面向零部件制造企業(yè)的倉儲管理系統(tǒng)設計

姚 駿，楊 瀟，李澤宇，陳 寅，朱文斌

（中車戚墅堰機車車輛工藝研究所有限公司，常州 213011）

0 引言

倉儲管理[1]在制造型企業(yè)的生產管理中有著至關重要的作用，如原材料的采購與生產之間、銷售與發(fā)貨之間、成品與入庫之間。相比于其他的制造型企業(yè)，零部件制造型企業(yè)[2]的生產具有生產技術要求高、客戶定制化程度高、多品種小批量頻繁的特點，在倉儲管理中存在原材料和自制件品種繁多、批量小、頻次高、尺寸差異大的現(xiàn)狀，對倉儲管理存在更高的要求。如果管理不善[3]，容易造成業(yè)務流通不暢、信息傳遞過程滯后、準確性不夠等問題，進而導致生產停滯。

為解決上述問題，本文針對零部件制造企業(yè)的生產特性，設計了一種集成業(yè)務流與信息流的數(shù)字化倉儲管理系統(tǒng)，運用互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、移動終端等技術，實現(xiàn)對資源的有效控制和整合。

1 系統(tǒng)主體架構

在零部件制造企業(yè)中，倉儲管理系統(tǒng)WMS[4]是銜接采購發(fā)貨和生產制造兩大供應鏈重要環(huán)節(jié)的核心系統(tǒng)。倉儲管理系統(tǒng)可以實現(xiàn)對企業(yè)貨物貨位管理、倉庫調撥管理、物料出入庫管理等業(yè)務的信息化數(shù)字化管控。

在本文設計的倉儲管理系統(tǒng)中，WMS與主數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)MDM、企業(yè)資源管理計劃ERP、生產管理系統(tǒng)MES、業(yè)務流程管理BPM相集成，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的互聯(lián)互通。系統(tǒng)的總體架構圖如圖1所示。

圖1 倉儲管理系統(tǒng)架構圖

主數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)作為數(shù)據(jù)規(guī)范的源頭，向倉儲管理系統(tǒng)傳輸物料、供應商、客戶等基礎信息，保證系統(tǒng)間基礎數(shù)據(jù)的規(guī)范統(tǒng)一。企業(yè)資源管理計劃系統(tǒng)[5]運行MPS和MRP，將銷售訂單、售后工單、采購申請、采購訂單等業(yè)務數(shù)據(jù)傳遞至倉儲管理系統(tǒng)，作為倉儲作業(yè)進行的依據(jù)。生產管理系統(tǒng)[6]將原材料、半成品的需求計劃和自制件的入庫計劃傳遞給倉儲管理系統(tǒng)，形成拉動式的倉儲作業(yè)。業(yè)務流程系統(tǒng)對用戶提交的領料申請進行復核公司規(guī)范的審核，并將審核結果傳輸至倉儲管理系統(tǒng)，形成相應的揀貨任務。

通過與多個信息系統(tǒng)的數(shù)據(jù)集成，倉儲管理系統(tǒng)形成集約化、數(shù)字化的管控，實現(xiàn)透明、有效、實時的倉儲作業(yè)管理。

2 系統(tǒng)功能設計

在倉儲管理系統(tǒng)中，分為供應商協(xié)同、收貨業(yè)務、發(fā)貨業(yè)務、庫內業(yè)務、PDA操作五大功能模塊，如圖2所示。

圖2 倉儲管理系統(tǒng)功能概覽

供應商協(xié)同功能指的是供應商與企業(yè)相互協(xié)同配合，共同完成采購業(yè)務的進行，功能展示如圖3所示。在系統(tǒng)中，可以將企業(yè)的采購申請、物料安全庫存閾值和即時庫存與供應商進行共享，供應商獲取相關信息后，可以進行提前的生產、采購備貨。經(jīng)過審核后的采購訂單會進行展示，供應商獲取到采購訂單的數(shù)量、交貨日期后進行確認。確認無誤后，供應商按照交貨計劃編制和打印送貨通知單。部分的大中型企業(yè)會采用內外網(wǎng)分離來保證信息的安全，系統(tǒng)建議使用CIRTRIX的技術進行數(shù)據(jù)的傳遞。

圖3 供應商協(xié)同

收貨業(yè)務指的是原材料或半成品進入倉庫的過程。對于外購件，供應商在送貨前打印具有二維碼標簽的送貨通知，倉庫收料員接到送貨通知單后，核對收料區(qū)實物規(guī)格、型號、數(shù)量、外部包裝與送貨通知單是否一致，如一致，使用PDA掃描收料形成收料明細單。質檢調度人員在系統(tǒng)中根據(jù)收料明細單安排質檢任務，質檢人員收到任務后進行質量檢驗，并使用PDA對質檢結果進行匯報。當質檢合格后，系統(tǒng)會自動生成上架任務。在上架任務中，有系統(tǒng)根據(jù)物料的基礎資料及存儲位置所產生的上架建議，庫管員可以在PDA終端按照上架建議或實際情況對貨物、貨架的二維碼進行掃描，完成上架操作。對于自制件的入庫，總體流程與原材料入庫基本一致，生產管理系統(tǒng)在自制件完工入庫時觸發(fā)入庫申請，倉庫完成對事物數(shù)量、規(guī)格進行確認，進行入庫申請的審核和上架明細的編制。

發(fā)貨業(yè)務指的是物資從倉庫出庫的過程。揀貨任務的生產有不同的來源，通常而言由兩大類，一類由銷售售后產生的銷售訂單或售后工單，一類是由生產訂單產生的工序投料單。在揀貨任務中，有系統(tǒng)根據(jù)物料的基礎資料、存儲位置和先進先出的原則產生的揀貨建議。庫管員可以更加揀貨建議或實際情況對貨物、貨架的二維碼進行掃描，完成揀貨操作。在收貨發(fā)貨業(yè)務中，上架和揀貨明細、上架和揀貨路徑均有系統(tǒng)根據(jù)庫存位置提供的智能引導，實現(xiàn)“貨到人”[7]的倉儲作業(yè)。收貨、發(fā)貨業(yè)務的作業(yè)概覽如圖4所示。

圖4 收貨、發(fā)貨作業(yè)概覽

庫內業(yè)務指的是物資在倉庫內進行調撥和盤點的過程。物資會在不同的倉庫之間調撥或不同的倉位之間進行調撥，庫管員通過PDA和二維碼在作業(yè)現(xiàn)場實現(xiàn)該功能。為了保證信息流和實物流的一致性，倉庫定期進行物資的盤點，在盤點開始時，先在系統(tǒng)中備份當前的庫存情況，作為盤點的任務。庫管員持PDA進行貨架和物資的盤點核查，系統(tǒng)根據(jù)庫存情況和實際盤點數(shù)量進行差異分析。

PDA終端[8]上的操作包庫了收貨業(yè)務、發(fā)貨業(yè)務和庫內業(yè)務。在系統(tǒng)的設計中，使用BS架構進行，開發(fā)基于HTML5的安卓程序部署在PDA終端上。PDA終端上僅完成數(shù)據(jù)的錄入、二維碼的掃描、任務接收等工作，業(yè)務邏輯的校驗和數(shù)據(jù)庫的交互在服務器端進行。

圖5 PDA終端架構

3 系統(tǒng)特點及優(yōu)勢

面向零部件制造企業(yè)的倉儲管理系統(tǒng)通過集成互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、移動終端等技術，將實現(xiàn)倉儲管理作業(yè)的精益化、數(shù)字化、信息化和智能化。

1）系統(tǒng)的整體設計，貫穿精益物流[9,10]的理念。通過系統(tǒng)的運用，構建了企業(yè)內部倉儲、采購、生產、銷售、收貨各部門之間以及與供應商伙伴之間的協(xié)作關系，不斷改善，精益求精，合理有效配置企業(yè)資源，最大限度為企業(yè)謀求倉儲服務過程中的增值效益。

2）系統(tǒng)對倉儲作業(yè)的物資收貨、質檢、上架、揀貨、出庫、盤點等進行了全面數(shù)字化覆蓋，為倉儲管理提供了有效的工具，使企業(yè)精確掌握物資情況，合理優(yōu)化庫存，實現(xiàn)收發(fā)貨的自動化和集成化，也為后續(xù)的質量提升提供了數(shù)據(jù)基礎。

3）系統(tǒng)在設計時充分考慮與MDM、ERP、MES、BPM等的集成。通過不同信息系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)交互，打破企業(yè)的數(shù)據(jù)壁壘，將企業(yè)的信息流和業(yè)務流打通，實現(xiàn)計劃、采購、質量、倉儲信息的貫通，有效提升企業(yè)的信息化水平。

4）系統(tǒng)的功能中，運用智能算法，為用戶提供了上架、揀貨以及路徑選擇的合理建議，引導用戶進行相應的操作，提高倉儲作業(yè)的效率和正確性。同時，利用PDA終端和電子看板，建立任務拉動式的精確配送，減少因物料配送造成的生產缺料停產。

4 系統(tǒng)預期效果

面向零部件制造企業(yè)的倉儲管理系統(tǒng)已經(jīng)成功的應用在江蘇某零部件制造企業(yè)。通過系統(tǒng)的運行，企業(yè)能夠實時的掌握物資收貨、質檢、上架、揀貨、出庫、盤點的情況；通過PDA終端的運用，改變原有全人工、紙質管理的半透明管理方式，實現(xiàn)數(shù)字化、移動化的智能管理；通過電子看板的設置，讓業(yè)務過程清晰、可控、透明；通過物資先進先出的實現(xiàn)，減少企業(yè)非預期失效損失；通過任務到崗到人的業(yè)務驅動模式以及任務執(zhí)行狀態(tài)等數(shù)據(jù)分析，找到主要瓶頸，提高管理效率。因此，極大的改善了企業(yè)的倉儲作業(yè)管理能力，全面提升公司綜合競爭力。

5 結語

當前，物聯(lián)網(wǎng)技術、5G技術、人工智能高速發(fā)展，各種新技術新業(yè)務不斷涌現(xiàn)，面向零部件制造企業(yè)的倉儲管理系統(tǒng)需要運用新技術，進一步朝著數(shù)字化、智能化、自動化的方向發(fā)展。同時，隨著系統(tǒng)應用的加深，將積累大量的寶貴數(shù)據(jù)，企業(yè)需要對數(shù)據(jù)進行深入挖掘，為企業(yè)的經(jīng)營決策提供有效支持。