文/蔣鑫強，徐煒，蔡美瑩·珠海格力電器股份有限公司香洲分公司

科學的生產(chǎn)管理是制造系統(tǒng)合理利用資源、提高生產(chǎn)效率的重要手段，這主要包括兩方面內(nèi)容，生產(chǎn)的計劃管理和庫存管理，其中庫存管理的好壞對企業(yè)的影響越來越大。隨著市場競爭的日益激烈，降低存貨成本仍有較大空間，所以降低存貨成本已經(jīng)逐漸成為企業(yè)的“第三利潤源泉”。

目前格力珠海鈑金噴涂廠成品零件物料進庫接收、出庫分揀，涉及零件種類1000 多種/月，零件數(shù)量1450 萬件/月，全部通過叉車入庫，人工掃描進賬、人工按計劃分揀出庫，庫房耗人多、勞動強度大、物料難歸類、賬務管理難度大，同時又因賬務不清，導致分揀配送不及時、計劃調(diào)整的每月有15 單左右，導致外部停產(chǎn)停線的每月有1 單左右。

為解決庫存管理不高效造成的一系列問題，格力珠海鈑金噴涂廠急需采取智能化、信息化、自動化的倉儲管理措施以提高物流存儲效率，減少庫存及倉庫作業(yè)人員。

智能倉儲系統(tǒng)介紹

針對庫存區(qū)采用全人工作業(yè)方式，智能化自動化程度低，叉車作業(yè)多影響通道通行，空間利用率低，產(chǎn)品出入庫記錄、庫存查詢、盤點等作業(yè)效率低，管理成本高等一系列問題，格力珠海鈑金噴涂廠選擇采用以立體倉庫為媒介的智能化物流體系。

在硬件方面，采用4 層的大型倉儲立體庫，最大化利用倉庫垂直空間，進行多庫位、多種類工裝籠的存儲。立體倉庫主要由2248 個庫位、6 臺巷道堆垛機、12 臺穿梭車、2 臺取料RGV 自動引導車、16 個托盤自動堆垛機、8 個出庫口報警裝置、WMS(倉庫管理系統(tǒng))、WCS(倉庫控制系統(tǒng))以及其他輔助設備(托盤、貨架、條碼掃描器等)組成(圖1)。其中采用兩種貨架類型的組合方式1800mm×1800mm、1500mm×1100mm，以適配不同規(guī)格的工裝，并采取“批量緩沖+小多高緩沖”倉庫方案，滿足大批量物料在庫緩存和小批量多品種物料在庫緩存，保證先進先出，防止物料長時間呆滯。

圖1 智能立體庫總體方案布局圖

在軟件方面，通過WMS、WCS、ERP 系統(tǒng)，實現(xiàn)高密度自動化存儲與倉儲數(shù)據(jù)交互。開發(fā)WMS、WCS、ERP、MES 集成信息化管理系統(tǒng)，實現(xiàn)實時倉儲數(shù)據(jù)與需求數(shù)據(jù)互通，新增呆料預警、出庫異常預警、一鍵出庫功能，實現(xiàn)沖壓件成品零件智能化倉儲管理，提高倉儲物流效率，減少倉管崗位不必要的數(shù)據(jù)搬運工作，減少庫存及倉庫作業(yè)人員。

以智能立體倉庫為主體解決倉儲問題

傳統(tǒng)物流倉儲存在的問題及解決方案

傳統(tǒng)的倉儲管理方式都是用手工方式，記錄信息復雜、效率低、易出錯，還易出現(xiàn)人力資源浪費、管理維護成本高等情況，進而造成了很難保證收貨、驗收及發(fā)貨的準確性，從而產(chǎn)生庫存，延遲交貨，進一步增加成本等問題。而且傳統(tǒng)管理方式也不能及時將數(shù)據(jù)反饋給管理者，導致管理者對倉庫作業(yè)現(xiàn)場情況不了解，對庫存信息實際情況不清楚，無法及時、準確、科學地作出決策。因此采用WCS 與WMS 系統(tǒng)實現(xiàn)倉儲物流信息化。

通過使用WCS、WMS 系統(tǒng)對設備全部的運行過程控制、實時監(jiān)視以及物流信息管理與跟蹤，實現(xiàn)零件自動出入庫、倉儲信息自動存檔。對接MES、WCS 系統(tǒng)，以WMS 為中央指導系統(tǒng)，零件入庫時，以工裝籠為載體，對籠上零件訂單碼進行信息掃描，確定物料性質(zhì)，如屬直發(fā)性質(zhì)物料則直接放置直發(fā)通道發(fā)送出庫，如屬入庫物料則通過放置入庫號并通過堆垛機與穿梭車準確送至立庫貨位中，同步進行該貨位的倉儲數(shù)據(jù)存檔，后續(xù)如需出庫則選擇該貨位物料直接出庫，整個出入庫過程、零件出入庫信息，都將由WCS 系統(tǒng)自動接收傳遞到公司MES 中實現(xiàn)生產(chǎn)物料倉儲數(shù)據(jù)更新，如圖2 所示。

圖2 智能立體庫現(xiàn)場示意圖

貨物出庫過程中存在的問題及解決方案

智能立體倉儲投入使用早期，物料出庫流程由出貨口發(fā)料揀選員核對需求數(shù)據(jù)后，手打物料編碼以及出貨數(shù)量并通過微信發(fā)送給入庫口的倉管員，倉管員再通過手打物料編碼與出庫數(shù)量進行物料查詢與出庫操作，整個過程出現(xiàn)重復性的數(shù)據(jù)搬運工作，降低了發(fā)料揀選員與倉管員的工作效率。同時貨物出庫過程中，若遇堆垛機、穿梭車作業(yè)異常等問題，僅能通過WMS 系統(tǒng)操作頁面以及走到相應堆垛機巷道口查看才能發(fā)現(xiàn)，導致倉管員無法及時處理問題，影響后續(xù)物料出入庫作業(yè)效率。因此，為解決該類低效問題，開發(fā)WMS、WCS、ERP、MES 集成信息化管理系統(tǒng)，實現(xiàn)一鍵出庫、出庫異常預警功能，解決上述問題。

一鍵出庫操作功能(圖3)通過將ERP 系統(tǒng)與WMS 系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)對接，WMS 系統(tǒng)獲取ERP 較為實時的需求計劃，由出貨口發(fā)貨揀選人員直接在系統(tǒng)頁面中進行日期時區(qū)查詢，系統(tǒng)自動生成需求計劃清單+庫存數(shù)據(jù)+缺料數(shù)據(jù)的報表，每行需求數(shù)據(jù)都有對應的一鍵出庫功能選項，選擇一鍵出庫功能后，系統(tǒng)自動選定對應物料進行物料自動出庫，取消發(fā)料揀選人員與發(fā)料員之間頻繁的手打數(shù)據(jù)等重復性數(shù)據(jù)搬運工作。

圖3 一鍵出庫實現(xiàn)邏輯圖

出庫預警功能通過對立庫出庫任務時間預警，對正在運行的出庫任務運行時間與待運行的出庫任務運行時間兩個維度進行實時監(jiān)控，達到減少設備異常運行時間與緊急提醒的功能，如圖4 所示。在智能立庫根據(jù)任務出庫時，系統(tǒng)對所有正在運行的出庫任務訂單進行自動倒計時，判斷正在進行訂單的運行時間是否超過20 分鐘，若沒有，則訂單結(jié)束進入下一訂單。若超過20 分鐘，則進行出庫任務運行異常預警。同時，也會對待運行的出庫任務進行運行時間倒計時預警，當距離運行倒計時為3h、2h、1h 時(一般物料需提前出庫4h)，會自動計算該出庫任務距離對應生產(chǎn)訂單的需求時間，與出庫任務運行時間一同進行預警。所有預警信息都將通過G 平臺生成對應訂單出庫預警數(shù)據(jù)表，發(fā)送給生產(chǎn)計劃員、物流班組人員。讓相關(guān)人員盡快進行異常解決，提升立庫出庫效率，保障訂單需求按時完成。

圖4 出庫預警功能實現(xiàn)邏輯圖

除去立庫運行中的出貨異常問題外，立庫出貨口也存在物料出貨但不能及時被發(fā)現(xiàn)取下的異常問題。貨物出貨時根據(jù)系統(tǒng)指令實現(xiàn)物料自動出庫，通過取料RGV 的二次輸送，實現(xiàn)物料送至8 個出庫平臺中的任意一個平臺，但存在貨物到達出貨口后，因出貨口橫跨距離過長、出貨口周邊物料堆疊與出貨口較多問題，導致叉車司機難以兼顧8 個出貨口的實時情況，未能將貨物及時取下，造成后續(xù)出貨流程堵塞。因此設置出貨口提示報警燈，在每個出貨口最頂端設置鳴笛報警燈，通過出貨口來料信號傳遞進行鳴笛報警提示，提醒叉車司機及時將物料取出，以免占用出貨口妨礙后續(xù)其他零件出庫。

庫位堵塞與呆料消耗問題及解決方案

采用不同庫位設計及呆料預警方案：由于傳統(tǒng)倉庫物料難歸類、賬務不清等因素導致存在呆料沒有及時處理，降低庫存周轉(zhuǎn)率，占用場地造成庫存浪費。因此智能立體倉庫采用“批量緩沖+小多高緩沖”的立體倉庫結(jié)構(gòu)設計及呆料預警功能對該問題進行針對性解決。

“批量緩沖”與“小多高緩沖”的區(qū)別在于庫位數(shù)量不同，“小多高緩沖”庫位設置為一到兩個庫位，貨物進出方便，放置拿取較為頻繁的貨物，可有效減少出入庫時間?！芭烤彌_”庫設置為五到六個庫位，放置數(shù)量較多、種類單一，可利用小多高緩沖庫輔助批量緩沖庫移庫，保證實現(xiàn)貨物高效率倉儲、出入庫管理。

呆料預警功能(圖5)，隸屬新開發(fā)的集成系統(tǒng)功能之一，與以往的直接進行入庫時間計算、對入庫時間進行不同范圍的顏色標記、進行呆料提醒功能不同。物料入庫后，集成系統(tǒng)將自動提取WMS 系統(tǒng)中入庫時間超過7 天的物料，同時對相同的物料編碼訂單進行查詢，再從公司生產(chǎn)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)baan6 中查詢相同編碼訂單出賬時間，將出賬時間與查詢時間進行比較，判斷7 天內(nèi)是否出過賬，如果有則將該物料定義為呆料，并結(jié)合物料編碼、訂單編碼、入庫時間、出賬時間、是否呆料等數(shù)據(jù)，生成呆料數(shù)據(jù)表通過G平臺發(fā)送至相關(guān)人員，提醒其對呆料采取相應措施，解決呆料情況。

圖5 呆料預警功能實現(xiàn)邏輯圖

智能立體倉庫工作流程

出入庫工作流程

入庫流程為先由倉管員掃描物料、工裝標識碼，叉車司機將物料送至指定入庫口，入庫口掃描工裝條碼確定信息被倉儲管理系統(tǒng)(WMS)讀入后自動進行入庫申請，由程序以“批量緩沖”與“小多高緩沖”原則自動匹配最合適庫位。之后由堆垛機通過自動尋址，將貨物存放到指定貨格，最后通過穿梭車將堆垛機上的物料運送至指定庫位完成入庫。出庫時先由發(fā)料員確認物料需求數(shù)據(jù)與庫存數(shù)據(jù)，點擊一鍵出庫，堆垛機與穿梭車配合將貨物放置到待出貨口，由RGV 將物料取至各個出貨口，待叉車司機將貨物取下即完成出庫。

庫內(nèi)搬運流程

主要通過穿梭車配合堆垛機實現(xiàn)貨物的庫內(nèi)搬運實現(xiàn)全自動化倉儲作業(yè)。穿梭車搭載可充電電池，利用提升平板和定位傳感器，沿著貨架巷道內(nèi)的軌道運行，將貨物從入口處運送到貨位或者從貨位取出貨物，存取貨物都可以很方便地通過WMS 系統(tǒng)控制。貨物的存取方式遵循先進先出原則。同時穿梭車具備低電量和閑時自動充電功能，間接提高項目效率，減少工作時間的無價值運行。

堆垛機作業(yè)流程

堆垛機由行走電機通過驅(qū)動軸帶動車輪在下導軌上做水平行走，由提升電機通過鋼絲繩帶動載貨臺做垂直升降運動，由載貨臺上的貨叉做伸縮運動。通過上述三維運動可將指定貨位的貨物取出或?qū)⒇浳锼腿胫付ㄘ浳?。行走認址器用于測量堆垛機水平行走位置；提升認址器用于控制載貨臺升降位置；貨叉方向使用接近開關(guān)定位。通過光電識別，以及光通訊信號的轉(zhuǎn)化，實現(xiàn)計算機控制，也可實現(xiàn)堆垛機控制柜的手動和半自動控制。同時采用優(yōu)化的調(diào)速方法，減少堆垛機減速及停機時的沖擊，大大縮短堆垛機的起動、停止的緩沖距離，提高了堆垛機的運行效率。

項目成果及收益

直接經(jīng)濟效益

實現(xiàn)沖壓件成品零件信息化倉儲管理，提高物料物流效率,減少庫存及倉庫作業(yè)人員；減少年度沖壓賬務相符率差異成本，減少因庫房新舊制品混料、閑置導致材料、加工成本損失；每天減少途中運送264次，減少叉車途中叉運時間1320 分鐘，合計成本節(jié)約每年逾百萬元。

間接經(jīng)濟效益

兩臺穿梭車獨立進行物料搬取，減少堆垛機等待時間，單貨道出入庫效率提升47%，實現(xiàn)長寬高各2米、重量1 噸的大型成品物料出入庫效率提升至25籠/小時。

通過一鍵入庫功能，減少發(fā)料員和倉管員重復性數(shù)據(jù)搬運工作，提升物料下發(fā)出庫任務效率90%，減少倉管員工作項，減少15%工作量。

通過出庫預警與出貨口報警功能，減少設備訂單運行異常時間40%，提升出貨口下料效率30%。

呆料預警功能，加快對呆廢料迅速處理，便于盤點及稽核作業(yè)進行，呆料下降15%。

結(jié)束語

我們始終踐行著建設具有格力特色的精益制造系統(tǒng)，以生產(chǎn)技術(shù)創(chuàng)新以及物流技術(shù)創(chuàng)新為支柱，實現(xiàn)效益管理、效率管理的雙提升。在生產(chǎn)制造過程中，物流環(huán)節(jié)的技術(shù)水平落后將產(chǎn)生不可估量的不增值作業(yè)浪費點，成為企業(yè)效益、效率提升的瓶頸，建設智能倉儲系統(tǒng)將是重要一環(huán)。格力智能倉儲系統(tǒng)通過信息智能獲取、智能傳遞、智能處理、智能運用，重點解決物流作業(yè)中的運籌與決策。同時公司裝備已涉及汽車新能源、機械制造、電力電工、食品冷鏈等行業(yè)，為中國制造業(yè)的升級添磚加瓦。