工程機械行業的生產特點是多品種、小批量，屬于技術密集、勞動密集、資本密集型行業。經過50多年的發展，中國工程機械行業已基本形成了一個完整的體系，能生產18大類、4,500多種規格型號的產品，具備自主創新、對產品進行升級換代的能力。目前，中國已成為世界工程機械生產大國和主要市場之一，工程機械產量僅次于美國、日本，位居全球第三位，國內市場總量占世界市場近1/6。但是在工程機械生產制造模式上與發達國家存在較大的差距，主要體現在物料管理混亂、配送不夠及時，導致物料積存，造成不必要的浪費以及生產效率低等現象。
工程機械行業屬于離散加工型生產模式，單機裝配為主，物料品種多，批量小，工位之間的關聯性很強。目前所有工程機械行業倉儲系統主要有兩種：1、平面倉庫模式；2、自動化立體倉庫模式。平面倉庫模式是指平面倉庫儲存，人工配送；自動化立體倉庫模式雖然解決了物料立體存儲集中管理的問題，但是出入庫效率很慢，無法滿足生產節拍要求。工程機械行業之所以對自動化立體倉庫的應用持否定的態度，關鍵就是作業效率無法滿足生產節拍的要求。工程機械行業內的主流想法是平面倉庫模式雖然有些問題，但是在人員足夠的情況下，至少還能滿足生產節拍要求，而自動化立體倉庫模式根本不適用于行業特性。
作為國內著名的物流系統集成商，特別是在機械行業擁有三十多年物流系統建設的經驗，針對工程機械行業行業特性，北自所并沒有直接套用其他機械行業的模式，而是從裝配物料入手，根據不同的物料特性，來找出最適合該種物料的物流倉儲和配送模式。
在其他行業得到廣泛應用的自動化立體倉庫模式，是否真的就不適應于工程機械行業呢？下面以北自所實施的國內某知名工程機械企業的自動化立體倉儲配送系統為例進行介紹。
1、 企業所面臨的物流管理問題
三一重工股份有限公司創建于1994年，目前已經發展為中國最大、全球第五的工程機械制造商，也是全球最大的混凝土機械制造商。2011年7月，三一重工以215.84億美元的市值，入圍FT全球500強，是唯一上榜的中國工程機械企業。2012年，三一重工并購混凝土機械全球第一品牌德國普茨邁斯特，改變了行業競爭格局。
公司產品包括混凝土機械、挖掘機械、起重機械、樁工機械、筑路機械，其中泵車、拖泵、挖掘機、履帶起重機、旋挖鉆機等主導產品已成為中國第一品牌，混凝土輸送泵車、混凝土輸送泵和全液壓壓路機市場占有率居國內首位，泵車產量居世界首位。
憑借一流的產品品質，三一設備廣泛參建全球重點工程，其中包括迪拜塔、北京奧運場館、倫敦奧運場館、巴西世界杯場館、上海中心、香港環球金融中心等重大項目的施工建設。
三一重工在全國建有15家6S中心。未來幾年內，將在全國31個省會城市、直轄市、200多個二級城市開設6S中心。在全球擁有169家銷售分公司、2000多個服務中心、7500多名技術服務工程師。
在這樣一個國際知名企業中，物流管理環節卻是一直困擾管理層的老大難問題。主要問題集中如下：
1、物流成本無法控制
庫存物資具體數額不透明；
各種零部件庫存居高不下，且呆滯比例大；
倉庫以平面倉庫為主，倉庫面積占地大，作業人員多。
2、服務質量無法保證
庫存物資分散，每個工位需要多個倉庫進行配送，線邊庫庫存大；
各個裝配工位缺件信息不能及時傳遞，補缺效率低。
3、自動化程度較低
由于倉庫主要為平面倉庫，主要以叉車作業為主，人隨車走，存在大量高空揀配；
由于叉車轉運，隨機性大，配送時間無法及時掌握。
4、設備美觀性較差
存在各種倉儲設備，貨架形式各種各樣，無法統一管理；
配送容器無法統一，無法集中管理。
所以物流管理環節問題直接影響到生產效率，改變物流管理現狀已經成為該公司迫在眉睫的首要任務。
2、解決方案
一個成功的物流系統需要解決兩個問題：1、物的存儲形式。一個制造型企業所用到物料成千上萬，各種物料形態千奇百怪，沒有一種存儲方式可以完美地解決所有物料的存儲，只有把各種物料分類存放，采取不同的倉儲形式，才能最大化地發揮各種倉儲形式的優點。2、物的流動方式。如何準確及時地把各種物料送到指定地點，是一個成功的物流系統需要解決的第二個問題。這個問題的解決取決于對生產環節的熟悉程度，只有十分了解生產環節對物料的需求，才能設計出滿足生產需求的物流系統。
針對該公司所面臨的物流管理問題，北自所對該公司每種產品的典型車型所有物料進行了詳細分析，最后將物料屬性分為大件、中小件和小件三種類型，所有物料根據尺寸、重量進行歸類，劃分不同的存儲區域，從而實現集中管理、統一配送。同時結合生產線上裝配工位的數量，每個工位裝配的零部件種類和數量，生產節拍等生產要素，確定配送容器的形式及配送臺套數量，從而確定人工揀配形式和區域面積，最后形成整體解決方案，并通過數據動態仿真對方案設計進行數據驗證，確認方案能夠滿足生產節拍要求。
北自所設計的自動化立體倉儲配送系統實現了該公司泵車、拖泵、車載泵裝配線及部裝線所需物料的暫存、揀選、配盤功能，并與AGV配套實現工位物料自動配送至各個工位。
根據泵車、拖泵、車載泵裝配線及部裝線在車間的位置，北自所設計了兩個庫區，1#庫負責泵車物料的儲存、揀配功能，2#庫負責拖泵、車載泵物料的儲存、揀配功能，兩個庫區共用一個設置1#庫區的入庫組盤區域，2#庫入庫的物料在入庫組盤區完成組盤后通過地下輸送通道自動輸送進入2#庫庫區存儲。
廠房總體平面布局說明：
系統總體方案布局如下：
倉儲模式采用自動化立體倉庫存儲（主要儲存中小件為主）+垂直升降庫存儲（主要儲存小件為主）+平面倉庫儲存（主要儲存大件等其他特殊物資）。自動化立體倉庫和垂直升降庫的數據采用一套軟件進行統一管理，集中配送。通過垂直升降庫的應用，解決了將近總量30%的物料種類的儲存和出入庫作業模式，很大程度地緩和了自動化立體倉庫的出入庫作業壓力，有效地提高了整個系統的作業能力。
揀配模式采用提4臺套提前一班（8小時）揀配模式，按照工位進行配送。在兩個庫區分別設置了兩層的配盤區域，根據裝配工位數量及各工位裝配物料情況，對配盤區域的揀配托盤位置進行分配，揀配過程中采用LED顯示屏+RF手持終端模式進行人工作業。北自所根據各工位裝配物料情況，配合用戶設計了多種不同的配送容器，采用多層存放，提高容器使用效率，減少線邊容器數量，最終提高了AGV系統的搬運效率。
自動化立體倉儲配送系統的設備構成如下：
貨位總數：1號庫9016個，2號庫6340個
雙立柱堆垛機：14臺
鏈式輸送機：335臺
輥筒輸送機：38臺
輥筒移載機：42臺
升降輸送機：5臺
出庫升降臺：15臺
軌道穿梭車：23臺
垂直升降庫：5臺
提升機：10臺
AGV小車：13臺
作為工程機械行業最大的自動化立體倉儲配送系統，該系統已經成功上線兩年多，滿足了用戶最高峰40臺/天泵車的裝配需求，設備運行可靠，軟件系統實現和用戶多個上位系統（SAP、MES等系統）的實時數據交換，得到用戶一致認可。該系統同時實現了用戶物流管理目標：
1、物料管理先進性
存貨周轉率6次以上、庫存控制在5天以內；設施顏色、高矮等外觀形狀統一。
2、物流控制信息化
全天侯監控物流狀況，異常半小時內處理完。
3、物流作業自動化
除入庫堆碼、分揀外，上、下架、運輸、賬務處理等其它作業環節全部自動處理。
4、配送服務準時化
提高生產服務質量，實現準時化配送，使裝配線0零庫存。
5、成本低廉化
物流成本透明化，倉儲面積減少1萬個平方，庫存量降低50%。
該項目在工程機械行業的成功實施，在工程機械行業為自動化立體倉儲配送系統的應用樹立了標桿，確立了北自所在機械行業物流系統建設領域的行業領先地位。
有了成功的實施案例，工程機械行業再不會對自動化立體倉儲系統說不了！
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