侯小祥，丁子全

（中鐵第一勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司 環(huán)境與設(shè)備設(shè)計(jì)院，陜西 西安 710043）

0 引言

近年來(lái)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，社會(huì)對(duì)于交通運(yùn)輸?shù)男枨笕找嫣岣?。以高速鐵路為代表的軌道交通行業(yè)迅速崛起，為社會(huì)的高速發(fā)展提供了基礎(chǔ)保障。但隨之而來(lái)的是對(duì)于機(jī)車車輛運(yùn)用安全的巨大考驗(yàn)。其中，作為高鐵列車運(yùn)用檢修主體的動(dòng)車運(yùn)用所和動(dòng)車基地作為高速鐵路裝備現(xiàn)代化重要組成部分的重要性日益凸顯[1]。而隨著車輛檢修方式從以磨損理論為基礎(chǔ)的計(jì)劃預(yù)防維修向以實(shí)際損失狀態(tài)為準(zhǔn)的按需修理方式的轉(zhuǎn)變[2]，傳統(tǒng)的作業(yè)方式已逐漸無(wú)法滿足行業(yè)發(fā)展的需要。

動(dòng)車段檢修環(huán)節(jié)的維修材料、維修配件等種類多、數(shù)量大且造價(jià)高，材料配件物流逐漸成為動(dòng)車段檢修領(lǐng)域的重要組成部分。為解決高級(jí)修材料配件日常倉(cāng)儲(chǔ)、發(fā)放管理等物流工作，各動(dòng)車段均配置專人負(fù)責(zé)物料到料驗(yàn)收、上架、倉(cāng)儲(chǔ)管理、日常發(fā)放以及舊料回收等工作。車間材料科會(huì)根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃，提前提報(bào)需求，動(dòng)車組入修前至材料科領(lǐng)取相應(yīng)的配件，檢修各班組領(lǐng)取使用，并做配件發(fā)放臺(tái)賬。配件至班組工位后根據(jù)車型、種類、大小、使用頻率等因素在工位設(shè)置存放區(qū)域。

隨著動(dòng)車組檢修工作量的逐年上升，為保障正常的檢修能力，動(dòng)車段配備配件數(shù)量亦越來(lái)越多，倉(cāng)庫(kù)分區(qū)管理、物資分類標(biāo)識(shí)、配件出入賬工作量非常繁重，在日常倉(cāng)儲(chǔ)管理中消耗了大量人力和物力管理成本。且物流配送過(guò)程主要依靠紙質(zhì)記錄，造成大量賬目的堆疊，需要不斷進(jìn)行整理和清查，在現(xiàn)場(chǎng)檢修作業(yè)中發(fā)生物料需求時(shí)，采用人工“叫料、補(bǔ)料”，需要作業(yè)車間派人到倉(cāng)庫(kù)申領(lǐng)，領(lǐng)料環(huán)節(jié)花費(fèi)大量人力和時(shí)間成本[3]。傳統(tǒng)的物流管理模式存在物流管理信息功能不完善，物流管理浪費(fèi)嚴(yán)重等問(wèn)題，造成動(dòng)車檢修作業(yè)效率低，無(wú)法使動(dòng)車段物資資源效益最大化，且增加了動(dòng)車段的物流成本。

1 體系功能需求梳理

為解決動(dòng)車段倉(cāng)儲(chǔ)管理與物資配送體系之間存在的信息銜接斷層所導(dǎo)致的倉(cāng)儲(chǔ)、配送環(huán)節(jié)松散、功能單一、集成化程度較低等問(wèn)題[4]，使整體檢修物資實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)化的“點(diǎn)到點(diǎn)”配送及全生命周期監(jiān)測(cè)[5]，利用數(shù)字化、信息化技術(shù)探索新的動(dòng)車檢修基地物流體系的發(fā)展模式，對(duì)于高效分配檢修資源、精準(zhǔn)把控檢修質(zhì)量，提高管理效能，推動(dòng)高鐵動(dòng)車組檢修作業(yè)的智能化、信息化發(fā)展具有重要意義。

分析動(dòng)車段各類型工作人員的特點(diǎn)，對(duì)于把握新體系的功能定位有重要作用。對(duì)于動(dòng)車段檢修作業(yè)人員而言，新體系需要能夠使其專注于檢修作業(yè)任務(wù)；對(duì)于動(dòng)車段內(nèi)部物流配送人員，新體系應(yīng)該能夠在減輕其工作強(qiáng)度的同時(shí)，使其高效、準(zhǔn)確地完成配送任務(wù)，減少物流環(huán)節(jié)程序，為檢修作業(yè)提供支撐；而對(duì)于動(dòng)車段檢修作業(yè)管理人員，新體系應(yīng)該能夠使其更為輕松地把握檢修作業(yè)的整體情況，實(shí)現(xiàn)配件在全段內(nèi)物資總庫(kù)、檢修車間、檢修工位的實(shí)時(shí)管理，便于開展配件清查、盤點(diǎn)，提高配件周轉(zhuǎn)率，從全局視角對(duì)于檢修作業(yè)的全過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控管理。

因此，新體系應(yīng)該具有以下功能特征：

（1）檢修車間的節(jié)拍式、量份式自動(dòng)化輸送裝置能夠?qū)z修物資輸送至檢修作業(yè)位置或?qū)⒊鰩?kù)貨物自動(dòng)輸出至出庫(kù)端口位置。

（2）節(jié)拍式、量份式叫料系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)叫料管理、配送管理、配送情況顯示等功能，實(shí)現(xiàn)配送過(guò)程自動(dòng)化、信息化，實(shí)現(xiàn)物流物資批量出入庫(kù)作業(yè)、庫(kù)存動(dòng)態(tài)盤點(diǎn)和更新等功能，保障配送過(guò)程安全性、有序性，從而有效提升檢修作業(yè)效率。

（3）新體系應(yīng)提高空間利用率，全段形成多級(jí)倉(cāng)儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，方便物料的存取效率和吞吐能力。

（4）新體系能夠與動(dòng)車段視頻監(jiān)控系統(tǒng)有效銜接，實(shí)現(xiàn)物流配送環(huán)節(jié)可視化、可控化，提高管理效能。

2 面向生產(chǎn)作業(yè)的節(jié)拍式、量份式物流體系

面向生產(chǎn)作業(yè)的節(jié)拍式、量份式物流體系以企業(yè)資源計(jì)劃（Enterprise Resource Planning，ERP）供應(yīng)鏈管理為理論依據(jù)，通過(guò)優(yōu)化企業(yè)資源達(dá)到資源效益最大化[6]。利用體系的智能化、信息化、功能化特點(diǎn)，以高維度的全流程解決方案俯瞰動(dòng)車段的整體節(jié)拍式物流，得到利用率最高、最適合的節(jié)拍式配送方案。以綜合性的物流管理體系、節(jié)拍式的配送模型，全局性地解決零散的效率短板、流程阻塞等問(wèn)題，從而完善內(nèi)部物流全流程。

本體系通過(guò)優(yōu)化動(dòng)車段倉(cāng)儲(chǔ)管理結(jié)構(gòu)，提供多級(jí)倉(cāng)儲(chǔ)、庫(kù)內(nèi)倉(cāng)儲(chǔ)緩存，采用統(tǒng)一的倉(cāng)儲(chǔ)管理體系，合理調(diào)配物資出、入庫(kù)等；改善動(dòng)車段物流流轉(zhuǎn)方式，提供外部物流消息對(duì)接，根據(jù)生產(chǎn)作業(yè)要求，以檢修流程的節(jié)拍式（流程）、量份化[7]（按需）、工序分割（修程工藝）為指導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”的精準(zhǔn)配送。不僅可以幫助動(dòng)車段加快物資流動(dòng)的速度，降低成本，保障檢修任務(wù)的順利進(jìn)行，還可以通過(guò)全周期生命監(jiān)測(cè)實(shí)現(xiàn)對(duì)資源的有效控制和管理。

面向生產(chǎn)作業(yè)的節(jié)拍式、量份式物流體系方案包含四個(gè)主要部分，分別為自動(dòng)化的輸送方案、合理的輔料倉(cāng)儲(chǔ)方案、精準(zhǔn)的配送方案和全局性的監(jiān)控管理方案。體系結(jié)構(gòu)主要包括物資總庫(kù)、線邊庫(kù)、微庫(kù)、配送體系和全生命周期監(jiān)測(cè)體系，如圖1所示。

圖1 面向生產(chǎn)作業(yè)的節(jié)拍式、量份式物流體系結(jié)構(gòu)圖

2.1 基于工業(yè)自動(dòng)化的輸送方案

基于工業(yè)自動(dòng)化運(yùn)輸方案采用自動(dòng)出入庫(kù)運(yùn)輸系統(tǒng)，該系統(tǒng)采用最新的外轉(zhuǎn)子電機(jī)技術(shù)，去除了齒輪組，傳感器，減速箱，極大地提高了電動(dòng)滾筒的使用壽命，無(wú)需傳感器即可停機(jī)，并提供最高的保持扭矩。該系統(tǒng)將貨物自動(dòng)輸送至高速提升機(jī)作業(yè)原始位置或?qū)⒊鰩?kù)貨物輸送至出庫(kù)端口的水平輸送設(shè)備，具有以下特點(diǎn)：

（1）輸送機(jī)配置導(dǎo)向保護(hù)裝置；

（2）輸送系統(tǒng)各端口設(shè)置機(jī)械擋塊；

（3）在入庫(kù)輸送機(jī)處設(shè)置尺寸檢測(cè)及稱重系統(tǒng)，對(duì)尺寸或重量超限有報(bào)警提示；

（4）輸送系統(tǒng)設(shè)置安全聯(lián)鎖系統(tǒng)。

靈活設(shè)置出入庫(kù)輸送線提高貨物出入庫(kù)環(huán)節(jié)的自動(dòng)化、智能化程度，同時(shí)銜接AGV、提升機(jī)等輸送設(shè)備，以保障輸送效率和準(zhǔn)確性，提升出入庫(kù)效率、節(jié)約人力。

2.2 基于車型、修程及工藝設(shè)計(jì)的工具輔料倉(cāng)儲(chǔ)方案

動(dòng)車段目前的倉(cāng)儲(chǔ)管理體系包括傳統(tǒng)的物資總庫(kù)以及線邊庫(kù)系統(tǒng)，但是傳統(tǒng)的物資總庫(kù)倉(cāng)儲(chǔ)功能以及形式都較為單一，管控設(shè)備不科學(xué)缺乏合理性[8]。針對(duì)目前動(dòng)車段倉(cāng)儲(chǔ)存在的問(wèn)題，面向生產(chǎn)作業(yè)的節(jié)拍式、量份式物流體系在以智能化、信息化技術(shù)優(yōu)化傳統(tǒng)物資總庫(kù)和線邊庫(kù)的基礎(chǔ)上，建立第三級(jí)智能微庫(kù)系統(tǒng)，形成多級(jí)倉(cāng)儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，優(yōu)化資源管理。

智能微庫(kù)主要由智能儲(chǔ)物柜、視頻監(jiān)控設(shè)備以及配套的信息系統(tǒng)組成。其主要用于工器具、偶換件、油脂輔材、低耗勞保等物資的存儲(chǔ)和管理。其主要功能有：人員信息管理；工具精細(xì)化管理；基于修程、工藝、工位的領(lǐng)用管理；臨時(shí)領(lǐng)用管理；歸還管理；庫(kù)存管理；異常預(yù)警和提報(bào)功能。

智能微庫(kù)系統(tǒng)是工具、偶換件和輔料等物料的智能化存儲(chǔ)單元，可以很好地隨取所用物料，大大提高物流整體的存取效率和吞吐能力，通過(guò)微庫(kù)自身的精細(xì)化管理功能，當(dāng)物料過(guò)期時(shí)系統(tǒng)會(huì)給予提示。通過(guò)自動(dòng)化庫(kù)存量預(yù)警，打通物資倉(cāng)儲(chǔ)和生產(chǎn)作業(yè)物流鏈，進(jìn)行及時(shí)補(bǔ)料、配送，大幅度的減少工位與物料庫(kù)之間來(lái)回領(lǐng)料的時(shí)間浪費(fèi)。

2.3 基于車型、修程、工藝的精準(zhǔn)配送方案

以檢修作業(yè)的頂層視角，綜合解決多維度效率短板，物料信息不健全等全局性問(wèn)題。

節(jié)拍式精準(zhǔn)配送方案是以作業(yè)調(diào)度計(jì)劃或者作業(yè)指導(dǎo)書作為依據(jù)，結(jié)合檢修配送人力、工位的數(shù)量和分布，物資資源，產(chǎn)生節(jié)拍式配送信息，達(dá)到點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的精準(zhǔn)節(jié)拍式配送。節(jié)拍式、量份式叫料系統(tǒng)精準(zhǔn)卡控作業(yè)節(jié)拍，使分解、檢修、組裝作業(yè)流程有序進(jìn)行、精準(zhǔn)銜接。系統(tǒng)配送過(guò)程如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)配送過(guò)程

系統(tǒng)主要?jiǎng)澐譃?個(gè)過(guò)程：系統(tǒng)信息維護(hù)、基本信息維護(hù)、預(yù)約配送申請(qǐng)、揀選配送配件、空箱送還、配件/工具送還申請(qǐng)。系統(tǒng)信息維護(hù)主要是對(duì)系統(tǒng)參數(shù)做維護(hù)；基本信息維護(hù)主要是對(duì)機(jī)車、車型、修程和模板配置做維護(hù)，得先對(duì)貨物、貨物類型、工位分類、緩存區(qū)、緩存區(qū)分類做維護(hù)；預(yù)約配送申請(qǐng)是對(duì)配件進(jìn)行預(yù)約申請(qǐng)，可按預(yù)約的時(shí)間對(duì)配件進(jìn)行配送；揀選配送配件是指導(dǎo)揀選員對(duì)配件/工具進(jìn)行配送；配件/工具送還申請(qǐng)是對(duì)剩余的配件和使用完的工具進(jìn)行送還的申請(qǐng)；此外，還有退換配件/工具的操作。

該方案支持多種配送形式，如人工配送、AGV導(dǎo)航小車等，銜接人工揀選區(qū)與檢修車間各個(gè)工位、緩存區(qū)，打通整個(gè)生產(chǎn)鏈，提升了叫料、供料的響應(yīng)效率，形成自動(dòng)化的備品備件、零部件配送。系統(tǒng)支持固定操作終端、智能手持終端等多終端，使用更為便捷。此外，通過(guò)對(duì)信息系統(tǒng)使用過(guò)程中形成數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、整理、分析，還可以為用戶重要決策的制定提供數(shù)據(jù)支撐。

2.4 基于圖像識(shí)別和視頻分析的現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境監(jiān)控

使用監(jiān)控?cái)z像、通訊和計(jì)算機(jī)等技術(shù)，組成一個(gè)多功能、全方位監(jiān)控系統(tǒng)。整套系統(tǒng)為使用單位的安防信息化提供支撐，同時(shí)，也為使用單位提供回溯依據(jù)，為整體信息化奠定基礎(chǔ)。該監(jiān)控系統(tǒng)包含多項(xiàng)檢測(cè)：

（1）人員檢測(cè)：可對(duì)圖像中的單一對(duì)象進(jìn)行目標(biāo)追蹤，防止目標(biāo)進(jìn)入危險(xiǎn)區(qū)域或進(jìn)行不安全操作。

（2）防盜檢測(cè)：移動(dòng)偵測(cè)、入侵識(shí)別、越界偵測(cè)、取走識(shí)別、場(chǎng)景變化識(shí)別。

（3）入侵檢測(cè)：警戒區(qū)域、穿越偵測(cè)、徘徊偵測(cè)、場(chǎng)景變化識(shí)別，當(dāng)人員或任何物體進(jìn)入警戒區(qū)域和邊界時(shí)，即觸發(fā)報(bào)警。

（4）微庫(kù)檢測(cè)：柜格檢測(cè)，監(jiān)控微庫(kù)每一柜格，實(shí)時(shí)監(jiān)控格內(nèi)庫(kù)存情況、貨物狀態(tài)；柜體檢測(cè)，實(shí)時(shí)監(jiān)控微庫(kù)柜體周圍情況，提供可追溯依據(jù)。

系統(tǒng)圍繞實(shí)時(shí)監(jiān)控、錄像回放等核心業(yè)務(wù)的構(gòu)建，聚焦于整個(gè)智能物流業(yè)務(wù)中關(guān)鍵的工作環(huán)節(jié)，幫助管理員穩(wěn)定、高效地完成相關(guān)工作。其不僅是提高管理精細(xì)度的創(chuàng)新方法，還能夠?qū)ΜF(xiàn)場(chǎng)人員進(jìn)行實(shí)時(shí)有效地提醒。

綜上，節(jié)拍式、量份式配送體系與多級(jí)倉(cāng)儲(chǔ)管理體系進(jìn)行高度集成、配合，有效聯(lián)系倉(cāng)儲(chǔ)、揀選、配送等多個(gè)環(huán)節(jié)，打通從倉(cāng)儲(chǔ)到檢修環(huán)節(jié)的業(yè)務(wù)流、數(shù)據(jù)流。以“專業(yè)人做專業(yè)事”為導(dǎo)向，將檢修和配件配送業(yè)務(wù)解耦和分離，實(shí)現(xiàn)專業(yè)工種、工位效能最大化，從而減少人工勞動(dòng)強(qiáng)度，提高生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)檢修工位效能的最大發(fā)揮。采用全生命周期監(jiān)測(cè)，從智能倉(cāng)儲(chǔ)到人機(jī)結(jié)合的自動(dòng)化揀選到“點(diǎn)對(duì)點(diǎn)”精準(zhǔn)配送，覆蓋了全流程的業(yè)務(wù)流轉(zhuǎn)，形成流程閉環(huán)。通過(guò)精細(xì)、動(dòng)態(tài)、科學(xué)的管理，實(shí)現(xiàn)物流的自動(dòng)化、可視化、可控化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化，從而進(jìn)一步提高資源利用率和生產(chǎn)力水平，提升企業(yè)價(jià)值，擴(kuò)大社會(huì)效益。

3 結(jié)語(yǔ)

面向生產(chǎn)作業(yè)的節(jié)拍式、量份式物流體系利用多級(jí)倉(cāng)儲(chǔ)管理體系進(jìn)行信息化、自動(dòng)化管理，實(shí)現(xiàn)高效、快捷的自動(dòng)化出入庫(kù)以及物資的“隨取隨用”；與節(jié)拍式、量份式配送體系結(jié)合，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的“點(diǎn)到點(diǎn)配送”，形成業(yè)務(wù)流程閉環(huán)；通過(guò)全生命周期監(jiān)測(cè)，實(shí)現(xiàn)“數(shù)據(jù)不落地”的信息流，提升數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性和流程效率的提高。整個(gè)體系解決了當(dāng)前物流體系中的缺陷，形成一條高效的供應(yīng)鏈，實(shí)現(xiàn)優(yōu)化資源配置，達(dá)到物資效益最大化的目標(biāo)。強(qiáng)化管理機(jī)制、進(jìn)一步完善了零部件的追溯機(jī)制；提供開放接口，能與現(xiàn)有信息系統(tǒng)無(wú)縫銜接，避免信息“孤島”，降低檢修作業(yè)物流成本，提升了檢修作業(yè)自動(dòng)化和智能化水平。