自動化倉儲系統在航材領域的應用分析

文/ 周 穎 梅 林 曹奉來

航空領域的發(fā)展，近年來受到高度重視和廣泛關注，國家已將航空裝備列入戰(zhàn)略性新興產業(yè)的重點發(fā)展方向，對航材管理也提出了更高要求。倉儲管理作為航材管理中的重要組成部分，其發(fā)展程度影響著航材管理的水平。而軍用航材管理具有隨機性強、物資消耗大的特點，對倉庫的快速響應也提出了更高要求。加快自動化倉庫建設步伐，加強科技創(chuàng)新，以信息化帶動機械化，促進航材自動化倉庫的全面建設勢在必行。

目前，我軍后方航材倉庫自動化建設，經過各級部門共同努力，已形成一定規(guī)模，取得了較好的軍事、經濟效益。軍用航材自動化倉庫建設在倉庫管理中起到重要作用：首先，增加了庫存容量。由于自動化倉庫采用的是多層貨架存儲航材，可以有效減少倉庫的占地面積，提高空間利用率，增加了庫存容量；其次，提高了工作效率。通過自動化倉儲設備的應用，可以減少人工操作，降低勞動強度，大大提高了出入庫效率；再次，提高了航材的管理水平，推動了航材現代化管理。自動化倉庫采用的是計算機管理和控制，替代了傳統的人工識別和查找，以及統計的管理方式，降低了差錯率，提高了航材的管理水平和保障能力。

一、自動化倉庫管理介紹

1.自動化倉庫管理概述

倉儲的發(fā)展經歷了從人工和機械化倉儲，到自動化倉儲的發(fā)展階段。信息技術已成為倉儲技術的重要支柱，自動化倉儲與信息采集技術相結合，以及條碼技術、無線射頻技術等的運用，使倉儲管理朝著自動化智能化的方向發(fā)展。

自動化倉庫是由多層貨架構成，通常是將航材存放在標準的料箱或托盤內，然后由自動化倉儲設備對任意貨位實現航材的存取操作，并利用計算機實現對航材的自動存取控制和管理。

2.自動化倉庫類型介紹

（1）大件存儲揀選庫型

立體庫：采用高層貨架儲存、巷道堆垛機作業(yè)，可大幅度增加倉庫的有效高度，充分利用倉庫的有效面積和儲存空間，使航材儲存集中化、立體化，減少占地面積，提高航材流轉速度，近年在國內航空領域也有大量的應用。

（2）小件存儲揀選庫型

①回轉庫：以箱斗為儲存單元和認址單元，并進行最優(yōu)路徑的選擇，從而使航材快捷的到達操作者手中。

回轉庫由主體框架、可移式箱斗、驅動系統、傳動系統、工作平臺、蒙皮、自動控制系統、計算機信息管理系統、平衡控制系統、功能顯示系統、安全保護系統等組成。

回轉庫可分為垂直回轉庫和水平回轉庫。其中，垂直回轉庫適合存放零件、工具、成品及半成品、電子元器件、設備備件、原材料、輔料等。全自動化操作，充分利用空間，存取物品方便，真正實現“物到人”。水平回轉庫適合存放形狀相對規(guī)則，尺寸差異較小、數量多、品種多的各類航材，主要應用在高度不高、平面尺寸較大、對倉儲管理要求較高的倉庫。

②升降庫：以托盤為存儲單元，通過提取器的升降運動，將存放航材的托盤取出到操作者面前或者送到庫內合適的貨位。與數控回轉庫相比，數控升降庫更適合存放尺寸差異較大和形狀不規(guī)則的航材。其特點是占地面積小，充分利用垂直方向的空間，節(jié)省占地面積，真正實現“航材可直接到達操作者手中”，靈活多變的模塊設計，存取口獨立，存取迅速，高速備貨，可最大限度地利用現有保管條件（房屋高度），減少費用降低成本，操作安全。

③電子標簽顯示庫：該系統主要用于存放小型零部件、小型工具、電器元件、標準件、橡膠件等物料，根據工藝數據、作業(yè)計劃，采用數據采集技術和電子信息技術進行計算機分析處理，可以大幅度提高揀選效率，實現實時自動更新物流數據，讓操作員按照可視信息及控制流程工作，保證保管現場物料的配套與準時配送，實現物流與信息流同步。

3.自動化倉庫管控系統

沈飛物流的管控一體化軟件，主要包括WMS和WCS。其中，WMS為倉庫管理系統，以標準化倉儲業(yè)務流程規(guī)范為基礎，通過入庫業(yè)務、出庫業(yè)務、庫存盤點和虛倉管理等功能，將批次管理、航材對應、庫存盤點、即時庫存管理等功能綜合運用的管理系統，可以有效控制并跟蹤倉庫業(yè)務的物流和成本管理全過程，實現完善的企業(yè)倉儲信息管理。WCS為倉庫控制系統，自動化立體倉庫控制與監(jiān)控系統WCS是實現倉庫作業(yè)自動化、智能化的核心系統，負責管理調度倉庫物流信息系統的作業(yè)隊列，并把作業(yè)隊列解析為自動化倉庫設備的指令隊列，根據設備的運行狀況，指揮協調設備的運行。同時，本系統以動態(tài)人機交互界面監(jiān)控自動化存儲設備的運行狀況。管控系統部署圖，如圖1。

倉庫管理系統采用先進的計算機技術、網絡技術、數據庫技術，以高效的信息處理體系為基礎，實現管理手段的科學化、現代化和規(guī)范化管理。該系統功能強大，不僅實現了倉儲管理的自動化，還實現了沈飛物流生產的各種類型自動化倉庫及非自動化倉庫的統一網絡管理，便于系統的擴展和變更，并可通過向用戶開放協議實現與其他管理軟件的連接。

倉庫管理系統的特點，主要包括：

①嚴格的貨位分區(qū)管理，能夠提高倉庫存貨的可視性；

②人員、貨區(qū)、航材掛鉤，最終實現人員對航材的責任管理；

③出入庫自動分配貨位，能夠提高出庫及分揀準確率；

圖1 管控系統部署圖

④倉庫的精細管理和先進先出，體現了先進性與庫存管理科學性；

⑤系統擴展性強，根據客戶需求實現客戶個性化定制功能；

⑥保質期/檢修期/庫存限量自動報警和預警，能夠減少消耗，科學有效地輔助管理者實現高效、準確、及時管理。

二、航材倉庫保障面臨的問題及想法

1.航材保障面臨的問題

（1）裝備航材消耗量大，保障任務重

隨著武器裝備高技術化和對抗激烈程度的提高，軍隊作戰(zhàn)的戰(zhàn)場空間日益廣闊，飛機速度和航程、活動范圍不斷增加，戰(zhàn)場的立體性增強，并呈多層次的立體態(tài)勢，敵我雙方為爭奪制空權，其對抗的作戰(zhàn)強度越來越高，不僅規(guī)模大，而且要不分晝夜和氣象條件連續(xù)作戰(zhàn)。這種高強度、大規(guī)模、全縱深的立體空戰(zhàn)，使裝備航材日均消耗量明顯增大。因此，戰(zhàn)時及平時訓練的航材保障任務將更加繁重。

（2）裝備航材科技含量高，保障難度大

除了部隊正常飛行訓練及演習中摸索航材消耗規(guī)律外，還有根據不同戰(zhàn)場的作戰(zhàn)樣式、飛機的性能，模擬各種作戰(zhàn)損傷試驗，計算出不同機型的航材消耗量加以儲備。這無疑對后方航材倉庫航材相應的儲存計量、科學管理和供應勤務，提出了更高要求，加大了戰(zhàn)時航材籌備、管理、供應快速保障的難度。

（3）裝備航材籌供周期短，受敵威脅嚴重

現代戰(zhàn)爭節(jié)奏加快，越來越力求“速戰(zhàn)速決”，而后方航材倉庫保障作業(yè)時間相對集中，倉庫裝備、兵力活動異常頻繁，目標暴露明顯，倉庫不僅易遭到敵人襲擊，而且隨著高科技武器的發(fā)展，以遠距離精確制導武器的使用，后方倉庫所面臨的威脅將更為嚴重。這就要求航材籌供保障必須跟上快節(jié)奏，要能夠在很短的時間內，做好供應保障工作。

2.針對后方航材保障的想法

（1）合理調整倉庫布局，提高快速保障能力

倉庫的總體布局和編制體制是否合理，直接影響著戰(zhàn)時航材倉庫的持續(xù)保障能力。首先應加強重點地區(qū)和主要作戰(zhàn)方向上的航材倉庫建設，結合實際制定戰(zhàn)時保障預案，在演練中不斷完善修訂各種預案，以提高快速綜合保障能力。其次必須從未來高科技戰(zhàn)爭裝備航材保障的全局出發(fā)，調整軍隊后方航材倉庫總體布局，理順倉庫編制體制。應從精簡機構、減少層次、提高效能入手，實現后方航材倉庫編制形式多樣化，使其更有彈性。組織倉庫人員進行多種訓練，提高戰(zhàn)時條件下快收、快發(fā)、快運的快速反應能力。

（2）調整航材儲備規(guī)模，增強儲備保障彈性

根據我國某地區(qū)發(fā)生戰(zhàn)爭的可能性，合理調整儲備布局，突出重點方向和區(qū)域。從空中進攻戰(zhàn)役物資儲備的消耗規(guī)律來看，應從三個方面來考慮：

①優(yōu)化儲備體系，加強重點儲備，形成一個高層次，多方向，點、面縱橫的儲備網絡。做到重點航材多儲，一般航材少儲，消耗量大的多儲。經常保持戰(zhàn)套航材項、件數齊全質量良好，隨時隨航空兵部隊轉移并實施保障。

②調整航材儲備數量，根據戰(zhàn)役的保障需要，在主要方向定點儲備一些主戰(zhàn)機常用的航材。

③調整儲備結構，使儲備航材形成科學合理的結構和比較精干的規(guī)模。應盡量多儲存專用物資航材，減少通用物資儲備。

（3）加強倉庫設備、設施建設，改進裝備物資儲運手段

加強倉庫設施建設，首先完善倉庫運輸設施，提高緊急情況下的航材快速補給能力。其次加速倉庫的建設和改造，一是改造舊倉庫，如將橋式起重機改成高貨位叉車或巷道機等。二是改變航材碼垛形式，即將現存的水平碼垛改為巷道式高位碼垛，提高庫容利用率和工作效率。三是加強倉庫通訊設施建設，確保保障指揮暢通。推動倉庫自動化建設，強化計算機在裝備物資管理中的應用，研究適合倉庫條件、運輸條件和使用條件的網絡技術，盡快建立航材物資網絡化管理體系。加強裝備使用維修管理，成立專門的保障團隊，提高裝備的利用率和良好率。

（4）從實戰(zhàn)需要出發(fā)，加強高科技條件下航材保障訓練。

高科技戰(zhàn)爭不僅是物資力量的較量，而且是雙方人員素質的較量。因此，必須把學習現代化科技知識，特別是高科技知識提到戰(zhàn)略高度，認真抓好教育訓練，大力提高航材保障人員綜合素質。要加強現代化管理知識和高科技知識的學習，了解高技術條件下空中作戰(zhàn)的基本特征，更新知識結構，提高倉庫各級干部組織領導和業(yè)務管理能力，了解未來戰(zhàn)爭對航材保障的要求。

三、航材自動化倉庫的建設與應用

下面結合實施案例，對航材自動化倉庫的建設與應用進行介紹。

針對洛陽某部倉庫內航材規(guī)格、數量、種類、包裝以及流轉方式等情況的了解，為滿足客戶對航材物資存儲的不同需求，決定選用以下自動化倉庫庫型來滿足客戶需求。系統拓撲圖，如圖2。

圖2 系統拓撲圖

此項目共建立了六種類型倉庫，分別為橡膠輪胎庫、自動化立體倉庫（采用RFID技術）、水平回轉庫（采用條碼技術）、垂直回轉庫（采用條碼技術）、電動密集庫（采用條碼技術）、數碼倉庫（采用電子標簽技術）。

1.實施庫型介紹

（1）橡膠輪胎庫

如圖3所示，該庫型采用自動化立體倉庫庫型進行存儲輪胎，通過堆垛機、傳輸線、RGV搬運輪胎，利用翻轉機用以實現客戶對輪胎定期自動翻轉的需求。該案例倉庫共布置5個巷道、5臺堆垛機、1960個貨位，存儲輪胎總量為15848個。

主要系統功能包括：輪胎翻轉計劃（輪胎臨時翻轉管理、輪胎定期翻轉管理）、超期報警計劃（人工報警、自動報警）、翻轉管理、出廠批次管理、噴涂管理（噴涂期限報警、制定噴涂出庫計劃）、聯機管理、初始化庫存、調入計劃（增加，刪除，打印調入單，手動入庫功能）、調出計劃（根據航材調撥單文號下發(fā)的調出航材，做出庫計劃的管理模塊）、生成回執(zhí)（顯示聯機處理后的數據，修改實發(fā)數、貨位狀態(tài)、填寫裝箱號）、報廢計劃（對不再使用的航材提出報廢計劃的業(yè)務模塊）、報廢審批（對已經提交的報廢航材信息進行核實審批）、更正計劃（對需要修改的庫存航材信息進行調整）、更正實施等。

（2）自動化立體倉庫

如圖4所示，該自動化立體倉庫用于存儲客戶的大件木箱及鐵箱所裝的航材，倉庫布置7個巷道、7臺堆垛機、貨位數量3392個，采用RFID識別技術，并通過裝卸、轉接輸送機，以及懸臂吊、RGV、傳輸線、堆垛機、轉軌小車等設備，實現航材的自動存取。

立體倉庫管理信息系統，是基于現代計算機信息管理理論和控制理論，結合企業(yè)物流信息開發(fā)研制而成。對于自動化立體倉庫而言是獨立的，但對一個企業(yè)來說，又是企業(yè)管理信息系統的一個子系統。它不僅對信息流進行管理，也對物流進行管理和控制，集信息流與物流管理于一體，是企業(yè)現代化倉儲物流和信息流管理的中心。

海航立體庫管理系統主要包括計劃管理軟件、庫存管理軟件、作業(yè)管理軟件、監(jiān)控軟件、系統調度軟件、通訊管理、通信模塊。這些系統相互獨立通過有效的集成在一起完成整個中心的全部工作。

圖3 橡膠輪胎庫

圖4 自動化立體倉庫

圖5 水平回轉庫

圖6 垂直回轉庫

圖7 電動密集庫

圖8 電子標簽顯示庫

（3）水平回轉庫

如圖5，水平回轉庫適用于倉庫高度有限、地面面積較大的倉庫，該案例選用的水平回轉庫高度2米，以存放客戶的小件且有包裝、體積小、重量較輕的航材，該案例倉庫貨位7872個，并采用條碼識別技術進行航材管理。

水平回轉庫是一種典型的航材自動存取裝備，存儲航材的貨位裝置可在水平封閉的軌跡上運行，使所需航材到達指定位置，實現“貨到人”的操作理念，可在降低操作人員勞動強度、提高作業(yè)效率、降低揀貨差錯率等方面滿足用戶物流系統性能日益增長的需要。

（4）垂直回轉庫

如圖6所示，該倉庫案例選用垂直回轉庫高度8米，同時采用76臺垂直回轉庫，同樣用以存放客戶的小件有包裝、體積小、重量較輕的航材，采用條碼識別技術進行航材管理。與水平回轉庫的工作原理類似，是一種典型的航材自動存取裝備，存儲航材的貨位裝置可在垂直封閉的軌跡上運行，使所需航材到達指定位置，實現“貨到人”的操作理念，可在降低操作人員勞動強度、提高作業(yè)效率、降低揀貨差錯率等方面滿足用戶物流系統性能日益增長的需要。與水平回轉庫不同的是，垂直回轉庫單臺占地面積小、高度較高，可根據用戶定制，適用于倉庫高度較高，但地面面積較小的倉庫使用。該案例倉庫貨位數量為50000個。

（5）電動密集庫

如圖7所示，電動密集庫具有自動化程度較高、存儲量大、現代化管理、占地面積小、節(jié)省人力資源、提高工作效率等特點，適用于高度有限的倉庫。它既有自動化立體倉庫的存儲量大、自動化程度高等優(yōu)勢，又兼具了組合貨架的低成本特性，是一種性價比較高的產品，用于存放各類裝備用件的存儲及管理，如各種成品件、零件、板材、元器件、工具、檔案資料等航材。主要集手動、電動、電腦控制功能于一體，功能集成，但三種操作方式各自獨立，互不影響。該案例倉庫貨位數量為1632個。

（6）電子標簽顯示庫

如圖8所示，本系統是為了油封車間倉庫可及時準確揀選出相應航材；同時，即便因部隊新舊兵更替造成新兵對于航材不熟悉，也能保證新兵能夠從容、快速地揀選出航材。該系統可提高倉庫管理、揀貨效率及揀貨準確率，實現航材從入庫、出庫、盤點，以及全過程信息跟蹤；

倉庫分兩排貨架，每排貨架由5節(jié)單元組成，每個單元分6層、5列，總貨位數量300個。

①貨架數字標簽顯示形式

a.正常揀貨為紅色指示燈亮；

b.入庫為黃色指示燈亮；

c.盤點時綠色指示燈亮；

d.顯示標簽為五位數字；

e.盤點時，五位數都代表本貨位庫存數量。

②無線揀貨小車系統

無線揀選小車系統，通過無線設備隨時接受上位機發(fā)來的出入庫指令，通過電子標簽控制系統對于貨架標簽以及小車標簽進行控制。

小車兩側有不同的用處，一面為9個航材盒，用來揀選航材；另一面貨架，用來裝入庫航材，臨時放的航材或工具；小車上具有打印機、條碼掃描器、帶觸摸屏顯示屏、無線控制器、可充電電池等。

2.航材自動化倉庫管控系統概述

洛陽航材庫信息管控系統是以洛陽某部航材庫的倉庫管理模式為模型，為了更加現代化、信息化、自動化的管理倉庫航材，根據多方面實際調研，根據實際工作需要開發(fā)的一套適用于海航航材管理的適用性較強的倉庫管理系統。

系統大體上可以分為九大模塊，即：基本信息維護、倉庫收發(fā)管理、戰(zhàn)備航材管理、帳目管理、數據匯總、二維條碼管理、數據庫雙機熱備份管理、自動化設備動態(tài)監(jiān)控管理及系統信息維護。以下分別介紹各部分的內容。

（1）數據字典維護。數據字典維護主要是對系統中所用的，如：所要管理的航材信息，接收單位的信息、運輸方式、生產廠商及貨位信息維護等進行維護。這些基本信息是進行倉庫管理即出入庫的基礎，所以這部分信息的準確性尤為重要。

（2）倉庫出入庫管理。其主要內容包括：航材調入計劃、航材調出計劃、出庫管理、生成回執(zhí)、處理回執(zhí)、航材報廢計劃、航材報廢管理、油封計劃查詢、建立更正計劃、批準實施更正等。倉庫出入庫管理模塊為本系統的主體內容，是本系統中使用最頻繁，也是最重要的模塊。

（3）賬目管理。賬目管理主要是對日常往來賬目的查詢及更正計劃的申請及實施。日常往來賬目主要包括入庫流水賬、出庫流水賬、庫存賬、更正憑證及報廢憑證的查詢等，是日常工作結束后，統計賬目的好助手。

（4）數據匯總。數據匯總主要是指分類的或階段性的統計報表。依據常用的統計條件及用戶自定義的期限，系統自動統計出符合條件的記錄，并生成報表供用戶閱覽及打印。主要包括航材調入綜合統計、航材調出綜合統計、航材按去向調出統計、航材按去向調入調出統計、航材按發(fā)運方式統計、航材按生產廠家統計、航材按計價調入統計、航材按計價調出統計、航材按計價統計等。

（5）戰(zhàn)備航材管理。包括戰(zhàn)套概況、戰(zhàn)套清單、戰(zhàn)備航材入庫、戰(zhàn)備航材出庫、戰(zhàn)備航材調整。

（6）二維條碼管理。包括條碼打印、條碼恢復、條碼修改。

（7）數據庫雙機熱備份管理。對數據庫里的數據提供實時的熱備份，防止數據丟失。

（8）自動化設備動態(tài)實時監(jiān)控管理。實時監(jiān)控自動化設備的狀態(tài)返回給監(jiān)控室，便于管理員實時控制設備。

（9）系統維護。主要是對系統運行的一些必要的信息進行設置。如用戶的基本信息維護、密碼及權限管理、系統數據的導入和導出，通訊端口設置、數據源設置、打印機設置及日志維護等。它與系統是否能夠正常運行有著密切關系，建議一般用戶不要使用此操作，由系統管理員統一使用為佳。

四、航材自動化倉庫應用的效果及建議

1.自動化倉庫應用效果

對于高層管理者可隨時掌握物資狀態(tài)，隨時查看現場流轉發(fā)貨狀態(tài)及航材位置、數量，隨時跟蹤航材情況，為航材有效管理及成本核算打好基礎。

對于倉庫管理者可實時掌握準確的庫存變化，對保證航材充足供應時刻做好準備。

對于操作者可避免人為操作的各種錯誤。由原來的手工上賬、手工下帳變更為掃描上賬、計算機自動下賬。在計算機系統的指揮下，可以準確快速完成保管及流轉發(fā)貨需要。

2.航材倉庫自動化建設經驗與建議

航材倉庫自動化建設是一個復雜的系統工程，需要各級航材部門和科研人員長期不懈努力，業(yè)務管部門針對新情況下的航材報關也制定了相應管理規(guī)定。通過一段時間的系統應用，我們總結出當前軍隊航材倉庫自動化建設應注重把握以下幾點：

（1）改變傳統觀念，跟上時代步伐

在科學技術飛速發(fā)展的今天，計算機技術已是必須熟練掌握的技能之一。但目前相當一部分倉庫工作者，思想觀念還比較陳舊，跟不上時代發(fā)展的步伐。這種觀念已成為倉庫自動化發(fā)展的障礙，必須加以改變。我們通過不定期針對業(yè)務處及保管隊干部進行有目的的培訓，基本使管理干部的現代化管理觀念大幅提升。

（2）對倉庫自動化建設要加強管理，制定出切實可行的發(fā)展規(guī)劃和標準

對軟件的研制和開發(fā)要統一計劃，建立覆蓋整個航材工作的倉庫自動化管理系統，防止條塊分割、各自為戰(zhàn)，均不能形成信息孤島，并統一了業(yè)務管理標準和數據規(guī)范。在軟件實施過程中，要重點考慮以下幾點：

先進性：盡量采用先進成熟的技術手段，跟上技術發(fā)展步伐。

實用性：要結合部隊航材倉庫的實際情況，考慮未來發(fā)展的需要，便于改造、擴充和操作使用。

可靠性：信息系統工作要安全可靠，保證設備運轉正常。

經濟性：強調先進性的同時，要考慮經濟性，注意經濟實用，不要盲目最求“高、精、尖”。

標準化：硬件要注意系列化、標準化和兼容性。

保密性：針對信息化系統的軟件硬件，從設計之初，我們就在上級單位的保密要求下，制定了更嚴格的保密措施。

（3）加強人才培養(yǎng)，保留技術骨干

隨著計算機技術的發(fā)展，倉庫計算機人才匱乏日漸突出，保管隊員僅靠正常的分配補充，很難滿足倉庫需要。因此，要進一步加強系統管理人才及計算機人才的在職培訓，廣開培養(yǎng)渠道，同時要注意現有人才的利用和保留，保證人才不斷檔。