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0 引言

中國(guó)空間技術(shù)研究院作為以星船宇航產(chǎn)品制造為主的企業(yè)，產(chǎn)品系統(tǒng)級(jí)集成 （即星船總體裝配）占據(jù)核心地位[1] ?？傃b配套庫(kù)房作為總體裝配生產(chǎn)資料的管理中心，其持續(xù)高效率運(yùn)行將保障總裝生產(chǎn)線的順利實(shí)施。作為拉動(dòng)效率的重要手段，庫(kù)房自動(dòng)化和信息化建設(shè)顯得尤為重要。

將自動(dòng)化立體倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備 [2]與總裝生產(chǎn)信息管理系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合形成自動(dòng)化配料系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)物料管理與生產(chǎn)信息系統(tǒng)集成， 不僅可使配套庫(kù)房成為總裝各項(xiàng)生產(chǎn)條件準(zhǔn)備和協(xié)調(diào)的緩沖區(qū)域，利于生產(chǎn)條件的閉環(huán)管理； 還可以改善庫(kù)房管理人員的作業(yè)條件，降低勞動(dòng)強(qiáng)度和耗時(shí)；解決傳統(tǒng)管理模式空間損失和貨物存取之間較難平衡的問(wèn)題，提高物料周轉(zhuǎn)效率； 并且能夠?yàn)榫茉骷驮O(shè)備的存儲(chǔ)提供條件保障。

1 自動(dòng)化配料系統(tǒng)的組成

自動(dòng)化配料系統(tǒng)主要由總裝看板生產(chǎn)管理系統(tǒng)（能夠?qū)崿F(xiàn)信息共享和處理） 和自動(dòng)化貨柜硬件、軟件（實(shí)現(xiàn)物料自動(dòng)化存儲(chǔ)）組成。

1.1 看板生產(chǎn)管理系統(tǒng)

JIT （準(zhǔn)時(shí)化生產(chǎn)） 生產(chǎn)管理方式在 20 世紀(jì) 70年代末從日本引入我國(guó)， 長(zhǎng)春第一汽車制造廠最先運(yùn)用 JIT 思想控制生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)，取得了豐富的經(jīng)驗(yàn)，創(chuàng)造了良好的經(jīng)濟(jì)效益 [3]。經(jīng)過(guò)多年的探索，航天器制造企業(yè)結(jié)合自身的特點(diǎn)，也逐步建立形成了一套看板生產(chǎn)管理系統(tǒng)， 在生產(chǎn)中保持物質(zhì)流和信息流的同步性，提高了生產(chǎn)響應(yīng)能力。

總裝看板生產(chǎn)管理系統(tǒng)是將JIT技術(shù)應(yīng)用于航天器產(chǎn)品總裝生產(chǎn)過(guò)程開(kāi)發(fā)的生產(chǎn)管理系統(tǒng)， 在總裝工作中得到廣泛應(yīng)用， 覆蓋物料管理、 生產(chǎn)計(jì)劃、質(zhì)量監(jiān)督、總裝實(shí)施和質(zhì)檢等業(yè)務(wù)流程。

物料管理模塊是看板生產(chǎn)管理系統(tǒng)的重要組成部分之一，功能涵蓋物料數(shù)據(jù)管理和物料配套信息管理， 應(yīng)用于庫(kù)房產(chǎn)品管理、輔助材料數(shù)據(jù)管理、工具管理和物料配套管理。

1.2 自動(dòng)化貨柜

1.2.1自動(dòng)化貨柜硬件

自動(dòng)化貨柜按照其運(yùn)行原理可以分為回轉(zhuǎn)式貨柜和垂直升降式貨柜兩類 [4]。回轉(zhuǎn)式貨柜運(yùn)行時(shí)，所有料斗同步運(yùn)動(dòng)；而垂直升降式貨柜存取物料時(shí)只有單個(gè)托盤(pán)運(yùn)動(dòng)，且能夠調(diào)節(jié)存儲(chǔ)物料的間距，從而充分利用和擴(kuò)充空間，消除回轉(zhuǎn)式貨柜存在的偏載平衡問(wèn)題，但價(jià)格相對(duì)較高。

結(jié)合總裝庫(kù)房存儲(chǔ)物資的特點(diǎn)，從穩(wěn)定性、均衡性、擴(kuò)展性以及空間利用率等多角度綜合考慮，本文選用垂直升降式自動(dòng)化貨柜作為庫(kù)房物料自動(dòng)化存儲(chǔ)設(shè)備。

1.2.2自動(dòng)化貨柜管理軟件

自動(dòng)化貨柜自帶管理軟件采用 Access 數(shù)據(jù)庫(kù)或 SQL 數(shù)據(jù)庫(kù)，具備基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、出入庫(kù)、基本查詢、報(bào)表查詢、權(quán)限管理、聯(lián)機(jī)操作等基本功能。

該軟件的作用主要體現(xiàn)在兩方面：

1）驅(qū)動(dòng)操作貨柜能夠取代貨柜控制面板，對(duì)貨柜的運(yùn)行進(jìn)行全面操作， 其人機(jī)交互界面也方便操作人員使用；

2）具備數(shù)據(jù)管理能力。結(jié)合 SQL 數(shù)據(jù)庫(kù)，記錄庫(kù)存數(shù)據(jù)，并可對(duì)貨柜、托盤(pán)、貨位進(jìn)行調(diào)整規(guī)劃等。

自動(dòng)化貨柜自帶的管理軟件可以通過(guò) TXT 格式文件實(shí)現(xiàn)與其他軟件的接口通信， 具體分為零件信息文件和定單信息文件。 文件按照傳輸方向分為上傳和下載，這些文件都可存在指定的路徑下，通過(guò)寫(xiě)入、讀取、清空和刪除等操作實(shí)現(xiàn)與其他軟件之間的信息交互和更新。

雖然自動(dòng)化貨柜自帶的管理軟件能夠?qū)崿F(xiàn)物料的存儲(chǔ)管理，但是在操作的便捷性、數(shù)據(jù)統(tǒng)一和共享方面存在不便。要更大限度地發(fā)揮自動(dòng)化貨柜系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)，提升庫(kù)房管理整體能力，需將自動(dòng)化貨柜系統(tǒng)納入已有的庫(kù)存管理體系， 作為看板系統(tǒng)的一部分。

2 自動(dòng)化配料系統(tǒng)的集成應(yīng)用

通過(guò)集成開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)看板生產(chǎn)管理系統(tǒng)和自動(dòng)化貨柜系統(tǒng)的有機(jī)結(jié)合， 將構(gòu)成集物料存儲(chǔ)自動(dòng)化和生產(chǎn)物料管理自動(dòng)化為一體的自動(dòng)化配料系統(tǒng)。目前，應(yīng)用于總裝庫(kù)房的自動(dòng)化配料系統(tǒng)已完成硬件實(shí)施和軟件開(kāi)發(fā)工作，進(jìn)入系統(tǒng)測(cè)試階段。自動(dòng)化配料系統(tǒng)的成功應(yīng)用， 將使總裝庫(kù)房的自動(dòng)化管理具有物料出入庫(kù)、庫(kù)存狀態(tài)查詢、調(diào)撥、貨位優(yōu)化、庫(kù)存預(yù)警、物料齊套等功能，并充分利用貨柜優(yōu)勢(shì)提高庫(kù)存能力和管理水平，為庫(kù)房管理提供詳細(xì)、可靠的統(tǒng)計(jì)分析數(shù)據(jù)。

2.1 系統(tǒng)功能

根據(jù)總裝庫(kù)房的物料管理流程，自動(dòng)化配料系統(tǒng)具有物料出入庫(kù)管理、基本信息管理、物料齊套管理等功能模塊， 各功能模塊以及其子功能實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化配料系統(tǒng)對(duì)物料的管理。 各功能模塊與自動(dòng)化貨柜和看板生產(chǎn)管理系統(tǒng)的關(guān)系如圖 1 所示。

結(jié)合看板生產(chǎn)系統(tǒng)的自動(dòng)化配料系統(tǒng)的應(yīng)用，不僅將看板生產(chǎn)管理系統(tǒng)中對(duì)庫(kù)房的管理特點(diǎn)與自動(dòng)化貨柜的優(yōu)勢(shì)有機(jī)結(jié)合在一起，同時(shí)實(shí)現(xiàn)兩者的各項(xiàng)管理特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)， 并在此基礎(chǔ)上衍生出庫(kù)存狀態(tài)查詢與貨位優(yōu)化調(diào)整功能。圖 2 為庫(kù)存狀態(tài)展示界面：左側(cè)貨柜展示中，黃色表示貨位為空，紅色表示有儀器設(shè)備在貨位中，當(dāng)鼠標(biāo)移動(dòng)到托盤(pán)上貨位時(shí)，以浮標(biāo)的形式顯示該托盤(pán)中所存放的儀器設(shè)備信息和貨位規(guī)格；右側(cè)顯示貨柜利用指標(biāo)，可具體到單個(gè)貨位；此外，能夠展示系統(tǒng)中多臺(tái)貨柜包括總數(shù)量、已用數(shù)量及利用率等的總體使用指標(biāo)。

2.2 業(yè)務(wù)流程

在整個(gè)自動(dòng)化配料系統(tǒng)業(yè)務(wù)流程中，主要包含物料出入庫(kù)管理、 基本信息管理和物料齊套管理等業(yè)務(wù)。其中物料出入庫(kù)管理業(yè)務(wù)細(xì)分為首次入庫(kù)、歸還入庫(kù)、通用出庫(kù)、配套出庫(kù)等；基本信息管理業(yè)務(wù)細(xì)分為庫(kù)存狀態(tài)查詢、物料調(diào)撥管理、庫(kù)存貨位優(yōu)化、最低庫(kù)存預(yù)警等；物料齊套管理業(yè)務(wù)細(xì)分為物料齊套提醒和物料齊套。

以物料首次入庫(kù)為例，圖 3 所示為其完整的一個(gè)業(yè)務(wù)流程，其中黃色為人工手動(dòng)操作，灰色為在看板生產(chǎn)管理系統(tǒng)中的操作，藍(lán)色為在自動(dòng)化貨柜自帶的管理軟件中的操作。經(jīng)過(guò)分析，得出操作人員在整個(gè)業(yè)務(wù)流程中人工手動(dòng)操作比例約占25 %，極大降低了操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度， 顯著提高了庫(kù)存管理的自動(dòng)化和信息化水平。

3 經(jīng)濟(jì)效益分析

自動(dòng)化配料系統(tǒng)在總裝庫(kù)房的應(yīng)用將實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化貨柜與看板生產(chǎn)管理系統(tǒng)的緊密集成。

自動(dòng)化貨柜的使用顯著提高了空間利用率，使物料的存儲(chǔ)更加安全可靠，存儲(chǔ)方式更加靈活、有序。經(jīng)過(guò)與傳統(tǒng)存儲(chǔ)模式對(duì)比測(cè)算，相同占地面積的情況下，庫(kù)房存儲(chǔ)能力提升了 129 %，提高了存儲(chǔ)效率， 降低了物流成本， 將 “靜態(tài)倉(cāng)庫(kù)” 變?yōu)?“動(dòng)態(tài)倉(cāng)庫(kù)” 。

庫(kù)房管理人員通過(guò)看板生產(chǎn)管理系統(tǒng)對(duì)庫(kù)存物料進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和自動(dòng)化存取，可以保證總裝生產(chǎn)的物流暢通， 使工藝人員和生產(chǎn)調(diào)度及早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，采取相應(yīng)措施，縮短儲(chǔ)備周期，最大限度地降低庫(kù)存資金占用；同時(shí)，通過(guò)周期性的物品基本信息管理（物品管理和貨位管理），及時(shí)補(bǔ)救管理中的漏洞， 使庫(kù)存管理系統(tǒng)實(shí)時(shí)地反映出庫(kù)存的現(xiàn)實(shí)情況，以便協(xié)調(diào)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程，達(dá)到效益最大化。

通過(guò)看板生產(chǎn)管理系統(tǒng)與自動(dòng)化貨柜的集成開(kāi)發(fā)，將簡(jiǎn)化庫(kù)房出、入庫(kù)業(yè)務(wù)，在提高工作效率、降低勞動(dòng)強(qiáng)度的同時(shí)，改善管理流程。信息共享、電子化查詢、狀態(tài)統(tǒng)計(jì)、優(yōu)化調(diào)整等功能，使總裝庫(kù)房的管理更具有針對(duì)性。面向?qū)ο蟮臋?quán)限設(shè)置，從不同的側(cè)面為不同層面的管理人員提供所需信息，在提升庫(kù)房運(yùn)作水平和能力的同時(shí)，拉動(dòng)整個(gè)產(chǎn)品總裝過(guò)程的生產(chǎn)能力和管理水平整體協(xié)調(diào)發(fā)展。

4 結(jié)束語(yǔ)

本文針對(duì)自動(dòng)化配料系統(tǒng)在總裝庫(kù)房中的建立與實(shí)施，介紹了將自動(dòng)化貨柜與看板生產(chǎn)管理相結(jié)合的物流管理模式， 以及在這種管理模式下的業(yè)務(wù)流程，并結(jié)合面向總裝生產(chǎn)的實(shí)施進(jìn)行了經(jīng)濟(jì)效益分析。自動(dòng)化配料系統(tǒng)的實(shí)施，將顯著提高物料管理的效率，實(shí)現(xiàn)管理自動(dòng)化、信息化和系統(tǒng)化，為總裝生產(chǎn)全面協(xié)調(diào)可持續(xù)發(fā)展提供有力保障。

 

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