基于垂直升降貨柜的物料倉儲及無人發放的研究

王奎

（江蘇徐工信息技術股份有限公司，江蘇徐州 221000）

0.引言

人機料法環是全面質量管理理論中五個影響產品質量的主要因素，其中料指制造產品所使用的物料。物料倉儲管理是物資保障的重要一環，直接影響著物資保障工作的順利進行。采用垂直升降貨柜替代原有倉儲貨架，并執行配套的倉儲管理系統，實現了自動化操作。存取物料方便，物料存儲是貨到人，不是人找貨，存取速度快，大大節省時間，降低了勞動強度，提高了物料出入庫的速度。取貨時，由倉管員執行倉儲管理系統訂單，物料隨托盤進入到取貨口后，進行物料揀選，進而發放給前來取料的人員，倉管員仍不可或缺。為了減少倉管員實現無看管取料，在貨柜取貨口增加獨立彈窗，對相應的托盤進行分格處理，彈窗與托盤的格一一對應，取貨人員提交取貨訂單后，待取物料位置的彈窗彈起，取貨人員即可拿走彈窗下的物料，實現物料的無人發放，能夠幫企業降低成本，提高效率[1]。

1.垂直升降貨柜的獨立彈窗設計

垂直升降貨柜以托盤為存儲單元，通過提取車的上下和水平運動使托盤在貨柜內部貨位和取貨口之間移動，實現托盤取出或者送到柜體內合適的貨位。內部托盤互相獨立，取送貨物時只操作指定的托盤，功耗較低，運行時能自動優化路徑和尋找最佳存儲位置，真正實現“貨到人”的自動化管理。但是因為取貨口是開放的，托盤上的任何物品需要倉管員分揀后取出，為了讓垂直升降貨柜能夠實現無人發貨的功能，需要對托盤和取貨口進行升級改造[2]。

在托盤上增加分格板，形成獨立的分隔區域，對于工具、刀具、粘接劑等產線需求的小物料，可以放置到已分格托盤中存儲，托盤示意圖如圖1所示。每個格存放一件物料，可以是一件工具、一把銑刀、一袋刀片、一盤膠帶等，放置完成后，物料存儲信息錄入系統，可以提前編寫后直接導入存儲系統。貨格數量根據托盤不同和貨格尺寸可以有很多，如圖1所示，36個貨格，對于一臺6m的中等高度貨格來說，至少可以存儲50個托盤以上，就可以至少提供1800個小貨格，可以滿足車間對小物料的需求。

同時，在取貨口增加獨立的取貨彈窗組件，如圖2所示，取貨彈窗的布置位置及數量與托盤上所分的小格相同，保證窗門打開后托盤上對應的小格能夠展現在取貨者面前。所有取貨彈窗相互獨立，每個窗門受電控鎖的控制，電控鎖采用觸發式的結構，通電電磁鐵拉動拉桿，啟動扭彈簧，靠扭彈簧的力把窗門從鎖扣中彈開。所有電控鎖中帶檢測開關，檢測開關接到控制器里，能夠檢測鎖的開關狀態，并把窗門的狀態信息上傳給倉儲管理系統。

托盤放置在取貨口的承力板支架上，承力板結構和精度對整個倉儲動作的執行至關重要。承力板采用無鋅花鍍鋅板冷彎成型加工，相臨貨道之間的誤差小于0.5mm。在裝配到立柱之前，承力板要與其特定的背板電阻焊接以保證足夠的強度和精度。承力板的特殊結構能夠使每個托盤有兩種以25mm為精度增長的存儲方式。托盤這種放置方式有利于不同高度產品放置到取貨口時，靈活選擇放置層，讓托盤到取貨彈窗的距離保持在一個合適尺寸范圍[3]。

2.線邊物料倉儲及發放

2.1 物料倉儲及無人發放流程

倉儲管理系統是一個實時的上位機軟件系統。不僅能使貨物按需自動存取，而且還能與企業的ERP或SAP等系統進行無縫對接，實現企業系統的信息集成與資源共享。倉儲管理系統在實現庫房管理的同時可對貨柜運行狀態進行實時監控；數據庫平臺采用SQL Server，便于接入客戶方的ERP、SAP項目管理系統，實現網絡化管理。一臺管理計算機可聯接多臺貨柜，網絡方式根據用戶現場條件可采用Profibus、EtherCAT、以太網等多種網絡方式。

增加獨立彈窗的垂直升降貨柜能夠實現物料的無人發放，可以根據物料的需求地點進行靈活布置。比如布置在生產線邊，用于生產工具、耗材的存儲發放，提升生產的領料效率。物料的發放流程簡化為4步即可完成，包括“登錄系統―輸入取料信息―領取物料―關閉彈窗”4步，讓操作人員更容易上手，更愿意使用[4]。

2.2 物料倉儲及無人發放優勢

2.2.1 節約成本的優勢

增加取貨彈窗的垂直升降貨柜與現有普通垂直升降貨柜相比，普通垂直升降貨柜一般布置在遠離生產線的倉庫，倉管員直接負責管理、分揀和物料發放，取貨員需要系統申請領取物料，然后到倉庫找倉管員取料。而帶取貨彈窗的垂直升降貨柜采用簡單的取料流程，配合系統指定的彈窗貨格，讓取料員只需兩步就可以自己拿到物料，省去了倉管員的參與，降低的人工成本。同時，布置在線邊的貨柜更能降低取料員的取料時間，增加了其他有效的工作時間，為企業創造更多的價值。

2.2.2 滿足24h取貨需求的優勢

增加取貨彈窗的垂直升降貨柜的出現還可以滿足用戶想要隨時隨地存取貨物的需求。對于有雙班制或者三班制的工廠，倉管員一般不上夜班，這就限制了在夜班領料的臨時需求，也限制了領料員在收取貨物時間上的靈活性。對于領料員來說，由于貨柜是 24h性質的，領料員可以隨時取件隨時發件，為領料員提供了便利。

3.結語

本文提供了一套物料存儲和無人發放的線邊庫解決辦法，即在垂直升降貨柜結構基礎上增加獨立取貨彈窗，并通過貨柜的倉儲一體化管理系統來實現。這種模式采用智能化操作系統，占空間小，安全性和私密性較高，成本也比較低。24h的服務對于取料員來說沒有時間上的限制，比其他發放方式更靈活，更適合現代化的車間取放料節奏。功能強大的后臺管理軟件，提供完整的數據審計、分析和追蹤功能。方便用戶時刻掌握物料的使用情況，包括誰提取物料、什么時候提取、在什么地方使用、為什么要使用等。