智能物流的试点——微库案例分析

卢艳华

中车南京浦镇车辆有限公司 211800

正文：

中国要从“制造业大国”向“制造业强国”迈进，当然不能在这一波全球性的产业革命中落后，中国制造2025的提出也正是迎合了这一发展趋势，从“中国制造”到“中国智造”的巨大革新需要智能设备的支撑，中车南京浦镇车辆有限公司作为大型轨道交通装备制造企业，近几年通过精益理念的不断推广与实践，企业管理水平稳步提升。就物流管理领域而言，在形成稳定的工位制的生产组织模式之后，内部物流已经完全实现了工位制、节拍化、套餐式的配送模式，并采用信息化系统予以管控，取得显著成效，在制造企业物流管理方面积累了丰富的经验。

浦镇公司从2011年3月开始，对物流管理模式进行深入改革，并把打造精益物流管理链条作为公司的项重要工作。新型的物流管理模式的成功在铁路行业内部引起了各方的高度重视，铁道部领导、中国南车集团领导也先后多次莅临公司进行指导，并给予了充分肯定。随着智能化需求的不断增加，公司在精益物流的基础上探索智能物流的实现途径，智能库房的建设提上日程，公司在调研和总结的过程中逐步锁定了方向——微库智能管控中小型物料。

微库系统主要分为软件控制和硬件配置，柔性地实现物料的出、入、分拣和配送的流程管控。微库的软件系统是基于生产需求计划的智能仓储管理控制系统，强调计划的兑现和对自动货柜的智能控制，运用算法对任务明细进行合理的组合、排序和计算，通过与ERP、MES数据交换，实现一键操作、简易拣选目的，依据计算后的指令拣选物料，无需人工干预，真正实现操作端的“系统指挥人”，而非“人控制机器”，自动货柜的智能化应用水准大幅提高。该套系统可应用于自动货柜的仓储管理领域。

微库是以升降库为核心的智能物流产品，主要解决中小型物料的柔性存储、智能分拣和配送。其主体业务分为存储、分拣和配送。采用规格的料盒作为存储容器，存储在托盘中，任务订单合并、算法排序将最优任务序列下发至操作端执行，一键操作，激光指示灯指示拣选位置，智能分拣系统实时反馈称重数据，语音提示分拣重量参数，出库标签自动打印，电子标签指示分拣料包的投放位置，齐套的配送料盒由移载装置移至工装位置，AGV自发进入待移载位置，将配送盒运送至需求位置点。

微库配有独立的操作间，系统数据的提取、显示，对物料进行全流程监控，对任务进行实时跟踪管理，完备的虚拟显示系统以及时显示管理者的需求数据，此外，微库兼具人性化设计理念，折叠座椅，节约空间；温湿度监控系统对物料的存储环境数据进行预警和监管，全方位的管理物料。

一、WMS软件功能

1、托盘上架

托盘上架主要是对自动货柜（升降库）有限的存放空间所使用的托盘进行上架，自动货柜自动检测托盘高度并动态分配存放位置，达到高度存放的柔性控制。当升降库存放的空间不足时，可重新优化存储位置，将闲置的空间累积，从而方便升降库新增托盘存储上架。

2、物料上架

自动货柜与ERP进行数据对接，物料上架的功能节点是利用ERP的数据信息直接导入至系统中生成上架任务，入库操作的数据来源是ERP系统，抓取的数据源自ERP入库单据，自动生成上架任务，系统依据内嵌算法的运算结果给与每一项待上架的物料分配货位，实现快速上架的目的。

3、MES生产计划

MES生产需求是由车间生产计划为源生成的，以需求计划为源将ERP中的数据抓取至自动货柜中，实现MES、ERP与自动货柜的数据交互，三大系统进行数据互联，完成以任务节点控制拣选任务的合理排序。

4、自动库物料拣选

自动库物料拣选是自动库的主操作界面，是物料拣配指示的信息界面。激光指示灯指引待拣物料的位置，界面显示需拣的数量，标签机自动打印自定义的出库标签，只需一键操作，即可进入下一项拣选任务的操作。“车号选择”“工位选择”

5、自动库异常出库

自动库除去执行MES的正常计划外，对于在实际过程中发生的异常出库在规范流程中也可以实现，包括借料和补料。借料：在物料有紧急需要时，无法等待 正常备料的流程，则可以通过在L-WMS中的自动库异常出库—借料节点完成紧急用料的程序。补料：在ERP中备料部门已有备料，但是在物流过程中存在误差，则可以通过此节点完成补差操作。

6、拣选任务

主要为系统的用户提供拣选任务的查询功能节点，可以查询计划的关联信息的拣选任务，支持模糊查询操作。

7、库存查询

库存查询的功能节点主要是查询托盘对应的各物料库存信息、物料在对应托盘中存储的库存信息、物料的总库存量，可支持多项物料的联合查询，也可支持库存的模糊查询。

8、库存预警

库存预警主要是对自动货柜中存储的物料进行库存控制，从而合理利用货柜的存储空间，提高其利用效率。

系统支持批量导入最低库存和最高库存值，可进行颜色的动态提示，并支持各种维度的模糊查询，也可将数据以EXCEL表格的形式导出。

9、用户资料

主要是对用户的个人资料进行维护，包括用户姓名、性别等；提供修改登录密码的操作。

二、WCS控制

WCS是WMS软件系统与硬件的中间层，负责通信处理并反馈，实现仓储管理 “入，存，拣，发” 动作中“发”的功能。WCS接受上位系统WMS的指令，将物料由指定出发地输送至指定目的地。

1、概述

物料的输送可以由AGV、输送线、以及移载装置等智能硬件或人力（工装）方式实现。

WCS作为一个管理系统，负责依据硬件设备的配置情况，完成智能设备的调度，进而实现完成上位系统给出的输送指令。

2、硬件配置管理

WCS管理的智能硬件设备可以进行自定义选配，依据实际生产环境进行配置。

硬件的配置信息，保存在WCS的数据库中。WCS可以对该配置信息进行增、删、改、查的操作。

3、硬件运行状况监控

WCS系统需要对所管理硬件的运行状况进行监控。向管理人员提供硬件运行状况的信息。

对于硬件的控制，由硬件系统本身提供的控制功能决定。WCS提供相应用户界面完成对硬件的控制操作。

4、任务分解

WMS下发的输送任务，WCS系统依据硬件的实际配置，将任务分解为不同硬件可以理解和完成的指令，并下发给该硬件系统。

5、任务分解算法管理

依据实际业务状况，WCS需要向用户提供可以管理任务分解规则的界面，以应对不同业务场景的需求。

三、硬件集成

微库的功能从物料待上架开始到备好的料盒出为截止。上架前和出料后可以适应多种不同的方式。硬件可以柔性地进行集成后，由软件系统集中控制。

1、入库方式

（1）工装架

人工将料盒搬运至微库旁的工装架缓存，后根据系统提示进行入库上架。

（2）输送线

通过输送线将待上架的料盒，移动至微库的入库口处。

2、配送方式

（1）AGV配送

完成分拣的料盒可通过过渡机构，移载至AGV上进行配送。

（2）工装配送

完成分拣的料盒可通过过渡机构，移载至工装车进行配送。

（3）输送线

完成分拣的料盒可通过过渡机构，移载至输送线进行配送。

以上三大模块整合进行协调控制后，整个微库系统达到实际应用层面，目前该系统已经在公司成功运行，货柜内嵌的软件系统为自主开发的WMS系统，其集成了货柜硬件控制系统，可以控制货柜托盘的移动、灯光指引，同时实现WMS系统、ERP系统、MES系统的无缝对接，实现多系统的的信息共享，真正控制过程流。操作层面上，拣选人员只需“一键操作”，依据激光指示以及数量提示进行拣选工作，让自动货柜不仅是自动化，更是智能化，系统依然在使用中不断进行优化迭代，旨在构建更智能、更柔性的物流体系。

真正实现智能物流体系的构建是一条长远路，以点带面从而构建智能库房目前在规划、试点中，仍需不断探索、尝试、修正、运行。