“工业4.0”和“中国制造2025”看法的提出后,经过近几年的飞速生长,制造业对自动化、智能化生产模式的需求日益增长,未来的工业生产将走向高度自动化和智能化。FA (Factory Automation,工厂自动化)零部件作为自动化设备不可或缺的组成部分,具备辽阔的生长空间。
通过实地调研了解到,目前该行业海内外各大厂商的仓储物流作业模式,大多为人工仓,规模较大的厂商具备少量的信息化治理,接纳了平库+货位治理的存储方法,拣选方法一般是通过PDA指导作业人员到货架取货的、人到货拣选模式,在效率和准确性方面都难以满足该行业的快速生长需求。
目今FA零部件行业仓储物流的主要痛点为用人多、找货难、效率低,具体体现在:库位利用率不高;订单响应不实时;绩效治理难,主要通过人工计数来治理整体的绩效,治理精细度缺乏。
以下通过某FA零部件仓储物流配送中心实际案例的计划设计历程为例,从设计工具、调研和数据剖析、计划设计、系统设计难点四个方面进行论述。
表2 存储容量剖析
系统计划涉及到的设计工具主要包括AutoCAD、Solidworks、EXCEL、Word、Visio、Flexsim、3Dmax等,具体情况见表1。
通过现场实地调研,总结调研内容并形成调研报告。通过原始数据剖析,提取对设计计划有利的剖析结论。
存储容量剖析,如表2。容器剖析结论,如表3。
通过对某时间段的销售数据进行剖析得出,订单结构具有如下特性:
●订单长度1～200行/单不等
●单行订单占47.8%
●10行及以下订单累积占比92.9%
●11～20行以上订单占比4.9%
●21行以上订单2.2%
某时间段的销售数据EIQ剖析结论,如表4。
●存储物料多为金属件,物料尺寸小,密度大
●单品规库存深度浅,绝大部分品规缺乏一箱
●SKU数量大
●ABC分类不明显,出库离散、随机性强
峰值日IK剖析结论,如表5。
凭据现场调研报告和数据剖析结论可知,本案设计SKU数为40万个,货位数约21万个。即:货位数远小于SKU总数,且数据剖析结论标明各SKU出库离散、随机性强,若货架接纳多深位设计,会导致出库时设备频繁移库,从而造成能源浪费,因此货架接纳了单深货位设计。
基于单深货位设计前提,在库区存取计划计划设计阶段,设计团队综合比照了多种解决计划,包括Miniload堆垛机、多层穿梭车、堆垛机+多层穿梭车、四向穿梭车等计划。在对系统效率、设备可靠性等要害指标进行加权评估后,最终接纳了四向穿梭车的库区系统解决计划。
表4 某时间段的销售数据EIQ剖析结论
在21米可用净空且不可调解的货仓建筑条件下,四向车计划即能包管单深位设计前提下满足23万以上货位数,又能满足入出库效率需求,且具备一定的扩展性。关于四向穿梭车系统的可靠性方面,设计团队通过对设备厂商的调研、对现有的四向车项目进行实地调研考察、检察各个现有项目系统故障日志等要领,得出结论:目今四向穿梭车技术已经成熟,可靠性和可用性方面满足FEM9.221和JBT 7016-1993标准�？馇低称矫娼峁雇�,如图1。
表5 峰值日IK剖析结论
拣选事情站集拣选、检验、包装、 播种功效为一体,结合图形指导系统和DPS系统,处理能力可达240订单行/小时。系统可以自动供应库存箱和播种箱,每个事情站配置2个拣选位置,包管拣选作业无需期待,充分发挥作业人员的事情效率。同时,拣选事情站充分了考虑人机工程学,在地面设置了抗疲劳垫,为操作人员提供较为舒适的事情情况。拣选事情站3D设计,如图2。
除库区系统和拣选系统以外,还计划设计了其他硬件系统,包括1套窄带高速分拣系统、1套DPS灯光集单系统、42套复核包装系统、1整套万向球自动分拣系统等。
系统总体设计架构分为三层进行治理即执行层、控制层、应用层(如图3)。为实现统一录入、统一存储、统一展现,本项目通过WMS物流综合治理系统对数据治理功效、设备控制治理功效进行统一集成。WMS物流综合治理系统通过接口与上位系统进行集成, 与上位系统(ERP)通过以太网进行连接,实现各系统无缝集成、实时互通、 资源共享。
信息系统网络及硬件安排架构分为信息治理层、调理监控层以及作业执行层。各系统分层实现差别功效,相应配备差别硬件设施,通过千兆以太网进行连接,实现各系统无缝集成、实时互通、快速响应。本项目应用效劳器、数据库效劳器安排在中心机房,应用效劳器接纳负载均衡方法安排,包管在一台效劳器意外宕机或应用瓦解时,另一台效劳器能继续提供效劳,包管效劳的高可用性。数据库接纳漫衍式集群安排方法,实现数据的宁静性和可靠性。信息治理层,WMS与上位系统之间通过因特网互联,实现无缝集成、接口兼容、资源共享。信息系统网络及硬件安排图,如图4。负载均衡安排图,如图5。
通过数据剖析结论可以看出,本案具有订单长度差别大且出库离散的特点,相比电商行业订单长度差别小、A类明显的特点,订单结构更庞大,处理难度更大。
关于1～5行的订单,按订单拣选可减少集单流程,从而减少集单设备和集单作业人员,降低投资本钱。
关于大于5行的订单,按订单拣选会造成1个波次内同时出库的原箱数量过多,若原箱缓存线的缓存容量缺乏,会有堵线危害。因此关于长单,通过软件系统切分为1～5行的小拣货单,再对小拣货单进行集单。同时,判定是非单的条件阈值可在WMS软件系统中适时调解,硬件设备也可支持全部按行拣选或按单拣选,因此拣选方法可任意切换,计划的柔性和扩展性有包管。
通过软件系统优化短单和长单的处理原则,有效解决设备堵线危害,并降低了设备和作业人员的投资本钱。
作为海内FA零部件行业自动化配送中心的首个案例,本项目所接纳的集成技术、设备和软件技术均具有较高的先进性和实用性。在满足客户业务需求的前提下,以充分发挥物流系统综合效率为目标,优选最适合该行业业务特征的解决计划。货仓容量密度达古板堆垛机货仓的2倍以上,接纳行业首创的兼容按批次拣选和按订单拣选的货到人解决计划,降低了用工本钱和劳动强度,同时包管了项目的柔性和扩展性。本项目的实施,对FA零部件行业配送中心的计划设计具有较高的参考价值。
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