丁红卫
机械工业第六设计研究院有限公司 河南郑州 450007
摘要：智能制造是基于新一代信息技术与先进制造技术深度融合的新型生产方式。智能工厂的信息基础设施高度互联，实现了人、机、物的实时通讯、数据共享，制造能力从传统的刚性制造到柔性化、敏捷化、数字化、智能化，建设后的智能工厂“会行动、有记忆、能思考”，具有“五化”特征，即运营管理智慧化、生产组织精益化、物料供应网络化、产品制造智能化、基础建设绿色化。
智能仓储物流设计通过物流技术、信息技术、成本控制和仓库的组织结构的一体化策略，以尽可能低的成本，实现货物在仓库内快速、准确地流动。
关键词：智能制造；物流；自动化
（一）项目概述
近年来，随着煤炭行情的回暖，煤炭企业设备购买等资本性支出增加，煤炭机械行业基本面得到好转。给煤机企业带来了发展机会，但同时煤机企业也面临着创新发展的难题。从行业看，煤机装备制造企业经营已从粗放型数量方式向集约型质量经营转换，行业进入了微利时代。
受行业大环境的影响，某煤机生产企业亦不能独善其身，由于工艺装备落后，设备柔性化程度低，导致企业制造能力偏低，面对越来越个性化的需求市场，企业却疲于应对。另一方面传统的生产方式严重阻碍了企业研发能力的提高，使企业的市场占有率逐步萎缩，更加剧削弱了抵御风险的能力。
在这种背景下，某煤机企业决定实施智能化升级改造，分阶段实施从工艺装备升级到生产过程的智能化管控，使企业尽快转变到适应柔性化生产组织模式中。项目改造以精益化、数字化、智能化、绿色化为原则，按照精益生产理念，建设高效的智能生产管理系统、准时的智能仓储配送系统、柔性的智能生产线、绿色的生产基础设施，提升产品品质，提高生产效率，打造基于新一代信息技术与先进制造技术深度融合的国内领先的煤机设备生产平台，促进企业的高质量发展和服务型制造转型。
智能仓储物流作为智能工厂的一个重要组成部分，对企业提质增效、降低生产成本将起很大的作用，本文将该部分设计摘出来作为探索交流。
（二）智能仓储物流设计方案
1. 仓储物流总体设计
（1）设计原则
标准化原则
根据物流标准化，做好现场物流容器的标准化，做好储运集装单元，进行整体配送。运用系统简化原则，提高通用性，减少搬运作业时间、降低物品的损失损坏，节约费用，同时简化装卸搬运子系统，降低系统操作和维护成本，提高系统的可靠性，提高仓储作业的效率。
精益化原则
精益物流是建立在精益思想基础上的物流方式，即在提供准时配送的同时，把浪费降到最低程度。尽可能减少无效的搬运次数，减少不必要的移动，降低工件的不良率；实现最短距离移动，降低运输时间和费用，避免物流线路交叉，保持物流的畅通。
准时化原则
准时化物流是指以最小的总费用，按生产组织要求，将生产物质资料从供给地向需要地转移的过程中，只在必要的时间，供应必要数量的必要产品。除了数量和质量之外，强调的是时间既不能超前，也不能滞后，无论是在上游生产之后还是在下游生产之前都不应存在超出规定的库存。
自动化原则
充分利用各种自动化运输、搬运设备，以及计算机系统、综合作业协调等技术手段，对物流系统进行整体规划，准确、可靠地完成物流配送任务。
柔性化原则
配合高复杂度、低批产量的生产，需要配备柔性化的仓储及配送系统，提高托盘的标准化和共用性。
智能化原则
通过信息系统，把物资进行分类编码、统一仓储，利用先进的基础设施和自动化功能是实现仓储现代化，综合运用现代化科学管理方法和现代信息技术手段，合理有效地组织、指挥、调度、监督物资的入库、出库、存储、搬运、配送等各项活动，达到仓储配送作业的高质量、高效率。
（2）成品库、半成品库及线边库的设立
目前制造现场还存在较多的线边落地堆放，正在清理累积的无效库存。根据精益流程设计的推进，取消半成品库，持续减少线边库存，优化成品库管理。
工序之间可暂时通过设立缓存区缓解产线不均衡的情况；设立齐套区进行齐套配送。外协件库采用高架立体库，减少占地面积。
托盘规格的选择
产品相差较大，包装规格不同，托盘存放形式多样，综合考虑托盘适用性和利用率后，采用标准托盘尺寸，不同物料采用不同的承载方式。
货架的优化设计
对货架的参数进行设计时，应考虑货格的尺寸、货架的行列数及规格。在设计之前，需要在现有的仓库基础上，结合产品特征，合理设计货架的尺寸参数，采用标准货格高度1.2m。货架托盘与生产工序间转运托盘保持统一，方便出入库及配送。
（3）物料配送
物料配送由计算机系统统一调配，采用订单拉动式配送模式。包括物料采购进度、车间装配计划、配送计划、物料配送、配送记录、生产进度（报表）、退（换、补）料等一系列流程。
（4）仓储物流总平面布置
采用系统的设计方法，对原有系统情况进行调查研究、分析；运用分析结果，设计出能最大限度地满足系统要求和功能的方案，通过仿真技术和技术经济的手段进行验证，形成整个车间的总平面布置。
2. 仓储作业流程设计
（1）物料管理模式设计
通过ERP与JIT相结合的管理方式，对企业生产经营活动所需各种物料的采购、验收、供应、保管、发放等作业过程进行管理，合理使用、节约和综合利用资源，从企业整体角度控制物料“流”，保证生产组织顺利进行。
主要包括四项基本活动：预测物料用量，编制物料供应计划；组织货源，采购或调剂物料；物料的验收、储备、领用和配送；物料的统计、核算和盘点。
（2）库存周转设计方案
项目第一阶段热处理工序外协，就存在加工后工件需运出热处理，热处理后运回的问题。拣选作业和库存周转设计对总体交期的控制影响很大。
3. 物流作业流程设计
（1）物流运输设计
所有物料的运输管理均采用WMS进行管理，接收ERP及MES的指令进行配送。
厂房间的运输受地面的影响，采用“电动平车+智能屏任务池”的模式进行配送；车间之间的运输采用AGV配送；车间内及产线间的运输，由线内输送设备或AGV进行配送。
外购件、外协件根据装配工序的需要，由库房进行配送。
（2）智能物流配送系统
实现物流配送准时化
智能物流配送在功能上要实现5个“准确”，即准确的物料、准确的数量、准确的地点、准确的质量、准确的时间；在技术上要实现：物品识别、地点跟踪、物品溯源、物品监控、实时响应。
实现物流配送智能化
充分利用二维码、射频识别等先进的物联网技术，通过信息处理和网络通信技术平台，实现生产过程的自动化配送，降低成本，持续减少线边库存，实现制造线柔性生产和主线订单拉动生产的精益化生产管理。
时间生产调度最优化
库存管理主要用于库存管理，以入库、出库、查询为主要应用类型建立相应的事务处理，让货物库存数量控制在最佳状态。
通过无线局域网络与各AGV小车保持通讯，指挥系统中各车辆的作业。全动态实时显示AGV系统中各台AGV小车的工作位置及运行状态。系统根据装配线情况，按时安排配料，满足生产要求。
（三）效果
按照物料PFEP规划、物流布局规划、新配送模式等思路实施L本项目，建立物流统一配送平台，实现了零件按时、按经济批量配送至线边，提升了物料配送及时率，降低了企业物流配送成本。
根据物料不同特性规划出适用于本企业的JIT、JIS主要物流配送模式，并推广应用。
项目实施完成后，整体效果如下：
a）配送需求由手工整理变为系统自动计算，配送时间计算更为准确；简化直送物料需求传递方式，方便供应商操作；
b）物流路径单向循环规划，减少物料运输堵塞，提升投料效率；
c）拉动订单中心将生产计划从原来的锁定T+1变为T+3，减少计划变动引起的后端效率浪费；
d）引入物料配送模式，实现了物料准时配送，支撑生产效率提升。