卞振華,趙 月
(國(guó)網(wǎng)鹽城供電公司,江蘇 鹽城 224000)
電力物品倉(cāng)庫通常具備庫存量大、物品儲(chǔ)存不確定性高、倉(cāng)儲(chǔ)調(diào)整相對(duì)繁瑣等特征。目前,中國(guó)國(guó)內(nèi)大部分的電力行業(yè)倉(cāng)庫物流設(shè)施簡(jiǎn)陋,倉(cāng)庫管理自動(dòng)化水平也不高,而市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展帶來了物流倉(cāng)庫規(guī)模的逐漸增加,這導(dǎo)致物資進(jìn)出過程所帶來的復(fù)雜性變得更高,如果單純借助傳統(tǒng)管理手段,則將無法滿足電力行業(yè)當(dāng)前的需求[1]?,F(xiàn)如今,許多高新技術(shù)以及產(chǎn)品也隨之被用到了倉(cāng)庫管理方面,如AGV機(jī)器人、激光導(dǎo)航等,對(duì)電力物資智能化倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)展開進(jìn)一步研究與分析,大大改善倉(cāng)庫管理水平,從而減少管理成本,已是必然趨勢(shì)。
隨著區(qū)域經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展和國(guó)家投入力度的增強(qiáng),電力企業(yè)倉(cāng)儲(chǔ)所面臨的儲(chǔ)備和供貨壓力也在不斷增大。建立更加先進(jìn)的倉(cāng)庫系統(tǒng)已成為企業(yè)提高物資供應(yīng)效率及企業(yè)物資管理水平的重要措施。但由于土地成本和倉(cāng)庫建造成本急劇上升的共同影響,企業(yè)倉(cāng)庫功能的提升已不能再僅依賴于單一的增加倉(cāng)儲(chǔ)規(guī)模,而更多的要考慮到加大人力物力的措施。目前穩(wěn)步實(shí)施的規(guī)范化建造和標(biāo)準(zhǔn)化操作,還不能完全解決目前企業(yè)倉(cāng)儲(chǔ)所面臨的工作問題,因此亟待加快智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的建立步伐,并對(duì)其服務(wù)功能加以有效改善。
智能化建設(shè)是倉(cāng)儲(chǔ)現(xiàn)代化的必然趨勢(shì),依托于倉(cāng)儲(chǔ)規(guī)范化建設(shè),通過加強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、信息化技術(shù)手段和現(xiàn)代物流創(chuàng)新技術(shù)在倉(cāng)儲(chǔ)管理方面的運(yùn)用,對(duì)倉(cāng)庫設(shè)備設(shè)施進(jìn)行全面提升、更新,積極推動(dòng)電力物資倉(cāng)儲(chǔ)現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)度,全面提升服務(wù)協(xié)同,從而進(jìn)一步改善倉(cāng)庫管理水平,增強(qiáng)物資供應(yīng)保障能力。將諸多先進(jìn)的計(jì)算機(jī)技術(shù)運(yùn)用于倉(cāng)儲(chǔ)管理對(duì)實(shí)現(xiàn)倉(cāng)庫體系現(xiàn)代化、集約化管理模式,對(duì)提升現(xiàn)代倉(cāng)庫建造、管理、經(jīng)營(yíng)管理水平有重要的戰(zhàn)略意義。
在中國(guó)電力企業(yè)“五化”物流倉(cāng)庫的新特點(diǎn)的要求下,在倉(cāng)庫規(guī)范化建設(shè)和倉(cāng)儲(chǔ)自動(dòng)化、可視化及現(xiàn)代物流服務(wù)運(yùn)作上,中國(guó)電力物資倉(cāng)儲(chǔ)公司在智能化設(shè)計(jì)以及落實(shí)方面還存在諸多不足。
1.2.1 基礎(chǔ)設(shè)施方面
目前,部分電力物資庫房存在的年代久遠(yuǎn)、配備設(shè)施陳舊落伍,已無法適應(yīng)日漸增加的倉(cāng)儲(chǔ)和供應(yīng)壓力,因此亟需對(duì)基礎(chǔ)建筑、配套設(shè)施等實(shí)施全面更新,著重提升庫區(qū)的路基地板、視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、地磅房和消防器材設(shè)施,以全方位改善庫房的基本條件。
此外,根據(jù)調(diào)查可以得知,大部分的電力物資倉(cāng)庫在放置金具等物資方面會(huì)用到橫梁式貨架,但是除此之外,其他物資的存儲(chǔ)經(jīng)常會(huì)采用平置區(qū)放置方法,從這一點(diǎn)可以看出,存儲(chǔ)方式存在較大的弊端,不利于保證立體存儲(chǔ)空間實(shí)現(xiàn)其本身原有的利用效率。
1.2.2 設(shè)備管理方面
(1)作業(yè)信息化程度較低。倉(cāng)庫內(nèi)信息化設(shè)施總體使用率較低,WM、PDA等自動(dòng)化設(shè)施應(yīng)用覆蓋面較小,信息化運(yùn)作水平亟需提高。
(2)自動(dòng)化水平較低。多數(shù)的電力物料倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)還未能達(dá)到物資設(shè)施的智能化、協(xié)同化運(yùn)作,物料的運(yùn)輸、倉(cāng)儲(chǔ)、管理與監(jiān)控工作大多靠人工完成,儲(chǔ)放的隨機(jī)性較強(qiáng)且作業(yè)效能也較低。
1.2.3 系統(tǒng)管理方面
(1)物資貨位化管理程度較低。對(duì)庫存物料未實(shí)行儲(chǔ)位管控,物料不能做到先進(jìn)先出,未準(zhǔn)確定位出入倉(cāng)庫,根本無法做到對(duì)物料在供應(yīng)全環(huán)節(jié)中進(jìn)行品質(zhì)控制和質(zhì)量問題的責(zé)任追溯。
(2)系統(tǒng)協(xié)同化程度較低。目前的倉(cāng)庫體系仍以WMS體系為主,但由于信息系統(tǒng)與設(shè)備、設(shè)備與設(shè)備、信息系統(tǒng)與系統(tǒng)間協(xié)調(diào)性欠缺,信息資源共享程度不高,供應(yīng)鏈上、下游服務(wù)協(xié)作、信息交流等工作也亟需進(jìn)一步完善[2]。
該詳細(xì)的設(shè)計(jì)基本思路是:針對(duì)目前倉(cāng)庫狀況,統(tǒng)籌行業(yè)發(fā)展與資源配置,在倉(cāng)庫建造規(guī)范化、管理標(biāo)準(zhǔn)化等原則的基礎(chǔ)上,通過深入實(shí)施管理現(xiàn)代化、操作智能化和協(xié)同互動(dòng)化,逐步實(shí)現(xiàn)貨位化精確控制,以WM模塊應(yīng)用技術(shù)為基礎(chǔ),通過促進(jìn)現(xiàn)代化工程建設(shè),減輕倉(cāng)庫管理者的工作壓力,提升企業(yè)倉(cāng)庫運(yùn)維管理能力,并對(duì)電力物資倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)實(shí)施智能化設(shè)計(jì)建設(shè)。
根據(jù)上述建設(shè)思想,物流信息管理智能化建設(shè)項(xiàng)目的總體目標(biāo)是:以物聯(lián)網(wǎng)等新信息技術(shù)為基礎(chǔ),促進(jìn)電力物資庫存的物流管理工作全面升級(jí)。具體實(shí)施目標(biāo)主要有如下3個(gè):第一,進(jìn)一步提高倉(cāng)儲(chǔ)智能化管理技術(shù)水平,進(jìn)一步提高運(yùn)行績(jī)效。引進(jìn)現(xiàn)代化科技設(shè)備系統(tǒng),在有效利用單元面積儲(chǔ)存利用價(jià)值的過程中,利用網(wǎng)絡(luò)電子計(jì)算機(jī)技術(shù)等現(xiàn)代化的監(jiān)控技術(shù)方法,完成庫內(nèi)貨物出、進(jìn)等操作智能化,進(jìn)而改善庫內(nèi)運(yùn)行效果。第二,強(qiáng)化物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用,實(shí)施精細(xì)化管理工作。利用物聯(lián)網(wǎng)信息化手段,進(jìn)行倉(cāng)儲(chǔ)管理信息系統(tǒng)構(gòu)建,并整合庫內(nèi)WCS、移動(dòng)客戶端等子體系,實(shí)施庫內(nèi)物料貨位分級(jí)管理工作。第三,繼續(xù)完善移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的運(yùn)用能力,進(jìn)行上下游協(xié)同。運(yùn)用移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù),做好供應(yīng)鏈上、下游服務(wù)合作,信息交流工作,做到信息即時(shí)資源共享[3]。
2.3.1 基礎(chǔ)改造,完善庫區(qū)條件
充分考慮庫區(qū)要求,對(duì)基礎(chǔ)設(shè)施工程、附屬設(shè)施實(shí)施全方位更新,著重提升庫區(qū)交通地面、視頻監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、地磅房和消防設(shè)施等,全方位改善庫區(qū)基本條件。
2.3.2 無線覆蓋,信息智能互動(dòng)
建立遍布庫區(qū)的無線專用互聯(lián)網(wǎng),并配合移動(dòng)作業(yè)終端,完成入庫物資、智能化裝置、ERP等管理系統(tǒng)的無縫銜接,為“云大物移”的技術(shù)開發(fā)和大數(shù)據(jù)分析管控提供了基礎(chǔ)支持。
2.3.3 大數(shù)據(jù)分析,優(yōu)化數(shù)據(jù)應(yīng)用
建設(shè)物料大數(shù)據(jù)挖掘機(jī)制,一方面準(zhǔn)確把握物料供應(yīng)數(shù)量,提升物料從中標(biāo)、排產(chǎn)到安裝服務(wù)的整體控制管理水平,另一方面準(zhǔn)確分析存貨情況,通過向?qū)0溉藛T傳遞物料存貨情況、預(yù)警積壓超過規(guī)定年限信息,指導(dǎo)項(xiàng)目?jī)?yōu)化物料使用情況,科學(xué)合理編制削減計(jì)劃,及時(shí)實(shí)現(xiàn)物料的領(lǐng)料出貨。
2.3.4 智能盤點(diǎn),提高自動(dòng)化水平
使用智能機(jī)器人可以完成每日物料巡檢與盤點(diǎn)任務(wù),并通過其所搭載的云臺(tái),可以全方位、多角度地對(duì)倉(cāng)位上的物料實(shí)現(xiàn)迅速、精準(zhǔn)地識(shí)別,較大限度替代了盤點(diǎn)工作者。同時(shí)使用電子墨水物料卡,通過與信息系統(tǒng)的連接,可以同步實(shí)時(shí)變動(dòng)物料數(shù)據(jù),大大改善了標(biāo)簽易損、人工更換的方式。
2.3.5模塊聯(lián)動(dòng),優(yōu)化物資存取
借助作業(yè)管理人員直接控制的手持終端,由WM模塊直接連接ERP管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了倉(cāng)位自主分配,并由自動(dòng)裝置進(jìn)行最終運(yùn)算,從而達(dá)到了自主分配(選擇)貨位、自主調(diào)整、自動(dòng)運(yùn)行的新模式,大大提高了物流作業(yè)效能。
本軟件系統(tǒng)主要包括3部分:智能化設(shè)施模塊、信息化管理模塊和可視化顯示模塊。借助AGV、各類移動(dòng)、分揀等自動(dòng)機(jī)器人完成物料的入庫、出貨,室內(nèi)外物料的移動(dòng)、分揀等控制功能;通過WMS完成進(jìn)倉(cāng)管理、倉(cāng)庫內(nèi)管理、報(bào)表管理等倉(cāng)中作業(yè)的信息化控制;通過WCS發(fā)送智能設(shè)施控制指令,完成智能設(shè)施的安全順暢運(yùn)行;電子屏幕展現(xiàn)倉(cāng)庫每日運(yùn)作狀況、倉(cāng)庫信息動(dòng)態(tài)顯示、企業(yè)宣傳內(nèi)容顯示等;業(yè)務(wù)電子看板展現(xiàn)各部分作業(yè)狀況顯示、各地區(qū)倉(cāng)儲(chǔ)庫容信息動(dòng)態(tài)顯示等內(nèi)容;APP終端主要供工廠員工和供貨商使用,可以完成每日作業(yè),填寫作業(yè)數(shù)據(jù),查詢物料狀況等。系統(tǒng)的功能模塊及需求圖,如圖1所示。
系統(tǒng)基于IP網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建,由Web端平臺(tái)采用C/S架構(gòu)和Android移動(dòng)終端平臺(tái)采用B/S架構(gòu)的相結(jié)合的模式,具體如圖2所示。
無線射頻識(shí)別(RFID)技術(shù)在物聯(lián)網(wǎng)中的作用十分關(guān)鍵,其屬于一種識(shí)別技術(shù),優(yōu)勢(shì)在于識(shí)別距離遠(yuǎn)、識(shí)別速度快、受污染影響小、耐用及容量較大。這些優(yōu)勢(shì)都是條碼所無法企及的,因而在電力智能倉(cāng)庫中展開出入庫管理、盤點(diǎn)等工作時(shí),運(yùn)用無線射頻識(shí)別技術(shù)將會(huì)促使工作效率變得更高。將這一技術(shù)應(yīng)用于具體實(shí)際時(shí),主要體現(xiàn)在工作人員身份識(shí)別、裝備設(shè)施及物料識(shí)別[4]。
RFID組件模塊主要分為電子標(biāo)簽、天線、RFID讀取器、中間件和人機(jī)交互界面。當(dāng)中,其標(biāo)簽的位置在于物料托盤和集裝箱上,其中所承載的內(nèi)容有商品編碼、批號(hào)等,其為倉(cāng)庫中物資移動(dòng)的唯一識(shí)別標(biāo)志,可以精準(zhǔn)控制電力倉(cāng)儲(chǔ)物料。而RFID讀取器分為2部分,一類為固定式,一類為移動(dòng)式。在AGV叉車前需放置RFID移動(dòng)讀寫器,便于讀取電子產(chǎn)品標(biāo)記信號(hào);固定讀取器則放置在倉(cāng)儲(chǔ)的出口部位,根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況完成射頻規(guī)劃,另外將多個(gè)雙極化天線裝配于出口上下及左右,以避免漏讀電子產(chǎn)品標(biāo)簽信息。RFID移動(dòng)書寫器讀取標(biāo)簽信號(hào)后,使其傳送至信息管理網(wǎng)絡(luò)平臺(tái),由管理網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)借助大數(shù)據(jù)處理技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)接收已讀取的數(shù)據(jù)信息,以呈現(xiàn)庫存的即時(shí)數(shù)據(jù)信息及物品最新狀況,企業(yè)人員也可以在PC終端和手機(jī)終端上對(duì)庫存狀況進(jìn)行即時(shí)監(jiān)督。
AGV即“自行導(dǎo)向運(yùn)輸車”,是指一種可以在指定道路上行走,具備移載性能、安全防護(hù)能力及良好移動(dòng)性能的自行導(dǎo)航機(jī)器人,是電力物資智能儲(chǔ)存體系中最基礎(chǔ)的裝備,而AGV則是由信息通信、電子計(jì)算機(jī)和電氣技術(shù)等多種技術(shù)于一身的產(chǎn)品裝備。
機(jī)器人運(yùn)行時(shí)需要借助核心技術(shù),即第三代激光導(dǎo)航技術(shù),除此之外,在機(jī)器人設(shè)計(jì)過程中還加入了位置計(jì)算與防撞保護(hù)功能,這在一定程度上促使AGV小車在運(yùn)行過程中變得更為平穩(wěn),工作效率也得到了極大的增強(qiáng)。
基于整體角度分析,倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)主要涉及2大部分,其一是后臺(tái)管理,其二為移動(dòng)應(yīng)用。前者在設(shè)計(jì)過程中,需要包含WMS、WCS、接口應(yīng)用和移動(dòng)應(yīng)用這幾個(gè)模塊,并且需要將其設(shè)置在信息管理中心。移動(dòng)應(yīng)用需要包含作業(yè)應(yīng)用程序及預(yù)約應(yīng)用程序,并且需要將其設(shè)置在信息外網(wǎng)當(dāng)中,借助MIP首先實(shí)現(xiàn)用戶信息登錄,獲得訪問使用權(quán)限后方可執(zhí)行相關(guān)操作。
WMS中文含義為倉(cāng)儲(chǔ)管理模塊,對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)信息加以管理,需設(shè)置這一模塊來完成功能設(shè)置。這一模塊中又可以細(xì)化出若干功能,如企業(yè)日常經(jīng)營(yíng)數(shù)據(jù)信息管理、倉(cāng)儲(chǔ)業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)信息管理及相關(guān)的指標(biāo)報(bào)告信息等。WCS中文含義為倉(cāng)儲(chǔ)控制模塊,具體職責(zé)為管理倉(cāng)儲(chǔ)自動(dòng)化裝置,細(xì)分功能包括解析WMS指令對(duì)設(shè)備裝置進(jìn)行監(jiān)控,監(jiān)督作業(yè)任務(wù)完成度,待作業(yè)環(huán)節(jié)結(jié)束后,將設(shè)備狀態(tài)、所處位置等資料數(shù)據(jù)收集整理好并傳輸給倉(cāng)儲(chǔ)管理模塊;接口應(yīng)用,主要職責(zé)為處理信息交互工作,承擔(dān)系統(tǒng)內(nèi)部信息與物聯(lián)網(wǎng)等外部信息的交流。移動(dòng)應(yīng)用服務(wù)主要職責(zé)為聯(lián)系后臺(tái)與移動(dòng)應(yīng)用間的樞紐,使二者之間實(shí)現(xiàn)信息數(shù)據(jù)傳輸共享。
作業(yè)應(yīng)用程序的研發(fā)設(shè)計(jì)工作需要由倉(cāng)儲(chǔ)工作人員負(fù)責(zé)完成,在這一程序中,可以實(shí)現(xiàn)查看倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)、庫存等相關(guān)數(shù)據(jù)的功能;預(yù)約應(yīng)用程序的使用者為供貨商及需求單位,在這一程序中,可以實(shí)現(xiàn)原料入庫、在線預(yù)訂貨品等功能。要想使用移動(dòng)應(yīng)用的相關(guān)程序功能,使用者需要配備專門的SIM和含身份確認(rèn)證書的TF加密卡,并且在經(jīng)過一系列審核驗(yàn)證后方可給予用戶訪問后臺(tái)數(shù)據(jù)等功能的權(quán)限。
物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備與信息技術(shù)、企業(yè)數(shù)據(jù)管理集成的實(shí)現(xiàn)需由倉(cāng)庫管理系統(tǒng)(WMS)和自動(dòng)化設(shè)備管理系統(tǒng)(WCS)處理資源調(diào)配、移動(dòng)業(yè)務(wù)管理、自動(dòng)作業(yè)裝置管控和庫存管控等問題。
信息互動(dòng)的實(shí)現(xiàn)需由倉(cāng)庫管理系統(tǒng)控制器與物料管理系統(tǒng)、倉(cāng)儲(chǔ)自動(dòng)控制系統(tǒng)、ERP管理系統(tǒng)及FID操作系統(tǒng)等應(yīng)用管理系統(tǒng)構(gòu)成。
倉(cāng)庫管理控制系統(tǒng)與模塊信息技術(shù)將邊界管理、數(shù)據(jù)映射和業(yè)務(wù)邏輯分離,有多層結(jié)構(gòu),其能敏捷、迅速地應(yīng)對(duì)行業(yè)變革及對(duì)系統(tǒng)的新要求。
出庫與入庫2者流程相似,此次以物資入庫流程為例展開說明。當(dāng)物資貨品進(jìn)入當(dāng)倉(cāng)儲(chǔ)貨庫時(shí),相關(guān)工作者需要使用WMS的相關(guān)功能,在這一模塊中建立入庫單,然后為物資貨品尋找合適的存儲(chǔ)位置,明確存儲(chǔ)庫位后,為WCS發(fā)送指令,WCS接收到指令后指揮自動(dòng)化裝置設(shè)備進(jìn)行物資搬運(yùn),搬運(yùn)結(jié)束后將收錄在系統(tǒng)中的入庫樓層和貨位分配信息告知給個(gè)人數(shù)碼助理(PDA),輔助人工完成上架工作。待自動(dòng)化裝置設(shè)備將物資貨品移動(dòng)到入庫緩存區(qū)后,人工借助PDA進(jìn)行掃碼,依照提示分門別類地?cái)[放貨品,然后核驗(yàn)上架的正確性。這一環(huán)節(jié)的工作結(jié)束后,利用PDA將相關(guān)數(shù)據(jù)反饋到WMS,由WMS負(fù)責(zé)將信息傳送給WCS,調(diào)度處于空閑狀態(tài)的自動(dòng)化機(jī)器人將已上架完成的物資送至原位,并回傳信息至WCS,上傳完成信息,WMS系統(tǒng)實(shí)時(shí)更新庫存數(shù)據(jù)[5]。若機(jī)器人駛離緩存區(qū)后,WCS系統(tǒng)應(yīng)調(diào)度下一臺(tái)頂舉機(jī)器人行駛至緩存區(qū),操作人員使用PDA掃描貨位編碼號(hào),重復(fù)以上流程,直至完成所有物資上架。
綜上所述,隨著當(dāng)前關(guān)于智能化的研究成果越來越廣泛,與智能化有關(guān)的各種技術(shù)也在各行各業(yè)得到了較大程度的應(yīng)用與普及,這給行業(yè)內(nèi)部在智能化開發(fā)方面的探索提供了巨大的推動(dòng)力。在人力式倉(cāng)庫、機(jī)械化倉(cāng)庫、信息化倉(cāng)庫(數(shù)字化倉(cāng)庫)后的第四個(gè)階段——智能倉(cāng)庫,智能化技術(shù)的應(yīng)用和研發(fā)不僅是提高倉(cāng)庫核心保障水平的重要選擇,而且是在未來很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)倉(cāng)儲(chǔ)建設(shè)的重要目標(biāo)。在“物聯(lián)網(wǎng)+”背景下,結(jié)合調(diào)查結(jié)果及系統(tǒng)設(shè)計(jì)情況表明電力物資倉(cāng)儲(chǔ)智能構(gòu)建,降低了作業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度,提升了作業(yè)效能,對(duì)物資倉(cāng)儲(chǔ)現(xiàn)代化、智能化、標(biāo)準(zhǔn)化提升做出了良好的促進(jìn)和示范作用。