一般仓库在保证安全的情况下, 从低层地面向上堆放货物, 并尽可能地堆高, 但仓库内的中高层空间始终得不到充分利用。为适应现代化船舶物资管理的需要, 并尽可能节约土地资源, 在这种情况下, 自动化立体仓库应运而生。立体仓库能充分利用仓库的有效存储空间, 从仓库低层空间到高层空间都可以存放货物, 做到库尽其用。镇江船厂自动化立体仓库投入使用一年来, 在船厂的物资管理中发挥着越来越重要的作用。

自动化立体仓库, 也叫自动化立体仓储, 物流仓储中出现的新概念, 利用立体仓库设备可实现仓库高层合理化、存取自动化、操作简便化。自动化立体仓库的主体由货架、巷道式堆垛起重机、入 (出) 库工作台和自动运进 (出) 输送机及操作控制系统组成。货架是钢结构或钢筋混凝土结构的建筑物或结构体, 货架内是标准尺寸的货位空间, 巷道堆垛起重机穿行于货架之间的巷道中, 完成存取货的工作。管理上采用计算机、称重及条形码技术。

自动化立体仓库由有轨巷道堆垛机、托盘输送机系统、IWMS控制集成管理系统组成。

有轨巷道堆垛机是位于地面轨道和仓库顶部轨道中间的钢结构体, 它主要由升降机、货叉、控制操作面板组成。

操作面板是用于显示堆垛机的状态和控制堆垛机的运行的HMI (人机界面) 设备。它所显示的信息包括:位置信息、故障信息、出入库作业信息、状态信息和货物存放信息等。另外, 通过面板上的功能按钮, 可以控制堆垛机的升降运行、行走运行和伸缩叉运行, 也可以通过它上面的数字键盘输入完成存取货物的单机任务。

根据实际工作应用的需要, 堆垛机共设有4种工作方式:联机、单机、手动和检修。

在启动画面或其他画面按下“联机”按钮, 即启动联机方式进入联机画面。在此方式下, 堆垛机由上位机控制, 根据上位机所发出的命令运行。

在启动画面或其他画面 (功能) 按下“单机”按钮, 即启动单机方式。

此方式解除了上位机的控制权, 操作人员可以通过面板上面的数字键和功能键设定目的地址, 从而对堆垛机进行出入库作业。

地址的输入规定。在数字输入框输入6位数字作为任务的层列排地址, 如:输入“060302”则表示“6层3列2排”。

在启动画面或其他画面按下“手动”, 即启动半自动方式进入半自动画面。

此方式下操作人员可以使用操作面板上的上升、下降、叉向左等手动作业按钮对堆垛机进行控制。此时堆垛机的动作不完全由人工控制, 可以自动在水平和垂直运行方向上的下一个货格 (位) 对准后停止。

在启动画面或其他画面按下按钮“检修”, 启动方式进入手动画面。

此方式下操作人员可以使用面板上的上升、下降、叉向左等手动作业按钮对堆垛机进行控制。此时, 堆垛机的动作完全由人工控制, 主要用于解除故障或检修等情况下的堆垛机运行。

托盘输送机系统是由检测门、横向的滚柱输送托盘以及纵向的链条输送托盘机构组成。

计算机管理系统是自动化立体仓库中的灵魂和中枢。要完成自动化立体仓库中的各种特定任务, 依靠的是计算机管理软件与自动化物流设备系统的有机结合。IWMS软件层次结构图如图1所示。

图1 IWMS软件层次结构图  下载原图

ERP系统是位于物流自动化信息管理系统之上的系统。与IWMS接口后, 它可以向自动化立体仓库发布采购计划、入出库计划及规划入库产品项目, 同时也可以从自动化物流信息管理系统获得各种必要的信息, 如库存情况、入出库情况等。

集成化物流管理系统IWMS连接ERP与IWMS的系统称为接口系统, 包括执行程序和相关协议。

IWMS-WMS模块是IWMS系统库存管理的重要组成部分, 是IWMS的核心模块之一。其主要任务是将系统的各个功能与核心模块有机的集成起来, 提供自动化立体仓库入库操作、库存管理、盘点管理、故障管理等系统管理功能。

自动化立体仓库的管理与监控将会对自动化立体仓库进行调度管理, 对各种物流设备进行控制。调度进程根据调度规则将任务进行排队, 并按优先级发送命令。

IWMS-RFS模块是本系统对移动信息终端的后台处理平台, 包括RF无线数据终端。RFS采用无线电技术与计算机网络进行数据交换。RF技术的全面应用包括入库、盘点等过程。

该模块是集成化物流监控和控制系统的可编程控制过程。

自动化立体仓库的使用包括使用前准备、入库管理、出库管理、盘点管理等。

开启服务器, 打开尺检, 打开程序主窗口及监控系统。

入库包括货物和空托盘的入库, 主要是通过货物和空托盘的托盘条码来识别进行入库, 由手持终端PDA负责扫描货物条码与托盘条码绑定产生入库信息。

通过手持终端PDA扫描入库流水货物条码, 叉车司机叉托盘到入库口。当托盘通过尺检和固定读码程序正常后, 通过读取到的托盘条码, 条码程序立刻在立体仓库中找寻一个空货位, 作为该托盘货物存放的地址, 同时生成一条入库命令。该命令由监控系统逐级下发至小车、输送机、堆垛机PLC系统。当堆垛机PLC系统根据指令将该托盘放到指定货位后, 管理系统开始做账, 把此命令的入库流水信息插入到库存中, 并且更改此货位的储位状态为有货, 入库过程结束。货物入库流程图如图2所示。

首先建立出库单, 然后查找库存储位信息, 产生出库流水货物条码并且发出出库作业命令。该命令由监控系统检索到, 并且下发至堆垛机PLC, 它立即从指定货位取出货物, 接着命令逐级下发到输送机、小车、输送机PLC出口, 此时, 监控系统将出库托盘的相关信息传送给LED显示程序。管理系统的后台捕捉到该信息后, 更新此储位状态为空货位, 出库过程结束。

盘点管理是出库管理和入库管理相结合的一种管理方式, 只不过盘点建立的是盘点单据, 储位不能删除。当人工盘点结束后, 由于未删除原来的货位, 因此不需要产生新的入库流水, 可以直接将托盘叉到原该托盘出口处, 直接入库。当监控系统检索到该托盘是回流入库托盘, 它将命令逐级下发至小车、输送机、堆垛机PLC系统, 直到该托盘回到原来储位, 盘点管理结束。

自动化立体仓库条码分为托盘条码和货物条码, 托盘条码上第1行为电子扫描条码, 第2行为托盘序列号, 如000030, 表示第30号托盘;货物条码第1行为电子扫描条码, 第2行为日期和序列号, 如RKS201207230071, 第3行为船舶的施工号和序列号, 如89600023011, 896表示镇江船厂建造的唐山港4号, 第4行是货物的中文名称。

镇江船厂的自动化立体仓库工作区域分为3个区, 分别为A区、B区和C区, 每个区域有各自的进出口。如果是进行盘点管理, 托盘要回流入库, 一定要将托盘放到原来的出口处。A区和C区所用的托盘为大托盘, B区所用的托盘为小托盘。

托盘回流入库一定要从原来的出口处回流, 否则易使WMS系统出现故障。

当托盘上的货物已清空时, 这只托盘已完成前一阶段使命, 一定要用手持终端PDA对其原储位进行删除。

对已上托盘的货物要仔细检查, 看是否是自己需要的货物, 是否是本船的货物。如果货物并非核定货物, 要及时调整, 做好笔录, 避免出现货物管理的差错。

镇江船厂的自动化立体仓库投入使用一年来, 由于合理利用空间资源, 自动化存取货物, 操作简便, 使船舶物资得到有序、有效管理。然而, 由于自动化立体仓库出口有限, 如果取货命令较多, 等待时间就较长;若不愿意久等, 必须提前预约。另外, 自动化立体仓库会因为货物超长、超宽、超高, 堆垛机停偏等报警, 此时, 必须处理好报警原因, 堆垛机才能正常工作。在修理过程中, 自动化立体仓库也无法正常工作。