浅析科达机械公司自动化立体仓库的应用

摘要

随着电子商务和和全球化物流的飞速发展，科技和社会的进步，传统的仓库存储方式已经不能够满足人们日益增长的需求，仓库的存储技术也逐步从人工被机器取代，走向系统化，智能化和自动化。在目前的国内市场来看，大型的制造业公司越来越偏向于自动化立体仓库的存储方式。同时自动化立体仓库的运输和配送也成为一种新的高端技术，得到广泛的应用。传统的仓库存储和独立配送方式已经不能再满足人们的需求，而自动化的立体仓库是如今物流配送和仓库产业发展的需要，也是时代发展的必然产物。

本论文先针对科达机械公司自动化立体仓库的发展现状，根据公司产品的运营模式，逐一进行解释自动化立体仓库的应用现状，并根据公司运用自动化仓库模式中，挑选出其发展中存在的问题，例如立体仓库结构复杂，设备的投资成本大，储存的物品受到一定的限制，施工周期较长。并给出针对这些问题的意见和建议，希望可以促进和优化科达机械公司自动化立体仓库的运用。

关键词：存储方式 必然产物优化

一、引言

随着科学技术的进步和社会时代的发展，企业所承受的竞争压力日渐递增。如何获得更多的利益和提高企业的综合竞争力成为众多企业的关注点。从20世纪开始，随着跨境电商和各种制造业，机械业的发展，配送和物流方式的更新迭代也逐步渗透到人们生活的每个角落。国家近几年争对物流业务进行了多项改造措施，如2017年xxx颁布的《关于推动物流高质量发展，促进形成强大国内市场的意见》，这也可以证明XX和国家对物流发展的重视态度，而物流的发展永远离不开仓库的发展，现如今，立体化仓库的存储方式受到越来越多企业的青睐，加强对自动化立体仓库发展核心问题的研究，对于提高企业生产效率和发展具有重大的意义。

自动化立体仓库的特点主要是运用了高度更高的货架，以搬运的设备作为立体化仓库的基础，以计算机控制系统为主要手段，利用了立体化仓库的空间，同时还能够节约各种经济成本和物力成本。对于企业的发展来说具备了巨大的经济效益。具有广阔的发展前景，具有技术含量高兵并且具备了较高的自动化程度，在技术应用方面、如，军工厂的生产制造，物流管理，仓库升级优化等技术领域都有很好的应用。从机场、机械长、大型军事制造厂、港口和商城等地下室冷库到都少不了立体仓库的身影。故本论文科达机械公司作为研究对象，针对东莞科达机械企业在运用立体化仓库中遇到的问题进行刨析，并且提出了针对性的解决方案和建议，希望企业在自动化立体仓库的运用方面少走弯路。可以更好的发挥出立体化仓库的经济效益。

二、科达机械公司自动化立体仓库的应用现状

科达机械公司在2015年，由于其货物量的不断增加，尤其是一些大型机械的增加，使得公司仓储压力不断增加，科达机械公司为了应对大规模的货物储蓄，决定建造起一个科学的自动化立体仓库，于是在在2015年底投资了6000万元建造了自动化立体仓库，该项目主要是用来储蓄公司大中小型的机械产品，并且使得仓库的储蓄用品可以进一步的进行保养与维护，方便管理的同时，也加快了仓库内的产品出入库效率。

（一）自动化立体仓库的组成

科达机械公司的自动化仓库从外往里看，在外部结构中，整座仓库楼层高7米，属于复式建筑。有大型出入库一个，门宽十米，适宜各大货车的卸货与出入。从内部来看，仓库占地800平方米，为长方形的平面结构，其中长40米，宽20米，共有货位110个，其中大型货位38个，中型货位50个，小型货位22个。其中整体平面图如图1所示。其自动化立体仓库为货格式立体仓库：是目前东莞范围内应用范围比较广泛的自动化仓库类型，主要特点是每一层货架都是由同一个尺寸的货格组合而成的，开口是面向货架通道的，便于堆垛车行驶和存取货物，整个自动化仓库的运作模式相对简单，首先通过计算机的管理系统下达命令，将货物放置在链式运送机的入口处，通过程序运转，链式运送机将会把货物制定输送到指定的网格中，而部分的大型机械产品，则通过堆垛机进行运输，在程序的运作下，运输到指定的货运舱位进行卸货。总体平面图如图1所示。

　　图1 科达自动化立体仓库平面图

　　（1、计算机系统2、4、5、9链式运送机3、10卸货平台6、货架系统、7巷道输送机8、堆垛机轨道）

由图1可以看出，科达机械企业的自动化立体仓库主要有高层货架，巷道堆垛机，输送机系统，自动控制系统，库存信息系统，卸货平台和各类堆垛机器组成。其中层货架高度10-15米，使用的材料是钢筋或者混泥土，用于存放机械货物。目前主要有两种基本的形式，一种是组合型的货架，主要用于安置重量小于5吨的机械产品，另外一种是焊接行的货架，主要用于放置大于5吨小于10吨的机械产品。链式运送机长度35米，运转速度为每一秒运转一米，可承重超过10吨，货运带与货架系统相连，由计算机系统进行控制。目前以采用现场总线方式为控制模式为主，库存信息管理系统亦称中央计算机管理系统。是全自动化立体库系统的核心，目前典型的自动化立体库系统均采用大型的数据库系统(如ORACLE，SYBASE等)构筑典型的客户机/服务器体系，可以与其他系统(如ERP系统等)联网或集成。这个网络较为细致化，由多个功能进行集结，所呈现出一个较为精细的自动控制系统。

　　图2 科达自动化立体仓库系统结构图

　　（二）自动化仓库的使用规模

科达机械公司的主要运营业务为大型的机械设备，所以仓库内储备有大量的建筑设备。如大型起重机，折弯机，工字纲压弯机等等。目前市场上有大量的建筑设备需求，除了一些房地产商在建筑时，需要大型设备，如城市的建造，植树造林，园林也需要一部分设备来对城市进行加工改造。同时随着国家越来越重视科技研发，在实验室中所用到的科研设备也成为了科达机械厂商的另一个战战略重点目标，针对实验室的设备需求，科达机械公司主要制造主要是小型设备，如声级计，水准仪，显微镜，精密经纬仪等等。同时在温度计的销售上，一部分地方的医院和药店也有需求。一些学校针对显微镜进行了一个大批量的进货。

目前科达机械公司主要是生产:工字钢压弯机、U型槽成形机、起重机专用镗床、气刨直流焊机、CO2气体保护焊机、折弯机、起吊设备、自动埋弧焊机、刨床、冲床、铣床、铸造平台以及拼装调试设备等共60台套。主要检测设备有:水准仪，声极计，无损伤超声波探伤仪，精密经纬仪等高端机械检测设备。由下表列举了几个设备的运输情况可得出仓库存储机械设备的大致规模。并且根据科达机械公司自动化仓库规模，公司在进一步扩充的时候，对主要产品进行了详细统计，如表1所示。

表1 科达机械公司自动化仓库规模

数据来源：柯达机械公司仓库管理统计整理

目前科达机械公司最先进的自动化仓库设备为堆垛机器人，搬运货物设计应用场所是根据科达机械公司仓库搬运货物案例流程设计，于适用性要求选择的堆垛机器人是能快速、准确地拾放和搬运物品，且应具有载荷能力、高精度、快速反应、工作空间适合和灵活的关节度及自动识别定位等特性。利用仓库的地理结构以及货物的搬运量去堆垛机器人，从环境条件和系统功能要求、定位精度要求、明确工件的结构形状和材料特性、搬运时的受力特性、提取货物的方式、质量与尺寸参数等理论思考方向进行分析，进一步对横叉上升结构的设计及运动控制流程方案进行优化处理。

表2 科达机械公司储备的堆垛机器设备指标值

科达机械公司在引进自动化堆垛机后，改变了传统的堆垛机利用手工操作的情况，减少了人工通过移动叉杠，将货物安放在载物台上，驾驶堆垛机进行移动，从而完成起到一个货物运输的过程。运输效率得到了大大的提升。同时还可以避免因为运输大型机械设备所导致的人员受伤等情况，且目前堆垛机器人还在原先的基础上增添了各种机制，例如传感机构和转动机构，通过自动化的机器人运作代替传统的人为操作工序，增加了科达机械公司产品的运输效率。

由此可得出目前科达机械厂的仓库使用情况总体良好，也拥有着少量的先进机械自动化运行设备以及器材。但是针对一些新产品的制造还是略有不足，同时还要注重大型机械设备的仓库存放，要懂得利用好仓库的空间，根据市场的需求来对设备进行研发，同时注重好仓库设备的管理和保管。

三、科达机械公司自动化立体仓库的应用的问题

（一）仓库特殊货物出入调度性低

自动化立体仓库作对于科达企业的物流部分来说的一个重要组成部分，货物出入库的效率主要取决于堆垛机的运行效率，堆垛机的运行效率又取决于出入库策略以及货位优化分配，因此对货物出入库合理的调度是提高整个物流仓储系统的关键所在，所以出入库调度优化会极大地提高整个物流仓储系统的作业效率。对出入库调度要求合理，快捷，高效，因此就需要对自动化立体仓库货位进行优化分配，使得整个作业所用时间最短，并且整个货架的稳定性较好。但是在科达的实际运行过程中，一些货物属于同一种类，被安置在一个区域内，然而型号相似的机械产品会出现调度错误的问题。这种情况一般出现在一些型号多，数量大的小型机械零部件中。比如自动化立体仓库所储蓄的U型槽，这种U型槽有五类型号，每种型号形状相似，在货物的存取过程中，出现货物在仓储内存放的位置混乱，在出入库的过程中，会出现想要的U型槽型号错误的情况。同时货物存放的空间的不合理利用，使得在有限的空间内不能存放更多的货物。

表3 科达机械公司U型槽出入调度情况表

由表3可以看出，在100次U型槽出入库记录来看，部分U型槽由于其相似性，容易被系统误判进行提取，其中由于弧度难以进行检测，这类型的U型槽调度错误率高达20%，这也导致了仓库员工需要人工进行更换材料，大大增添了员工的劳动压力。并且这类型的调度错误还经常发生在一些小型部件中，使得仓库工作人员需要人工进行调度。

（二）仓库出入库数量大，员工人数少，缺乏作业弹性

对于科达公司的自动化立体式仓库来说，每日的仓库出入量是巨大的，一般来说，柯达公司会进行一定的出入库计划，来统计每日会到来以及运出的仓库货物。然而目前仓库的出入量相对较高，每日仓库完成的出入库效率仅能达到90%左右。而目前仓库内仅有10名员工，根据十天内的出入库数量统计，对比计划出入库量以及实际出入库量来察觉目前科达公司的自动化立体式仓库的问题。

图3 科达机械公司自动化仓库出入量对比表

由图3可以看出，科达机械自动化仓库的每日出入库量大概在1200间，而实际出入库在1100件，每日完成率达到了90%以上，这种完成状况来看，东莞科大机械自动化仓库达到标准。然而在现实中的采访得知，仓库内十名员工需要在工作时间内马不停蹄的进行工作，除了操作系统外，还需要整理货物、调整错误的信息、放置错误的器件，繁杂的工作使得仓储员工缺乏工作弹性，有时候连普通的搬运工作都不能完成。比如把矿山机械的的机械臂搬到仓库中，这种机械臂每月会生产三十件，机械臂还需要定时进行储蓄养护修理，这就导致了机械臂需要经常入库储蓄以及出库维护检测，所以机械臂日常的吞吐量为5个，仓库员工的工作就是将这些货物搬运到仓库的角落，然后在需要修理保养的时候进行搬出。然而由于员工工作量大，缺乏工作弹性，往往这些简单的搬运工作不能完成，导致了一些货物长期被遗弃在仓库角落。

（三）自动化仓库的仓储空置率高

从科达仓库的整体建造来说看，对货物的标准化要求较高，因为仓库要和货物有较高的契合度才不会造成空间上的浪费。而契合度对于货物来说就有较高的标准和要求。所以标准化是指仪器的大小刚好能融入到仓库的空间中，当把科达生产的设备仪器放在仓库上，如果仓库的空间大于仪器，由此产生的空间会造成空缺，而这个空缺却不能填补其他的物品。留下来多余的空位会影响到仓库空间的充分利用。而通道损耗也是一个存在的问题，因为通道会占用高效的一个堆积区域，无论是渠道的消失，还是仓库存储货架，或者是货物的分类，都是关于自动化立体仓库中会遇到的常见问题，这些问题就会导致仓库的利用空间大大的减小，同时也会降低仓库的整体利用价值。而仓库内一些储蓄仓的空置率就相对较大，如表4所示。

表4 科达机械公司部分仓储空置率

由表4可以看出，科达公司很多的机械产品在安置在自动化仓库仓内，空置率达到了30%以上，这些空间是无法进行在利用的。当科达转型或者需要生产新产品时，必然会留下一些过去的旧设备，当这些设备无需使用时就会存储在立体化仓库中，对于科达机械这种历史较长的大型机械制造企业，产品留下的闲置搁置问题就会比较严重。同时这部分设备又会占用立体化仓库的有效空间。这些旧的大型机械产品并不是完全的报废品，科达往往没有擅长改进设备的人才，除了对这部分大型零件和机器的浪费之外，还会浪费仓库的有效空间。这部分原因也是科达没有对仓库施行有效的规划和使用，而一旦旧机械产品堆积过多，时间一长，科达的自主性和灵活性就容易被抑制，不利于科达的长期发展

（四）计算机管理控制系统是“神经中枢”，维护成本高

科达机械公司的自动化立体仓库中依靠是计算机管理控制系统来对仓库进行管理，所以仓库中的计算机控制系统就相当于人类的大脑。而一旦计算机控制系统损坏，将导致仓库运行出错，后期的维护成本极高。计算机管理控制系统主要负责仓库订单的记录，客户的联系方式，资金的记录等等。一旦计算机系统损坏，那么将导致科达蒙受巨大的损失，同时现如今针对国内企业发起的网络黑客日渐增多，科达在针对完善计算机维护的同时还要做好对外的防范黑客安全措施。而防护和维护做的越多，科达的成本负担和压力就会越大。整理科达公司近四年来的营业数据，与成本进行对比，如表5所示。

表5 科达机械公司近四年来财务数据对比表

由表5可以看出，目前科达机械公司在使用自动化立体仓库时，系统的开发成本根据市场的价格是五万元左右，加上专门组建的维护团队和网络安全防范团队，维护成本高达数十万元。这类成本占据了营业成本的10%左右，这对于公司来说是一种负担，且公司的年收入也不是巨大的，长期的系统管理维护费用影响着公司的经营发展。管理系统除了需要经济上的成本之外，还需要大量的人力成本，当定期维护计算机管理系统时，需要开发团队人员，仓库的管理人员，安全防范管理人员定期配合工作对仓库系统进行定期检测抽查，同时还需要运维人员24小时对计算机管理系统不间断的进行监控，防止仓库出现意外可以第一时间实行补救措施，降低损失，但是同时这种维护方式所消耗的人力和物力资源是非常巨大的，容易造成经济负担和压力。

四、科达机械公司自动化立体仓库的应用发展对策

（一）优化货物出入库流程提高调度性

科达在对自动化立体仓库的出入优化调度策略问题上，着重点是要合理的为货物选择合适的存储空间放置货物，科达所生产大多数是大型机械设备，因此就要对立体仓库的货位进行优化管理，合理的分配储存货物和使用货位，既要考虑到如何保证立体仓库运行效率，又要提高整个立体仓库货位的利用率。

所以现在入库流程进行优化，采用入库标签化，每个入库的物品不管是小型物品还是大型物品，在入库时都需要贴上对应的标签，并且将出特殊的相似物件进行归类分放。这样优化的结果使得货物入库有序，位置安置有规律，并且有规划了每个物件的具体储蓄地点，使得柯达机械公司能在更短的时间内完成整个流水线的操作过程。

在出库流程中，对货物进行重新分配货位，才能保证自动化立体仓库的运行效率最优，减少货物调度误差率的出现。所以在货物的存取过程中，科达必须考虑到同一货架不同货位上货物质量或者货物的存取周期频率可能会有很大差距，这些都会影响自动化立体仓库的运行效率，因此科达在存放货物的时候，应按照一定的货物存储原则，使得质量较重的货物比如比较大型的机械产品应该放在货架的最底层，这样才能保证货架的稳定性，并且像精密器械也可以优先调度，体现出货物调度有序的情况。因此以下是根据目前科达机械企业生产制造的产品设计出来的优化出入库的流程策略。

图2 科达自动化立体仓库出入库优化流程图

（二）引进人才，加强员工培训，增加员工作业弹性

科达在关于员工的管理方面，要注重增加员工的作业弹性，如今科达企业为了降低成本，都是将员工拿来按需分配不同的工作。但是科达应该注重员工的多方面发展不应该让他们各司其职。对于员工只要是涉及到仓库的管理方面都要涉及到，并对他们实行因材施教，结合他们自身的能力，个人素养，综合素质，来进行员工的岗位分配来保障企业仓库的正常运作。之后，结合仓库的自动化程度，员工的操作就比较简单，但是涉及到立体化仓库可能存在的多方面问题，在保证仓库的正常运行下，对员工进行其他岗位的技能培训。员工综合素质的提高是和企业的发展息息相关的。对于员工进行行为准则规范，并制定出公平公正的人性化的奖罚制度让员工的行为得到规范，在企业中形成一种良好的风气。让他们多进行企业的参观学习并进行培训，结合各个部门不同领导的管理方式，在根本上解决员工的作业弹性问题。

（三）进一步提高空间及设备的利用率

对于科达机械公司所出现的仓储设备利用率低的问题，公司首先可以调节自动化仓库的高度，对于一些体积较小的物品，其仓储空间可以用电脑进行调节，设置与产品体积相似的仓储空间。其次对高空隙度的物品，或者是体积大的不规则物体，可以选择将这类物品安置在顶层仓库或者仓库的空地上，减少这类物品占用空间有限的仓储舱。其次，科达机械公司对部分立体化仓库进行租赁，开发空闲的仓库资源，提升仓库的利用效率，将空闲的资源充分利用，通过特殊的正规渠道和方式，将多余的立体仓库进行租用，变卖、或者换取别的有用设施，这是提升立体化仓库利用价值的关键方法，同时也能够给厂房和仓库降低运营成本，这对于科达来说也是间接的增加了经济效益。最后将一些可折叠或者可压缩的物品进行提前压缩再入库，这样可以有效的减少仓储物品的空间，从而来提高空间的利用效率，以此来降低产品的占地面积和堆积面积。这三种渠道或是方式不仅降低了仓库的使用成本，而且大大增加了仓库的整体价值。更有利于科达进行转型，所以利用好仓库的空间和处理科达生产的旧设备对于一个科达的生产发展来说无疑是至关重要的。

（四）通过定期的科学维护减少计算机管理系统的费用

柯达机械公司计算机管理系统费用昂贵是因为长期缺乏有效的系统维护，导致一旦有重大的事故，就会出现巨额的维护费用。科达企业要注重对仓库的计算机管理系统进行定期维护，进行合理的科学人员分配，可以通过雇佣懂仓库操作的系统开发人员，这样对于降低维护成本来说也是十分有效的。自动化仓库在使用的过程中往往会出现许多问题，比如对于存储科达生产的设备仓库来说，链条永久了容易出现松动，滚筒圈会断开，当用电过程使用不当回使开关位置发生偏移的现象，而针对计算机仓库管理系统，一旦损坏会给科达机械企业造成无法估量的损失。所以这就要求科达企业的领导高层要注重对员工的技能素质培养，特别是对于立体化仓库的操作规范，如果出现操作不规范的问题会造成设备损坏，严重影响到科达的生产制造。科达可以要求仓库管理的员工熟练关于立体化仓库的操作守则，要求员工对操作守则可以倒背如流，积极响应上级领导的要求和安全意识的规范操作。还可以让仓库管理的员工学习一些关于计算机仓库管理系统的相关知识，定期对他们进行培训，可以很大程度的提高仓库的运行效率，这样就不需要特定的计算机人员对系统进行维护和管理，同时还可以规范员工的操作守则，这样才能帮助科达企业更好的去维护仓库，降低成本，也可以防止给科达带来损失。

五、总结

自动化仓库是现代物流的发展方式所必需的一个产业之一，它是提高企业经济效益的一个有效发展方式之一。对企业的综合竞争力有着潜在的影响，本论文从东莞科达机械公司的立体护仓库运用现状入手分析，为了自动化立体仓库的设计，需要建造一个更加 全面、成熟的方案准则，发现了企业在使用立体化仓库中存在的问题，并给出了具备实用性的解决方案。从硬件方面分析仓库的问题如仓库设备的投资过大，经济成本较高，设备较单一，不能很好的利用仓库的空间等等，从软件方面的人员管理仓库方面来说，人员的管控和调配，制定了一系列关于员工的行为操作规范，保障了仓库的正常运行。通过对自动化仓库有理有据的问题分析，给企业发展立体化仓库提供宝贵的建议，提供了更好的生产制造方式。

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浅析科达机械公司自动化立体仓库的应用

价格 ¥5.50 发布时间 2023年3月20日

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