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1、自动化立体仓库系统以海尔国际物流中心为例,9.1应用背景分析9.2系统主要业务流程分析9.3系统的组成与功能分析9.4系统体系结构与技术特点9.5应用评价与分析,9.1应用背景分析,图9-1海尔国际自动化物流中心内部场景,9.2系统主要业务流程分析,9.2.1原材料入库9.2.2原材料出库9.2.3成品入库和出库9.2.4自动存取作业管理及控制,9.2系统主要业务流程分析,图9-2自动化立体仓库的作业,9.2.1原材料入库,1.按采购订单入库2.按转储单入库,9.2.1原材料入库,图9-3原材料入库的大致流程,1.按采购订单入库,(1)接单并登记1)岗位：记账员。2)具体要求及流程：供应商自海
2、尔B2B网站下载送货单，如果是寄售订单，在备好物料后经过海尔检验人员检验，直接送物流中心，通知物流中心原材料入库订单执行员；如果是非寄售物料，则先经过配送处相应保管员确认收货数量，然后再通知物流中心原材料入库订单执行员。3)标准时间：1 min/份。4)必备设施：计算机及SAP系统。5)相关表格：入库台账。6)例外情况处理：订单未打开或单据填写不全，则退单。(2)接单并通知车辆,1.按采购订单入库,1)岗位：入库员。2)具体要求及流程：入库员按照顺序取送货单，然后通过扩音器通知车辆停靠到相应卸货通道的入库口，在同一供方送货单少于2份的情况下可同时提单。3)标准时间：30 s/份。4)必备设施：
3、扩音器及计算机。5)相关表格：入库台账和送货通知单。6)例外情况处理：通知后车辆未到，则卸货顺延。(3)靠车卸货1)岗位：入库员和卸货叉车工。,1.按采购订单入库,2)具体要求及流程：入库员打开自动门，用手持条形码扫描器扫描物料条形码，检查该物料条形码是否符合物流中心要求，托盘是否为标准托盘，有无破损，物料整体是否超高、超宽、超长、超重，包装容器是否整洁，如符合要求，则通知叉车卸货，如不符合，则拒收，并通知厂家整改到位，然后再送货。3)标准时间：1 min/托盘，2 min/仓库笼。4)必备设施：扫描器、叉车。5)相关表格：罚款单，日清统计分析表。6)例外情况处理：车辆非标或容器非标，则进行罚
4、款处理。(4)上架1)岗位：上架叉车工。,1.按采购订单入库,2)具体要求及流程：上架叉车工叉货上架；对退出的物料叉出并进行简单的故障判断，对因外型原因的重新整理入库。3)标准时间：1 min/托盘。4)必备设施：叉车。5)相关表格：上架单，入库任务数统计。6)例外情况处理：外型不符，则退出。(5)上架完成确认1)岗位：入库员和叉车工。2)具体要求及流程：入库员在第二车卸货完成后要在计算机中查看自己第一车货是否已上架完成，如完成，则确认，并将物料凭证由计算机后台系统转到SAP系统中，同时在送货单上签字后，将送货单转原料订单维护员存档，存期为一年。,1.按采购订单入库,3)标准时间：30 s/份
5、。4)必备设施：计算机、扫描器。5)相关表格：昆船TIMMS2.0系统。6)例外情况处理：未完全上架，查明原因，进行处理。(6)意外信息处理1)岗位：入库员、叉车工和中控室。2)具体要求及流程：如果因外型、条码等原因无法上架，入库员要查明原因并处理。3)标准时间：1 min/盘。4)必备设施：计算机、扫描器。5)相关表格：昆船TIMMS2.0系统。6)例外情况处理：出现系统错误，通知中控室处理。,1.按采购订单入库,(7)SAP错误信息处理1)岗位：系统维护员。2)具体要求及流程：每日处理SAP后台错误信息，同时与各配送处核对库存。3)标准时间：2 min/份。4)必备设施：计算机。5)相关表
6、格：SAP及昆船TIMMS2.0系统。6)例外情况处理：上下架后未及时生成凭证，则库存不符。,2.按转储单入库,1)入库订单执行员接收各JIT订单执行处的自SAP中打印的物料“转储单”，然后在昆船TIMMS2.0物料管理系统中进行提单，通知JIT订单执行处物料调拨人员在入库口停车卸货。2)入库订单执行员检查该物料是否符合物流中心的要求，物料是否属于无订单存货，托盘是否为标准托盘，是否超高、超宽、超长，包装容器是否整洁。3)在叉车卸货的同时，入库订单执行员扫描托盘条码及物料条码，并指导叉车将物料放到相应入库口的原材料暂存区。4)叉车卸货完毕后，入库订单执行员在昆船TIMMS2.0物料管理系统中生
7、成上架总明细，然后通知叉车将物料放到入库巷道口。,2.按转储单入库,5)物料搬运完成后，入库订单执行员在昆船TIMMS2.0物料管理系统中确认，如果是不同SAP工厂调拨来的物料，物料凭证将由计算机后台系统转到SAP系统中，入库完成。6)入库订单执行员将“转储单”存档，存期为一年。,9.2.2原材料出库,1.配送调料出库2.外协退料出库,9.2.2原材料出库,图9-4原材料出库的大致流程,1.配送调料出库,(1)接受生产需求1)岗位：出库员。2)具体要求及流程：出库员必须保证每隔10min查看一次邮件，并通过SAP系统将邮件打印出来，作为操作依据；对于已经查看并打印的邮件，要随即清除；打印出的邮
8、件或“生产需求单”必须按照顺序在板夹上编号放置。3)标准时间：1min/份。4)必备设施：计算机、SAP系统、打印机。5)相关表格：生产需求单。6)例外情况处理：在暂时没有安装SAP系统或SAP系统出现故障等原因停用时，调料员必须持统一格式的“生产需求单”调料。(2)系统下架操作,1.配送调料出库,1)岗位：出库员。2)具体要求及流程：出库员根据各份邮件的需求时间按照每次操作至多3 个邮件的频率，在昆船TIMMS2.0系统中操作下架；操作完成的邮件必须在打印件上标明，同时将实际下架数量、出库口号填写在打印件上。3)标准时间：1min/份。4)必备设施：昆船TIMMS2.0系统、计算机。5)相关
9、表格：下架单。6)例外情况处理：对于昆船TIMMS2.0系统内没有库存的调料需求，出库员必须在打印邮件上作出标注，由调料员将信息反馈给配送保管员；对于实际下架数量与生产需求数量不一致的，要求出库员在打印调料邮件上标明。,1.配送调料出库,(3)物料扫描确认1)岗位：出库员。2)具体要求及流程：出库员将操作完成的邮件第一联留存，第二、三联交于物料清点出库员，由其据此进行出库物料的清点确认；物料清点出库员根据第二联对下架到出库缓冲区内的物料进行清点，确认无误后，打印出库凭证“下架单”。3)标准时间：30s/盘。4)必备设施：打印机、计算机。5)相关表格：无。6)例外情况处理：对于各配送生产急需调回
10、的物料，出库员可以在物料清点无误后，以调料邮件代替下架单，由调料员签收，办理临时发货手续，待下架单打印出以后，办理正式手续。,1.配送调料出库,(4)单据打印签收1)岗位：出库员。2)具体要求及流程：物料下架操作后，必须在系统确认“搬运完成”后及时打印“下架单”；物料出库凭证“下架单”必须在当日由配送调料员签收确认，并汇总装订，统一交于记账员处存档。3)标准时间：30s/份。4)必备设施：打印机、计算机。5)相关表格：无。6)例外情况处理：无。(5)错误信息处理1)岗位：系统维护员。,1.配送调料出库,2)具体要求及流程：错误信息处理一般包括对昆船TIMMS2.0系统和SAP系统中出现的错误信
11、息进行处理。3)标准时间：无。4)必备设施：计算机、昆船TIMMS2.0系统、SAP系统。5)相关表格：无。6)例外情况处理：对于因系统故障或其他原因出现的SAP系统与昆船TIMMS2.0系统之间的库存差异以及两个系统之间的操作类型差异，必须及时反馈给系统维护员，由其及时进行维护处理，确保系统的同步统一。,2.外协退料出库,(1)收单核查1)岗位：出库员。2)具体要求及流程：对外协登记的送货通知单进行系统审核，查看系统的库存是否满足退库数量。3)标准时间：1min/份。4)必备设施：计算机、SAP系统、昆船TIMMS2.0系统。5)相关表格：退料证明单。6)例外情况处理：如果外协登记的送货通知
12、单所入库的物料已经被配送部门领用，则只能对所剩物料进行下架，同时将送货通知单的收货数量更改为已用数量；如果SAP系统内的库存数小于通知单数量，则只能按系统数据发货。(2)登记排号,2.外协退料出库,1)岗位：出库员。2)具体要求及流程：外协厂家根据采购提供的超期物料明细，持相应的送货通知单到出库窗口办理出库手续，对于无通知单的，按特殊情况处理；按顺序对退料进行登记、排号，并在台账上登记序号、厂家名、电话和容器等信息。3)标准时间：1min/份。4)必备设施：无。5)相关表格：出库台账。6)例外情况处理：外协厂家如果退料时无送货通知单原件，则必须填写“退库证明”，以此代替相应的送货通知单。(3)
13、按单下架1)岗位：出库员。,2.外协退料出库,2)具体要求及流程：根据审核登记的出库单据在昆船TIMMS2.0系统中作下架操作，要求每次不超过两家。3)标准时间：20s/种。4)必备设施：昆船TIMMS2.0系统。5)相关表格：无。6)例外情况处理：如果外协厂家提供的送货物料不能一次完成，需要分多次进行，则在系统操作下架时，根据其车辆的装载量控制下架出库数量。(4)凭证打印1)岗位：出库员。2)具体要求及流程：物料下架后，必须及时打印退料凭证下架单，同时将外协厂家名称填写在打印的下架单上。,2.外协退料出库,3)标准时间：1min/份。4)必备设施：打印机。5)相关表格：下架单。6)例外情况处
14、理：无。(5)确认出库1)岗位：出库员。2)具体要求及流程：根据下架单清点物料，确保无误后将标准容器数量登记在相应的下架单上；外协厂业务员在所有下架单“领料人”一栏签收；出库员将下架单第三联交于外协业务员。3)标准时间：无。4)必备设施：无。5)相关表格：无。,2.外协退料出库,6)例外情况处理：对于送货通知单中的物料在没有全部下架前就已经装满车的情况，如外协要求将物料分几次运回，则必须将下架单在没有搬运完成的情况下打印出来，将实际运走的物料数量签收，方能出库。(6)错误信息反馈1)岗位：记账员。2)具体要求及流程：根据每天的退料明细进行寄售退货操作。3)标准时间：无。4)必备设施：无。5)相
15、关表格：无。6)例外情况处理：无。,9.2.3成品入库和出库,成品较原材料而言，主要表现为形态上的差异，其出/入库流程与原材料出/入库流程基本相同。一般来说，成品入(回)库按以下流程进行：当加工好的成品回到立体库的入库台前时，条形码阅读器将成品的信息(编号、数量等)读入，并提出入库申请。立体仓库结合当前货位情况，根据货位管理原则为该成品寻找一合适的空货位，同时形成成品回库任务单。成品出库按以下流程进行：MRP系统根据厂外提货计划确定成品出库的时间、数量和种类等，制订提货计划并通知立体仓库，立体仓库按照计划要求，确定每个待出库成品的货位号，并形成出库任务单。,9.2.4自动存取作业管理及控制,1
16、.堆垛机作业调度应遵循一定的调度原则和算法2.出/入库作业调度应考虑设置优先级3.多项出入库任务优化组合4.合理分配和使用自动化立体仓库货位,1.堆垛机作业调度应遵循一定的调度原则和算法,1)出库任务优先执行，在同时存在数项出库任务时，最紧急者先执行。2)当入库任务的执行不影响任何出库任务的按时完成时，方执行入库任务。3)若某一出库任务的终点工位缓冲站所在的小车环线有故障时，暂不执行该出库任务，或将该出库任务的终点改至出库台。,2.出/入库作业调度应考虑设置优先级,1)作业调度时，按优先级顺序服务，以保证总是首先响应当前优先级最高的作业任务，即实时性要求最高的作业任务。2)考虑到有的作业执行时
17、间较长或很多情况下为提高效率采取联合作业，这样仍会有优先级最高的任务受到延误的可能。,3.多项出入库任务优化组合,使满足条件的出库任务和入库任务组合成出入库联合作业任务，可缩短存取周期，提高存取效率。在出库台和入库台设在仓库的同一端时，最简便的做法是使入库申请与出库申请分别排序。将第一个出库作业与第一个入库作业组合为一个联合作业任务。这种组合一般情况下在效率上都不会有损失。当立体仓库的出库台与入库台分设在仓库两端，则需考虑入库货位的位置与出库货位的位置。原则上是选取出入库同时作业时，堆垛机在巷道中运行路径不重复或重复路线最短。,4.合理分配和使用自动化立体仓库货位,1)确保货架受力情况良好，上
18、轻下重与分散存放。2)加快周转，先入先出。3)提高可靠性，分巷道存放。4)提高效率，就近出入库。,9.3系统的组成与功能分析,9.3.1货物储存系统9.3.2货物存取和传送系统9.3.3计算机控制和管理系统,9.3.1货物储存系统,表9-1海尔国际物流中心自动化立体仓库货架规格,9.3.2货物存取和传送系统,表9-2海尔国际物流中心的典型存取和传送设备,9.3.3计算机控制和管理系统,1.电气控制系统2.调度管理系统,9.3.3计算机控制和管理系统,表9-3海尔国际物流中心计算机相关设备,1.电气控制系统,海尔国际物流中心电气控制系统由两个独立的子系统原料库子系统和成品库子系统构成。两个子系统
19、分别控制两个库的生产输送设备的运行、停止、故障报警，以及与上位调度计算机的数据交换，与机器人、穿梭车、LGV和堆垛机等设备的连锁控制。通过现场操作员终端可以实现单机/自动切换、手动操作，以及监控整个自动化物流系统所有输送设备的运行状况、货物的所在位置及数据等。,2.调度管理系统,(1)TIMMS2.0总体功能。1)协调控制所有搬运设备(穿梭车、输送机、LGV和堆垛机等)的有序运行，完成货物出/入库、分拣、空盘处理、拼盘和拒识货物处理等操作。2)控制条形码系统运行。3)根据实际出/入库操作及反馈信息实时修改、整理数据库，并随时自动或人工备份。4)设置系统故障时手动操作、数据库非常规修改等非常规操
20、作出口，并设高层操作权限。5)管理无线条形码扫描仪、车载终端和RF系统等设备及信息。6)与海尔集团ERP系统SAP R/3紧密集成，系统具备远端查询功能。,2.调度管理系统,7)对终端、中央控制室及网络提供库内当前情况(货位占用、设备状态、设备及货位利用情况等)。8)系统通过先进的总线技术与控制计算机、控制器(堆垛机、输送系统、条形码系统、LGV管理系统、平置仓无线管理系统、穿梭车控制系统和检测工位等)交换信息。9)操作者身份确认。10)现场实时动画模拟和文字显示所有搬运设备的运行状态。11)实时显示各项作业的完成情况。12)货位情况显示。13)提供日报表、周报表和月报表(根据工厂、货物种类、
21、生产日期、批号以及出/入库时间等项目分类)。14)提供库存报告，提供货位占用情况、盘点功能等。,2.调度管理系统,15)根据定义定时自动备份信息(磁带机)。16)定义货物存留时间。17)提供(或自动提供)存留超时物资清单。(2)TIMMS2.0-DCS1)采取面向对象的开发手段。2)建立开放的控制设备通信库。3)集成物流系统中所有搬运设备的通信、调度接口。4)采用通用的物流调度通信协议。5)全面支持OPC(Ole for Process Control)。6)具有灵活定义和管理的功能特点。7)动态工作流的路径管理和优化选择。8)设置离线仿真和在线运行两种运行模式。,2.调度管理系统,9)定制资
22、源与通用运行平台的无缝结合。10)具有详尽的操作记录与运行日志。(3)TIMMS2.0-MNG仓库管理仓位管理系统1)采用复杂全面的仓位数据模型支持企业级多级库仓库管理。2)支持从AS/RS系统到人工仓库管理的多种管理模式。3)对复杂立体货架和各种仓储配套设备提供全兼容支持。4)通过位置模型(Storeloc Model)对立库货位、平库货位、到货通道、提货通道、各种缓存和各种站台进行管理。5)对AS/RS系统提供多种移入、移出策略：均分原则、先进先出、先进后出、就近原则、最远原则、分区原则以及优先级原则。(4)TIMMS2.0-MNG仓库管理物流数据库系统1)系统可靠运行，支持多级仓库管理。
23、,2.调度管理系统,2)具有强大的AS/RS仓位管理系统。3)库存管理提供企业级物流数据库保证总量控制，为计划采购、配送提供准确信息。4)仓库事务支持多种出/入库方式，并全面支持使用条形码技术。5)提供同ERP系统的连接。,9.4系统体系结构与技术特点,9.4.1系统应用环境与体系结构9.4.2系统主要技术特点,9.4.1系统应用环境与体系结构,1.电气控制系统2.调度管理系统,1.电气控制系统,图9-5海尔国际物流中心电气控制系统体系结构,2.调度管理系统,图9-6海尔国际物流中心调度管理系统网络体系结构,9.4.2系统主要技术特点,(1)控制技术先进。(2)结构设计合理。(3)控制流程清晰
24、。(4)操作简便、易学，形象生动的人机界面，使系统的操作轻松愉快。(5)控制程序考虑周到，极高地保证了货物的安全。(6)系统稳定性高，故障定位迅速、快捷，保证系统以最高的效率运行。(7)系统扩展方便，满足用户不断发展的需要。,9.5应用评价与分析,9.5.1适用范围9.5.2应用评价,9.5.1适用范围,自动化立体仓库作为物流技术自动化的主要形式，已经成为物流配送中心规划建设的必备设施。自动化立体仓库实现了物流工作机械化和自动化，其主要优点在于提高了劳动生产率和节省了劳动资源。因此，适用于生产制造企业、流通企业和第三方物流企业等任何形态的企业，有助于企业实现高效率的物流活动和大容量储藏，从而适
25、应企业现代化生产和商品流通的需要。,9.5.2应用评价,海尔国际物流中心是由海尔集团机器人公司牵头，昆明船舶设备集团有限公司总承包，于2000年3月根据海尔工业园的生产需求予以设计的，总投资1.5亿元人民币。该系统于2001年3月正式启用，自启用以来，运行良好，性能可靠，故障率较低。海尔国际物流中心是目前中国最大的一个自动化立体库，在海尔物流实际工作中从如下三个方面发挥了积极的作用：满足当前和未来一段时间内商品存储、货物配送、单据处理和数据传输的需求；以低成本导入现代标准化的物流设施和先进的物流管理技术，建立完善的信息处理技术和交换系统并可以扩展升级；提高物流中心的效率，提升顾客满意度，降低拣错率，降低配送时间。,
