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    制造业半自动仓储管理系统的优化研究――基于供给侧降成本改革视角

      信息来源:   发布时间:2021-11-22  点击数:

    一、研究背景

    制造业是综合国力的基石, 2015年5月国务院印发《中国制造2025》战略, 提出要通过10年努力让中国迈入制造强国行列。而随着近年来我国经济增长所依赖的低成本优势的削弱, 国家在以“三去一降一补”为目标的供给侧结构性改革中, 专门将“降成本”作为一项重要任务, 这就给制造业提出了相应要求。

    制造业的生产活动离不开仓储环节, 优秀的仓储可以帮助企业提高实物流动效率, 实现资源的有效管理与利用, 是企业减少成本以提升竞争力的有效途径之一, 构建高效合理的智能化仓库已成为众多制造企业的追求。

    而当前制造业中常见的自动化立体仓库系统, 因其巨额的硬件成本与复杂的运行方式, 使得许多企业无力负担, 急需寻找一种既能达到智能化仓储效果, 又可为大多数制造企业所承受的方案。本文通过研究具体企业案例, 探讨制造业仓储管理现状, 提出相应的解决思路, 并结合理论成果设计出了一套基于条形码信息采集方式的半自动仓储方案, 力求该方案具有针对性, 能够在同类制造业企业中推广。

    二、NY公司仓储管理现状探究

    1. NY公司简介

    NY机床集团有限公司是一家生产无心磨床、轴承磨床、高速精密电主轴及其他磨床的专业工厂, 近年来发展迅猛, 下设四个分厂, 产品多达80余种。该公司产品型号众多, 规格齐全, 当前采取的手工记账再由人工录入ERP系统的方式已无法满足其仓储管理需要, 急需探索一种更智能的仓储管理模式。

    2. NY公司业务流程中存在的仓储管理问题

    NY公司作为典型的离散型制造企业, 与其他离散型制造业一样普遍存在着物料标识不规范、货物堆放混乱、库存数据准确性差等问题。而要设计出适合企业的智能化仓储方案, 需要清楚了解企业整体业务流程中涉及仓储的部分, 当前NY公司业务流程中存在的与仓储管理有关的问题如下。

    (1) 加工生产流程。NY公司生产线符合离散型制造业的典型设置, 各条产线相对独立, 布局较为分散, 自动化程度也较低。公司按照订单数量进行生产规划, 但是仓库与车间不能及时得到任务信息, 非智能化的生产过程无法对工人进行必要的防错防呆, 不合格品的产出与销售影响了企业声誉。并且加工现场的数据无法实现实时地动态收集, 这也会给仓库管理造成不便。

    (2) 销售业务流程。NY公司近年来发展迅猛, 其客户包括机械轴承行业的龙头企业。在收到客户订单后, NY公司要在下设的四家分厂仓库中筛选出符合的产品进行装车发货, 这对仓库的响应能力提出了一定要求。并且NY公司的客户经常会定制特殊产品, 而这部分产品难以使用ERP系统中的BOM (物料清单) 进行管理, 而是以人工目视标识的方式, 又因为该行业产品结构精密不易区分等原因, 容易造成产品的错发。

    (3) 仓库管理流程。NY公司是一家机械制造企业, 其主要的库存物品包括机电装置、五金配件、机械机床与劳保用品等, 种类繁多大小不一、结构精密容易混淆。在仓库的划分上, 该企业按照常规设置了车间仓与成品仓, 管理精度只到数量层面, 而没有涵盖具体的物理位置。仓库管理员手工记录数量与位置, 当需要某一物料时再进行寻找, 效率低下。仓库的出入库仍采用人工形式, 手工记账并输出报表, 人工核对出入库数据与生产下线数据。在仓库盘点上, 也是在打印ERP中的库存现有量表后进行人工盘点。

    (4) 财务流程。NY公司的入库单、领料单、标识卡等均先由工人进行纸质填制, 待审批、出入库等流程都完成, 最后才由仓库管理员将最终数据录入信息系统。这种非自动化的流程无法实时反映执行效率, 无法客观分析财务数据并及时发现异常。并且该企业对单据填制没有强制性的规定, 工人填写随意, 又由于机械制造业车间环境较差, 工人间传递单据经常造成单据污损, 这些都给数据录入带来困难。

    三、适合NY公司智能化仓储的优化思路

    智能化仓库的核心是信息技术, 在自动化仓库的基础上, 还需配以前期信息的有效采集与后期的智能决策, 需要有一整套信息管理系统在仓储各环节进行管控。根据对NY公司仓储管理现状的探究, 提出优化思路如下。

    1. 建立条形码信息采集系统

    RFID射频技术与条形码识别技术是当前两种主流的信息采集系统。RFID技术具有非接触、高速度、多目标识别等优势, 但由于其多硬件与高成本等缺陷, 让NY公司这类国内制造业望而却步, 于是选择成本相对较低的条形码识别技术来构建仓库信息采集系统。

    不同企业可按其实际情况将物料进行条码绑定, 如NY公司可将大件机电装置、大型机床设备等以单件为单位来绑定条码, 而五金零件等细小的物料以最小包装来粘贴条码。物料一一粘贴条码后进行扫描记录, 不仅在管理精度上实现了细化, 更能够对物料仓储进行全程掌控。

    2. 仓储数据与ERP实时对接

    要实现《中国制造2025》战略提出的制造业由弱到强的转变, 需要依托互联网平台, 打造能够将仓储信息与ERP实时对接的智能仓储系统。通过条形码采集物料信息录入系统, 通过流程控制, 使得仓库内实际物料的数量、状态等信息符合智能仓储系统中记录的数据。数据的动态更新能够让普通员工与管理层实时掌握, 为生产作业提供正确引导, 为财务盘点提供数据支持。

    3. 人工执行与自动化系统相融合

    NY公司等国内制造业企业无力负担全自动化的立体仓库系统, 退而求其次打造半自动化系统就需要有人工将每个自动化环节相连接。例如, 虽然建立了条形码信息采集系统, 但在物料出入库、货位转移时还需要员工以人力搬运和扫描, 这才能在尽量不安装巨额硬件设施的条件下, 实现与全自动立体仓库差不多的效果。而为达到预定的智能仓储目标, 就需要员工有高度的执行力贯彻战略意图, 这就需要制定相应的员工考核与奖惩措施来达到监督激励效果, 使人力执行与自动化系统相融合。

    四、半自动仓储的设计与构建

    上文阐述了适合NY公司的智能化仓库优化思路, 提出了基于条形码信息采集方式构建半自动仓储管理的方案, 下面将对此方案的业务流程进行进一步的设计与构建。

    1. 货物入库与出库流程

    半自动仓储管理系统将入库流程进行了重设:在物料购进或产品完工时先由员工将物料信息或工单信息录入数据表, 而为了细化管理精度, 达到单件产品与条码一一绑定的效果, 同时还需创建条码表, 内容包括不重复的条码编号、条码状态、存储地点、物品信息等。用打印机打印条码, 粘贴于最小单位的物品上, 搬运员与叉车员通过手持式扫描仪获得各物品的存储地点。

    在发生销售业务下达出货单后, 仓库扫描发货单读取相关信息, 服务器自动在数据库中搜寻符合条件的产品, 将仓储货位显示在电脑屏幕或员工的手持终端上, 使员工能够迅速找到货物。同时为提升寻址效率, 可对寻址运算进行以先进先出为原则的优化, 能够缩短货物的滞留时间, 较好计算发出存货与结转存货的成本。在找到货物后为了保证准确性, 要扫描货物外粘贴的条形码与出货单信息进行验证, 无误后才可装车出库。同时发货流程的每一个步骤都可与ERP系统和互联网平台实时对接, 企业管理人员可进行仓储监控, 客户也可了解订单物流动态。

    2. 盘点与其他业务

    仓储管理还有日常盘点、货位转移、货物属性变化等业务。盘点方面, 员工使用扫描设备对货位上的物品进行扫描, 即可方便地与数据库中的信息进行比对, 如盘点发现有盈缺, 也可较容易地寻找出差错环节。离散型制造企业货位转移、货物属性变化等频繁发生, 且这些业务往往具有联动性, 需要保证仓储的任何改变都能够及时准确地反映。本方案设计的半自动仓库还达不到全自动调整搬运的功能, 还需人工调整货位, 并将调整后的信息通过手持终端扫描传输给系统数据库。

    五、总结与未来展望

    本文将理论与实际相结合, 阐述了在当前经济与战略形势下构建智能化仓储的重要性, 并通过对NY公司仓储现状的案例研究, 针对同类型的制造业企业设计出了一套基于条形码信息采集方式的半自动仓储管理系统, 将企业中涉及仓储的业务流程都进行了优化设计, 力求该方案能够以较低的成本达到较高的智能化水平, 能够适应我国大多数制造业企业。总之在当前供给侧结构性改革与《中国制造2025》战略的引导下, 我国制造业企业急需构建一套适合自身的智能仓储管理系统。受作者学识所限, 本文提出的半自动仓储管理系统定还存在欠缺, 但仍希望能给相关企业提供一定参考, 共同努力以实现我国制造业从“大”到“强”的转变。

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