喬立春 陳 楠

（國網(wǎng)寧夏電力有限公司銀川供電公司，寧夏 銀川 750011）

0 引言

智能電能表是發(fā)展智能電網(wǎng)不可或缺的組成部分，智能電能表的更換需求量逐年攀升，2018年銀川地區(qū)智能電能表出庫總量13.21余萬只，2019年出庫總量18.71余萬只，2020年雖受疫情影響，但全年出庫總量仍達(dá)15.58余萬只。

為滿足加快推進智能電表的推廣應(yīng)用需求，電能表等計量資產(chǎn)倉儲配送效率亟待提高，人工配送管理模式亟待改變。因此，在現(xiàn)有倉儲庫房的基礎(chǔ)上，利用智能立體倉儲技術(shù)進行改造升級，提高計量資產(chǎn)倉儲量，提高作業(yè)效率，成為一項重點攻關(guān)課題。

1 智能立體倉儲技術(shù)

1.1 智能立體倉儲網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)

智能立體倉儲網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是指人工不直接管理、可對不同種類物資進行自動化、智能化存儲和運輸?shù)南到y(tǒng)，由高層貨架、堆垛機、輸送機系統(tǒng)、貨物識別檢測系統(tǒng)、自動控制系統(tǒng)、計算機監(jiān)控與管理系統(tǒng)、通信系統(tǒng)及其他輔助設(shè)備等組成。其網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計采用面向服務(wù)先進設(shè)計思想，支持J2EE或.NET框架式部署。信息系統(tǒng)采用C/S/S（Client/Application Server/DBServer）與 C/S（Client/DBServer）混合模式作為系統(tǒng)的基礎(chǔ)技術(shù)構(gòu)架。C/S/S三層架構(gòu)的體系架構(gòu)，支持Web、Client以及PDA等各種用戶界面開發(fā)，具有自動故障恢復(fù)的特性，可以不間斷地運行應(yīng)用程序，充分保證系統(tǒng)的可用性、可靠性、可擴展性和性能。數(shù)據(jù)庫采用ORACLE11及以上版本，支持與其他系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換和共享。

架構(gòu)中間層應(yīng)用服務(wù)器，將關(guān)鍵業(yè)務(wù)邏輯規(guī)則、數(shù)據(jù)訪問以及合法性校驗等工作封裝于中間層。應(yīng)用層是核心層，完成系統(tǒng)的高級管理工作，負(fù)責(zé)物流系統(tǒng)（智能倉儲管理系統(tǒng)）的日常事務(wù)處理，并通過PLC控制各智能設(shè)備（如堆垛機、拆/碼垛機、識別裝置等）動作。

1.2 出入庫業(yè)務(wù)流程

入庫管理，營銷系統(tǒng)下達(dá)入庫任務(wù)，倉儲物流系統(tǒng)根據(jù)入庫任務(wù)執(zhí)行入庫。交互信息包括入庫單號、入庫批次號、設(shè)備類別、設(shè)備類型、設(shè)備型號、制造單位以及入庫數(shù)量等。通過系統(tǒng)貨位分配策略，按照物料或物料分類設(shè)置物料的貨位分配策略，支持多規(guī)則混合策略。通過營銷業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)入庫流程同步生成WMS系統(tǒng)（智能倉儲管理系統(tǒng)）的入庫單，入庫完成后將設(shè)備信息回傳至營銷業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)，實現(xiàn)系統(tǒng)間的入庫數(shù)據(jù)同步?？蓪崿F(xiàn)對入庫任務(wù)進行控制及跟蹤，支持入庫任務(wù)的生成、修改、刪除、凍結(jié)/解凍、執(zhí)行，支持虛擬貨位入庫。入庫流程如圖1所示。

圖1 智能立體倉儲入庫流程

出庫管理，營銷系統(tǒng)平臺下達(dá)出庫任務(wù)，倉儲物流系統(tǒng)根據(jù)出庫任務(wù)執(zhí)行出庫。交互信息包括出庫單號、批次號、設(shè)備類別、設(shè)備類型、設(shè)備型號、制造單位以及出庫數(shù)量等。通過營銷業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)出庫申請自動生成WMS系統(tǒng)的出庫單，支持出庫優(yōu)先級的設(shè)置，將出庫完成信息回傳至營銷業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)，實現(xiàn)系統(tǒng)間的出庫數(shù)據(jù)同步，如圖2所示。

圖2 智能立體倉儲出庫流程

1.3 智能立體倉儲設(shè)備操作

智能立體倉儲技術(shù)研究，重點在于出入庫操作執(zhí)行，通過3種智能設(shè)備，即拆/碼垛機、堆垛機以及RFID射頻識別裝置，實現(xiàn)計量資產(chǎn)智能出入庫，具體操作步驟如圖3所示。

圖3 計量資產(chǎn)現(xiàn)場出入庫操作流程

倉儲管理系統(tǒng)接到營銷系統(tǒng)的入庫工單，開始入庫操作。入庫操作時，拆垛機將周轉(zhuǎn)箱垛根據(jù)要求拆為4箱為一整垛，并送入專機。拆垛機由PLC控制，該設(shè)備由輸送機、升降機及夾緊裝置組成，輸送機根據(jù)周轉(zhuǎn)箱結(jié)構(gòu)采用鏈條機型式，升降機可采用氣動升降也可采用電動升降，夾緊裝置采用電動夾緊也可采用氣動形式。

入庫操作時，拆垛機的橫向搬運機構(gòu)，將整垛塑箱從手推車上搬運至輸送線體上，并進行自動拆垛。出庫操作時，碼垛機的橫向搬運機構(gòu)將輸送線體上的表箱垛自動堆垛為16箱后，全部一次性推出出庫。

RFID射頻識別裝置由框架、屏蔽裝置、RFID讀取設(shè)備、液晶顯示屏以及RFID天線和工控機組成。工控機裝有射頻識別系統(tǒng)，控制RFID設(shè)備，與倉儲管理系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交互，射頻門與智能立庫倉儲管理系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)交互。

入庫操作時，可根據(jù)要求制定校驗規(guī)則，跟隨計量資產(chǎn)實物傳遞給射頻系統(tǒng)，進行同步校驗。正常校驗識別時，通過顯示方式提示識別合格數(shù)，當(dāng)校驗識別出現(xiàn)異常時進行聲光報警，并同步輸出控制指令到智能立庫的電控PLC，停止處理或進行剔除；能正確穩(wěn)定識別并采集RFID電子標(biāo)簽所有信息，具體工作流程如圖4所示。

圖4 RFID射頻識別裝置工作流程

堆垛機主要由金屬結(jié)構(gòu)、載貨臺、水平運行機構(gòu)、起升機構(gòu)、貨叉伸縮機構(gòu)、安全保護裝置和機電結(jié)合裝置等部件組成。

金屬結(jié)構(gòu)在下橫梁上安裝水平運行機構(gòu)、運行認(rèn)址裝置以及超速保護裝置的限速器等。立柱兩側(cè)的起升導(dǎo)軌，供載貨臺上下運行導(dǎo)向之用。在立柱上裝有起升機構(gòu)、終端限位裝置、電控柜及安全梯等。上橫梁上安裝定滑輪、上部運行導(dǎo)向輪裝置、過載松繩保護裝置等。

載貨臺由起升機構(gòu)通過載貨臺上的滑輪裝置帶動，通過起升導(dǎo)向輪裝置沿著立柱起升導(dǎo)軌升降，并由貨叉伸縮機構(gòu)進行存取貨物作業(yè)。水平運行機構(gòu)采用變頻調(diào)速，三合一電機減速器，可調(diào)式車輪和水平輪組等。起升機構(gòu)用于驅(qū)動載貨臺做升降運動，貨叉伸縮機構(gòu)是堆垛機存取貨物的執(zhí)行機構(gòu)，裝設(shè)于載貨臺上，采用三級直線差動式伸縮貨叉。

2 出入庫效率提升措施研究

2.1 出入庫流程系統(tǒng)優(yōu)化

與其他倉儲系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程相比，該智能立體倉儲技術(shù)業(yè)務(wù)流程并非由單一的系統(tǒng)完成，而是兩大系統(tǒng)，包括立體庫智能倉儲管理系統(tǒng)（本地系統(tǒng)）與營銷業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)（內(nèi)網(wǎng)系統(tǒng)），內(nèi)外網(wǎng)系統(tǒng)交互操作完成。通過MDS系統(tǒng)服務(wù)總線中間庫連接以上兩大系統(tǒng)，既保證了系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)安全性，同時貫通了系統(tǒng)間接口數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用。

該優(yōu)化方案采用系統(tǒng)業(yè)務(wù)工單管理模式，立即下單，實時出入庫，在寧夏地區(qū)首次實現(xiàn)了計量資產(chǎn)本地倉儲業(yè)務(wù)系統(tǒng)與營銷業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)高頻同步傳輸與資產(chǎn)信息共享，極大地提高了資產(chǎn)信息出入庫準(zhǔn)確性與配送服務(wù)的實效性，杜絕了以往人工管理模式下的人為差錯。

2.2 智能堆垛與入貨操作優(yōu)化

本次優(yōu)化操作通過優(yōu)化智能設(shè)備出入庫操作實現(xiàn)。因各領(lǐng)用單位表計需求數(shù)量為實際業(yè)務(wù)需求量，并非嚴(yán)格按照4箱為一整垛，導(dǎo)致最后一次出庫操作時會產(chǎn)生殘垛（非整垛）情況。為避免因產(chǎn)生過多殘垛而影響儲位利用率，拆碼垛機在下一次出庫操作時，必須將之前產(chǎn)生的殘垛優(yōu)先出庫，減少殘垛數(shù)，以提高倉庫儲位可利用率。

堆垛機在入貨時，重點研究立庫儲位分配優(yōu)化問題。根據(jù)當(dāng)前不同電能表規(guī)格需求數(shù)量，按照“先進先出、使用頻率高電能表優(yōu)先出庫”等分配原則，通過倉儲管理系統(tǒng)設(shè)定優(yōu)先級，將使用頻率高的電能表放在離出庫口近的儲位上，實現(xiàn)入庫儲位科學(xué)合理分配。出庫時，堆垛機優(yōu)先揀選庫存時間較長表計，且運行軌跡相對集中在出庫口近的儲位處，可減少無效重復(fù)往返距離，提高出庫效率。

3 應(yīng)用成效

應(yīng)用成效包括以下3點：1）高效。通過智能立體倉儲技術(shù)應(yīng)用，有效提升庫房出入庫效率，提高了計量資產(chǎn)庫存周轉(zhuǎn)效率，月出庫工作效率提高了41%，縮短了計量資產(chǎn)出入庫時間，每年可節(jié)約人工成本18余萬元。2）智能。通過智能自動化設(shè)備高效運行，由以前人工倉儲管理模式向智能化管理轉(zhuǎn)變，系統(tǒng)自動接收出入庫工單，通過智能設(shè)備實現(xiàn)自動出入庫，智能盤點，有效節(jié)省勞動力。3）規(guī)范。智能倉儲管理系統(tǒng)對資產(chǎn)進行線上管控，無須人工干預(yù)，自動記錄出入庫臺賬信息，物料賬目清晰，線上臺賬即時完成，實時更新，資產(chǎn)管理更加規(guī)范化精益化。

4 結(jié)論

通過以上智能立體倉儲技術(shù)研究，有效地提升計量資產(chǎn)出入庫的準(zhǔn)確性與配送實效性，通過立體庫智能倉儲管理系統(tǒng)與營銷業(yè)務(wù)應(yīng)用系統(tǒng)數(shù)據(jù)信息同步傳輸共享，倉儲智能設(shè)備出入庫操作高效運行，計量資產(chǎn)管理模式由人工管理轉(zhuǎn)變?yōu)橹悄芑瘋}儲管理，大幅提高倉儲出入庫效率與物資配送質(zhì)效。同時，在現(xiàn)有業(yè)務(wù)流程的基礎(chǔ)上，優(yōu)化了殘垛出庫操作與入庫儲位分配原則，體現(xiàn)了智能立體倉儲技術(shù)的可拓展性與科學(xué)性。下一步將利用智能立體倉儲技術(shù)，實現(xiàn)資產(chǎn)自動盤點，資產(chǎn)管理評估與分析，深挖資產(chǎn)數(shù)據(jù)價值，資源合理配置。