加以明確，包括貨物存儲(chǔ)策略、存儲(chǔ)形式等?；趻x作業(yè)距離、揀選作業(yè)效率、出入庫作業(yè)量等優(yōu)化實(shí)現(xiàn)貨位優(yōu)化，降低倉儲(chǔ)物流成本。優(yōu)化過程中，應(yīng)考慮到揀選作業(yè)準(zhǔn)確率、作業(yè)設(shè)備運(yùn)行參數(shù)、貨位大小、包裝單元尺寸、貨物重量等客觀條件?；趯?shí)際優(yōu)化需求，對(duì)原始數(shù)據(jù)信息加以采集，了解貨物存儲(chǔ)環(huán)境、堆垛機(jī)運(yùn)行參數(shù)信息、貨位信息、貨架信息、商品信息等。按照優(yōu)化問題實(shí)際需求，分析處理數(shù)據(jù)，獲取有用信息。結(jié)合各種信息綜合分析，進(jìn)而得出貨位優(yōu)化方案，并預(yù)測(cè)結(jié)果。

5 汽車零部件自動(dòng)化立體倉庫的貨位布局優(yōu)化策略

5.1 零部件分類存儲(chǔ)的優(yōu)化

汽車零部件的保管形態(tài)一般是集裝單元，采取箱類、車類包裝。換裝臺(tái)車中的零部件更換為容器出庫情況，部分零部件，通過標(biāo)準(zhǔn)倉儲(chǔ)籠形態(tài)入庫。塑料容箱的優(yōu)化中，根據(jù)零部件不同的單位包裝數(shù)，以及每批次不同的容器出庫量，將存儲(chǔ)劃分為通過托盤集裝上貨架、直接上貨架等情況，以提高出庫作業(yè)效率。運(yùn)用牛腿式貨架直接上貨架，入庫業(yè)務(wù)流程簡(jiǎn)單，可實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的全自動(dòng)化作業(yè)。托盤集裝上貨架，運(yùn)用了橫梁式貨架與牛腿式貨架，業(yè)務(wù)流程復(fù)雜。分類存儲(chǔ)零部件，將相同的零部件，盡量在每組貨架中平均分配，使每組貨架存放的零部件數(shù)量、種類基本相同，在入庫作業(yè)中，可在不同巷道，分別有多臺(tái)堆垛機(jī)，共同完成同一類零部件的操作，極大的提高了出入庫的作業(yè)效率，也能夠?qū)ζ嚵悴考膶?shí)際應(yīng)用需求加以滿足[4]。

5.2 倉庫貨架布置方案的優(yōu)化

以246m長(zhǎng)、144m寬的倉庫為例，沿東西方向，每隔12m有一根立柱，沿南北方向，每隔24m有一根立柱。倉庫人字型屋頂三段，最高點(diǎn)和最低點(diǎn)分別是7.82m和6.74米?？刹捎媚媳狈较虿贾秘浖埽浖芎土悴考锪饔幸恢碌姆较?，物流路徑較短，但倉庫中線槽及立柱對(duì)其影響，限制了貨架高度和寬度，高度僅為5.4m，寬度也不足12m。東西方向布置貨架，在管道間距影響下，最大高度為5.7m，如果所限貨架長(zhǎng)度，在人字形屋頂下，貨架高度可在6.7-7.8m，提高了倉庫空間利用率。同時(shí)，東西走向貨架受到立柱影響較小，倉庫面積利用率可得到提高。因此，對(duì)于原有的汽車零部件倉庫基礎(chǔ)設(shè)施不進(jìn)行改動(dòng)，綜合不同貨架布置方案的倉存作業(yè)效率、倉庫面積利用率、空間利用率、倉庫庫容等綜合因素，并結(jié)合分揀系統(tǒng)、自動(dòng)化運(yùn)輸系統(tǒng)的運(yùn)行效率，得出最優(yōu)的倉庫貨位布局方案。

5.3 優(yōu)化后的總體布局和業(yè)務(wù)流程

汽車零部件自動(dòng)化立體倉庫中，根據(jù)不同的作業(yè)性質(zhì)可分為出庫區(qū)、換裝區(qū)、備貨區(qū)、不上架容器區(qū)、貨架區(qū)、理貨區(qū)等不同的功能分區(qū)。通過對(duì)倉庫貨位布局的優(yōu)化，采用東西方向平行設(shè)置立體貨架，南側(cè)21個(gè)入口入庫，北側(cè)19個(gè)出口出庫。在出貨區(qū)有出貨平臺(tái)7個(gè)，采用自動(dòng)化立體倉庫系統(tǒng)輸送貨物，在備貨區(qū)按平臺(tái)備貨出庫，或換裝后備貨出庫。不上貨架的貨物，入庫后進(jìn)入主通道，向不上架容器區(qū)輸送，并備貨出庫。在作業(yè)中，汽車零部件到達(dá)倉庫，驗(yàn)收工作在理貨區(qū)完成，檢測(cè)合格或碼盤、掛RFID標(biāo)簽，對(duì)入庫信息采集，由分類輸送機(jī)根據(jù)程序運(yùn)送到制定貨位。出庫是系統(tǒng)服務(wù)器讀取出庫單數(shù)據(jù)，自動(dòng)查詢并發(fā)布命令，堆垛機(jī)去除零部件給輸送機(jī)，輸送機(jī)將零部件送到出庫口。

6 結(jié)語

以往汽車零部件倉庫布局、出入庫流程等存在問題，效率低下，成本較高。針對(duì)其中存在的問題，對(duì)汽車零部件自動(dòng)化立體倉庫貨位布局加以優(yōu)化，使貨架布置、貨位分配等更為護(hù)理，提高汽車零部件倉儲(chǔ)和物流效率，同時(shí)降低倉儲(chǔ)物流成本。