錢文婷 王旭凱 熊先青 金海濤

定制家具的興起雖然滿足了客戶對個性化產(chǎn)品的需求，但是，也正是由于其產(chǎn)品式樣的增多，零部件也越來越多樣化，為企業(yè)的生產(chǎn)管理帶來各種難題，最為突出的是原料倉的管理[1]。傳統(tǒng)的家具原料倉多采用人工管理方式，因耗時耗力，已不能滿足定制企業(yè)發(fā)展的需求。如何使企業(yè)倉庫空間實現(xiàn)最大限度利用，推行并實施自動倉儲系統(tǒng)管理已勢在必行。

自動倉儲系統(tǒng)管理，即為計算機控制的立體倉庫，作為現(xiàn)代物流系統(tǒng)的重要組成部分,是一種多層存放貨物的高架倉庫系統(tǒng),能夠在不直接進行人工干預的情況下自動進出物品。它是現(xiàn)代工業(yè)社會發(fā)展的高科技產(chǎn)物,對提高生產(chǎn)率、降低成本有著重要意義[2]。由于其能充分利用倉儲空間高度，自誕生之日起便受到企業(yè)的關注和喜愛，目前已在醫(yī)藥、煙草等領域得到廣泛應用，技術也日臻完善[3]。由于家具原料倉的特殊性以及自動倉儲系統(tǒng)的高成本、高投資、高風險，目前自動倉儲系統(tǒng)一般只用于半成品和成品倉，對原料倉進行自動倉儲系統(tǒng)管理的并不多見。

基于此，筆者在對家具企業(yè)自動倉儲管理現(xiàn)狀調(diào)研的基礎上，針對原料倉運用自動倉儲系統(tǒng)存在的問題作出分析，并結(jié)合自動倉儲系統(tǒng)構(gòu)成和運行的特點，構(gòu)建自動倉儲系統(tǒng)管理原料倉的技術要求和一般過程，并對其管理效果進行評價，為家具企業(yè)實施自動倉儲管理系統(tǒng)提供借鑒和指導。

1 家具企業(yè)原料倉管理現(xiàn)狀

1.1 存在的問題

1）物料擺放雜亂。原材料不同于成品倉規(guī)整有序，大到天然木材、小至五金件，規(guī)格相差甚大，往往很難做到整合歸類。同時，隨著制造技術進步，消費市場越來越苛刻，各種新材料也不斷應用到家具中，不斷加入的新材料容易打亂原有的分類，極易造成物料分類混亂、雜亂放置、擺放隨意等現(xiàn)象，使得原料倉的負擔越來越大；對高層貨架而言，又往往由于沒能進行合理規(guī)劃分類，浪費了空間優(yōu)勢，特別是針對分類困難的實木類原材料，往往只能堆積于平地上，更容易造成物料管理雜亂。

2）庫存積壓嚴重。庫存積壓主要是因銷售渠道不通暢、生產(chǎn)不恰當、退單等因素造成的呆料、次料滯留現(xiàn)象；另外，由于新材料的不斷出現(xiàn)，舊材料處理不及時，使得存貨周轉(zhuǎn)率較低的原材料，往往易占據(jù)著庫位，尤其是在高層貨架庫位設計時，原材料一般不適宜疊放集中保存，易造成積壓現(xiàn)象。

3）安全意識欠缺。家具原料種類豐富，不同種類材料往往需要不同的儲藏要求，如溫度、濕度、通風等條件，目前許多企業(yè)能做到防火安全防范，但對原料本身特性的安全倉儲意識淡薄；此外，在倉儲設計時，企業(yè)為了節(jié)約成本，會選擇放棄部分安全防范設備和監(jiān)控裝置，使得原料的安全倉儲無法保證，也易造成管理人員的誤操作[4]。

1.2 自動倉儲系統(tǒng)在家具企業(yè)的應用情況

1）運營成本高 。自動倉儲系統(tǒng)運營成本主要體現(xiàn)在設備投入、軟件選擇及軟硬件的維護上，特別是原料倉的取材問題，傳統(tǒng)生產(chǎn)是需要什么，工人即刻搬運，而自動倉儲系統(tǒng)雖然取材方便，但如果每次取材僅限于小件，設備相當于空載，設備的運營成本將更加突出。由于存在高風險，因此在家具行業(yè)的應用并不廣泛，在原料倉的應用更少，所以在原料倉實施自動倉儲系統(tǒng)可借鑒的案例并不多見。

2）接受程度低、操作不規(guī)范。由于家具生產(chǎn)企業(yè)的人員文化水平普遍較低，原料倉的工人習慣對傳統(tǒng)設備的體力操作而不愿接受新技術，認為操作麻煩，對原料倉實施自動倉儲系統(tǒng)的接受程度還較低，導致企業(yè)升級困難。同時，企業(yè)為了方便，往往對自動倉庫封閉處理措施不到位，人員隨意進入自動倉庫內(nèi)進行某些操作，人身安全存在極大風險，因此在管理過程中容易出現(xiàn)操作不規(guī)范的問題。

3）信息處理落后。目前，由于企業(yè)在管理方式、部門之間的合作分工、信息管理系統(tǒng)的使用及信息共享上都存在諸多問題，信息化在家具企業(yè)也剛剛起步，因此，自動倉儲系統(tǒng)在家具企業(yè)的信息處理上還比較落后。雖然自動化倉儲系統(tǒng)效益在于信息的及時處理，但如不能正確使用和開發(fā)，則浪費了系統(tǒng)應有的價值。

2 自動倉儲系統(tǒng)的構(gòu)成特征

2.1 基本構(gòu)成與運行過程

自動倉儲系統(tǒng)由自動化立體倉庫和管理軟件構(gòu)成，機械設備主要有高層立體貨架、堆垛機、出入庫系統(tǒng)、運輸設備、無人搬運車和周邊設備。運行過程中，貨物貯存于高層貨架的庫位里，經(jīng)由巷道堆垛機提取，通過出入庫系統(tǒng)自動檢測輸出，運輸設備運送至指定區(qū)域，最后由無人搬運車運送至生產(chǎn)車間，物料出庫順序過程如圖1所示，物料入庫反之[5]。

其中，出入庫系統(tǒng)包括：出入庫輸送機、掃碼系統(tǒng)、監(jiān)控報警系統(tǒng)等；周邊設備包括固定條形碼閱讀器、托盤橫梁及托盤等組成；專業(yè)輸送設備包括輥子、鏈式、皮帶式、無動力式、可移動型輸送系統(tǒng)[6]。托盤材料根據(jù)要求設計，其上貼有條形碼即托盤ID號；包裝好的成品在生產(chǎn)線末端掃描其PO條形碼后裝上托盤；入庫輸送巷道上的固定條形碼閱讀器掃描托盤ID后反饋信息給WMS系統(tǒng)；系統(tǒng)為托盤分配存儲空間(存儲區(qū)域和貨位)并傳達指令給堆垛機，自行入庫[7]。

2.2 系統(tǒng)特征

自動倉儲系統(tǒng)作為企業(yè)信息管理系統(tǒng)中一個相對獨立的子系統(tǒng)，由5個子系統(tǒng)構(gòu)成：庫材料數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)、信息自動檢測與錄入系統(tǒng)、倉庫自動化設備監(jiān)控系統(tǒng)、設備自動控制系統(tǒng)和設備及貨物運行實時監(jiān)視系統(tǒng)[8]，如圖2。

WMS系統(tǒng)由ERP系統(tǒng)控制,信息來源于ERP系統(tǒng)。通過ERP接口技術與ERP系統(tǒng)實現(xiàn)數(shù)據(jù)資源共享。ERP系統(tǒng)提供訂單、產(chǎn)品PO、產(chǎn)品BOM數(shù)據(jù)、出貨產(chǎn)品明細等數(shù)據(jù)，WMS系統(tǒng)除對此數(shù)據(jù)進行處理外，還進行自產(chǎn)品下包裝線后隨托盤自動運行過程中的數(shù)據(jù)處理[9]。同時， WMS系統(tǒng)會根據(jù)用戶初始定義的揀貨原則,計算出一個揀貨的最優(yōu)化選擇，也是企業(yè)尤其是制造企業(yè)在實施供應鏈管理或物流一體化管理的重要基礎。

圖1 自動倉儲系統(tǒng)出庫過程示意圖Fig.1 The schematic diagram of automatic warehouse system

圖2 自動倉儲信息管理系統(tǒng)組成Fig.2 Automatic warehouse information management system composition

3 自動倉儲系統(tǒng)在家具企業(yè)原料倉的實施過程

3.1 核心技術要求

自動倉儲系統(tǒng)運行結(jié)構(gòu)，其組成要素需在相互配合的條件下才能完成具體操作。其核心技術包括：計算機技術及網(wǎng)絡技術、ERP的接口技術、無線射頻技術(RF) 、群組控制技術等[10]。實施條件相對苛刻，需要企業(yè)有庫存需求，適宜產(chǎn)業(yè)升級、ERP運用成熟、管理規(guī)范、有成本資金及正確的技術指導等，對能夠大規(guī)模批量化生產(chǎn)的板式家具企業(yè)，其實施意義大，效果好。

3.2 實施條件

1）規(guī)范原材料包裝。

自動倉儲系統(tǒng)在其他領域得到廣泛應用，但在家具原料倉卻沒有得到積極的發(fā)展，很大一部分原因在于其他行業(yè)物料的包裝規(guī)格、自身質(zhì)量比較穩(wěn)定，而家具原材料種類復雜、大小規(guī)格不一。因此，在建立家具原材料自動倉儲系統(tǒng)時，應充分結(jié)合高層貨架的特點，在設立庫位尺寸之前應對物品的規(guī)格、質(zhì)量、儲存特點等方面綜合考慮，進而按最佳標準進行準確分類，并使用標準的周轉(zhuǎn)箱。

2）整合零件供應商。

家具企業(yè)原材料豐富，企業(yè)在選擇時，往往會從多家供應商采購，部分外協(xié)件已有自己的標準，致使外協(xié)件的包裝也比較多而亂，企業(yè)在生產(chǎn)過程中，需要單獨設立零件分裝部門，并投入大量人力物力，效率低下。因此，在設計自動倉儲系統(tǒng)管理時，可以對外協(xié)件的規(guī)格和使用要求進行整合，使得部分零件可以成套供應，從而提高生產(chǎn)效率。

3）提前匯總BOM清單。

企業(yè)在建立家具原材料自動倉儲時，應依據(jù)生產(chǎn)需要，對材料使用頻率先后順序和機器最佳運行距離有正確認識，減少空載情況，并通過整合BOM清單，分類匯總，制定取料計劃。實施時，可將大零件如板材、半成品等不便于車間暫時堆放的，在生產(chǎn)時提??；而小零件如五金件、塑料小配件應提前一天匯總，然后一次性取料，減少機器運行次數(shù)。另外，對不同巷道堆垛機可按使用頻率設定機器運行速度，將相同使用頻率物料集中于同一巷道。

4）優(yōu)化倉庫庫位設計與規(guī)范管理。

自動倉儲的庫位設計應在精確量取現(xiàn)有物料的同時，對物料的堆垛方式進行標準化設計，實現(xiàn)倉庫的最大使用。企業(yè)需要在不斷優(yōu)化倉庫設計的同時，與生產(chǎn)線相配套，合理采購原料，做到物盡其用，減少不合理庫存，以提高生產(chǎn)效率。同時，自動倉儲系統(tǒng)應具備合理的操作規(guī)范：在程序設置上適當簡化，在設備使用上應易于操作，對信息的維護需不斷跟進。

3.3 作業(yè)流程

自動化立體倉庫的工作流程一般是入庫、庫內(nèi)搬運、存放和出庫，整個工作在計算機管理系統(tǒng)的控制下進行。由堆垛機、輸送線、掃碼閱讀器完成，AGV小車配合自動倉庫的系統(tǒng)使用，完成從倉庫至車間的輸送動作，作業(yè)流程見圖3。

4 自動倉儲系統(tǒng)在家具企業(yè)原料倉的應用

筆者通過某企業(yè)原料倉自動化倉儲系統(tǒng)的應用情況分析，其效果主要體現(xiàn)在以下幾方面：

1）合理利用倉儲空間，效率明顯提高。

利用自動倉儲系統(tǒng)，對物料進行分類，改變原材料倉堆放雜亂的現(xiàn)象，有效地利用空間資源。據(jù)統(tǒng)計，相同占地面積的立體倉庫其存儲量約為普通倉庫存儲量的3倍，堆垛機停靠精度在±5mm，實現(xiàn)了無效空間最小化，在提高儲存密度的同時，縮短取料時間，減少人為誤差，從而提高生產(chǎn)效率。

2）減少生產(chǎn)成本，降低勞動強度。

自動倉儲系統(tǒng)的應用不僅能在材料利用率上大大提高，而且所有環(huán)節(jié)無紙化作業(yè)，節(jié)約了成本。同時，能夠減少人工數(shù)量，降低人工成本和勞動強度。

3）減少信息錯誤，縮短物料尋找時間。

自動倉儲系統(tǒng)由于采用自動信息采集技術(RFID)，避免人為操作帶來的信息誤差，并能夠自動進行物料信息的快速處理和查找，大大縮短物料尋找時間[11]。

4）數(shù)據(jù)信息可靠，及時掌控安全庫存。

自動倉儲系統(tǒng)對底層設備的控制實時、可靠，保障了所有來自WMS系統(tǒng)的指令能夠及時反映到相關設備的動作上，從而保證了數(shù)據(jù)庫內(nèi)庫存信息的可靠性。物料以條形碼管控自動化入庫,庫存數(shù)據(jù)可信度極高。從而能實時保證倉庫庫存的準確性、動態(tài)掌握庫存情況和存儲狀態(tài)，掌控安全庫存量[12]。

5）提高信息化管理水平，加快產(chǎn)業(yè)升級。

以ERP為核心的自動倉儲系統(tǒng)能夠自動生成倉儲物資的變動數(shù)據(jù)，自動進行盤倉清點，所有數(shù)據(jù)變化一目了然，無需復雜人工計算便能得到精準數(shù)據(jù)統(tǒng)計[13]，從而保證企業(yè)管理者及時把握庫存物資的變化，調(diào)整生產(chǎn)計劃，提高企業(yè)有效管理水平，為企業(yè)未來實現(xiàn)車間流水線生產(chǎn)，加快產(chǎn)業(yè)升級奠定基礎。

5 結(jié)論

自動倉儲系統(tǒng)對生產(chǎn)管理帶來的影響和效益巨大，見效明顯，也是未來信息化生產(chǎn)的趨勢，可大大提高公司信息化生產(chǎn)的水平。自動倉儲系統(tǒng)如果能夠在家具原料倉得到應用將會最大程度上解決家具企業(yè)目前的管理難題，加強倉庫規(guī)范管理，提高生產(chǎn)效率，降低人工成本，從原材料做起加快產(chǎn)業(yè)的升級調(diào)整，實現(xiàn)企業(yè)現(xiàn)代化生產(chǎn)與管理。目前自動倉儲技術已經(jīng)相當完善，家具企業(yè)自身也具備基本的實施條件，所以無論是對目前的生產(chǎn)效益還是未來的現(xiàn)代化生產(chǎn)，在家具原材料倉中推行自動倉儲系統(tǒng)都將大有裨益。

[1]汪仁斌.家具企業(yè)倉庫管理模型的建立與實踐[J].林產(chǎn)工業(yè),2007,34(4):14.

[2]李美霞,李衛(wèi)東.企業(yè)物流自動化立體倉庫設計[J].物流技術,2010,29(6):139.

[3]張印.傳統(tǒng)倉儲的發(fā)展方向——自動化立體倉庫[J].裝備制造技術,2009(3):131-132.

[4]陳東偉.家具生產(chǎn)企業(yè)的倉儲管理[J].物流技術與應用,2011(8):72-73.

[5]曹尚.自動化立體倉庫的應用[J].物流技術,2010(8):53.

[6]蘇天宇,陳震,劉金勇,等.淺談自動化立體倉庫[J].沈陽工程學院學報,2007,4(3):391-392.

[7]屠永寧.家具工廠的自動化倉儲系統(tǒng)[J].科學技術,2005(6):13-14.

[8]黃金.基于RFID的立體倉庫倉儲管理系統(tǒng)的研究[D].重慶:重慶大學,2009:16-17.

[9]周慶榮.庫存控制模型在倉儲系統(tǒng)中的應用研究[D].蘇州:蘇州大學,2010:23-26.

[10]張泉.淺談自動化立體倉庫管理系統(tǒng)[J].河北工業(yè)科技,2006,2(23):83-84.

[11]劉輝,劉丁菡.現(xiàn)代物流系統(tǒng)中自動化立體倉庫優(yōu)勢分析[J].陜西科技大學學報,2008,26(3):179-181.

[12]陳惠群,李華雄.RFID技術在自動化立體倉庫中的應用設計[J].河南科技大學學報,2010,31(3):37.

[13]薛明.淺析自動立體倉庫的應用及發(fā)展[J].物流技術,2014(1):48-49.