电力库存物资是电力检修、抢修等运维物资的主要供应保障形式, 对上海市电力公司“大检修”体系支持起着至关重要的作用。随着电力物资库存管理规模的不断发展和管理颗粒度的细化, 仓库管理的标准化、规范化要求也在不断的增加, 传统的人工仓库作业模式和数据采集方式已难以满足仓库管理的要求, 影响工作效率, 成为制约电力仓储管理水平提高的一大障碍。

在电力仓储管理中, 国家电网公司物资部充分重视仓储管理标准化工作, 制定并下发了《标准化仓库建设指导意见》, 对仓储管理的业务流程和仓库设施建设制定了指导标准。目前基于最优产出成本比的自动化仓库应用标准在国家电网范围内并未形成, 因此对自动化立体库相关技术进行系统的研究分析, 形成电力仓储自动化建设指导标准, 可为深化物资集约化和推进仓储管理自动化提供实践基础。

自动化立体仓库技术采用自动化技术和立体货架相结合的技术, 通过高层货架存储货物, 存储区可大幅度地向高空发展, 以充分利用仓库地面和空间, 这就大大节省了库存占地面积, 提高了空间利用率, 降低土地占用成本;同时由于使用机械和自动化设备, 运行和处理速度快, 提高了劳动生产率, 有效降低了操作人员的劳动强度。可以说, 自动化立体仓库是当代货架储存系统发展的最高阶段, 它与自动分拣系统和自动导向车并称为物流技术现代化的三大标志。

自动化立体仓库的优越性是多方面的, 对企业来说, 可从以下几个方面得到体现:

(1) 提高企业仓库空间利用率。早期立体仓库的构想, 其基本出发点就是提高空间利用率, 充分节约有限且宝贵的土地。在西方有些发达国家, 提高空间利用率的观点已有更广泛深刻的含义, 节约土地, 已与节约能源、环境保护等更多的方面联系起来, 有些甚至把空间的利用率作为系统合理性和先进性考核的重要指标来对待。立体库的空间利用率与其规划紧密相连, 一般来说, 自动化高架仓库其空间利用率为普通仓库的2~5倍, 这是相当可观的。

(2) 便于形成先进的物流系统, 提高企业生产管理水平。传统仓库只是货物储存的场所, 保存货物是其唯一的功能, 是一种“静态储存”。自动化立体仓库采用先进的自动化物料搬运设备, 不仅能使货物在仓库内按需要自动存取, 而且可以与仓库以外的生产环节进行有机的连接, 并通过计算机管理系统和自动化物料搬运设备使仓库成为企业生产物流中的一个重要环节。

自动化立体仓库技术在上海市电力物资仓储管理中的应用规划, 可用于很多方面, 具体功能是:

(1) 收货。仓库从供应商或生产车间接受各种材料、半成品或成品, 供生产或加工装配之用。

(2) 存货。将卸下的货物存放到自动化系统规定的位置。

(3) 取货。根据需求情况从库房取得客户所需的货物。通常采取先入先出方式。

(4) 发货。将取出的货物按严格要求发往客户。

(5) 信息查询。能随时查询仓库的有关信息, 包括库存信息、作业信息及其他信息。

自动化立体仓库技术在电力物资库存管理中的应用, 包括从生产入库到调拨入库整个过程。

(1) 生产入库。入库端信息员通过手持入库终端、条码扫描器输入入库物品信息, 将物品送至入库输送机上, 入库输送机在自动方式下有了入库, 入库到位信号后, 联机入库程序对收到的手持终端信息进行数据校验, 并自动分配入库货位, 生成入库作业信息;入库输送小车运行到相应入库作业的入库输送机位置处并下降, 物品经入库输送机链条与入库输送小车链条的转动被送至入库输送小车上。与此同时, 入库输送机可准备接收下一个入库任务;小车接货升起并运行到要入库的入库巷道输送机上;入库巷道输送机有物品到位信号后, 堆积运行到巷道的入库端, 利用货叉伸缩机构将物品放到堆垛机的载货台上, 并载货运行到目标货位, 将物品放在入库目标货位上。

(2) 出库。出库管理员审核要出库的出库单, 调用自动分配货位程序自动分配符合出库条件的出库货位库存信息, 生成出库作业;堆垛机在作业调度程序的指令下从出库货位取出物品, 将物品送往出库巷道输送机上, 出库巷道输送机有物品到位信号后, 出库输送小车运行到出库巷道输送机位置处并下降, 通过链条拖动物品从出库巷道输送机上送至出库输送小车上;出库输送小车接货后升起运行到出库输送位置处, 经链条拖动物品从出库输送小车送往出库输送机上, 出库台的叉车将出库输送机上的物品叉到要装货的车辆上货放置在出库台。

(3) 调拨入库。出库端信息员通过手持终端、条码扫描器输入调拨入库或回流的物品信息, 并将物品在自动方式下送往出库回流输送机上, 纵向回流输送小车 (纵向小车) 运行到出库端, 经链条的拖动物品从出库回流输送机上送到纵向小车上;纵向小车载货运行到入库端, 经链条的拖动物品从纵向小车上被送到入库端回流输送机上;入库输送小车运行到入库端回流输送机位置处并下降, 经链条拖动物品从入库回流输送机上被送到入库输送小车上;小车接货后升起并运行到要入库的入库巷道输送机上;入库巷道输送机有物品到位信息后, 堆垛机运行到巷道的入库端, 利用货叉将物品放到堆垛机载货台上, 并载货运行到目标货位, 将物品放在入库目标货位上。

自动化立体仓库技术在电力物资库存管理实践中, 需要根据具体情况进行适当调整, 应用设计步骤为:

(1) 搜集与研究原始资料。调查货物的名称、特征、外形尺寸、平均库存量、最大库存量、每日出库数量、出入库频率等;了解建库现场的地形、地质条件及其他环境条件;调查仓库的物流情况, 如入库货物的来源、包装形式、搬运方式、出入库货物的去向、及运输工具等。

(2) 选择仓库类型。多数情况下采用单元货格式仓库, 对大批量少品种的仓库可采用重力式货架仓库或其他形式的贯通式仓库。根据出库作业要求决定是否采用拣选作业及拣选方式。

(3) 确定主要参数。确定货物单元的形式、尺寸和质量。需要对所有入库品种进行ABC分析, 选择最经济合理的方案, 根据单元的参数进一步确定货格的尺寸和仓库的总体容量。

(4) 选择货架方案。根据库存量、品种、货物的特征确定货架。

(5) 选择机械设备类型并计算其效率和需求量。根据货物单元特点、仓库规模、出入库频率等要求选择合适的设备, 并确定其主要参数。同时还要计算机械设备的效率和需求量。

(6) 选择仓库储运规范和货物分类。在自动化仓库中, 货位管理与自动认址是实现自动存取的关键, 可采用红外光电开关。

(7) 设计货物配套系统。在仓库的每一个环节都要配备位出入库运输工具和物流提供服务的机械, 如:仓库用的装卸机、自动打捆机、自动包装机等。

(8) 计算机仿真仓库系统。仓库系统的仿真包括物流系统规划与设计、物料控制、物料运输调度和物流成本估算。通过仿真, 对不合理的设计进行修正。

(1) 优化仓储网络布局。选择交通便利, 区位良好, 辐射能力强, 规模较大的仓库和区位, 建立自动化立体仓库, 集中存放主要电力库存物资, 成为上海市电力公司物资仓储配送中心仓库, 为周转库提供及时补货和集中配送所需要的物资。落实上海公司“十二五”仓储网络规划方案, 促进仓储网络的科学性、合理性, 进一步降低仓库数量, 减少库存资金占用水平。

(2) 提高仓库作业效率。通过自动化立体仓库的建设和实施, 提高仓储作业的自动化水平, 将现有的手工操作为主的仓储作业转变为以自动化设备为主的自动化仓储作业, 提高仓库作业效率, 进一步提高仓库快速响应水平。

(3) 提升仓储服务水平。通过自动化立体仓库的建设和实施, 将传统的占用大量工作量的“收、发、转、盘”等作业操作交由自动化设备实施, 而仓库的主要操作人员则集中精力提供诸如配料、质量管理等高附加值的仓储作业, 进一步支撑“五大”业务的顺利开展。

(4) 实现仓库减员增效。通过自动化立体仓库的建设和实施, 由自动化设备大量分担一线作业人员的工作, 可有效解决现有一线人员严重缺员的问题。可以在现有人员数量甚至更低的数量下, 完成更多的仓储业务工作量, 更大程度的为电力物资供应提供仓储保障。

(5) 集约利用土地资源。上海城市的快速发展和土地成本的日益升高, 城市规划逐步向全市综合规划方向发展, 客观上已不允许基于大量土地占用的粗放式仓储管理模式。自动化立体仓库技术采用自动化技术和立体货架相结合的技术, 通过高层货架存储货物, 存储区可以大幅度地向高空发展, 以充分利用仓库地面和空间, 这就大大节省了库存占地面积, 提高了空间利用率, 降低土地占用成本, 促进土地资源的集约利用。

从2010年起, 上海市电力公司物资供应公司开展了一系列针对库存物资的管理的分析研究工作, 在推进物资集约化管理提升的同时, 也为自动化立体仓库方案设计和建设实施提供了基础支撑。

根据上海市电力公司“十二五”仓储网络规划, 自动化立体仓库将成为上海公司全市规模的综合仓库, 同时承担区域库的职能, 在传统的“收、发、转、盘”业务的基础上, 进一步承担了集中储备、周转配送的业务职能。

同时, 随着物资集约化体系建设的不断推进, “大检修”需求的及时响应、检修物资和项目物资的套料供应等, 对仓储管理中的快速拣选、组合配料等仓储作业功能提出了更高的要求。为自动化立体仓库建设的业务运营和作业操作提供了标准依据。

根据上海公司库存物资特性和库存定额数据的分析, 自动化立体仓库需要约5000个存储仓位, 可满足全市高、中级紧急型物资的集中备货和区域库的周转配送业务需求。通过对上海市电力公司目前仓储资源的现状梳理分析, 拟选用上海市电力公司某仓库地块建设上海公司的自动化立体仓库。

(1) 位置及现状。上海市电力公司某仓库, 西北角有一闲置车间及一些附属小房间, 若拆除这部分建筑, 可用于建设约4000平方米自动化立体仓库。

(2) 建设规模。在这个仓库西北角地块区域建设自动化立体仓库, 建筑面积4035平方米, 设计具备5440个仓位的1500平方米立体货架区, 仓库堆放与配送区域场地约2500平方米。同时设置卸货平台, 方便货物装卸。具体建设规模数据见下表:

(3) 场地条件利用情况。该场地为上海市电力公司全民资产, 在此场地上建设自动化立体仓库, 可充分利用有限的土地资源, 盘活存量土地资产, 仅需拆除原仓库一些旧房, 即可获得一块完整土地, 用于建设自动化立体仓库, 避免了征地费用, 减少工程建设成本。

仓储管理是国家电网公司深化物资集约化管理的重要组成部分, 包括了物资存放、保管、收发转盘等业务功能, 主要承担了电网生产运维物资、抢修类物资的及时供应任务, 起着至关重要的作用。本文对自动化仓库技术在电力物资仓储管理中的优势、功能、作业流程、应用设计等部分做了详细分析和研究, 并以上海市电力公司的自动化仓库建设实践为实例, 可以为目前电力物资仓储管理提供理论和实践依据。