汽车零部件自动化立体仓库货位布局优化策略的分析

2018-07-15周斌

时代汽车 2018年6期

周斌

河南省政府办公厅车队河南省郑州市 450000

1 引言

近年来，我国汽车工业飞速发展，汽车生产模式已经转变为基于订单的混流生产模式。近年来，我国汽车行业的发展特点为，发展速度块，产品个性化，精益物流和JIT广泛应用，汽车零部件物流重要性日益凸显，自动化立体仓库体现出明显的存储优势。汽车零部件仓储管理，具有十分复杂的仓库作业流程，而应用自动化立体仓库，通过计算机系统实现统一管理，对用户订单实时提取，提高零部件出入库速度，提升物流周转速度，进而使作业效率得到提升。

2 汽车零部件自动化立体仓库的概述

汽车零部件自动化立体仓库，使得仓储过程中的劳动、物资消耗大大减少，流动资金积压、物流成本都得以降低，仓储作业更加高效、顺畅，资金周转、物资流通速度加快，具有显著的优势，在现代汽车物流中已经必不可少。自动化立体仓库，主要是采用了高层货架对货物的存储，通过自动化管理系统，管理控制仓库存取作业与设施设备[1]。汽车零部件具有繁多的种类和不同个形状，

分别选择不同的货架种类，常见的货架类型包括悬臂式货架、托盘式货架、单元货格式货架、阁楼式货架等。在实际应用中，汽车零部件自动化立体仓库具有显著的优势，能够自动化控制零部件存取，和传统仓库作业模式相比具有更好的高效性和准确性。汽车零部件自动化立体仓库，作业流程包括入库作业、出库保管、出库作业、盘库作业等，实现高效的仓库作业。

3 汽车零部件传统仓库货位布局的问题

在传统的汽车零部件仓库当中，对于仓库货位布置，以及作业流程等方面，都存在着一定的问题和不足，如库区布局不合理、仓储面积利用率低、非标准化包装容器存储、物流作业不规范等。各种零部件有不同的入库包装，入库前应当在换装作业专区进行换装作业。但传统台车货架区，和部分容器货架区，与换装作业区距离很远，作业路径增加，影响出入库效率。仓库有效存储面积，一般只能达到48%左右，其它部分均被辅助设施、物流通道占据[2]。由于汽车零部件材质、形状各不相同，因此对零部件包装形态要求较为严格，零部件供应商为了降低成本，往往根据零部件尺寸设计包装，缺乏统一标准，不利于仓储管理。在入库环节通常会制定运输计划，但是在实际运输中，为了降低成本、提高装载率，对运输计划执行不严格，同批次零部件可能会分开运输，无法按时完成1个入库任务。

4 汽车零部件自动化立体仓库的货位布局优化原则

4.1 货位存储模式

在货位存储模式中，主要包括定位存储、随机存储、分类存储、分类随机存储、共享存储、货物货位耦合存储等模式。定位存储中每件货物的货位是固定的，在大存储空间，多种少量货物存储中适用，该模式货物货位寻找容易，不同货物属性相互影响小，但货位空间利用率不高。随机存储中货物在随机货位中任意存放，在体积大、种类少的货物存储中适用，该模式有较高的货位利用率，但拣选效率不足。分类存储中对货物分类定位存储，在产品周转率、产品尺寸差异大，产品相关性大的货物存储中适用，该模式分类存储区可对货位二次优化，管理方便，但货位平均使用效率不高。分类随即存储中，同类货物在固定区域存储，在区域内随机分配货位，在产品相关性大，但种类少的货物存储中适用，该模式融合了分类存储、随机存储的优势，但货物出入库管理盘点难度较大。共享存储中不同货物对相同货位共享，在货物相差大，货物属性无相互影响下适用，该模式存储空间、搬运时间节省，但货物管理难度大。货物货位耦合存储中，对应优先级货物和货位耦合存储，在货物周转率不同下适用，该模式出入库效率高，机械作业成本低，但需要根据货物周转率，对货位变化调整。

4.2 货位分配原则

根据货物属性及物流需要，合理管理、科学分配仓库货位，使自动化立体仓库作业效率提升[3]。在货位分配中，遵循周转率原则，周转率越高的货物，与出入口的距离应越近。重量分配原则，货物存储上轻下重，降低重心，保持货架稳定。货物相关性原则，通过历史订单分析相关性，经常同时拣选的货物就近存放。货物互补性原则，相邻货位防治互补性高的货物。就近原则，货物入库有限在距离入库台紧的货位存放。分巷道存放原则，在不同巷道货架平均分配货物，均匀分配捡货工作量。货物特性原则，分开存储相容性低的货物。货物尺寸原则，根据整批尺寸、单位尺寸，合理设计货位大小。

4.3 货位优化流程

对于货位布局的优化，采用科学化的步骤及流程。对或为布局优化的目标加以明确，包括货物存储策略、存储形式等。基于拣选作业距离、拣选作业效率、出入库作业量等优化实现货位优化，降低仓储物流成本。优化过程中，应考虑到拣选作业准确率、作业设备运行参数、货位大小、包装单元尺寸、货物重量等客观条件。基于实际优化需求，对原始数据信息加以采集，了解货物存储环境、堆垛机运行参数信息、货位信息、货架信息、商品信息等。按照优化问题实际需求，分析处理数据，获取有用信息。结合各种信息综合分析，进而得出货位优化方案，并预测结果。

5 汽车零部件自动化立体仓库的货位布局优化策略

5.1 零部件分类存储的优化

汽车零部件的保管形态一般是集装单元，采取箱类、车类包装。换装台车中的零部件更换为容器出库情况，部分零部件，通过标准仓储笼形态入库。塑料容箱的优化中，根据零部件不同的单位包装数，以及每批次不同的容器出库量，将存储划分为通过托盘集装上货架、直接上货架等情况，以提高出库作业效率。运用牛腿式货架直接上货架，入库业务流程简单，可实现统一的全自动化作业。托盘集装上货架，运用了横梁式货架与牛腿式货架，业务流程复杂。分类存储零部件，将相同的零部件，尽量在每组货架中平均分配，使每组货架存放的零部件数量、种类基本相同，在入库作业中，可在不同巷道，分别有多台堆垛机，共同完成同一类零部件的操作，极大的提高了出入库的作业效率，也能够对汽车零部件的实际应用需求加以满足[4]。

5.2 仓库货架布置方案的优化

以246m长、144m宽的仓库为例，沿东西方向，每隔12m有一根立柱，沿南北方向，每隔24m有一根立柱。仓库人字型屋顶三段，最高点和最低点分别是7.82m和6.74米。可采用南北方向布置货架，货架和零部件物流有一致的方向，物流路径较短，但仓库中线槽及立柱对其影响，限制了货架高度和宽度，高度仅为5.4m，宽度也不足12m。东西方向布置货架，在管道间距影响下，最大高度为5.7m，如果所限货架长度，在人字形屋顶下，货架高度可在6.7-7.8m，提高了仓库空间利用率。同时，东西走向货架受到立柱影响较小，仓库面积利用率可得到提高。因此，对于原有的汽车零部件仓库基础设施不进行改动，综合不同货架布置方案的仓存作业效率、仓库面积利用率、空间利用率、仓库库容等综合因素，并结合分拣系统、自动化运输系统的运行效率，得出最优的仓库货位布局方案。

5.3 优化后的总体布局和业务流程

汽车零部件自动化立体仓库中，根据不同的作业性质可分为出库区、换装区、备货区、不上架容器区、货架区、理货区等不同的功能分区。通过对仓库货位布局的优化，采用东西方向平行设置立体货架，南侧21个入口入库，北侧19个出口出库。在出货区有出货平台7个，采用自动化立体仓库系统输送货物，在备货区按平台备货出库，或换装后备货出库。不上货架的货物，入库后进入主通道，向不上架容器区输送，并备货出库。在作业中，汽车零部件到达仓库，验收工作在理货区完成，检测合格或码盘、挂RFID标签，对入库信息采集，由分类输送机根据程序运送到制定货位。出库是系统服务器读取出库单数据，自动查询并发布命令，堆垛机去除零部件给输送机，输送机将零部件送到出库口。