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自动化仓储系统在航材领域的应用分析
发布时间:2020-12-10   查看次数:1599

本文主要介绍了自动化仓储系统在航材领域的应用,该系统可在不直接人工干预的情况下进行自动存储和取出航材,具有库容利用率高、航材存储量大、航材出入库便捷等优点,可以大大提高仓库的管理水平。作为现代仓储系统的重要组成部分,自动化仓库必将在航材管理中发挥重要的作用。

航空领域的发展,近年来受到高度重视和广泛关注,国家已将航空装备列入战略性新兴产业的重点发展方向,对航材管理也提出了更高要求。仓储管理作为航材管理中的重要组成部分,其发展程度影响着航材管理的水平。而军用航材管理具有随机性强、物资消耗大的特点,对仓库的快速响应也提出了更高要求。加快自动化仓库建设步伐,加强科技创新,以信息化带动机械化,促进航材自动化仓库的全面建设势在必行。

目前,我军后方航材仓库自动化建设,经过各级部门共同努力,已形成一定规模,取得了较好的军事、经济效益。军用航材自动化仓库建设在仓库管理中起到重要作用:首先,增加了库存容量。由于自动化仓库采用的是多层货架存储航材,可以有效减少仓库的占地面积,提高空间利用率,增加了库存容量;其次,提高了工作效率。通过自动化仓储设备的应用,可以减少人工操作,降低劳动强度,大大提高了出入库效率;再次,提高了航材的管理水平,推动了航材现代化管理。自动化仓库采用的是计算机管理和控制,替代了传统的人工识别和查找,以及统计的管理方式,降低了差错率,提高了航材的管理水平和保障能力。

一、自动化仓库管理介绍

1.自动化仓库管理概述

仓储的发展经历了从人工和机械化仓储,到自动化仓储的发展阶段。信息技术已成为仓储技术的重要支柱,自动化仓储与信息采集技术相结合,以及条码技术、无线射频技术等的运用,使仓储管理朝着自动化智能化的方向发展。

自动化仓库是由多层货架构成,通常是将航材存放在标准的料箱或托盘内,然后由自动化仓储设备对任意货位实现航材的存取操作,并利用计算机实现对航材的自动存取控制和管理。

2.自动化仓库类型介绍

(1)大件存储拣选库型

立体库:采用高层货架储存、巷道堆垛机作业,可大幅度增加仓库的有效高度,充分利用仓库的有效面积和储存空间,使航材储存集中化、立体化,减少占地面积,提高航材流转速度,近年在国内航空领域也有大量的应用。

(2)小件存储拣选库型

①回转库:以箱斗为储存单元和认址单元,并进行最优路径的选择,从而使航材快捷的到达操作者手中。

回转库由主体框架、可移式箱斗、驱动系统、传动系统、工作平台、蒙皮、自动控制系统、计算机信息管理系统、平衡控制系统、功能显示系统、安全保护系统等组成。

回转库可分为垂直回转库和水平回转库。其中,垂直回转库适合存放零件、工具、成品及半成品、电子元器件、设备备件、原材料、辅料等。全自动化操作,充分利用空间,存取物品方便,真正实现“物到人”。水平回转库适合存放形状相对规则,尺寸差异较小、数量多、品种多的各类航材,主要应用在高度不高、平面尺寸较大、对仓储管理要求较高的仓库。

②升降库:以托盘为存储单元,通过提取器的升降运动,将存放航材的托盘取出到操作者面前或者送到库内合适的货位。与数控回转库相比,数控升降库更适合存放尺寸差异较大和形状不规则的航材。其特点是占地面积小,充分利用垂直方向的空间,节省占地面积,真正实现“航材可直接到达操作者手中”,灵活多变的模块设计,存取口独立,存取迅速,高速备货,可最大限度地利用现有保管条件(房屋高度),减少费用降低成本,操作安全。

③电子标签显示库:该系统主要用于存放小型零部件、小型工具、电器元件、标准件、橡胶件等物料,根据工艺数据、作业计划,采用数据采集技术和电子信息技术进行计算机分析处理,可以大幅度提高拣选效率,实现实时自动更新物流数据,让操作员按照可视信息及控制流程工作,保证保管现场物料的配套与准时配送,实现物流与信息流同步。

3.自动化仓库管控系统

沈飞物流的管控一体化软件,主要包括WMS和WCS。其中,WMS为仓库管理系统,以标准化仓储业务流程规范为基础,通过入库业务、出库业务、库存盘点和虚仓管理等功能,将批次管理、航材对应、库存盘点、即时库存管理等功能综合运用的管理系统,可以有效控制并跟踪仓库业务的物流和成本管理全过程,实现完善的企业仓储信息管理。WCS为仓库控制系统,自动化立体仓库控制与监控系统WCS是实现仓库作业自动化、智能化的核心系统,负责管理调度仓库物流信息系统的作业队列,并把作业队列解析为自动化仓库设备的指令队列,根据设备的运行状况,指挥协调设备的运行。同时,本系统以动态人机交互界面监控自动化存储设备的运行状况。管控系统部署图,如图1。

WMS系统.png

图1 管控系统部署图

仓库管理系统采用先进的计算机技术、网络技术、数据库技术,以高效的信息处理体系为基础,实现管理手段的科学化、现代化和规范化管理。该系统功能强大,不仅实现了仓储管理的自动化,还实现了沈飞物流生产的各种类型自动化仓库及非自动化仓库的统一网络管理,便于系统的扩展和变更,并可通过向用户开放协议实现与其他管理软件的连接。

仓库管理系统的特点,主要包括:

①严格的货位分区管理,能够提高仓库存货的可视性;

②人员、货区、航材挂钩,最终实现人员对航材的责任管理;

③出入库自动分配货位,能够提高出库及分拣准确率;

④仓库的精细管理和先进先出,体现了先进性与库存管理科学性;

⑤系统扩展性强,根据客户需求实现客户个性化定制功能;

⑥保质期/检修期/库存限量自动报警和预警,能够减少消耗,科学有效地辅助管理者实现高效、准确、及时管理。

二、航材仓库保障面临的问题及想法

1.航材保障面临的问题

(1)装备航材消耗量大,保障任务重

随着武器装备高技术化和对抗激烈程度的提高,军队作战的战场空间日益广阔,飞机速度和航程、活动范围不断增加,战场的立体性增强,并呈多层次的立体态势,敌我双方为争夺制空权,其对抗的作战强度越来越高,不仅规模大,而且要不分昼夜和气象条件连续作战。这种高强度、大规模、全纵深的立体空战,使装备航材日均消耗量明显增大。因此,战时及平时训练的航材保障任务将更加繁重。

(2)装备航材科技含量高,保障难度大

除了部队正常飞行训练及演习中摸索航材消耗规律外,还有根据不同战场的作战样式、飞机的性能,模拟各种作战损伤试验,计算出不同机型的航材消耗量加以储备。这无疑对后方航材仓库航材相应的储存计量、科学管理和供应勤务,提出了更高要求,加大了战时航材筹备、管理、供应快速保障的难度。

(3)装备航材筹供周期短,受敌威胁严重

现代战争节奏加快,越来越力求“速战速决”,而后方航材仓库保障作业时间相对集中,仓库装备、兵力活动异常频繁,目标暴露明显,仓库不仅易遭到敌人袭击,而且随着高科技武器的发展,以远距离精确制导武器的使用,后方仓库所面临的威胁将更为严重。这就要求航材筹供保障必须跟上快节奏,要能够在很短的时间内,做好供应保障工作。

2.针对后方航材保障的想法

(1)合理调整仓库布局,提高快速保障能力

仓库的总体布局和编制体制是否合理,直接影响着战时航材仓库的持续保障能力。首先应加强重点地区和主要作战方向上的航材仓库建设,结合实际制定战时保障预案,在演练中不断完善修订各种预案,以提高快速综合保障能力。其次必须从未来高科技战争装备航材保障的全局出发,调整军队后方航材仓库总体布局,理顺仓库编制体制。应从精简机构、减少层次、提高效能入手,实现后方航材仓库编制形式多样化,使其更有弹性。组织仓库人员进行多种训练,提高战时条件下快收、快发、快运的快速反应能力。

(2)调整航材储备规模,增强储备保障弹性

根据我国某地区发生战争的可能性,合理调整储备布局,突出重点方向和区域。从空中进攻战役物资储备的消耗规律来看,应从三个方面来考虑:

①优化储备体系,加强重点储备,形成一个高层次,多方向,点、面纵横的储备网络。做到重点航材多储,一般航材少储,消耗量大的多储。经常保持战套航材项、件数齐全质量良好,随时随航空兵部队转移并实施保障。

②调整航材储备数量,根据战役的保障需要,在主要方向定点储备一些主战机常用的航材。

③调整储备结构,使储备航材形成科学合理的结构和比较精干的规模。应尽量多储存专用物资航材,减少通用物资储备。

(3)加强仓库设备、设施建设,改进装备物资储运手段

加强仓库设施建设,首先完善仓库运输设施,提高紧急情况下的航材快速补给能力。其次加速仓库的建设和改造,一是改造旧仓库,如将桥式起重机改成高货位叉车或巷道机等。二是改变航材码垛形式,即将现存的水平码垛改为巷道式高位码垛,提高库容利用率和工作效率。三是加强仓库通讯设施建设,确保保障指挥畅通。推动仓库自动化建设,强化计算机在装备物资管理中的应用,研究适合仓库条件、运输条件和使用条件的网络技术,尽快建立航材物资网络化管理体系。加强装备使用维修管理,成立专门的保障团队,提高装备的利用率和良好率。

(4)从实战需要出发,加强高科技条件下航材保障训练。

高科技战争不仅是物资力量的较量,而且是双方人员素质的较量。因此,必须把学习现代化科技知识,特别是高科技知识提到战略高度,认真抓好教育训练,大力提高航材保障人员综合素质。要加强现代化管理知识和高科技知识的学习,了解高技术条件下空中作战的基本特征,更新知识结构,提高仓库各级干部组织领导和业务管理能力,了解未来战争对航材保障的要求。

三、航材自动化仓库的建设与应用

下面结合实施案例,对航材自动化仓库的建设与应用进行介绍。

针对洛阳某部仓库内航材规格、数量、种类、包装以及流转方式等情况的了解,为满足客户对航材物资存储的不同需求,决定选用以下自动化仓库库型来满足客户需求。系统拓扑图,如图2。

图2 系统拓扑图

此项目共建立了六种类型仓库,分别为橡胶轮胎库、自动化立体仓库(采用RFID技术)、水平回转库(采用条码技术)、垂直回转库(采用条码技术)、电动密集库(采用条码技术)、数码仓库(采用电子标签技术)。

1.实施库型介绍

(1)橡胶轮胎库

图3 橡胶轮胎库

如图3所示,该库型采用自动化立体仓库库型进行存储轮胎,通过堆垛机、传输线、RGV搬运轮胎,利用翻转机用以实现客户对轮胎定期自动翻转的需求。该案例仓库共布置5个巷道、5台堆垛机、1960个货位,存储轮胎总量为15848个。

主要系统功能包括:轮胎翻转计划(轮胎临时翻转管理、轮胎定期翻转管理)、超期报警计划(人工报警、自动报警)、翻转管理、出厂批次管理、喷涂管理(喷涂期限报警、制定喷涂出库计划)、联机管理、初始化库存、调入计划(增加,删除,打印调入单,手动入库功能)、调出计划(根据航材调拨单文号下发的调出航材,做出库计划的管理模块)、生成回执(显示联机处理后的数据,修改实发数、货位状态、填写装箱号)、报废计划(对不再使用的航材提出报废计划的业务模块)、报废审批(对已经提交的报废航材信息进行核实审批)、更正计划(对需要修改的库存航材信息进行调整)、更正实施等。

(2)自动化立体仓库

图4 自动化立体仓库

如图4所示,该自动化立体仓库用于存储客户的大件木箱及铁箱所装的航材,仓库布置7个巷道、7台堆垛机、货位数量3392个,采用RFID识别技术,并通过装卸、转接输送机,以及悬臂吊、RGV、传输线、堆垛机、转轨小车等设备,实现航材的自动存取。

立体仓库管理信息系统,是基于现代计算机信息管理理论和控制理论,结合企业物流信息开发研制而成。对于自动化立体仓库而言是独立的,但对一个企业来说,又是企业管理信息系统的一个子系统。它不仅对信息流进行管理,也对物流进行管理和控制,集信息流与物流管理于一体,是企业现代化仓储物流和信息流管理的中心。

海航立体库管理系统主要包括计划管理软件、库存管理软件、作业管理软件、监控软件、系统调度软件、通讯管理、通信模块。这些系统相互独立通过有效的集成在一起完成整个中心的全部工作。

(3)水平回转库

图5 水平回转库

如图5,水平回转库适用于仓库高度有限、地面面积较大的仓库,该案例选用的水平回转库高度2米,以存放客户的小件且有包装、体积小、重量较轻的航材,该案例仓库货位7872个,并采用条码识别技术进行航材管理。

水平回转库是一种典型的航材自动存取装备,存储航材的货位装置可在水平封闭的轨迹上运行,使所需航材到达指定位置,实现“货到人”的操作理念,可在降低操作人员劳动强度、提高作业效率、降低拣货差错率等方面满足用户物流系统性能日益增长的需要。

(4)垂直回转库

图6 垂直回转库

如图6所示,该仓库案例选用垂直回转库高度8米,同时采用76台垂直回转库,同样用以存放客户的小件有包装、体积小、重量较轻的航材,采用条码识别技术进行航材管理。与水平回转库的工作原理类似,是一种典型的航材自动存取装备,存储航材的货位装置可在垂直封闭的轨迹上运行,使所需航材到达指定位置,实现“货到人”的操作理念,可在降低操作人员劳动强度、提高作业效率、降低拣货差错率等方面满足用户物流系统性能日益增长的需要。与水平回转库不同的是,垂直回转库单台占地面积小、高度较高,可根据用户定制,适用于仓库高度较高,但地面面积较小的仓库使用。该案例仓库货位数量为50000个。

(5)电动密集库

图7 电动密集库

如图7所示,电动密集库具有自动化程度较高、存储量大、现代化管理、占地面积小、节省人力资源、提高工作效率等特点,适用于高度有限的仓库。它既有自动化立体仓库的存储量大、自动化程度高等优势,又兼具了组合货架的低成本特性,是一种性价比较高的产品,用于存放各类装备用件的存储及管理,如各种成品件、零件、板材、元器件、工具、档案资料等航材。主要集手动、电动、电脑控制功能于一体,功能集成,但三种操作方式各自独立,互不影响。该案例仓库货位数量为1632个。

(6)电子标签显示库

图8 电子标签显示库

如图8所示,本系统是为了油封车间仓库可及时准确拣选出相应航材;同时,即便因部队新旧兵更替造成新兵对于航材不熟悉,也能保证新兵能够从容、快速地拣选出航材。该系统可提高仓库管理、拣货效率及拣货准确率,实现航材从入库、出库、盘点,以及全过程信息跟踪;

仓库分两排货架,每排货架由5节单元组成,每个单元分6层、5列,总货位数量300个。

①货架数字标签显示形式

a.正常拣货为红色指示灯亮;

b.入库为黄色指示灯亮;

c.盘点时绿色指示灯亮;

d.显示标签为五位数字;

e.盘点时,五位数都代表本货位库存数量。

②无线拣货小车系统

无线拣选小车系统,通过无线设备随时接受上位机发来的出入库指令,通过电子标签控制系统对于货架标签以及小车标签进行控制。

小车两侧有不同的用处,一面为9个航材盒,用来拣选航材;另一面货架,用来装入库航材,临时放的航材或工具;小车上具有打印机、条码扫描器、带触摸屏显示屏、无线控制器、可充电电池等。

2.航材自动化仓库管控系统概述

洛阳航材库信息管控系统是以洛阳某部航材库的仓库管理模式为模型,为了更加现代化、信息化、自动化的管理仓库航材,根据多方面实际调研,根据实际工作需要开发的一套适用于海航航材管理的适用性较强的仓库管理系统。

系统大体上可以分为九大模块,即:基本信息维护、仓库收发管理、战备航材管理、帐目管理、数据汇总、二维条码管理、数据库双机热备份管理、自动化设备动态监控管理及系统信息维护。以下分别介绍各部分的内容。

(1)数据字典维护。数据字典维护主要是对系统中所用的,如:所要管理的航材信息,接收单位的信息、运输方式、生产厂商及货位信息维护等进行维护。这些基本信息是进行仓库管理即出入库的基础,所以这部分信息的准确性尤为重要。

(2)仓库出入库管理。其主要内容包括:航材调入计划、航材调出计划、出库管理、生成回执、处理回执、航材报废计划、航材报废管理、油封计划查询、建立更正计划、批准实施更正等。仓库出入库管理模块为本系统的主体内容,是本系统中使用最频繁,也是最重要的模块。

(3)账目管理。账目管理主要是对日常往来账目的查询及更正计划的申请及实施。日常往来账目主要包括入库流水账、出库流水账、库存账、更正凭证及报废凭证的查询等,是日常工作结束后,统计账目的好助手。

(4)数据汇总。数据汇总主要是指分类的或阶段性的统计报表。依据常用的统计条件及用户自定义的期限,系统自动统计出符合条件的记录,并生成报表供用户阅览及打印。主要包括航材调入综合统计、航材调出综合统计、航材按去向调出统计、航材按去向调入调出统计、航材按发运方式统计、航材按生产厂家统计、航材按计价调入统计、航材按计价调出统计、航材按计价统计等。

(5)战备航材管理。包括战套概况、战套清单、战备航材入库、战备航材出库、战备航材调整。

(6)二维条码管理。包括条码打印、条码恢复、条码修改。

(7)数据库双机热备份管理。对数据库里的数据提供实时的热备份,防止数据丢失。

(8)自动化设备动态实时监控管理。实时监控自动化设备的状态返回给监控室,便于管理员实时控制设备。

(9)系统维护。主要是对系统运行的一些必要的信息进行设置。如用户的基本信息维护、密码及权限管理、系统数据的导入和导出,通讯端口设置、数据源设置、打印机设置及日志维护等。它与系统是否能够正常运行有着密切关系,建议一般用户不要使用此操作,由系统管理员统一使用为佳。

四、航材自动化仓库应用的效果及建议

1.自动化仓库应用效果

对于高层管理者可随时掌握物资状态,随时查看现场流转发货状态及航材位置、数量,随时跟踪航材情况,为航材有效管理及成本核算打好基础。

对于仓库管理者可实时掌握准确的库存变化,对保证航材充足供应时刻做好准备。

对于操作者可避免人为操作的各种错误。由原来的手工上账、手工下帐变更为扫描上账、计算机自动下账。在计算机系统的指挥下,可以准确快速完成保管及流转发货需要。

2.航材仓库自动化建设经验与建议

航材仓库自动化建设是一个复杂的系统工程,需要各级航材部门和科研人员长期不懈努力,业务管部门针对新情况下的航材报关也制定了相应管理规定。通过一段时间的系统应用,我们总结出当前军队航材仓库自动化建设应注重把握以下几点:

(1)改变传统观念,跟上时代步伐

在科学技术飞速发展的今天,计算机技术已是必须熟练掌握的技能之一。但目前相当一部分仓库工作者,思想观念还比较陈旧,跟不上时代发展的步伐。这种观念已成为仓库自动化发展的障碍,必须加以改变。我们通过不定期针对业务处及保管队干部进行有目的的培训,基本使管理干部的现代化管理观念大幅提升。

(2)对仓库自动化建设要加强管理,制定出切实可行的发展规划和标准

对软件的研制和开发要统一计划,建立覆盖整个航材工作的仓库自动化管理系统,防止条块分割、各自为战,均不能形成信息孤岛,并统一了业务管理标准和数据规范。在软件实施过程中,要重点考虑以下几点:

先进性:尽量采用先进成熟的技术手段,跟上技术发展步伐。

实用性:要结合部队航材仓库的实际情况,考虑未来发展的需要,便于改造、扩充和操作使用。

可靠性:信息系统工作要安全可靠,保证设备运转正常。

经济性:强调先进性的同时,要考虑经济性,注意经济实用,不要盲目最求“高、精、尖”。

标准化:硬件要注意系列化、标准化和兼容性。

保密性:针对信息化系统的软件硬件,从设计之初,我们就在上级单位的保密要求下,制定了更严格的保密措施。

(3)加强人才培养,保留技术骨干

随着计算机技术的发展,仓库计算机人才匮乏日渐突出,保管队员仅靠正常的分配补充,很难满足仓库需要。因此,要进一步加强系统管理人才及计算机人才的在职培训,广开培养渠道,同时要注意现有人才的利用和保留,保证人才不断档。