摘要：本文介绍了自动化仓储物流技术在航天制造企业的数字化集成制造生产线中建设及应用研究情况。重点介绍了基于RFID信息识别系统系统，通过RFID扫描出入库信息动态管理库存。设计基于编码的配套自动化立体库房，快速有效的进行产品出入库存取，通过自动化分层打印编码与取放，简化操作流程，有效地避免人为失误。配套建立自动化物流管理系统，完成零件出入库管理。自动化仓储物流技术在提高空间利用率、减少人工配套失误、实现产品全生命周期实时追溯、加快生产节拍等方面效果显著。
关键词：自动化仓储物流；RFID；立体库房；全生命周期
引言
随着航天事业的发展，物流环节为产品装配提供有力保障，其作用变得越来越重要。自动化仓储系统具有节约用地、减轻劳动强度、高仓储自动化水平及管理水平、降低储运损耗、提高物流效率等优点。通过在物资库房内建设集进货、存储、分拣、配送为一体的高效率的经济实用的自动化立体存储系统，提高仓库存储量和作业效率，满足未来日益增加的型号批量生产任务带来的产品出库齐套业务量增长的需要和仓储作业无纸化的要求，并实现仓库内WMS与ERP系统无缝连接。
1基于RFID的信息识别
RFID（射频识别：radio frequency identification）是一种非接触式的自动识别技术，通过射频信号自动识别目标对象并获取相关信息，具有读取距离大、存储数据量大、标签数据可加密等特点，该技术已经广泛应用于物流行业。
在自动仓储库房建设中，可将RFID 读取器安装在入口门上，每次当这些零件进入时，读取 RFID 标签的进货、出货信息。安装在 AS/ RR 上的每个推杆还包含与本地控制器通信的 RFID 阅读器，该控制器通过中间机将收集到的数据传输到中央仓储数据库。中间机是 RFID 阅读器和企业系统之间的软件转换层。一旦客户在客户端配套了库存零件，RFID库存管理系统会在收到订单后收到通知，并通过仓库数据库检查可用性，该数据库包含RFID 阅读器，通过室内无线局域网收集的实时信息网络（iWLAN）连接到控制器。收集到的信息数据包括每个配套零件的唯一标识、说明以及仓库的 SKU 编号。一旦配套零件被 RFID 库存管理系统识别，推动器就被 PLC（可编程逻辑控制器）激活，将选定零件推送到输出传送带上。零件将由输出传送带运送，并沿着引导路线行进至指定目的地（收集点）进行包装。仓库 RFID库存数据库将随着配套零件通过配有 RFID阅读器的门移出配送中心而立即更新。
2基于编码的自动化仓储物流管理系统
2.1基于编码的配套自动化出入库流程优化
航天产品因结构设计复杂、精密性高等原因，单个产品上所装配的零件和标准件通常具有种类繁多、数量大的特点，单一某部段就涉及30余项200多件零件组装装配而成，涉及50余种规格的近1000件标准件的装配工作，其中螺钉多达700多件。在航天产品装配过程中，必须严格控制零件、标准件的批次，避免混用及乱用，保证EBOM、PBOM、MBOM的高度一致性。为避免以上问题的出现，结合自动化升降库系统和MES主要从以下几个方面对传统的入库、配套出库过程进行业务流程优化：a.提前划分功能区在使用升降库之前，对升降库的各个托盘进行功能区划定，可以提前对升降库的使用进行合理规划，避免使用一定阶段后出现存放杂乱、无规律情况的发生。产品通过某一特性与功能区绑定之后，与升降库集成之后的MES会按照划分结果严格判断限制升降库入库产品的存放位置，对于混放的指令系统不会执行。通过分类放置，大大加快了存储效率。b.存储位置一致性优先推荐针对同一任务、合格证或其他特性的产品，集中存放会有效地提高取物料的效率，方便库房进行管理。因此每一次存放产品时，除了依据功能区的限制外，会通过系统集成优先自动推荐同一合格证、同一图号或同一任务产品的位置给库房管理人员，以此保证同类型、同批次产品的存放位置一致性，减少升降库托盘的出库次数，提高存储效率。c.自动分层打印编码与取放。
当一张配套清单上的所有物料存放托盘位置出现差异且数量种类繁多时，人工分拣常出现遗漏、错放，也会有重复呼叫同一托盘放置不同产品情况，效率和准确率大大降低。因此提出了自动分层打印编码与取放的方法，MES发送配套清单出库指令时，根据每一项配套项的存储位置统计出配套清单所有对应托盘，驱动升降库逐层顺序执行出库动作，每出库一层时，提示该层放置或取出产品的各项信息并自动打印物料码，库房管理人员按照信息取出相应产品后粘贴对应二维码，点击驱动托盘回库，系统将继续自动执行下一层托盘出库执行指令。通过自动化分层打印编码与取放，简化操作流程，有效地避免人为失误。
2.2自动化物流系统流程描述
该物流系统以自动化立体库为核心，以满足零件、产品仓储和交装的业务需求。自动化物流管理系统设计主要包括仓储管理系统（WMS）、立体仓库控制管理系统（WCS）。WMS系统与WCS系统数据接口采用webservice方式，webservice的主要优点是跨平台的可互操作性以及跨防火墙的通信。自动化立体库内的作业流程主要包括两种：入库流程和作业流程，所有流程都是信息流和实物流的结合。入库流程：入库时，作业人员在WMS系统中录入入库单，输入产品的批次属性和数量等信息，制作相应的RFID标签，收货；收货后，进行组盘操作，将产品信息绑定到托盘；完成组盘后，WMS系统根据存储策略给托盘分配立库库位，通过系统接口下发入库任务到WCS系统。作业人员通过叉车将托盘送至立库整盘入库口，出入库输送系统通过RFID识别系统读取托盘号，获得入库任务列表中对应入库任务，然后通过尺寸检测装置和称重装置，当无任务或超重或超尺寸时将托盘通过穿梭车送至托盘整理口，同时在条屏上显示原因。正常情况下托盘根据入库任务的地址输送至相应巷道口，堆垛机叉取托盘后，读取托盘条码，将托盘入库到分配的库位，反馈WCS作业完成；WCS系统通过系统接口反馈WMS入库任务完成，WMS系统记录托盘号、入库库位、入库时间等入库流水信息。此时，物流和信息流同时进入库存，完成物流和信息流的交汇。出库流程：WMS接收到客户端下达的配套信息后，将相应的配套信息传输至WCS系统，WCS执行相应产品出库提示，相应的托盘根据出库任务输送至出库口，RFID扫描核对出库产品信息与配套需求信息，比对一致后产品出库，更新WMS系统出库流水信息，同时上传产品出库流程信息至配套客户端。此时，物流和信息流同时完成出库，完成信息交汇。
2.3零件出库决策机制
零件出库活动由机械控制系统决定，该系统通过执行预定义的分配策略来产生需求，该分配策略是一组选择规则。这些规则包括所选项目的可用性，最靠近收集点的位置，所选项目前往指定收集点的最短路线，产品的有效期等。如果从存储在仓库的多个位置中的一组相同类型的物品中选择一个零件，则系统将基于预先定义的选择规则发出优先级，以将所选零件托盘推动到输出设备上。作业调度在仓储作业的效率和生产率方面发挥着重要作用。如相同类型的零件可以具有多个位置。因此，开发的库存管理系统具有通过基于如上所述的分配策略向选择的项目发出优先级来识别分派项目的能力。为了安排从仓储系统派发的选定项目的工作优先级，开发了一种算法，以针对所选项目寻求最优解决方案，并基于这些变量作为到期日期和到指定收集点的最短时间等等。在这种集成功能的仓储管理系统下，客户通过基于客户端配套，库存管理系统根据每个配套零件的可用性自动检查数据库。只要客户在操作端上配套这些可用零件，仓储系统就会在没有任何人为干扰的情况下执行自动选择物品的过程。
结语
通过建立自动化仓储物流系统，可实现最大程度的库房空间利用，加快配套出库相应，解决人工出入库效率低、出错率高的问题，匹配日益增加的产品生产任务与配套能力，缩短产品生产周期，推动航天事业迅速发展。产品出入库准确记录为后续产品质量复查，信息追溯提供可靠依据。
参考文献
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