董義平 維達(dá)國際控股有限公司

生活用紙自動(dòng)化倉儲(chǔ)物流系統(tǒng)的應(yīng)用

Application of Automatic Warehousing Logistics System

董義平 維達(dá)國際控股有限公司

編者按：在2015年5月25—26日舉辦的深圳生活用紙年會(huì)國際研討會(huì)上，維達(dá)國際的技術(shù)總裁董義平向大家介紹了自動(dòng)化倉儲(chǔ)物流系統(tǒng)在生活用紙行業(yè)的應(yīng)用，對(duì)企業(yè)的自動(dòng)化建設(shè)有很強(qiáng)的借鑒意義。本期雜志特刊登其演講稿，供讀者參考。

概述

自動(dòng)化倉儲(chǔ)物流系統(tǒng)（Automated Storage and Retrieval System）起源于第二次世界大戰(zhàn)之后，立體倉庫的出現(xiàn)是當(dāng)時(shí)生產(chǎn)和技術(shù)發(fā)展的結(jié)果。到了20世紀(jì)60年代初，自動(dòng)化立體倉庫在美國和歐洲迅猛發(fā)展，并形成專門的學(xué)科。

隨著現(xiàn)代管理學(xué)的發(fā)展，運(yùn)營管理和供應(yīng)鏈管理在現(xiàn)代化企業(yè)中得以普遍運(yùn)用。與此同時(shí)計(jì)算機(jī)及信息技術(shù)和通訊技術(shù)的飛速發(fā)展，使得自動(dòng)化倉儲(chǔ)物流系統(tǒng)同企業(yè)ERP系統(tǒng)緊密相連，已成為CIMS（Computer Integrated Manufacturing Systems，計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)）必不可少的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

在當(dāng)前全球經(jīng)濟(jì)環(huán)境下，CIMS被賦予了新的含義，即現(xiàn)代集成制造系統(tǒng)（Contemporary Integrated Manufacturing System）。將信息技術(shù)、現(xiàn)代管理技術(shù)和制造技術(shù)相結(jié)合，并應(yīng)用于企業(yè)全生命周期各個(gè)階段，通過信息集成，過程優(yōu)化及資源優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)物流、信息流、價(jià)值流的集成和優(yōu)化運(yùn)行，達(dá)到人（組織及管理）、經(jīng)營和技術(shù)三要素的集成，從而提高企業(yè)的市場應(yīng)變能力和競爭力。

自動(dòng)化倉儲(chǔ)物流系統(tǒng)作為其中關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，對(duì)于企業(yè)未來發(fā)展的重要性和必要性由此可見。

生活用紙自動(dòng)化倉儲(chǔ)物流系統(tǒng)簡介

近幾年，中國生活用紙市場在經(jīng)濟(jì)發(fā)展、生活水平提高等因素的驅(qū)動(dòng)下快速發(fā)展。同時(shí)行業(yè)競爭也愈演愈烈。

企業(yè)管理者們已經(jīng)認(rèn)識(shí)到，傳統(tǒng)的倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)已無法適應(yīng)現(xiàn)在市場更加快速反應(yīng)的需求和企業(yè)信息化管理要求。適應(yīng)市場需求變化的反應(yīng)能力，以及提高生產(chǎn)效率和控制成本能力將大大影響企業(yè)的競爭力。

自動(dòng)化倉儲(chǔ)系統(tǒng)是由高層立體貨架、堆垛機(jī)、碼垛機(jī)器人、無人搬運(yùn)車、輸送系統(tǒng)、倉庫控制系統(tǒng)和管理系統(tǒng)及周邊配套設(shè)備等組成的自動(dòng)化系統(tǒng)。是當(dāng)代倉儲(chǔ)技術(shù)、通訊技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)與計(jì)算機(jī)技術(shù)高度集成化的產(chǎn)物。

在不斷地實(shí)踐中，自動(dòng)化倉儲(chǔ)物流系統(tǒng)在生活用紙行業(yè)內(nèi)的應(yīng)用將越來越顯示出它的優(yōu)勢(shì)。

1 、生活用紙行業(yè)自動(dòng)化倉儲(chǔ)物流系統(tǒng)典型構(gòu)成包括：

高層立體貨架系統(tǒng)

采用重力自滑式貨架（儲(chǔ)存貨物）+橫梁式貨架（儲(chǔ)存空卡板組或尾盤）；貨架在導(dǎo)軌上配有輥筒裝置，該貨架在使用時(shí)是利用了貨物的自重，所以也可以叫重力式貨架。托盤貨物用堆垛機(jī)搬運(yùn)至貨架進(jìn)貨口，利用自重，托盤從進(jìn)口自動(dòng)滑行至另一端的取貨口。重力自滑式貨架適用于先進(jìn)先出的存儲(chǔ)方式。適用批量存放且要短時(shí)間出貨的貨物?？臻g使用率可達(dá)85%。

堆垛機(jī)

堆垛機(jī)是整個(gè)自動(dòng)化立體倉庫的核心設(shè)備，通過手動(dòng)操作、半自動(dòng)操作或全自動(dòng)操作實(shí)現(xiàn)把貨物從一處搬運(yùn)到另一處。它由機(jī)架（上橫梁、下橫梁、立柱）、水平行走機(jī)構(gòu)、提升機(jī)構(gòu)、載貨臺(tái)、貨叉及電氣控制系統(tǒng)構(gòu)成。

堆垛機(jī)在貨架之間的巷道內(nèi)運(yùn)行，主要用于搬運(yùn)實(shí)托盤貨物；也可手動(dòng)揀選貨物出庫。巷道式堆垛機(jī)由起升機(jī)構(gòu)、運(yùn)行機(jī)構(gòu)、載貨臺(tái)和機(jī)架等組成。貨臺(tái)上的貨叉可以伸向巷道兩側(cè)的貨架存取實(shí)卡板。

碼垛機(jī)器人

當(dāng)產(chǎn)品進(jìn)入定位輸送機(jī)，碼垛機(jī)器人逐個(gè)可單抓（或雙抓）起產(chǎn)品并放置到托盤上。所有的碼垛方式程序均由操作人員預(yù)先輸入機(jī)器人控制部分。碼垛機(jī)器人可以對(duì)應(yīng)一條或多條產(chǎn)品線。根據(jù)不同箱型，需要采用不同的碼垛方式。

無人搬運(yùn)車

在直穿/環(huán)穿配有無人搬運(yùn)車，小車通過控制系統(tǒng)的指令，依次將貨物接送到相應(yīng)的站點(diǎn)，完成入庫/出庫。

輸送系統(tǒng)

專業(yè)輸送設(shè)備包括滾筒、鏈?zhǔn)健⑵?、無動(dòng)力式、可移動(dòng)型輸送系統(tǒng)，可適用于產(chǎn)品的輸送和分配。在不同的物流規(guī)劃中可以根據(jù)工藝布局，選用不同類型的輸送機(jī)，并應(yīng)用各種輔助裝置，使物料完成連續(xù)輸送、積放、轉(zhuǎn)向、分流、合流、提升等。配備電氣控制系統(tǒng)。

WCS倉庫控制系統(tǒng)

WCS 是倉庫控制系統(tǒng)（Warehouse Control System） 的縮寫。該系統(tǒng)是要根據(jù)每個(gè)項(xiàng)目的不同要求進(jìn)行客戶化編寫的。

簡而言之，WCS是介于WMS系統(tǒng)和PLC系統(tǒng)之間的一層管理控制系統(tǒng)。一方面，它與WMS系統(tǒng)進(jìn)行信息交互，接受WMS系統(tǒng)的指令，并將其發(fā)送給PLC系統(tǒng)，從而驅(qū)動(dòng)生產(chǎn)線產(chǎn)生相應(yīng)機(jī)械動(dòng)作。另一方面，它將PLC系統(tǒng)的狀態(tài)及數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)反映在界面上，并提供對(duì)PLC系統(tǒng)和生產(chǎn)線的手動(dòng)調(diào)試接口。

WMS倉庫管理系統(tǒng)

WMS是倉庫管理系統(tǒng)（Warehouse Management System）的縮寫。該系統(tǒng)是要根據(jù)每個(gè)項(xiàng)目的不同要求進(jìn)行客戶化編寫的。

簡而言之，倉庫管理系統(tǒng)是通過入庫業(yè)務(wù)、出庫業(yè)務(wù)、倉庫調(diào)撥、庫存調(diào)撥和虛倉管理等功能，綜合批次管理、物料對(duì)應(yīng)、庫存盤點(diǎn)、質(zhì)檢管理、虛倉管理和即時(shí)庫存管理等功能綜合運(yùn)用的管理系統(tǒng)，有效控制并跟蹤倉庫業(yè)務(wù)的物流和成本管理全過程，實(shí)現(xiàn)完善的企業(yè)倉儲(chǔ)信息管理。該系統(tǒng)可以獨(dú)立執(zhí)行庫存操作，與其他系統(tǒng)的單據(jù)和憑證等結(jié)合使用，可提供更為完整全面的企業(yè)業(yè)務(wù)流程和財(cái)務(wù)管理信息。

WMS可以與EPR、MRP、WCS等多種軟件系統(tǒng)對(duì)接，更好地提高企業(yè)管理的深度和廣度。

周邊配套設(shè)備

一般還會(huì)配有往復(fù)式和連續(xù)式輸送機(jī)，以及纏膜機(jī)、貼標(biāo)機(jī)、手持終端等設(shè)備。

2 、生活用紙行業(yè)自動(dòng)化倉儲(chǔ)物流系統(tǒng)典型流程：

生活用紙自動(dòng)化倉儲(chǔ)物流系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)

自動(dòng)化倉庫物流系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了智能化管理的功能。在不直接進(jìn)行人工參與搬送作業(yè)的情況下，通過先進(jìn)的倉儲(chǔ)物流設(shè)備在WCS及WMS系統(tǒng)管理控制下完成貨物的自動(dòng)存儲(chǔ)和取出。

它完全有別于傳統(tǒng)倉庫簡單的“靜態(tài)儲(chǔ)存”功能——倉庫僅僅是保存貨物的場所；而是一種“動(dòng)態(tài)儲(chǔ)存”——自動(dòng)化立體倉庫系統(tǒng)直接與后加工車間生產(chǎn)線相連，直接通過輸送系統(tǒng)進(jìn)入倉庫。同時(shí)可根據(jù)具體要求，非常方便地實(shí)現(xiàn)倒庫和越庫功能?？梢约磿r(shí)、快速、方便地配合生產(chǎn)和營銷的需求。

自動(dòng)化倉庫物流系統(tǒng)有別于傳統(tǒng)倉庫的特性，體現(xiàn)出的優(yōu)勢(shì)主要有以下幾方面：

1. 立體倉庫具有很高的空間利用率，大大提升了單位存儲(chǔ)量。

采用重力自滑式立體倉庫貨架系統(tǒng)，可充分利用空間。采用多層存放貨物的高架倉庫系統(tǒng)，一般高度可以達(dá)到21m左右，根據(jù)貨物高度需要可以設(shè)置不同的層間距，可以大大節(jié)約占地面積。

以單位存儲(chǔ)量為例進(jìn)行對(duì)比：采用立庫，利用率可以比平庫提高35%。即相同的存儲(chǔ)面積，立庫比平庫可多存放35%的貨物。詳見表1：

表1 立庫與平庫的單位儲(chǔ)存量對(duì)比

2. 大大降低了人力資源成本。

采用自動(dòng)化倉庫物流系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了倉庫運(yùn)作的機(jī)械化、自動(dòng)化、智能化，大大降低了對(duì)人工需求的依賴。

根據(jù)人力資源及其管理本身的特點(diǎn)，人力資源成本包括獲得成本、開發(fā)成本、使用成本、保障成本和離職成本等五大類。

由此可以看出在基層勞動(dòng)力短缺的社會(huì)狀況下，降低了對(duì)人工需求的依賴。絕不只是節(jié)省了工人工資那么簡單。

利用立庫合理地進(jìn)行管理可以大大地減少人力資本，并可以更加高效地完成工作。

相同的倉庫管理員配備，立庫相比平庫：搬運(yùn)人數(shù)減少約3/4，存儲(chǔ)量可以增大1.8倍。

詳細(xì)數(shù)據(jù)見表2：

表2 立庫與平庫的人力成本對(duì)比

3. 出入庫調(diào)度、貨位分配和堆垛機(jī)路徑優(yōu)化技術(shù)保障出入庫作業(yè)高效進(jìn)行。

近年來自動(dòng)化立體倉庫硬件設(shè)備、自動(dòng)控制和通訊技術(shù)等方面有了較快速的發(fā)展，堆垛機(jī)和搬送小車等設(shè)備自動(dòng)存取時(shí)間大大降低。同時(shí)WCS和WMS軟件系統(tǒng)更加專業(yè)化、更加穩(wěn)定可靠，作業(yè)調(diào)度優(yōu)化使物料搬運(yùn)更加高效合理。更加成熟的出入庫調(diào)度、貨位分配優(yōu)化和堆垛機(jī)路徑優(yōu)化技術(shù)，大大提升了作業(yè)效率，倉庫設(shè)備和系統(tǒng)能力得以充分發(fā)揮。

現(xiàn)代化的商品流通要求快速、準(zhǔn)確。自動(dòng)化倉庫由于采用了先進(jìn)的控制手段和作業(yè)機(jī)械，采用最快的速度，最短的距離送取貨物，使商品出入庫的時(shí)間大大地縮短。同時(shí)，倉庫作業(yè)準(zhǔn)確率高，倉庫與生產(chǎn)部門、客戶能夠有機(jī)地協(xié)調(diào)，這有利于縮短商品流通時(shí)間。

以完成一臺(tái)70m3的貨車備貨為例，立庫完全做到自動(dòng)備貨，無需人工，但效率提高了3倍。

表3 立庫與平庫為70m3的車備貨情況對(duì)比

4. 機(jī)械化、自動(dòng)化、智能化運(yùn)作，提高了倉庫的管理水平。

自動(dòng)化立體倉庫系統(tǒng)通過WMS和WCS控制流程和設(shè)備，對(duì)倉庫的貨物進(jìn)行自動(dòng)化管理，可充分利用存儲(chǔ)空間，保證物料搬運(yùn)和倉儲(chǔ)更加準(zhǔn)確合理。而人工操作因?yàn)殄e(cuò)誤作業(yè)或錯(cuò)誤配送易產(chǎn)生錯(cuò)誤成本，儲(chǔ)運(yùn)消耗嚴(yán)重。

自動(dòng)化立體倉庫系統(tǒng)以先入先出、入出庫作業(yè)優(yōu)先級(jí)、貨架的合理運(yùn)用、堆垛機(jī)最短距離位移等原則，迅速準(zhǔn)確地處理貨物，高效地進(jìn)行庫存管理及數(shù)據(jù)處理。同時(shí)利用自動(dòng)化倉儲(chǔ)系統(tǒng)可持續(xù)地檢查貨物批次，防止不良庫存，提高管理水平。

5. 信息流和物流保證即時(shí)統(tǒng)一，利于合理安排庫存，確保銷售、生產(chǎn)的供求平衡，減少積壓資金。

傳統(tǒng)倉庫往往信息化程度較低，導(dǎo)致整體物流管理水平低下，無法向客戶提供優(yōu)質(zhì)和靈活的物流服務(wù)。自動(dòng)化立體倉庫系統(tǒng)信息流和物流保證統(tǒng)一，提供準(zhǔn)確及時(shí)的庫存信息，利于加強(qiáng)生產(chǎn)和庫存管理、銷售管理結(jié)合，在減少庫存積壓資金等方面具有無可比擬的優(yōu)勢(shì)。

6. 便于情報(bào)分析，為企業(yè)決策提供分析數(shù)據(jù)。

自動(dòng)化倉庫結(jié)束了繁雜的臺(tái)帳管理辦法，使倉庫的帳目管理以及大量資料數(shù)據(jù)通過服務(wù)器貯存，隨時(shí)需要，隨時(shí)調(diào)出，既準(zhǔn)確無誤，又便于情報(bào)分析。

從庫存量上，自動(dòng)化倉庫可以將庫存量控制在最經(jīng)濟(jì)的水平上，在完成相同的商品周轉(zhuǎn)量的情況下，自動(dòng)化倉庫的庫存量可以達(dá)到最小。

7. 提高了人貨安全，降低了安全隱患。

傳統(tǒng)的平倉物流自動(dòng)化水平較低，貨物的出入庫基本是人工利用叉車進(jìn)行作業(yè)，人工操作不當(dāng)會(huì)造成貨物碰撞損耗，作業(yè)質(zhì)量引起的損耗較大。同時(shí)，人流和物流混雜交叉作業(yè)，易發(fā)生人身安全事故。

自動(dòng)化倉庫有利于商品的保管，搬運(yùn)作業(yè)安全可靠，避免了商品包裝破損、散包等現(xiàn)象。自動(dòng)化倉庫為封閉型，倉庫中配備先進(jìn)的防火報(bào)警裝置和排水系統(tǒng)，可預(yù)防和及時(shí)撲滅火災(zāi)。

結(jié)束語

自動(dòng)化倉儲(chǔ)物流系統(tǒng)是現(xiàn)代物流的一個(gè)重要組成部分，在物流系統(tǒng)中起著至關(guān)重要的作用。高效合理的倉儲(chǔ)可以幫助廠商加快物資流動(dòng)的速度，降低成本，保障生產(chǎn)的順利進(jìn)行和更快的市場反應(yīng)速度，并可以實(shí)現(xiàn)對(duì)資源有效控制和管理，最終提升企業(yè)的競爭力。

自動(dòng)化倉儲(chǔ)物流系統(tǒng)在未來生活用紙行業(yè)的應(yīng)用將會(huì)越來越普及，它將為生活用紙行業(yè)的發(fā)展和進(jìn)步做出巨大的貢獻(xiàn)。