立体仓库一般由货架、托盘、巷道堆垛机、输送机、控制系统和计算机管理系统等部分构成, 可以在计算机系统的控制下完成单元货物的自动存取作业。立体仓库通过对空间的合理利用、对出入库的优化调度、对仓储物资的信息化管理, 已成为企业物流和生产管理中不可缺少的仓储技术, 越来越受到企业的重视。铁路应用立体仓库的时间较短, 但目标却不局限于物资的储备管理, 更多的注重仓储物资与生产实际的无缝对接。在实际应用中, 由于铁路生产线的流程和管理不尽相同, 立体仓库在生产过程中往往没有发挥其优势, 反而有可能会降低原有生产线的工作效率, 这一点在铁路车辆系统的配件立体仓库上表现得尤为明显。同时, 立体仓库的库存管理软件是相对独立的, 与铁路内部的物资管理系统脱节, 在物资请领、调配等方面无法与铁路物资管理系统接轨, 管理上存在诸多不便。

该文首先分析立体仓库的库存管理软件与铁路物资管理系统脱节的问题。以车辆系统的配件立体仓库为例, 立体仓库的管理系统由2个部分组成, 分别是立体仓库控制系统和库存管理系统。立体仓库管理系统的重点倾向于控制系统, 它负责立体仓库的调度控制、状态监测等关键工作。而立体仓库管理系统中的库存管理软件是立体仓库的辅助管理软件, 只能实现简单的库存管理, 包括出入库、盘点、查询等功能, 这与铁路物资管理系统的功能相比差距较大。铁路物资管理对物资编码有统一的规定, 铁路管理物资的基本属性信息也要比立体仓库的库存管理软件中记录的多。同时铁路物资管理有规定的流程, 象物资请购、物资出入库、物资调拨以及相关的审批管理等。这些都是立体仓库的库存管理软件无法实现的, 最影响工作效率的是上级库房或同级库房调拨到立体仓库的物资物料信息, 无法直接更新到立体仓库的库存中, 管理人员需要在2个系统分别进行操作, 增大工作人员的工作量和出错概率。

其次, 分析立体仓库与铁路生产线的对接问题。同样以车辆系统的配件立体仓库为例, 生产线上需要的配件一般为一批物料的组合, 用于装配车辆上的1个单元设备。如果每次都从立体仓库的不同货位取物料再组合到一个工位显然效率很低, 为此立体仓库常被人为划分出一些区域存放组合物料, 方便生产使用。但即便如此, 还是有不尽如人意的地方, 象有些易损配件在配发到生产工位后发生损坏, 生产线的工作人员需要重新联系立体库管理人员启动堆垛机取回该物料。由于生产线易损物料发生损坏的频率较高, 易损物料种类较多, 损坏的时间随机且分散, 生产线的工作人员往往需要排队等候, 打乱了生产线工位的正常工作, 降低了工作效率。而堆垛机由于经常往返于各个货位和取货口, 机械损耗和功耗明显增加。

针对铁路车辆系统配件立体仓库出现的问题, 需要分2个部分进行设计。分别是与铁路物资管理系统对接设计以及与生产线的融合设计。其中, 与铁路物资管理系统对接时需要开发一套中间系统, 可兼容铁路物资管理系统和立体仓库的库存管理软件, 具体的设计这里不做介绍, 该文重点介绍立体仓库与生产线的融合设计。从上面对问题的分析可知, 主要的问题在于易损物料的管理。易损物料一般体积和重量都不大, 发生损坏的频率高, 但数量不多, 一般一次就1~2个。如果能把这些易损物料从立体仓库提前取出分类保管, 等到发生损坏时工作人员就不用到立体仓库排队取件了。由此引入了微料库的概念, 即建立一个微料库将易损物料提前从立体仓库中调拨出来分类集中管理。每天计划内的组合物料还是照常从立体仓库中请领, 发生易损物料损耗时, 工作人员从微料库中请领, 降低对立体仓库的机械磨损和功耗, 提高取货效率。总体流程如图1所示

图1 微料库管理流程  下载原图

由图1可知, 由车辆段材料库调拨出的物资首先调入立体仓库中。立体仓库每天按计划将组合物料输送生产线各工位上, 并定期调拨易损物料入库到微料库中。当生产线发生易损物料损坏时工作人员可以从微料库中取料, 生产用剩的物料工作人员可以将其归还到微料库或立体仓库中。这样立体仓库和生产线就可以有效融合起来。

根据调研分析, 微料库应由2个部分组成, 分别是物资管理软件和微料库控制子系统。其中物资管理软件又包括管理网站和手机端软件。系统结构如图2所示。

图2 微料库系统架构  下载原图

如图2所示, 微料库的主服务器部署在物料管理服务器上, 主要负责物料管理、与微料库控制子系统交互信息、为移动终端提供服务以及发放授权、与铁路物资管理系统对接等工作。操作终端用于实现物料管理业务, 象立体仓库管理、调拨管理 (包括申请, 审批和查询等) 、微料库状态显示等, 微料库控制子系统通过主动扫描、被动扫描或远程操作的方式进行开仓, 从而实现控制物料的自助存取操作, 通过接口与微料库主服务通信可实现远程开锁和状态回传等功能。移动终端用于实现用户自助业务, 可以实现取料申请、扫码取料、归还申请、扫码存料等业务。

立体仓库管理包括出入库管理、调拨管理、盘点管理等功能, 除了盘点管理功能外, 其他模块都涉及审批管理。

出入库管理包括入库申请、入库审批、入库查询、出库申请、出库审批和出库查询。入库管理包括2种情况, 一种情况是将上级材料库调拨来的物资入库, 另一种情况是生产线使用的物料有剩余时, 需要送回到立体仓库。这2种情况的操作是相同的, 需要进行标识。入库申请时, 立体仓库管理员需要填写入库申请单, 由立体仓库管理者逐级审批后方可入库。出库管理主要是将物料送到生产线, 立体仓库管理员填写出库申请单, 由立体仓库管理者逐级审批后方可出库。出入库查询主要用于进度和结果查询。

调拨管理包括调入申请、调入审批、调入查询、调出申请、调出审批和调出查询。调入管理主要用于物料不足时, 立体仓库管理员向上级材料库申请调拨物资, 也可以从同级的库房申请调拨物资, 调入申请需要注明物资编码、名称、数量、调出单位等。经过本部门审批以及上级或同级库房管理者的审批后可进行调入工作。调出管理主要是从立体仓库调出物资到其他库房包括调入微料库中。调拨查询同样可以查看调拨进度和结果。

盘点管理主要是对库存物资进行盘点, 对库存商品的实际数量进行清查、清点的作业, 掌握货物的流动情况。具体操作是使用系统查询全部货品的理论库存数量, 然后将货位上的托盘调出到出货口, 通过人工对实际盘点数进行一一对比, 判断是否存在数量或重量上的误差。最后将盘点结果录入系统。

审批管理用于审批流程配置和审批实施控制。通过对审批节点的灵活配置, 可实现顺签审批会签审批以及混合审批等审批管理。在实际业务中可根据现场需求进行配置, 而无须修改程序。

微料库管理包括取料、归还、补料等功能。主要功能通过手机APP实现, 由于微料库由若干个存储单元组成, 工作人员可以通过自助扫码的方式取料, 流程如图3所示。

如图3所示, 微料库管理员根据库存情况针对物料低于存储下限的情况进行补料申请。立体仓库管理者审批通过后调拨物料到微料库中, 系统生成授权码, 微料库管理员从立体仓库取货然后到微料库凭码扫描开仓, 将物料放入仓内完成补料操作。生产线工作人员需要取料时, 在手机APP中填写并提交取料申请, 微料库管理员审批通过后, 工作人员持手机到微料库, 在扫描设备上出示授权码, 成功通过验证后, 相应的物料仓门自动开启, 工作人员可以取料。当生产线的物料出现剩余时, 工作人员可以通过手机APP提出归还申请, 微料库管理员审批通过后, 工作人员将物料送到微料库, 在扫描设备上出示授权码, 成功通过验证后, 相应的物料仓门自动开启, 工作人员可以存料。

微料库监控包括状态监测, 远程控制, 视频监控等功能。

由于微料库采用自助方式进行业务处理, 因此需要对微料库的整个业务流程进行监控。状态检测主要是监测物料库各个单元仓的开关状态、库存信息以及处理故障报警和超限预警等信息。远程控制主要是实现远程开仓、远程锁闭等功能。视频监控是记录微料库各个单元仓的视频信息, 主要是监测记录作业时工作人员的取存情况。

综上所述, 在铁路车辆系统配件立体仓库中应用微料库管理易损物料, 可使立体仓库与生产线有机结合, 降低了立体仓库的磨损和功耗, 减少了工作人员排队等待时间, 提高了生产工作效率。对于提升铁路车辆系统生产力有积极的意义。

图3 微料库APP流程