面向零部件制造企业的仓储管理系统设计

姚 骏，杨 潇，李泽宇，陈 寅，朱文斌

（中车戚墅堰机车车辆工艺研究所有限公司，常州 213011）

0 引言

仓储管理[1]在制造型企业的生产管理中有着至关重要的作用，如原材料的采购与生产之间、销售与发货之间、成品与入库之间。相比于其他的制造型企业，零部件制造型企业[2]的生产具有生产技术要求高、客户定制化程度高、多品种小批量频繁的特点，在仓储管理中存在原材料和自制件品种繁多、批量小、频次高、尺寸差异大的现状，对仓储管理存在更高的要求。如果管理不善[3]，容易造成业务流通不畅、信息传递过程滞后、准确性不够等问题，进而导致生产停滞。

为解决上述问题，本文针对零部件制造企业的生产特性，设计了一种集成业务流与信息流的数字化仓储管理系统，运用互联网、物联网、移动终端等技术，实现对资源的有效控制和整合。

1 系统主体架构

在零部件制造企业中，仓储管理系统WMS[4]是衔接采购发货和生产制造两大供应链重要环节的核心系统。仓储管理系统可以实现对企业货物货位管理、仓库调拨管理、物料出入库管理等业务的信息化数字化管控。

在本文设计的仓储管理系统中，WMS与主数据管理系统MDM、企业资源管理计划ERP、生产管理系统MES、业务流程管理BPM相集成，实现数据的互联互通。系统的总体架构图如图1所示。

图1 仓储管理系统架构图

主数据管理系统作为数据规范的源头，向仓储管理系统传输物料、供应商、客户等基础信息，保证系统间基础数据的规范统一。企业资源管理计划系统[5]运行MPS和MRP，将销售订单、售后工单、采购申请、采购订单等业务数据传递至仓储管理系统，作为仓储作业进行的依据。生产管理系统[6]将原材料、半成品的需求计划和自制件的入库计划传递给仓储管理系统，形成拉动式的仓储作业。业务流程系统对用户提交的领料申请进行复核公司规范的审核，并将审核结果传输至仓储管理系统，形成相应的拣货任务。

通过与多个信息系统的数据集成，仓储管理系统形成集约化、数字化的管控，实现透明、有效、实时的仓储作业管理。

2 系统功能设计

在仓储管理系统中，分为供应商协同、收货业务、发货业务、库内业务、PDA操作五大功能模块，如图2所示。

图2 仓储管理系统功能概览

供应商协同功能指的是供应商与企业相互协同配合，共同完成采购业务的进行，功能展示如图3所示。在系统中，可以将企业的采购申请、物料安全库存阈值和即时库存与供应商进行共享，供应商获取相关信息后，可以进行提前的生产、采购备货。经过审核后的采购订单会进行展示，供应商获取到采购订单的数量、交货日期后进行确认。确认无误后，供应商按照交货计划编制和打印送货通知单。部分的大中型企业会采用内外网分离来保证信息的安全，系统建议使用CIRTRIX的技术进行数据的传递。

图3 供应商协同

收货业务指的是原材料或半成品进入仓库的过程。对于外购件，供应商在送货前打印具有二维码标签的送货通知，仓库收料员接到送货通知单后，核对收料区实物规格、型号、数量、外部包装与送货通知单是否一致，如一致，使用PDA扫描收料形成收料明细单。质检调度人员在系统中根据收料明细单安排质检任务，质检人员收到任务后进行质量检验，并使用PDA对质检结果进行汇报。当质检合格后，系统会自动生成上架任务。在上架任务中，有系统根据物料的基础资料及存储位置所产生的上架建议，库管员可以在PDA终端按照上架建议或实际情况对货物、货架的二维码进行扫描，完成上架操作。对于自制件的入库，总体流程与原材料入库基本一致，生产管理系统在自制件完工入库时触发入库申请，仓库完成对事物数量、规格进行确认，进行入库申请的审核和上架明细的编制。

发货业务指的是物资从仓库出库的过程。拣货任务的生产有不同的来源，通常而言由两大类，一类由销售售后产生的销售订单或售后工单，一类是由生产订单产生的工序投料单。在拣货任务中，有系统根据物料的基础资料、存储位置和先进先出的原则产生的拣货建议。库管员可以更加拣货建议或实际情况对货物、货架的二维码进行扫描，完成拣货操作。在收货发货业务中，上架和拣货明细、上架和拣货路径均有系统根据库存位置提供的智能引导，实现“货到人”[7]的仓储作业。收货、发货业务的作业概览如图4所示。

图4 收货、发货作业概览

库内业务指的是物资在仓库内进行调拨和盘点的过程。物资会在不同的仓库之间调拨或不同的仓位之间进行调拨，库管员通过PDA和二维码在作业现场实现该功能。为了保证信息流和实物流的一致性，仓库定期进行物资的盘点，在盘点开始时，先在系统中备份当前的库存情况，作为盘点的任务。库管员持PDA进行货架和物资的盘点核查，系统根据库存情况和实际盘点数量进行差异分析。

PDA终端[8]上的操作包库了收货业务、发货业务和库内业务。在系统的设计中，使用BS架构进行，开发基于HTML5的安卓程序部署在PDA终端上。PDA终端上仅完成数据的录入、二维码的扫描、任务接收等工作，业务逻辑的校验和数据库的交互在服务器端进行。

图5 PDA终端架构

3 系统特点及优势

面向零部件制造企业的仓储管理系统通过集成互联网、物联网、移动终端等技术，将实现仓储管理作业的精益化、数字化、信息化和智能化。

1）系统的整体设计，贯穿精益物流[9,10]的理念。通过系统的运用，构建了企业内部仓储、采购、生产、销售、收货各部门之间以及与供应商伙伴之间的协作关系，不断改善，精益求精，合理有效配置企业资源，最大限度为企业谋求仓储服务过程中的增值效益。

2）系统对仓储作业的物资收货、质检、上架、拣货、出库、盘点等进行了全面数字化覆盖，为仓储管理提供了有效的工具，使企业精确掌握物资情况，合理优化库存，实现收发货的自动化和集成化，也为后续的质量提升提供了数据基础。

3）系统在设计时充分考虑与MDM、ERP、MES、BPM等的集成。通过不同信息系统间的数据交互，打破企业的数据壁垒，将企业的信息流和业务流打通，实现计划、采购、质量、仓储信息的贯通，有效提升企业的信息化水平。

4）系统的功能中，运用智能算法，为用户提供了上架、拣货以及路径选择的合理建议，引导用户进行相应的操作，提高仓储作业的效率和正确性。同时，利用PDA终端和电子看板，建立任务拉动式的精确配送，减少因物料配送造成的生产缺料停产。

4 系统预期效果

面向零部件制造企业的仓储管理系统已经成功的应用在江苏某零部件制造企业。通过系统的运行，企业能够实时的掌握物资收货、质检、上架、拣货、出库、盘点的情况；通过PDA终端的运用，改变原有全人工、纸质管理的半透明管理方式，实现数字化、移动化的智能管理；通过电子看板的设置，让业务过程清晰、可控、透明；通过物资先进先出的实现，减少企业非预期失效损失；通过任务到岗到人的业务驱动模式以及任务执行状态等数据分析，找到主要瓶颈，提高管理效率。因此，极大的改善了企业的仓储作业管理能力，全面提升公司综合竞争力。

5 结语

当前，物联网技术、5G技术、人工智能高速发展，各种新技术新业务不断涌现，面向零部件制造企业的仓储管理系统需要运用新技术，进一步朝着数字化、智能化、自动化的方向发展。同时，随着系统应用的加深，将积累大量的宝贵数据，企业需要对数据进行深入挖掘，为企业的经营决策提供有效支持。