摘 要 SY公司现有的成品仓库产品管理混乱，仓储物流效率低下，已不适应现有的企业发展需求。因此企业决定构建成品自动化立体仓库，提高仓库管理水平。文章结合企业的具体要求，运用工业工程的优化原则和方法对成品立体仓库的主体进行优化设计，并利用FlexSim系统仿真软件对入库流程进行模拟仿真分析。
关键词 自动化立体仓库；工业工程；系统仿真
中图分类号 TH16 文献标识码 A 文章编号 1674-6708（2018）209-0109-03
SY公司是一家从事碳纤维材料研发、生产和销售的公司，随着市场份额的不断扩大，企业成品仓储管理存在的问题日益突出，因此结合企业发展需求，运用工业工程的原则和方法，优化成品自动化立体仓库的构建过程，并运用系统仿真软件构建企业所需的自动化立体仓库，对产品的入库流程进行分析，保证设计的经济性和实用性，以提升企业的市场竞争力。
1 SY公司成品仓库管理现状
SY公司拟利用现有的成品仓库改建为自动化立体仓库，在进行仓库的规划前，需要对现有仓库的基本情况进行分析，找到需要优化的关键点。
公司现有的碳纤维成品仓库为60m×48m方形结构，占地2 880m2，仓库高度为8.5m，实际可用为7.5m，有6个安全出入口，按生产的产品的系列分为8个存储区域，成品仓库平面布置如图1所示。生产出来的碳纤维产成品主要分为四大类，分别为SYT35系列、SYT45系列、SYT49系列和SYT50系列，每一系列又可分I，II，III和IV四个品质等级，其中I级成品最优。目前仓库部门有5名管理人员，7名搬运工负责产品的出入库，搬运设备有1个手动推车以及2辆货运叉车，承载货物的托盘的规格为1 150mm×1 100mm×150mm。
通过现场的调查和分析，成品仓库存在诸多问题：产品堆放混乱，随意堆放产品问题严重；搬运产品存在过多的寻找和等待浪费；空间利用率低下，不足可用空间高度的1/3；仓库人工管理成本过高；库存产品缺乏及时的信息更新，存在滞销品。
以上存在的诸多问题中，解决产品堆放混乱是优化成品仓库管理的关键，其问题存在的直接或间接导致其它问题的产生。
2 基于IE的自动化立体仓库分析与设计
自动化立体仓库是使用高层货架、自动搬运和运输设备、结合信息管理技术，实现产品出入库少人化、高效化、合理化的仓储设施。相比较传统的仓库管理中存在的人工成本过高，产品堆放混乱、搬运效率低下，空间利用率低下等问题，因此结合IE的分析方法，构建自动化立体仓库是提升企业在仓储管理水平的保证。
2.1 自动化立体仓库主体设备参数设计和选择
1）自动化立体仓库需求分析。结合企业现有仓库需求和发展需要，公司拟设定立体仓库的库容量为300t，存储形式采用托盘单元式。结合现有仓库结构，确定仓库可用高度为7.5m。通过统计现有库存产品信息，利用ABC法对库存产品的库存的总重量、总箱数和总的存取频率进行分析，得到结果如表1所示。
2）托盘规格的选择。通过统计，产品包装规格相同，A类品的平均重量约为B类和C类品的3倍，若均衡托盘重量则存在货格空间浪费达到2/3，结合企业发展状况，B类和C类产品的市场需求会逐步被A类品所取代，因此通过可以计算托盘最大面积利用率来选择最合适的托盘。综合考虑托盘适用性和利用率后，选用1 200mm×1 000mm规格的塑料托盘，承重500kg，考虑到自动设备存取方便，采用双面四向叉入型。
3）货架的优化设计。对货架的参数进行设计时，应当考虑货格的尺寸、货架的行列数及货架规格。在进行设计之前，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。一般而言，货格高度不超过1.2m，产品的规格尺寸为500mm×330mm×300mm，箱体尺寸较小，拟采用堆叠式存放，考虑到预留工作空间，可以取堆放高度为3层，每层堆放6件货物。货架的规格计算需要考虑货格的尺寸、货架的行数和列数。在进行计算时需预留工作空隙为50mm、钢架的厚度为100mm、堆垛机货叉工作高度为300mm。通过相应的公式计算可得到货架规格如表2所示。
4）输送设备的选择。首先是堆垛机的选择。常用的堆垛机有两种，分别是单立柱式和双立柱式，通过系统评价比选，选用双立柱式堆垛机。由于A类产品单箱最大重量为25.2kg，B类和C类产品单箱最大重量为8.95kg，考虑购置不同型号的设备。查阅设计手册，A类产品选用3台型号为DFH-8-500的堆垛机，B类和C类产品选用4台型号为DFH-8-300的堆垛机。
其次是输送机的选择。常用的动力式输送的类型有链条式、皮带式和辊筒式，通过系统评价和市场调研，选用辊筒式输送机。
5）产品编码设计。结合收集企业生产的产品信息和特征，产品编码的内容包括产品的等级、类别、品质、生产日期以及存放区域等，由于产品数量和信息量较大，可考虑数字型编码，编码规则可采用常用的Code-128的编码规则。
2.2 成品自动化立体仓库总体规划和布局设计
自动化立体仓库的主要设备布局包括货架区、输送机、控制室、出入库暂存区、信息识别区、托盘暂存区以及其他设备区。结合现有仓库布局，拟利用4号门为入库口，1号门为出库口。再结合设施布置与物流规划的原则和方法，以及所需的设备运作流程，经济合理的布置相关区域，并对不同的产品类别进行分类管理。 在确定了货架区域的尺寸后，再具体规划设备的布置区域，在满足运作流程合理化的基础上，做到运输距离最小化，可实现各设备之间的整体协调性，具体整体布置如图2所示。
3 基于FlexSim的立体仓库仿真分析
通过上述分析，结合相应设计参数，利用FlexSim仿真软件对自动化立体仓库进行模拟仿真，三维立体模型如图3所示。拟定相关的设备参数，目标是使该模型初期运行时设备的利用率达到80%，运行过程无拥堵，入库流程能蛭榷进行。
通过设定相关设备的参数模拟产品入库流程，假设需要存储的ABC三类产品发生比例为1：1：1。模型中只对3、5、7堆垛机进行仿真运行，整体仿真模型导出的数据如表3所示。
通过统计分析，各运行设备的空闲率最高为19.1%，都在仿真目标范围内，满足运行要求。设备运行状态比较稳定，仿真过程中实体流动顺畅，表明设备的参数设置具有合理性，立体仓库的规划具有可行性。
4 结论
本文的主线是基于IE研究立体仓库的优化设计，主要内容如下：
1）结合产品信息和特征，对自动化立体仓库的管理需求进行了分析和总结。
2）对自动化立体仓库的主体设施进行了设计和选择，合理规划了自动化立体仓库设施布置。
3）对设计自动化立体仓库模型进行了仿真运行。
参考文献
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