王淑艷，趙斐，周 亮，郭 麗 ，蘇志杰

WANG Shu-yan1, ZHAO Fei1, ZHOU Liang1, GUO Li2, SU Zhi-jie2

（1.中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院，北京 100076；2.北京機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化研究所，北京 100120）

0 引言

隨著航天事業(yè)的發(fā)展，物流環(huán)節(jié)為設(shè)備裝配提供有力保障，其作用變得越來(lái)越重要。自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)具有節(jié)約用地、減輕勞動(dòng)強(qiáng)度、高倉(cāng)儲(chǔ)自動(dòng)化水平及管理水平、降低儲(chǔ)運(yùn)損耗、提高物流效率等優(yōu)點(diǎn)。通過(guò)在航天一院物流中心特裝物資庫(kù)房?jī)?nèi)建設(shè)集進(jìn)貨、存儲(chǔ)、分揀、配送為一體的高效率的經(jīng)濟(jì)實(shí)用的特裝物資自動(dòng)化立體存儲(chǔ)系統(tǒng)，提高了倉(cāng)庫(kù)存儲(chǔ)量和作業(yè)效率，滿足院“十二五”期間及未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)因高密度發(fā)射及武器型號(hào)批產(chǎn)帶來(lái)的型號(hào)產(chǎn)品出廠齊套業(yè)務(wù)量增長(zhǎng)的需要和倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)無(wú)紙化的要求，并實(shí)現(xiàn)倉(cāng)庫(kù)內(nèi)WMS與ERP系統(tǒng)無(wú)縫連接。

1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)描述

航天一院物流中心特裝庫(kù)倉(cāng)儲(chǔ)工程項(xiàng)目是建設(shè)在特裝庫(kù)物資庫(kù)房?jī)?nèi)，以自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)為核心，通過(guò)庫(kù)房?jī)?nèi)平置區(qū)域和出入口區(qū)域內(nèi)配套設(shè)備輔助，配以高效的信息管理系統(tǒng)，將特裝物資庫(kù)房型號(hào)產(chǎn)品出廠齊套、物資存儲(chǔ)發(fā)放和物資管理融為一體，其系統(tǒng)布局圖如圖1所示。

特裝物資立體庫(kù)房由三部分組成，分別是：立體庫(kù)區(qū)、產(chǎn)品擺放區(qū)、出入庫(kù)作業(yè)區(qū)。物資到貨或出廠齊套任務(wù)時(shí)根據(jù)客戶的需求、產(chǎn)品的規(guī)格和任務(wù)的時(shí)間在產(chǎn)品擺放區(qū)域進(jìn)行暫時(shí)存放，根據(jù)信息系統(tǒng)發(fā)送的出入庫(kù)指令將需上立體倉(cāng)庫(kù)的物資在配載區(qū)貨架的區(qū)域進(jìn)行整理，在配載區(qū)域進(jìn)行組盤，通過(guò)出入庫(kù)輸送系統(tǒng)設(shè)備將物資送至立體貨架區(qū)域，通過(guò)堆垛機(jī)送入立體庫(kù)的具體貨位。圖中輸送系統(tǒng)由穿梭車和輸送機(jī)等設(shè)備組成。存儲(chǔ)單元有兩種規(guī)格尺寸，分為大托盤存儲(chǔ)單元和普通托盤存儲(chǔ)單元。

特裝庫(kù)內(nèi)存儲(chǔ)物資全部航天一院型號(hào)產(chǎn)品，產(chǎn)品型號(hào)繁多，物資種類多樣。產(chǎn)品型號(hào)配套、交裝工作中一個(gè)型號(hào)的交裝任務(wù)可能涉及到的產(chǎn)品多達(dá)幾千項(xiàng)，產(chǎn)品涉及十多個(gè)單位，任務(wù)時(shí)間有限，流程復(fù)雜。并且多型號(hào)任務(wù)下達(dá)時(shí)，需要在庫(kù)房同時(shí)開(kāi)展，所以對(duì)物資管理的準(zhǔn)確性和物資集中發(fā)放的效率要求極高。

整套物流系統(tǒng)設(shè)備繁多，主要有：立體貨架系統(tǒng)100米長(zhǎng)，高19米共計(jì)四個(gè)巷道，提供5084個(gè)貨位，額定載荷5740噸；4臺(tái)堆垛機(jī)、2臺(tái)穿梭車、45臺(tái)輸送機(jī)、17臺(tái)移載臺(tái)、2臺(tái)尺寸檢測(cè)臺(tái)、2臺(tái)重量檢測(cè)臺(tái)、6個(gè)出入口工作臺(tái)、紅外通訊、條碼識(shí)別系統(tǒng)、設(shè)備控制系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)監(jiān)控等設(shè)備和系統(tǒng)構(gòu)成。物流系統(tǒng)設(shè)備通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線控制方式進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)，堆垛機(jī)和穿梭車采用紅外通訊方式。

圖1 自動(dòng)化物流系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2 自動(dòng)化物流系統(tǒng)流程描述

該物流系統(tǒng)以自動(dòng)化立體庫(kù)為核心，以滿足軍品物資倉(cāng)儲(chǔ)和交裝的業(yè)務(wù)需求。該自動(dòng)化物流管理系統(tǒng)主要包括倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)（WMS）、立體倉(cāng)庫(kù)控制管理系統(tǒng)（WCS）。WMS系統(tǒng)與WCS系統(tǒng)數(shù)據(jù)接口采用webservice方式，webservice的主要優(yōu)點(diǎn)是跨平臺(tái)的可互操作性以及跨防火墻的通信。自動(dòng)化立體庫(kù)內(nèi)的作業(yè)流程主要包括兩種：入庫(kù)流程和作業(yè)流程，所有流程都是信息流和實(shí)物流的結(jié)合。

1）入庫(kù)流程：入庫(kù)時(shí)，作業(yè)人員在WMS系統(tǒng)中錄入入庫(kù)單，輸入產(chǎn)品的批次屬性和數(shù)量等信息，打印產(chǎn)品標(biāo)簽，貼產(chǎn)品標(biāo)簽，收貨；收貨后，進(jìn)行組盤操作，將產(chǎn)品信息綁定到托盤；完成組盤后，WMS系統(tǒng)根據(jù)存儲(chǔ)策略給托盤分配立庫(kù)庫(kù)位，通過(guò)系統(tǒng)接口下發(fā)入庫(kù)任務(wù)到WCS系統(tǒng)。

圖2 入庫(kù)口稱重及尺寸檢測(cè)圖

入庫(kù)物理流程圖如圖2所示。作業(yè)人員通過(guò)叉車將托盤送至立庫(kù)整盤入庫(kù)口，出入庫(kù)輸送系統(tǒng)通過(guò)條碼識(shí)別系統(tǒng)讀取托盤號(hào)，獲得入庫(kù)任務(wù)列表中對(duì)應(yīng)入庫(kù)任務(wù)，然后通過(guò)尺寸檢測(cè)裝置和稱重裝置，當(dāng)無(wú)任務(wù)或超重或超尺寸時(shí)將托盤通過(guò)穿梭車送至托盤整理口，同時(shí)在條屏上顯示原因。正常情況下托盤根據(jù)入庫(kù)任務(wù)的地址輸送至相應(yīng)巷道口，堆垛機(jī)叉取托盤后，讀取托盤條碼，將托盤入庫(kù)到分配的庫(kù)位，反饋WCS作業(yè)完成；WCS系統(tǒng)通過(guò)系統(tǒng)接口反饋WMS入庫(kù)任務(wù)完成，WMS系統(tǒng)記錄托盤號(hào)、入庫(kù)庫(kù)位、入庫(kù)時(shí)間等入庫(kù)流水信息。此時(shí)，物流和信息流同時(shí)進(jìn)入庫(kù)存，完成物流和信息流的交匯。

出庫(kù)流程：出庫(kù)時(shí)，作業(yè)人員在WMS系統(tǒng)中錄入出庫(kù)單，輸入出庫(kù)產(chǎn)品批次屬性和數(shù)量等信息；完成出庫(kù)單后，進(jìn)行庫(kù)存分配操作，WMS自動(dòng)計(jì)算由庫(kù)存中哪個(gè)庫(kù)位產(chǎn)品去匹配出庫(kù)單產(chǎn)品；分配成功后，生成出庫(kù)任務(wù)，通過(guò)系統(tǒng)接口下發(fā)WCS系統(tǒng)；WCS系統(tǒng)下發(fā)作業(yè)任務(wù)到堆垛機(jī)，堆垛機(jī)進(jìn)行出庫(kù)作業(yè)。RGV調(diào)度系統(tǒng)根據(jù)出庫(kù)口是否空閑控制穿梭車將托盤送至空閑出庫(kù)口；作業(yè)人員通過(guò)出入庫(kù)終端設(shè)備完成出庫(kù)產(chǎn)品的揀貨和出庫(kù)確認(rèn)，完成出庫(kù)，WMS系統(tǒng)記錄出庫(kù)產(chǎn)品、數(shù)量、時(shí)間、操作人員等出庫(kù)流水作業(yè)信息，如圖3所示。

圖3 入出庫(kù)終端顯示圖

通過(guò)整個(gè)出入庫(kù)流程可以看出，WMS系統(tǒng)是所有出入庫(kù)作業(yè)的發(fā)起者，WCS系統(tǒng)是執(zhí)行機(jī)構(gòu)。分配庫(kù)位和出庫(kù)庫(kù)存分配都由WMS系統(tǒng)完成，WMS系統(tǒng)通過(guò)系統(tǒng)接口將出入庫(kù)任務(wù)下發(fā)WCS系統(tǒng)，設(shè)備在WCS系統(tǒng)的調(diào)度下完成出入庫(kù)作業(yè)，并通過(guò)WCS系統(tǒng)將作業(yè)完成情況反饋WMS系統(tǒng)以實(shí)時(shí)記錄作業(yè)的完成情況。

3 結(jié)束語(yǔ)

特裝庫(kù)倉(cāng)儲(chǔ)工程于2010年11月完成招標(biāo)工作，由北京機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化研究所承建，2011年3月正式開(kāi)工建設(shè)，2012年12月完成主體設(shè)備的安裝及調(diào)試工作，目前本項(xiàng)目進(jìn)入試運(yùn)行狀態(tài)。 通過(guò)在特裝物資庫(kù)房?jī)?nèi)建設(shè)集進(jìn)貨、存儲(chǔ)、分揀、配送為一體的高效率的經(jīng)濟(jì)實(shí)用的特裝物資自動(dòng)化立體存儲(chǔ)系統(tǒng)，一方面，提升了倉(cāng)庫(kù)的倉(cāng)儲(chǔ)能力；另一方面，通過(guò)系統(tǒng)指導(dǎo)人員作業(yè)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)的全過(guò)程管理，有效的提升了倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)效率；另外，通過(guò)系統(tǒng)對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)產(chǎn)品的全生命周期進(jìn)行管理，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品信息的可追溯性。

特裝庫(kù)倉(cāng)儲(chǔ)工程的運(yùn)行，很好地滿足了院“十二五”期間及未來(lái)一段時(shí)間內(nèi)因高密度發(fā)射及武器型號(hào)批產(chǎn)帶來(lái)的型號(hào)產(chǎn)品出廠齊套業(yè)務(wù)量增長(zhǎng)的需要，全面提升了院齊套任務(wù)的準(zhǔn)確率和效率。

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