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        基于自動化倉儲技術的電力企業倉庫運作模式優化

          信息來源:   發布時間:2021-09-09  點擊數:

        1 引言

        廣東電網公司省級倉庫是省一級的混合存儲倉庫, 它由廣東電網公司進行直接管理。倉庫儲備物資主要包含主網應急搶修備品、配網防災儲備物資和業擴儲備物資。在運作模式上, 廣東電網公司負責接收并處理各地市供電局提交的電網物資需求訂單, 組織省級倉庫進行補貨、備貨, 組織第三方運輸單位配送, 滿足各地市局的物資需求。經現狀分析, 省級倉庫存在“三低”:

        (1) 庫容利用率低。除少部分庫內倉采用托盤式貨架外, 大部分為平面倉, 難以滿足日益擴大的省級電網物資供應需求;

        (2) 倉庫作業效率低。主要依靠叉車、吊車等工器具開展作業, 作業人員多, 管理協調難度大, 作業成本高, 通過人工開展大量的裝卸貨作業, 特別對于重型電力物資, 存在一定程度的安全隱患;

        (3) 信息傳遞效率低。倉庫作業與各地市局、供應商、運輸單位銜接等信息交互量大, 且呈幾何級數增長, 倉庫目前主要依靠郵件、電話等形式進行信息溝通, 工作量大且容易出現差錯。

        隨著省級電力物資儲備需求和規模的不斷擴大, 倉庫管理的精益化要求不斷深化, 傳統的平面倉庫以及人工作業模式已經難以滿足標準化、規范化和高效率的倉庫管理要求, 因此, 新的倉庫技術應用和實施先進的倉儲作業模式, 是較好提高廣東電網公司倉儲物流技術水平的有效途徑。為此, 我們引入自動化倉儲技術。

        2 自動化倉儲技術在電力企業倉庫的應用

        2.1 自動化立體倉庫系統定義

        自動化立體倉庫系統是把計算機技術、通信技術、物流管理技術、機械設計技術以及物流倉庫儲位和配送優化等先進技術融合在一起的新型倉儲系統。自動化立體倉庫不僅僅具備傳統倉庫的全部功能, 而且還具有理貨、分揀以及非人工直接操作下的自動存取的功能[1]。自動化立體倉庫又稱高層貨架倉庫或者自動化倉儲系統AS/RS (Automatic Storage&Retrieval System) 。自動化立體倉庫由高層立體貨架、巷道堆垛機、輸送線等硬件設備以及WCS (倉庫控制系統) 、WMS (倉庫管理系統) 等軟件組成, 集物資存儲、分類、揀選和動態管理等多項職能, 有著存儲容量大、占地面積小、存取效率高、作業精度高等優點[2]

        2.2 倉庫現狀及存儲物資特點分析

        廣東電網省級倉庫為鋼筋混泥土倉, 待改造的庫區存儲方式為平面存儲, 總占地面積為2000平方米, 倉庫高14米, 地面承重滿足要求, 具備應用自動化立體倉庫的條件。

        如前所述, 庫內儲備物資由三部分組成, 如表1所示。

        表1 廣東電網省級倉庫庫存物資表     下載原表

        表1 廣東電網省級倉庫庫存物資表

        對省級電網倉庫儲備物資的特點進行分析, 主網應急搶修備品備件體積大、質量重 (2噸以上) 和不規則, 不適合上架存放;配網防災儲備物資和業擴工程儲備物資質量適中 (2噸以下) 、體積較小、形狀 (或經包裝后) 較規則, 易于形成標準包裝, 適合上架存放。

        選取10k V油浸式變壓器、10k V真空柱上斷路器、10k V戶外隔離開關、10k V避雷器等幾類儲備量大、出入庫頻率較高、包裝標準較統一的物資上立庫存放, 并針對立庫存放的物資設計承載的自動化貨架托盤, 托盤1200L*1100W*1540H, 承重2噸。

        2.3 自動化立體倉庫方案設計

        結合倉庫空間條件、地質條件、承重載荷條件、倉庫吞吐量和儲備物資出入庫頻率等, 立體倉庫布局方案如圖1所示。

        圖1 省級倉庫立體庫區布局方案

        圖1 省級倉庫立體庫區布局方案   下載原圖


        該自動化立體倉庫包括5臺堆垛機, 5個入庫輸送臺, 5個出庫輸送臺, 1個分揀平臺, 1條分揀輸送線和10排貨架共計1160個貨位組成, 總體為直軌式堆垛機布局, 最大限度提高出入庫作業效率。其中, 1~4號巷道存儲整入整出的物資, 5號巷道存儲需要分揀的物資。

        系統主要組成介紹:

        2.3.1 硬件設備

        (1) 巷道堆垛機:雙立柱式, 直線式行走, 可最大限度提高作業效率, 最大提升重量可達2噸, 最大水平行走速度達80m/min, 最大垂直提升速度達30m/min。

        (2) 輸送機系統:采用鏈條輸送形式, 最大傳動質量達2噸, 最高傳動速度達12m/min。

        (3) 重型貨架:由于電力物資質量較大, 為保證存儲穩定性和作業的高效率, 采用橫梁單貨位式, 材質選用高強度鋼材, 額定承重不小于2000kg。

        2.3.2 軟件系統

        (1) 倉庫設備控制系統 (WCS) :對立體倉庫中主體設備實時監控和下達動作指令的系統, 主要功能包括:堆垛機工作監控和指令下達, 輸送平臺工作監控和指令下達, 外形檢測設備運行狀態監控等。

        (2) 倉庫管理系統 (WMS) :完成立體倉庫出入庫、盤點等作業的管理系統, 主要功能包括:出入庫訂單管理、物資出入庫管理、移庫作業管理、盤點管理和統計報表管理等。

        (3) 手持PDA系統是為增強倉庫現場移動作業能力的系統, 主要功能包括:立庫空盤出庫、立庫空盤入庫、物資組盤管理、物資整盤入庫等。

        3 倉庫運作模式優化

        3.1 傳統倉庫運作模式

        倉庫日常作業主要包括入庫、上架、揀選出庫、盤點等流程, 對廣東電網省級倉庫來說, 電力物資品類較大, 數量大, 普遍較重, 對存儲、保管、搬運裝卸要求較高。傳統的電力企業倉庫使用地面堆放或托盤式貨架存放, 人工接收出入庫、盤點任務, 主要依靠作業人員經驗、人腦記憶, 依托大量的作業表單及搬運工具進行倉庫收發貨等任務, 受制于人員的素質、能力的參差不齊等因素影響, 倉庫人力及管理成本高, 效率普遍較低。

        3.2 自動化倉庫運作模式

        圖2 立體倉庫入庫流程

        圖2 立體倉庫入庫流程   下載原圖


        引入自動化倉儲技術后, 倉庫日常作業模式轉變為以倉庫自動化系統為主, 人工作業為輔的運作模式, 倉庫作業主要流程如下:

        3.2.1 入庫流程

        入庫是指將到貨物資進行組盤, 完成物資上架存儲的作業, 自動化倉庫操作的基本步驟如下, 具體流程如圖2所示。

        (1) WMS倉庫管理系統新建入庫訂單, 下發入庫任務至PDA;

        (2) 物資現場組盤完成后, PDA掃描托盤條碼, 選擇入庫訂單, 完成組盤物資和托盤的一一綁定;

        (3) 通過叉車送至立體倉庫入庫輸送平臺;

        (4) 系統檢查通過外形檢測后, 允許入庫;

        (5) 巷道堆垛機自動作業, 并將物資送至最優貨位存儲;

        (6) 系統完成物資過賬, 入庫作業完成。

        3.2.2 出庫流程

        出庫是指進行物資揀選, 完成物資出庫裝卸的作業, 自動化倉庫出庫包括整盤出庫及揀選出庫, 揀選出庫是指物資出現拆零出庫的情況時, 將整盤物資送至揀選出庫口, 倉管員根據系統提示完成出庫物資的揀選工作, 余下物資返回立庫原存儲貨位的作業, 具體流程如圖3、4所示。

        圖3 立體倉庫整盤出庫流程

        圖3 立體倉庫整盤出庫流程   下載原圖


        圖4 立體倉庫揀選出庫流程

        圖4 立體倉庫揀選出庫流程   下載原圖


        (1) WMS倉庫管理系統新建出庫訂單, 下發出庫任務至執行設備;

        (2) WMS倉庫管理系統選取最優出庫貨位;

        (3) 巷道堆垛機自動作業, 將貨物送至出庫輸送平臺;

        (4) 通過叉車作業, 將物資從立體倉庫出庫輸送平臺取走;

        (5) 系統完成物資過賬, 出庫作業完成。

        3.2.3 盤點流程

        (1) 由WMS倉庫管理系統新建盤點任務, 下發任務至執行設備;

        (2) 巷道堆垛機自動作業, 選取待盤點物資, 將物資送至出入庫輸送平臺;

        (3) 倉管員現場完成盤點后, 物資自動返回立體倉庫內。

        (4) 系統輸出盤點報表, 盤點作業完成。

        3.2.4 倉庫作業的可視化

        在完成倉庫日常作業外, 可針對信息傳遞效率低, 數據呈孤島存在的問題, 進一步開發自動化立體倉庫WMS系統與企業管理系統、TMS/GPS系統接口 (見圖5) , 打通供應鏈各模塊之間的聯系, 促進訂單處理、備貨、配送、結算全流程貫通, 使得企業的信息流和物流有效結合, 實現省級電力物資供應鏈全鏈條的可視化, 從而大幅提升供應鏈管理水平和物資供應效率。

        圖5 自動化立體倉庫系統與其他系統關聯

        圖5 自動化立體倉庫系統與其他系統關聯   下載原圖


        3.3 自動化立體倉庫運作模式的優越性

        經過上述兩種模式介紹, 與傳統電力企業平面倉庫相比, 自動化立體倉庫在提高庫容利用率、提高作業自動化水平、降低人工勞動強度、提高作業準確性等方面優勢明顯。

        (1) 提高庫容利用率。由于高層貨架及堆垛機的應用, 存儲區可大幅向高空發展, 作業面積大幅減少, 使得自動化立體倉庫對單位面積的利用效率得到較大提升, 節約貨物單位占地面積。在相同的土地面積上, 自動化立體倉庫比托盤式貨架提高1.5倍以上, 比普通平面倉庫存儲能力提高2-5倍以上。

        (2) 提高倉庫作業效率。立體倉庫除組盤及通過叉車短距離搬運物資作為輔助外, 其它各環節基本通過自動化設備完成, 出入庫原則一旦在WMS系統設定后, 自動化設備按設定進行操作, 人工作業面、作業距離大幅減低, 同時, 可通過系統軟件設計物資上架、揀選出庫原則, 人員工作量大幅降低, 出入庫正確率大幅提升, 實現傻瓜式作業, 不僅提高倉庫出入庫運作效率, 還降低了人工作業比重, 減少因疲勞導致的人工操作錯誤, 從而大幅減少倉庫人員管理及作業成本。

        (3) 提高企業倉庫物資管理水平。由于倉庫管理系統 (WMS) 的應用, 電力物資的出入庫效率可得到最優化, 可以實現物資的先入先出, 避免物資存儲時間過長導致的價值浪費和貨損問題。同時, 自動化立體倉儲技術使得企業的信息流和物流有效結合, 實現庫存信息高度共享, (下轉第79頁) 倉庫作業與供應商補貨、訂單處理、物資備貨揀選、運輸到貨等各環節的數據互聯互通, 提高電力企業的倉庫物資管理水平。

        4 結論

        本文介紹了電力企業倉庫應用自動化立體倉儲技術后的運作模式。首先, 結合省級倉庫現狀, 完成自動化立體倉庫方案設計, 詳細介紹了引入自動化立體倉庫系統后, 電力企業倉庫運作模式實現大幅優化, 為電力企業推廣應用自動化立體倉儲技術形成較好的借鑒案例。

        經測算, 在應用了自動化立體倉儲技術后, 廣東電網省級倉庫的存儲能力較以往提升了3.84倍, 出入庫準確率100%, 訂單備貨時間大幅降低60%, 人力作業成本降低30%。

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