用新技術(shù)推動材料管理的智能化數(shù)字化進(jìn)步

劉寶來

（北京公共交通控股（集團(tuán)）有限公司， 北京100161）

0 引言

近年來隨著城市化進(jìn)程的加快， 城市規(guī)模的擴(kuò)大推動了城市公共交通的發(fā)展， 公交規(guī)模及服務(wù)半徑的增加也對公交維修物資的管理提出了更高要求。 北京公交集團(tuán)通過加強(qiáng)信息化建設(shè)，建立了較為完善的企業(yè)ERP 系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了維修材料物流數(shù)據(jù)的信息化，產(chǎn)生了巨大的管理效益。

然而在材料的發(fā)放及領(lǐng)用環(huán)節(jié)還是以人工為主。 公交維修材料管理的復(fù)雜性較高， 缺乏自動化導(dǎo)致數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性降低，管理風(fēng)險(xiǎn)增加，并且料工崗位也需要人工成本支出[1]，這種矛盾在偏遠(yuǎn)地區(qū)的場站尤其突出。 同時(shí)由于公交運(yùn)營時(shí)間長及故障發(fā)生的不確定性， 夜間及節(jié)假日領(lǐng)料時(shí)有發(fā)生， 增加了管理難度。 當(dāng)前在維修材料管理中， 主要由料工填寫領(lǐng)料單等紙質(zhì)單據(jù)作為庫存跟蹤記錄，部分沒有料工的場站由維修員做領(lǐng)取操作，而不具備庫存盤點(diǎn)能力的偏遠(yuǎn)場站由物資中心按月計(jì)劃直接下發(fā)物料。 復(fù)雜多樣的維修材料通過人工進(jìn)行匯總審批，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和實(shí)時(shí)性較低， 導(dǎo)致人工成本提高和庫存管理困難等問題[2]。

因此，公交材料需要智能化、數(shù)字化管理。 近年來“無人庫房”、“自助快遞柜”等概念層出不窮，并呈普及之勢。北京公交集團(tuán)作為全國公交行業(yè)的領(lǐng)頭企業(yè)， 在材料管理領(lǐng)域，引入現(xiàn)代自動化技術(shù)，通過智能化、數(shù)字化的材料管理，來提升管理質(zhì)量，減少人工成本，增加企業(yè)管理的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，因此開發(fā)“無人值守庫房”具有重要的意義。

1 市場材料管理技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀

目前市場上各式“無人售貨機(jī)”技術(shù)已經(jīng)非常成熟，并且已在多種場景中推廣應(yīng)用。 然而由于公交維修材料管理復(fù)雜， 近年來在國內(nèi)公交行業(yè)尚無任何可參照的實(shí)現(xiàn)無人值守/自動化發(fā)料的解決方案。

以下為目前市場上主流的材料發(fā)放和計(jì)數(shù)方式分析，見表1。

表1 目前市場上主流的材料發(fā)放和計(jì)數(shù)方式

通過上述對市場材料管理技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀的分析，類似“無人售貨機(jī)”的技術(shù)已成熟，從技術(shù)上具備推廣的保障。通過對公交企業(yè)材料管理需求的細(xì)致研究，使用定制的硬件結(jié)構(gòu)及軟件平臺， 完全可以實(shí)現(xiàn)全方位無人值守的數(shù)字化管理。

2 項(xiàng)目實(shí)施面臨的挑戰(zhàn)

通過對公交材料管理現(xiàn)狀和市場材料管理技術(shù)應(yīng)用現(xiàn)狀的分析， 全自動庫房管理技術(shù)應(yīng)用項(xiàng)目的實(shí)施具有重要的意義和較強(qiáng)的可行性。在項(xiàng)目的實(shí)施過程中，面臨的挑戰(zhàn)主要有以下三點(diǎn)：

2.1 打破數(shù)據(jù)孤島

上游數(shù)據(jù)平臺的建立，配合集團(tuán)信息平臺建設(shè)，打破數(shù)據(jù)孤島，發(fā)揮大數(shù)據(jù)優(yōu)勢。 對于大型企業(yè)，已逐步開始建設(shè)與完善各類信息平臺，尤其是公交企業(yè)，已建立了諸如車輛調(diào)度平臺、車輛維修平臺、材料采購平臺等各類管理信息平臺，但各信息平臺間數(shù)據(jù)尚未完全連通，導(dǎo)致大數(shù)據(jù)的優(yōu)勢無法完全發(fā)揮。因此需要打通數(shù)據(jù)孤島，建立統(tǒng)一的大數(shù)據(jù)平臺，規(guī)范化大數(shù)據(jù)管理與分析。

2.2 對現(xiàn)有管理流程的挑戰(zhàn)

對現(xiàn)有材料管理流程的挑戰(zhàn)， 是開發(fā)目標(biāo)為滿足實(shí)際生產(chǎn)管理需求的同時(shí)，用現(xiàn)代技術(shù)提升管理質(zhì)量。材料管理流程需要考慮實(shí)際生產(chǎn)管理需求， 例如傳統(tǒng)的管理流程在發(fā)生緊急領(lǐng)用時(shí)，允許臨時(shí)的、不合規(guī)的領(lǐng)用，但本項(xiàng)目的自動化管理流程在該情況下可能不允許領(lǐng)用[3]。因此需要制定出合理的、滿足實(shí)際生產(chǎn)管理需求的流程，進(jìn)而通過現(xiàn)代技術(shù)切實(shí)地提升管理質(zhì)量。

2.3 公交材料的復(fù)雜性

對于公交材料的復(fù)雜性， 需要突破現(xiàn)有技術(shù)的局限性。 公交車型與動力形式的不同導(dǎo)致公交維修材料復(fù)雜多樣，同時(shí)公交材料在領(lǐng)用頻率上具有一定的規(guī)律性，如春季多換雨刮，冬季多換冷凍液，可以通過管理來改善公交材料的調(diào)度情況。 此外面對電瓶等大型材料，僅使用零件柜難以完成所有零部件的安置與計(jì)數(shù)， 由此帶來了大型、異型材料的存取技術(shù)難題。

3 解決方案

3.1 硬件解決方案

3.1.1 打通數(shù)據(jù)孤島的架構(gòu)設(shè)計(jì)

在集團(tuán)信息平臺中完善材料管理模塊的的建設(shè)，同時(shí)還要完成各設(shè)備與信息平臺的數(shù)據(jù)對接。 本項(xiàng)目作為智能終端來配合公交企業(yè)的材料管理平臺， 從而完成材料管理信息平臺與實(shí)際維修材料之間的數(shù)據(jù)對接， 實(shí)現(xiàn)材料管理的全鏈條智能化管理，有利于打通數(shù)據(jù)孤島，建立大數(shù)據(jù)平臺，優(yōu)化管理流程。

3.1.2 結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)管理需求提出多種技術(shù)的組合解決方案

在硬件上，提出了智能物料柜方案，智能物料柜由主控系統(tǒng)和顯示屏、針對小型物料的貨道柜、針對大中型物料的格子柜、管理員專柜和其他零件柜等組成，見圖1。

圖1 智能物料柜功能分區(qū)示意圖

3.2 軟件系統(tǒng)

3.2.1 軟件系統(tǒng)基本功能

在軟件上，需要完成與信息平臺的數(shù)據(jù)對接，包括：訂單獲取功能、操作記錄上傳功能、庫存查詢功能、異常上報(bào)功能與維護(hù)更新功能等。

同時(shí)智能物料柜還需要完整的物料管理流程， 通過硬件和軟件協(xié)調(diào)調(diào)度，完成各個(gè)訂單要求的業(yè)務(wù)功能。

3.2.2 物料管理業(yè)務(wù)功能說明

具體的業(yè)務(wù)功能包括自動領(lǐng)料功能、自動補(bǔ)料功能、自動退料功能、自動舊料回收功能、人工盤點(diǎn)功能等。

（1）自動領(lǐng)料功能：如圖2（a），維修人員刷卡啟動領(lǐng)料程序， 系統(tǒng)根據(jù)信息平臺的領(lǐng)料訂單自動控制智能物料柜發(fā)放各類維修用料，完成領(lǐng)料工作后，系統(tǒng)記錄領(lǐng)用物料、人員、時(shí)間及剩余庫存等數(shù)據(jù)。

（2）自動補(bǔ)料功能：如圖2（a），管理員刷卡啟動補(bǔ)料程序， 系統(tǒng)根據(jù)信息平臺的補(bǔ)料訂單自動指定對應(yīng)儲存空間，指示管理員進(jìn)行補(bǔ)料，完成補(bǔ)料工作后，系統(tǒng)記錄補(bǔ)充物料、人員和時(shí)間，同時(shí)更新庫存。

圖2 物料管理業(yè)務(wù)流程圖

（3）自動退料功能：如圖2（b），維修人員刷卡啟動退料功能，獲取信息平臺的退料訂單，開啟退料柜，操作人員將退料存入后，系統(tǒng)記錄退料物料、人員、時(shí)間。管理員確認(rèn)退料后根據(jù)退料訂單決定通過或駁回退料訂單。

（4）自動舊料回收功能：如圖2（c），維修人員刷卡啟動舊料回收功能，系統(tǒng)根據(jù)回收訂單，開啟回收柜，操作人員放入回收舊料 （回收舊料屬于有再利用價(jià)值的廢棄零件），系統(tǒng)記錄回收舊料、人員和時(shí)間。管理員確認(rèn)回收舊料后根據(jù)回收訂單取走回收舊料。

（5）人工盤點(diǎn)功能：定期人工盤點(diǎn)物料庫存，確保庫存與記錄一致。 如圖2（d），通過系統(tǒng)的盤點(diǎn)訂單，管理人員可以刷卡啟動人工盤點(diǎn)功能， 打開設(shè)備逐柜清點(diǎn)存量物料，與平臺庫存數(shù)量進(jìn)行比對盤點(diǎn)。

本項(xiàng)目的智能物料柜通過軟硬件切合實(shí)際生產(chǎn)管理需求，梳理合理的材料管理流程，通過管理手段彌補(bǔ)硬件短板，用新技術(shù)來提升管理質(zhì)量。

3.2.3 創(chuàng)新管理思路實(shí)現(xiàn)最大化的數(shù)字化目標(biāo)

由于現(xiàn)有技術(shù)條件限制， 面對復(fù)雜多樣的公交維修材料，要實(shí)現(xiàn)完全數(shù)字化的目標(biāo)會遇到技術(shù)瓶頸，或者需要投入較高成本而降低效益， 因此可以通過創(chuàng)新的管理思路實(shí)現(xiàn)最大化的數(shù)字化目標(biāo)。 使用數(shù)字化手段管理合適的材料，以人工輔助方式管理數(shù)字化困難的材料，通過改進(jìn)管理思路來推進(jìn)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。 例如，面對大型、異型零件的存取和計(jì)數(shù)難題， 從可靠性和管理鏈條閉環(huán)的角度考慮，創(chuàng)造性的提出管理員專柜方案，管理人員可以在該柜中領(lǐng)用使用頻率低的大型、異形物料，并進(jìn)行人工輔助計(jì)數(shù)， 此外還可以集中批量存取螺栓螺母等物料以及作為臨時(shí)存放保管空間， 從而通過創(chuàng)新的管理思路來降低技術(shù)上的實(shí)現(xiàn)難度，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)最大化的數(shù)字化目標(biāo)。

4 未來對于大型無人庫房的思考

本項(xiàng)目此次主要面對的是小型公交場站， 一個(gè)車隊(duì)僅有幾十臺車輛，而未來面對大型場站車間，其承修范圍可達(dá)上千臺車輛， 維修物料的管理往往需要大型庫房來實(shí)現(xiàn)。 因此，建設(shè)大型無人庫房、倉儲智能化將成為未來發(fā)展的方向[4]。

大型智能庫房需要應(yīng)用更多數(shù)字化和自動化手段以滿足物料管理要求，例如使用RFID 射頻識別技術(shù)實(shí)現(xiàn)對物料的自動識別， 通過光電傳感器及計(jì)重盤來對物料進(jìn)行區(qū)分和計(jì)數(shù)等。在硬件設(shè)施設(shè)備上，通過自動化輸送系統(tǒng)輸送物料，結(jié)合自動分揀系統(tǒng)分揀物料，在自動存儲系統(tǒng)中完成存儲，廣泛應(yīng)用如大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、AI 等互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的物料有效管理，提升企業(yè)綜合管理水平與整體運(yùn)作效率。

5 結(jié)論

通過現(xiàn)代自動化的庫房管理技術(shù)， 對公交材料進(jìn)行智能化、數(shù)字化的管理，來提升管理質(zhì)量，達(dá)到“減員增效”的目標(biāo)，增加企業(yè)管理的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，推動材料管理領(lǐng)域的發(fā)展與進(jìn)步。 在未來，結(jié)合更多數(shù)字化、自動化手段，材料管理智能化、無人化發(fā)展的步伐將會越來越穩(wěn)健。