广东电网公司省级仓库是省一级的混合存储仓库, 它由广东电网公司进行直接管理。仓库储备物资主要包含主网应急抢修备品、配网防灾储备物资和业扩储备物资。在运作模式上, 广东电网公司负责接收并处理各地市供电局提交的电网物资需求订单, 组织省级仓库进行补货、备货, 组织第三方运输单位配送, 满足各地市局的物资需求。经现状分析, 省级仓库存在“三低”:

(1) 库容利用率低。除少部分库内仓采用托盘式货架外, 大部分为平面仓, 难以满足日益扩大的省级电网物资供应需求;

(2) 仓库作业效率低。主要依靠叉车、吊车等工器具开展作业, 作业人员多, 管理协调难度大, 作业成本高, 通过人工开展大量的装卸货作业, 特别对于重型电力物资, 存在一定程度的安全隐患;

(3) 信息传递效率低。仓库作业与各地市局、供应商、运输单位衔接等信息交互量大, 且呈几何级数增长, 仓库目前主要依靠邮件、电话等形式进行信息沟通, 工作量大且容易出现差错。

随着省级电力物资储备需求和规模的不断扩大, 仓库管理的精益化要求不断深化, 传统的平面仓库以及人工作业模式已经难以满足标准化、规范化和高效率的仓库管理要求, 因此, 新的仓库技术应用和实施先进的仓储作业模式, 是较好提高广东电网公司仓储物流技术水平的有效途径。为此, 我们引入自动化仓储技术。

自动化立体仓库系统是把计算机技术、通信技术、物流管理技术、机械设计技术以及物流仓库储位和配送优化等先进技术融合在一起的新型仓储系统。自动化立体仓库不仅仅具备传统仓库的全部功能, 而且还具有理货、分拣以及非人工直接操作下的自动存取的功能[1]。自动化立体仓库又称高层货架仓库或者自动化仓储系统AS/RS (Automatic Storage&Retrieval System) 。自动化立体仓库由高层立体货架、巷道堆垛机、输送线等硬件设备以及WCS (仓库控制系统) 、WMS (仓库管理系统) 等软件组成, 集物资存储、分类、拣选和动态管理等多项职能, 有着存储容量大、占地面积小、存取效率高、作业精度高等优点[2]。

广东电网省级仓库为钢筋混泥土仓, 待改造的库区存储方式为平面存储, 总占地面积为2000平方米, 仓库高14米, 地面承重满足要求, 具备应用自动化立体仓库的条件。

如前所述, 库内储备物资由三部分组成, 如表1所示。

表1 广东电网省级仓库库存物资表     下载原表

对省级电网仓库储备物资的特点进行分析, 主网应急抢修备品备件体积大、质量重 (2吨以上) 和不规则, 不适合上架存放;配网防灾储备物资和业扩工程储备物资质量适中 (2吨以下) 、体积较小、形状 (或经包装后) 较规则, 易于形成标准包装, 适合上架存放。

选取10k V油浸式变压器、10k V真空柱上断路器、10k V户外隔离开关、10k V避雷器等几类储备量大、出入库频率较高、包装标准较统一的物资上立库存放, 并针对立库存放的物资设计承载的自动化货架托盘, 托盘1200L*1100W*1540H, 承重2吨。

结合仓库空间条件、地质条件、承重载荷条件、仓库吞吐量和储备物资出入库频率等, 立体仓库布局方案如图1所示。

图1 省级仓库立体库区布局方案   下载原图

该自动化立体仓库包括5台堆垛机, 5个入库输送台, 5个出库输送台, 1个分拣平台, 1条分拣输送线和10排货架共计1160个货位组成, 总体为直轨式堆垛机布局, 最大限度提高出入库作业效率。其中, 1~4号巷道存储整入整出的物资, 5号巷道存储需要分拣的物资。

系统主要组成介绍:

(1) 巷道堆垛机:双立柱式, 直线式行走, 可最大限度提高作业效率, 最大提升重量可达2吨, 最大水平行走速度达80m/min, 最大垂直提升速度达30m/min。

(2) 输送机系统:采用链条输送形式, 最大传动质量达2吨, 最高传动速度达12m/min。

(3) 重型货架:由于电力物资质量较大, 为保证存储稳定性和作业的高效率, 采用横梁单货位式, 材质选用高强度钢材, 额定承重不小于2000kg。

(1) 仓库设备控制系统 (WCS) :对立体仓库中主体设备实时监控和下达动作指令的系统, 主要功能包括:堆垛机工作监控和指令下达, 输送平台工作监控和指令下达, 外形检测设备运行状态监控等。

(2) 仓库管理系统 (WMS) :完成立体仓库出入库、盘点等作业的管理系统, 主要功能包括:出入库订单管理、物资出入库管理、移库作业管理、盘点管理和统计报表管理等。

(3) 手持PDA系统是为增强仓库现场移动作业能力的系统, 主要功能包括:立库空盘出库、立库空盘入库、物资组盘管理、物资整盘入库等。

仓库日常作业主要包括入库、上架、拣选出库、盘点等流程, 对广东电网省级仓库来说, 电力物资品类较大, 数量大, 普遍较重, 对存储、保管、搬运装卸要求较高。传统的电力企业仓库使用地面堆放或托盘式货架存放, 人工接收出入库、盘点任务, 主要依靠作业人员经验、人脑记忆, 依托大量的作业表单及搬运工具进行仓库收发货等任务, 受制于人员的素质、能力的参差不齐等因素影响, 仓库人力及管理成本高, 效率普遍较低。

图2 立体仓库入库流程   下载原图

引入自动化仓储技术后, 仓库日常作业模式转变为以仓库自动化系统为主, 人工作业为辅的运作模式, 仓库作业主要流程如下:

入库是指将到货物资进行组盘, 完成物资上架存储的作业, 自动化仓库操作的基本步骤如下, 具体流程如图2所示。

(1) WMS仓库管理系统新建入库订单, 下发入库任务至PDA;

(2) 物资现场组盘完成后, PDA扫描托盘条码, 选择入库订单, 完成组盘物资和托盘的一一绑定;

(3) 通过叉车送至立体仓库入库输送平台;

(4) 系统检查通过外形检测后, 允许入库;

(5) 巷道堆垛机自动作业, 并将物资送至最优货位存储;

(6) 系统完成物资过账, 入库作业完成。

出库是指进行物资拣选, 完成物资出库装卸的作业, 自动化仓库出库包括整盘出库及拣选出库, 拣选出库是指物资出现拆零出库的情况时, 将整盘物资送至拣选出库口, 仓管员根据系统提示完成出库物资的拣选工作, 余下物资返回立库原存储货位的作业, 具体流程如图3、4所示。

图3 立体仓库整盘出库流程   下载原图

图4 立体仓库拣选出库流程   下载原图

(1) WMS仓库管理系统新建出库订单, 下发出库任务至执行设备;

(2) WMS仓库管理系统选取最优出库货位;

(3) 巷道堆垛机自动作业, 将货物送至出库输送平台;

(4) 通过叉车作业, 将物资从立体仓库出库输送平台取走;

(5) 系统完成物资过账, 出库作业完成。

(1) 由WMS仓库管理系统新建盘点任务, 下发任务至执行设备;

(2) 巷道堆垛机自动作业, 选取待盘点物资, 将物资送至出入库输送平台;

(3) 仓管员现场完成盘点后, 物资自动返回立体仓库内。

(4) 系统输出盘点报表, 盘点作业完成。

在完成仓库日常作业外, 可针对信息传递效率低, 数据呈孤岛存在的问题, 进一步开发自动化立体仓库WMS系统与企业管理系统、TMS/GPS系统接口 (见图5) , 打通供应链各模块之间的联系, 促进订单处理、备货、配送、结算全流程贯通, 使得企业的信息流和物流有效结合, 实现省级电力物资供应链全链条的可视化, 从而大幅提升供应链管理水平和物资供应效率。

图5 自动化立体仓库系统与其他系统关联   下载原图

经过上述两种模式介绍, 与传统电力企业平面仓库相比, 自动化立体仓库在提高库容利用率、提高作业自动化水平、降低人工劳动强度、提高作业准确性等方面优势明显。

(1) 提高库容利用率。由于高层货架及堆垛机的应用, 存储区可大幅向高空发展, 作业面积大幅减少, 使得自动化立体仓库对单位面积的利用效率得到较大提升, 节约货物单位占地面积。在相同的土地面积上, 自动化立体仓库比托盘式货架提高1.5倍以上, 比普通平面仓库存储能力提高2-5倍以上。

(2) 提高仓库作业效率。立体仓库除组盘及通过叉车短距离搬运物资作为辅助外, 其它各环节基本通过自动化设备完成, 出入库原则一旦在WMS系统设定后, 自动化设备按设定进行操作, 人工作业面、作业距离大幅减低, 同时, 可通过系统软件设计物资上架、拣选出库原则, 人员工作量大幅降低, 出入库正确率大幅提升, 实现傻瓜式作业, 不仅提高仓库出入库运作效率, 还降低了人工作业比重, 减少因疲劳导致的人工操作错误, 从而大幅减少仓库人员管理及作业成本。

(3) 提高企业仓库物资管理水平。由于仓库管理系统 (WMS) 的应用, 电力物资的出入库效率可得到最优化, 可以实现物资的先入先出, 避免物资存储时间过长导致的价值浪费和货损问题。同时, 自动化立体仓储技术使得企业的信息流和物流有效结合, 实现库存信息高度共享, (下转第79页) 仓库作业与供应商补货、订单处理、物资备货拣选、运输到货等各环节的数据互联互通, 提高电力企业的仓库物资管理水平。

本文介绍了电力企业仓库应用自动化立体仓储技术后的运作模式。首先, 结合省级仓库现状, 完成自动化立体仓库方案设计, 详细介绍了引入自动化立体仓库系统后, 电力企业仓库运作模式实现大幅优化, 为电力企业推广应用自动化立体仓储技术形成较好的借鉴案例。

经测算, 在应用了自动化立体仓储技术后, 广东电网省级仓库的存储能力较以往提升了3.84倍, 出入库准确率100%, 订单备货时间大幅降低60%, 人力作业成本降低30%。