基于自动仓储模式的物料配送系统设计

　　备，条形码技术，无线射频技术、计算机控制技术等现代物流技术的广泛应用物流体系，建设高效、快捷自动物料配送体系，实现有计划地将库存货物按指定的数量和要求的时间送到合适的地点，成为物流自动化重要环节，本文以小批量多品种制造企业装配物料自动配送模式进行论述，探索如何在自动化立体仓储模式下建立准确、高效的物料配送系统。

　　1企业物料配送概念中华人民共和国国家标准“物流术语”对配送的定义为：国家配送是在经济合理的区域范围内，根据用户的要求，对物品进行拣选、加工、包装、分割、组配等作业，并按时送达指定地点的物流活动。小批量、多品种的制造企业物料配送模式是在自动仓储物流技术和设备的基础上，增加自动配送设备和功能，实现整个物流系统的从仓储、搬运等整个物流过程自动化，从而使整个物流系统实时动态满足生产需求。

　　2物料配送系统结构一个完整物料配送系统通过自动化立体仓库（AS/RS）实现物料的自动存储，辅助库边输送设备、分拣设备以及条码识别技术实现物料的自动分拣配餐，再通过AGV小车、转运料架实现物料的自动搬运到生产工位，整个系统通过WCS系统和MES系统的紧密配合，实现系统的无缝衔接。

　　系统结构如所示。

　　3物料配送策略3.1配送方案对于小批量、多品种制造企业的装配生产作业模式，首先需按不同生产方式采取合适配送方案，即装配线生产物料按节拍自动配送到工位；定点装配作业生产，物料自动配送到作业区。

　　3.2配送原则3.2.1配盘原则小批量装备制造企业的物料配盘原则一般如下：物料入库时按物料品种分类储存，出库时对物料根据工位物料清单按照台套数进行分拣配盘，然后根据生产节拍要求按工位定时配送的方式，把一个工位物料同盘码放，送至线边暂存。

　　3.2.2批量原则为降低配送频率，节约配送运力，对于中小型零件（如标准件等）采用批量配送，即按照一定批量组盘，每次配送一个批次台份数零件。

　　3.2.3层级原则对于同一工位需求的物料，要根据需求先后装配层次，分层级按顺序配盘送料。

　　3.2.4经济原则物料配送既要满足生产线需求，又要实现运输成本*小。

　　3.3配送模型在自动仓储模式下，根据生产方式和计划控制以及物料特性，制定小批量装配物料配送模型-），男，陕西礼泉人，工程师，本科，主要从事生产工艺设计工作。

　　料架生产工位物料配送系统结构如下所述。

　　3.3.1精确配送对于大件或特大件，因为站点的空间有限，大件或特大件的体积比较大，不可能一次配送数量很多，所以选择按需求从库房到站点直接配送。

　　3.3.2批量配送对于中小零件，由于体积小，数量需求较大，采用按批量配送，满足一个生产批次需求，为消除不同批量造成生产等待，在生产工位预存一个批次的物料，为下批配送留出时间。

　　3.3.3粗略配送对于体积重量小，用量大的零部件，如标准件、轴销、密封圈等，按照一定数量的整包装状态大量配送，满足较长时间的生产需求。下次需要时再依法配送。

　　3.3.4定量配送131对于品种比较单一，生产节拍较固定的装配线生产模式，采用定量配送，即在一批装配时间内，配送固定数量的物料，效率高，但需要核对计划和线边存量。

　　4系统实现4.1作业流程4.2功能设计本文以零件物料从库房到装配车间物料配送为基础，展开系统功能。其对应生产线物料配送和定点装配物料配送二个类型。

　　4.2.1物料出库出库作业在WMS的调度下，由堆垛机自动出货，通过采用设备将物料托盘输送到拣选口，人工在线拣选作业。

　　设备主要配置装有车载仪叉车、链式输送机、穿梭车、LED显示屏、触摸屏工作站、手持扫描等组成，完成货物出库、拣配等功能。输送机控制系统与堆垛机及监控计算机之间通过现场总线进行数据通讯，同时监控系统对入库输送系统设备运行和货物占位的状态进行实时监测。

　　4.2.2物料配盘按照配盘原则和作业计划，将生成的配盘信息通过出口显示屏和配盘人员手持终端，发送到拣选作业人员，拣选人员根据指令将下一时刻需要配送物料人工配盘到料架，放置到代运区域，并向WMS确认完工时间和代运位置等信息。

　　4.2.3运输车辆配送设备选择AGV自动导引车，当需要运输时，WMS通过局域网向AGV发送指令，接受调度指令后，在指定的时间用指定的装载车辆将物料配送指定工位。送到线边后与MES系统进行交接，MES采集收料信息后，通过与MES系统回传到WMS及AGV调度中心，完成配送操作，并对过程进行跟踪。

　　4.2.4配送作业配送系统按照生产计划计算*佳批量，接受装配工艺、装配BOM信息，制定包含需求时间、工位、名称数量等信息的出库、配送作业计划，通过信息系统、计算机系统，传输到库房设备、拣选设备、作业人员和管理系统，指挥调动配送作业。

　　为减少出库、拣选工作量，库房管理系统对应用于不同产品的同一零件，可以在一定范围（时间段或几个作业计划）合并出库。允许一个出库计划对应多个物料拣选、配盘工程。

　　送作业，即生产计划通过ERP传递给生产线（定点装配），再由MES系统把需求发给WMS，进行配送计划生成和作业指令发布。

　　WMS生成出库作业计划表，发给自动库作业设备进行出库作业，生成物料配送表发到拣选配盘、生成清洗、清整各作业点的电子显示屏或手持通信端，指挥作业。

　　4.3主要设备选择4.3.1自动仓储系统巷道堆垛机、立体库货架、托盘输送系统、垂直升降库、计算机WCS软件系统、扫描仪、检测设备、操作PC端等。

　　4.3.2配送料架线边料架的作用是物料配盘、转运、站点存放，其结构满足存放、运输，具有易取易放；结构适合零件形状的结构，可考虑多层结构，结构要求如下：仅盛放单一品种料架，尽可能满足一个批量需求。

　　中小零件，包含一个工位一个批次（或1台）物料放置需求。

　　线边料架规格采用物流系统中的标准规格，配送车辆采用激光自动导引车系统（AGV系统），完成物料自动配送过程，主要内容包括出库零件到清洗、清理工序运输，配盘物料到工位。

　　AGV系统由AGV单车、AGV控制系统、AGV充电系统、AGV控制系统、管理监控计算机、自动调度软件等软件以及无线AP、定位反光板、综合布线等组成。AGV管理监控计算机通过工业以太网络与库物流管理系统计算机进行通信。AGV管理监控计算机与AGV小车通过无线局域网WLAN进行通讯。

　　区、配盘区、暂存区及线边料架区域。拣选区域的面积大小计算公式。

　　Si为拣选作业区面积；p为日拣选出入库次数；0为每拣选口日拣选次数；3为单拣选口面积。

　　2）配盘区域面积计算S2为配盘作业区面积；A为每批*大配盘数；为单配餐盘面积。

　　5.2配送批量的确定5.2.1影响批量因素影响配送批量的因素包括产能、拣选时间、料架容量、运输成本等诸多因素，实现物料配送的效益，必须满足以下原则：1）时间关系在生产线产能一定的条件下，从作业时间的*佳匹配关系来说，单批料架出库拣选配盘时间（P小n为任务项数；m为装卸队数；xM为表示第i项任务队所承担的时间数；PM为表示第i项任务队全部完成的时间数。5.2.2配送批量推导根据配送批量的原则，装配线生产条件下配送批量，各量之间关系满足：G为装配任务；P为生产线节拍；n为运输批量；T为单批料架出库拣选配盘时间；Ty为单批料架运输作业时间；Tz为装配一批的装配时间。

　　批量系数满足：Ta：n=1时，一批零件出库时间；Tb：n=1时，一批量零件拣选配盘时间*佳批量推导为：即为所求。

　　5.3.1物料计算信息由于装配作业是按照产品装配BOM制定的工艺流程、装配顺序和工位划分进行的，因此，物料的计算需要BOM出需要包含顺序层级、工位等信息，其机构树示意如所示。

　　装配BOM信息树结构5.3.2物料计算方法181其中：Mi为i物料需求数量；入丨为台份装配BOM中料对应的需求数量系数；n为当前站点台份需求量；k为当前站点的物料种类；M为当前站点的物料需求总量。

　　5.4线边料架需求计算5.4.1单批线边料架需求数量i其中：为批量物料架数量；k为工位物料种类；p为配送批量；0为单位线边料架容量。

　　5.4.2线边料架需求单站点线边料架需求总量是单批量需求与安全需求数量和，总需求为各站点的和，计算方法为：5.5.2配送开工时间物料配送开始作业时间，取决于配送时间、运输时间，开始作业时间，依据批作业时间和各工位运输配送时间，确定运输开始时间如下。

　　Tx为物料站点需求时间点；A为单车次数运输时间；依据公式，计算各工位配送开始时间如表麻。

　　5.5.3物料配送计划将库存量与需求对比，若库存量大于配送数量，则由系统生成配送计划，并传输到各设备和配送工位，主要内容如表3所示。

　　6结束语本文对在自动立体仓储系统条件下装配物料配送系统的配送策略、系统设计、功能实现进行了阐述，提出了在小批量多品种的制造生产模式下自动物料配送系统的解决方案，并深入探讨了批量确定、物料计算、配送时间计算等系统算表1工位批运量时间表工位批作业时间批工位运量**批完成时间第二批完成时间表2各工位物料配送开始时间表工位批作业时间批工位运量配送开始时间表3物料配送作业计划表工位配送批量层级属性名称图号单台数量配餐数量物料架类型配送流程开工时间工位11A轴承支持环齿轮轴动触头铜钨头齿条触头座导向套锁紧片表带工位11B连接件工位11屏蔽环C导体B双头螺栓绝缘盆子工位12屏蔽罩屏蔽导体F车辆数注：物流路径代号说明：Q―清理；X―清洗；S―手工；Y―运输法，对于小批量多品种制造企业物料配送系统的系统设计，具有一定通用性和实用性。