劉寶來

（北京公共交通控股（集團）有限公司， 北京100161）

0 引言

近年來隨著城市化進程的加快， 城市規(guī)模的擴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。 北京公交集團通過加強信息化建設(shè)，建立了較為完善的企業(yè)ERP 系統(tǒng)，實現(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。 同時由于公交運營時間長及故障發(fā)生的不確定性， 夜間及節(jié)假日領(lǐng)料時有發(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，而不具備庫存盤點能力的偏遠(yuǎn)場站由物資中心按月計劃直接下發(fā)物料。 復(fù)雜多樣的維修材料通過人工進行匯總審批，數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和實時性較低， 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”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”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， 完全可以實現(xiàn)全方位無人值守的數(shù)字化管理。

2 項目實施面臨的挑戰(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)用項目的實施具有重要的意義和較強的可行性。在項目的實施過程中，面臨的挑戰(zhàn)主要有以下三點：

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)為滿足實際生產(chǎn)管理需求的同時，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，允許臨時的、不合規(guī)的領(lǐng)用，但本項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、滿足實際生產(chǎn)管理需求的流程，進而通過現(xiàn)代技術(shù)切實地提升管理質(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

在集團信息平臺中完善材料管理模塊的的建設(shè)，同時還要完成各設(shè)備與信息平臺的數(shù)據(jù)對接。 本項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際維修材料之間的數(shù)據(jù)對接， 實現(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、異常上報功能與維護更新功能等。

同時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、自動補料功能、自動退料功能、自動舊料回收功能、人工盤點功能等。

（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、時間及剩余庫存等數(shù)據(jù)。

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

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值的廢棄零件），系統(tǒng)記錄回收舊料、人員和時間。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）人工盤點功能：定期人工盤點物料庫存，確保庫存與記錄一致。 如圖2（d），通過系統(tǒng)的盤點訂單，管理人員可以刷卡啟動人工盤點功能， 打開設(shè)備逐柜清點存量物料，與平臺庫存數(shù)量進行比對盤點。

本項目的智能物料柜通過軟硬件切合實際生產(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，通過改進管理思路來推進目標(biāo)實現(xiàn)。 例如，面對大型、異型零件的存取和計數(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，并進行人工輔助計數(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)上的實現(xiàn)難度，進而實現(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

本項目此次主要面對的是小型公交場站， 一個車隊僅有幾十臺車輛，而未來面對大型場站車間，其承修范圍可達上千臺車輛， 維修物料的管理往往需要大型庫房來實現(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)實現(xiàn)對物料的自動識別， 通過光電傳感器及計重盤來對物料進行區(qū)分和計數(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)， 對公交材料進行智能化、數(shù)字化的管理，來提升管理質(zhì)量，達到“減員增效”的目標(biāo)，增加企業(yè)管理的經(jīng)濟效益和社會效益，推動材料管理領(lǐng)域的發(fā)展與進步。 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。