适应GIS产品生产的自动化仓储库房设计

■ 西安西电开关电气有限公司 胡爱红 郑益征

引言

物流技术发展到今天，支撑物流技术的硬件与软件技术已发展到任意组合、高度集成的程度，在仓储、物流方面实现高度信息化、自动化集成体系，成为各行各业争相抢占制高点。

但是，目前物流业的发展状况极不平衡。在物流园区，大型仓储规划领域以及港口、货运中心、配送中心、超市网络等方面发展较快，起点高、效益显著。而在制造企业，由于小批量多品种的生产性质使得自动化物流系统发展相对滞后，物流方式阻碍了工厂生产的高效运转。沿用至今传统的生产物流方式与设施导致库房甚至装配车间及其周边成为临时的物资集散地，外来物资运输车辆穿梭于厂区各处，管理无序，成为企业发展的消极因素。

西开电气公司“十一五”期间，进行了空前规模的技术改造。固定资产投资达8亿元。建成了全新的装配车间、专业车间、零部件库房等格局已定，如何理顺厂区物流体系，从源头开始规整外来物资的进厂流通程序成为关注焦点。也是公司引入现代物流概念，建设适应公司产能与规模的仓储、拣存、运输传送与信息管理的现代化物流系统，向物流智能化、信息化、效益化发展必须首先跨出的一步。今后彰显企业有序生产、生机盎然的将会是贯穿在各厂房之间的物流站点和路线。它是企业流动的血脉。

本文着重寻求厂内物流问题的解决方案，开创自动化系统在电气制造行业应用探索，介绍本公司的物流规划架构以及将建立的高效自动化仓储系统的策划案，包括仓库平面动线布局规划，典型零部件存储形式规划，转运器具功能需求分析，物流设施设备选型，以及仓库信息管理的功能需求分析。

1.物流架构与模式设计

1.1物流架构

根据小批量多品种零件品种多，频繁出入特点，结合本企业的具体情况，规划拉动模式下物流架构——库房型式与物流过程，简化物流，有效解决库存与需求问题，提高库房利用率。

1.2物流模式确定

2.库房功能定位

2.1满足生产纲领下生产所需的物料配送需求

2.2具有消除产能波动及生产次序的调整的安全库存需求

2.3辅助成本统计与财务核算平台

3.设计纲领与库存量计算

3.1设计纲领

依据公司发展规划及未来市场预测，根据企业规划部给定发展目标，确定设计专业库未来产能纲领。

3.2库存量计算

3.2.1 计算过程：

按照逆序设计原则，以下序的需求来拉动上工序的供应，设计计算流程如下：

产品型号 1100kVGIS 800kVGIS 550kVGIS 550kVHGIS 550kVGCB 800kVGCB 合计年产纲领 20间隔 24间隔 160间隔 100间隔 122台 36台 462间隔(

3.2.2 计算流量

3.2.2 .1计算公式：

根据采购提前期、入库时间、分拣时间、配送时间的消耗以及需求波动，通过库存周期和装配车间每日平均需求量得到专业库库存量来确认整体库存量；通过专业库库存量和单元化数据得出专业库储位需求。

根据西开零件使用频率，将零件分为通用件和专用件。对通用件采用再订货点的方式进行补货；而专用件按照LTL（批对批）的模式进行补货。

仓库于存量为1个装配批量的数值。

计算公式：

> 批对批补货模式的库存按照库存周转期设置库存

库存量=库存周转期×日需求量

> 再订货点补货模式的库存设置库存

公式：

说明：计算库存量需要零件流程、产品装配周期、工作班次、零部件PFEP基础数据支持，具体方法不再此一一论述论述，直接应用计算结果。

3.2.2 .2单元化包装方案

根据物料不同的存储特性（零件号码、零件类别、供方、工位等）确定包装存储方式为以下几种。

3.3流量平衡图

按照3.2.1及3.2.2计算生产纲领下库存零件量，做出库房流量平衡图。

3.4包装单数量货位计算

根据包装单元存放对应零件容量，计算各类零件包装数量，进而确定其货位数量如下表。

4 物流中心作业策略

4.1. 进货策略

4.1.1 按照仓库的单元化存储要求收货，即到货已经完成仓库单元化的码放，收货人员只做数量、质量等的验收，不做存储单元容器的转换工作；

4.1.2 每个存储单元容器是都装有RFID，收货人员在验收完成后做实物入库的同时做信息系统入库；

4.1.3 进货作业时间为仓库正常工作日工作时间；

4.1.4 进货作业全部使用叉车作业。

4.2 上架策略

4.2.1 存储单元容器上的RFID在收货信息录入时，系统自动指派储位；

4.2.2 按照存储单元化的形式，使用叉车等搬运设备，按照系统指示的上架至不同存储区域的相应储位上。

4.3. 存储策略

4.3.1 每个储位存储一种SKU的零件，即不同的SKU不混放；

4.3.2 按照零件存储单元化的不同，分为专用托盘存储区、金属箱存储区、卡板箱存储区、标准箱存储区和非标器具存储区；

4.3.3 考虑到托盘单元化零件的库存存储量较大且出库频率较高，基本使用AS/RS或VNA等存储密度大、出库作业灵活的存储设备；

4.3.4 为充分利用空间提高标准箱单元化零件的存储量，基本使用阁楼货架或者

Mini load；对于有特殊防护要求的小型零件，考虑使用垂直升降库；

4.3.5 大型零件使用可堆垛的非标存储器具，通过利用空间提高存储量。

4.4. 拣选策略

4.4.1 仓库内零件全部采用拣存合一的形式；

4.4.2 托盘单元化的零件需要整板出货的由叉车司机按照出货指令直接拣取至待出货区，需要拆零出货的由叉车整板叉下，人工进行拣选，人工拣选后再由叉车叉回原来的储位；

4.4.3 标准箱单元化的零件若使用阁楼货架或者垂直升降库进行存储，则拣选时无论整箱还是拆零拣选均有人工按照出货指令直接进行拣选；若使用存储密度高的Miniload进行存储，则整箱出货由堆垛机直接取出，人工搬运至待出货区，拆零出货由堆垛机取出，人工拆零拣选后，堆垛机再放回原来的存储储位；

4.4.4 非标器具存储的零件或者直接堆垛在地面上的大型零件，由叉车或者行车司机按照出货指令直接拣选至待出货区。

4.5. 集货策略

4.5.1 不同存储区域的零件在拣选完成后，按照集货指令搬运至待出货区。

4.5.2 整板出货零件的集货，由叉车按照集货指令直接搬运至相应待出货区。

4.5.3 整箱或者拆零出货的零件，使用推车搬运至相应待出货区。

5.库房设计

5.1布置平面布置

根据存储策略及计算结果，设计平面布置图如下：

5.2功能区设计

5.2.1 收货暂存区

作业内容：收货暂存，物料检验，扫描RFID做信息系统入库；

使用设备：叉车、RFID扫描器

5.2.2 存储区

5.2.2.1 托盘AS/RS存储区

50m×12m的区域，主要存储1200mm×1000mm的托盘。

作业内容：物料上架，物料存储，物料出货；

使用设备：AS/RS（自动存取系统），自动堆垛机，滚筒动力输送线，叉车。

5.2.2.2 标准箱Mini load存储区

该区域主要存储标准箱。

作业内容：物料上架，物料存储，物料出货；

使用设备：Mini load自动存取系统，自动堆垛机，滚筒动力输送线，垂直升降库，叉车。

5.2.3 悬臂货架存储区该区域主要存储金属箱和专用托盘。作业内容：物料上架，物料存储，物料出货；使用设备：悬臂式货架，叉车

5.2.4 非标器具存储区该区域主要存储非标器具。作业内容：物料堆码，物料存储，物料出货；使用设备：叉车，桁吊。

5.2.5 出货暂存区

作业内容：分拣，临时存储，发货；使用设备：叉车。

5.2.6 清洗区

作业内容：清洗零件； 使用设备：清洗机。

5.2.7 叉车充电区

作业内容：充电； 使用设备：叉车充电器。

6.储存能力校核

按照自制件、外协件、外构件需求量与采购周期，对3.4表货位数量与库房布置区域及货位比较，验证库房与设计目标满足率。

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7.总体动线描述

如图所示，整个专业库的作业动线呈I型，作业区动线路径，简洁高效。

8.设备配备

8.1主要设备选择

自动化存储设备（AS/RS）的核心设备－堆垛机主要结构包括：主框架、走行机构，升降机构、升降载货台、货叉、地轨、天轨等结构组成。堆垛机上装有各种定位的检测器和安全装置，保证堆垛机和货叉能高速、精确、安全地在货架中取货。

立体仓库自动控制采用三级计算机分布式控制系统（由管理级、中间控制级和直接控制级组成的）。管理级对仓库进行在线管理，中间控制级对通讯、流程进行控制，并进行实时图像显示，直接控制级是由PLC（可编程序控制器）组成的控制系统对各设备进行单机自动操作，仓库作业实现高度自动化。

8.2主要设备配置

9.结束语

1.通过物流架构设计，物流中心作业系统分析，选择符合工厂实际物流方式，制定较为科学物流策略，实现运作模简化、高效。

2.通过流量计算分析，包装单元化设计，系统量化计算库存量与存储需求进而设计库房布局与货位数量，实现物流过程与工厂实际最大符合。

3.通过自动化系统使用，提高库房自动化水平与运行效率，扩展了自动化仓储技术在小批量多品种行业应用，具有广阔推广前景。

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