智能化仓储系统的设计与研究.docx
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智能化仓储系统的设计与研究
智能化仓储系统的设计与研究
智能化仓储系统的设计与研究
1、仓储智能化管理系统概述
仓储智能化管理系统融汇了现代物流管理的先进思想、方法和理念，能够满足对供电所仓储环节的信息化、自动化和智能化管理需求和业务需求。
仓储智能化管理系统提供高度弹性化和智能化、全方位的仓储物流整体解决方案。
仓储智能化管理系统顺应我国电力工业的发展需要，配合供电所的标准化建设而设计的。
传统的仓储管理系统概念中忽略了管理经验和自动识别硬件的缺失。
智能仓储管理系统的软件部分支持整个系统运作，包括入库、出库、退库、盘点、库存查询预警、报表生成打印等。
智能仓储管理系统中的硬件部分打破传统数据采集和上传的瓶颈问题，利用自动识别技术和无线传输提高数据的精度和传输的速度。
根据管理经验将管理方式和理念整合成一套流程，使供电所仓储做到真正的智能化管理。
2、仓储智能化管理系统功能模块
仓储智能化管理系统与ERP系统对接，实现入库、出库、退库、盘点等功能的同步，同时结合RF、DPS等自动化作业设备，达到上架、分拣智能化的目的。
仓储智能化管理系统获取出入库作业执行信息、监控信息等。
通过系统对各项作业以及各个作业人员、设备的监控，并根据设备资源的使用状况，找出作业瓶颈所在，给出优化建议，并统一协调各项作业的执行。
仓储智能化管理系统以库存管理、自动化作业反馈、货位标签化管理、库存图形化管理等技术手段和管理方式，实现对出入库、库存、货位等关键环节进行可视化的动态管理，为管理层查询提供支持。
仓储智能化管理系统执行出库和入库的动态管理与总体调度，对物品库存的可视化实时监控，能实时掌握物品的在库信息，为管理部门提供真实可靠有价值的信息。
2.1入库业务
根据ERP的入库单编号，从ERP系统同步需要入库的物料清单，一次性批量入库，取消过多的人为操作，杜绝出错，同时打印入库单，以便查询。
自动对货品信息进行数据核对，通过系统引导人员将物品送入指定库区库位。
通过可视化平台，可实时直观地了解提单预计入库量、入库时间，以减少提单超额入库和后续入库，并且有利于同一提单纸品的同时存储。
入库流程如下：
・从ERP系统同步入库单，生成“入库作业任务单”自动分配相应的人员，并发送至手持PDA上，相关人员在手持PDA上对该项任务指派进行确认或调整，并将信息发送回仓库管理系统（WMS）启动入库作业；・系统根据一定的规则将“入库作业任务单”分解，并按货位的分类和货位发送至PDA；・作业人员将货品放到对应的托盘并扫描条码；・WMS自动核对托盘与货位关联的正确性，如相符则反馈回WMS，视作完成上架作业，如不相符，则发出错误状态提示，以便作业人员核对后重新正确上架；・上架作业完成后，“入库任务单”和“入库单”完成，更新WMS数据，并向ERP系统传送入库数据。
2.2出库业务
取消纸质出库单，通过可视化平台直接出库相关针对发货产品进行可视化处理，仓库情况一目了然，出库单号及清单直接上传ERP系统，需要时可以打印出库单以方便查询。
智能拣货，通过无线手持式设备实时确认，杜绝出现错发或漏发的现象。
管理人员通过后台系统实时监控、追溯发货流程。
出库流程如下：
・WMS将已分配好下架货位的“出库作业任务单”自动分配作业人员，并将分配方案发送至作业人员的手持PDA上。
作业人员在手持PDA上确认或修改分配方案，并将信息发送回WMS启动出库作业；
・系统根据一定的规则将“出库作业任务单”分解，并按货位的分类和货位发送至PDA；
・作业人员在对应货位取货并扫描条码；
・WMS自动核对托盘与货位关联的正确性，如相符则反馈回WMS，视作完成出库作业，如不相符，则发出错误状态提示，以便作业人员核对后重新取货；
・上架作业完成后，“出库任务单”和“出库单”完成，更新WMS数据，并向ERP系统传送入库数据。
2.3库存管理
建立可视化的仓库管理，提高仓库管理水平；作业过程进行数据自动采集，防止错误操作；系统自动针对库内物品进行分析，系统下单时，自动分析库内所有物品时间，进行先进先出管理；系统自动对仓库内部货品进行分析，智能指导仓库进货堆放、出库取货，提高出入库效率和储存空间的利用率；支持流畅的盘点业务、移库业务；联动预警机制，针对货物超储/超期/短缺，通过系统进行直观预警；相关查询、报表统计。
3、仓储智能化管理系统技术特点
3.1Java体系结构
仓储智能化管理系统基于Java体系结构开发，具备跨平台特性，可部署在Windows、Unix/Linux等多种操作系统平台中。
3.2SOA架构
仓储智能化管理系统是基于SOA架构的开放式平台系统，借助WebService技术，更易于应用的扩展以及与ERP、SCM、财务等外部系统进行集成和对接。
3.3BPM工作流引擎
仓储智能化管理系统通过内置的BPM（流程管理）工作流引擎，可实现仓储作业流程的自定义配置。
4、仓储智能化管理系统功能设计
4.1高度可配置化
仓储智能化管理系统可在系统、仓库、业务、SKU几个层级对作业规则和管理策略进行配置化管理。
各个层级的配置采用了“继承+特例”的管理方式，低层级如未设置，则继承上一层级的执行参数，极大地降低了系统配置的复杂和繁琐程度。
4.2流程自定义
仓储智能化管理系统内置BPM流程管理引擎，客户可根据不同业务、SKU的管理需要，定制仓储作业流程流向，广泛适应从简单的单一流向仓库作业到复杂的并发多线作业方式的不同仓储管理模式。
4.3丰富的业务规则
仓储智能化管理系统支持对仓储物流各个管理作业环节的策略规则设定，包括上架策略、拣货策略、盘点策略、移库策略、SN生成策略、库存管理策略等。
4.4多层级仓库支持
仓储智能化管理系统支持多层级物流网络的业务模式，可实时掌控全局库存分布信息，各层级仓库之间可灵活的进行物资转移、调拨操作。
4.5多业务混合作业方式
仓储智能化管理系统对多业务的支持，不仅是对业务资料及SKU库存账务的管理，同时还支持不同业务仓储物流作业的并发执行，如此可大幅提升上架、拣选、分拣等作业的执行效率，降低企业对作业人员的数量需求。
4.6作业优化调度引擎
仓储智能化管理系统通过对作业人力、设施设备资源的掌控，实现了对仓储各环节作业的自动优化调度，并可人工调整调度的结果。
管理层可通过图形化的直观界面实时查看、干预各项仓储作业的执行进度和资源分配情况，更加方便地对整体作业执行进度和资源瓶颈进行掌握和分析。
4.7可视化图形货位管控
仓储智能化管理系统提供图形化的货位管控方式，管理人员可实时掌握货位状态、货位库存等信息。
4.8全方位的看板监控管理
通过PC、监控调度大屏幕（或液晶电视）以及IPad等便携设备，对各环节指标、仓库视频实况等进行综合监控和对比分析。
监控的各类指标以统计图、文字、数据表格等方式进行展示，力求直观、准确。
4.9多样化的自动化执行手段
仓储智能化管理系统支持RF、RFID、DPS等多种自动化信息采集设备，可与各种设备实现高度无缝的集成，将作业指令下发执行设备，并实时采集作业执行情况数据，构筑了闭环、完整、高时效性的作业信息流。
RFS无线手持系统采用RF手持终端作为作业执行手段可极大地提高作业的准确率、提高作业效率，同时降低仓库作业的反馈时间，适用于新建仓库及所有仓库改造。
电子标签辅助拣选系统（DigitalPickingSystem，以下简称DPS）是一种电脑辅助的无纸化拣货系统，其原理是在拣货操作区中的所有货架上，为每一种货物安装一个电子标签。
控制电脑可根据货物位置和订单清单数据，发出出货指示并使货架上的电子标签亮灯，操作员根据电子标签所显示的数量及时、准确、轻松地完成以“件”或“箱”为单位的商品拣货作业。
大型仓库由于空间较大，品类较多，单一的RFS无线手持系统已经不能满足日常工作需求，DPS拣选系统能够很好地对单一RFS无线手持系统进行补充，能够辅助工作人员更快、更好地完成日常工作。
优点：
提高拣货速度及效率，降低误拣错误率。
生产率提高2倍以上，精确度提高10倍以上，电子标签借助于明显易辨的储位视觉引导，可简化拣货作业为看、拣、按三个单纯的动作，降低拣货人员思考及判断的时间，以降低拣错率并节省人员找寻货物存放位置所花的时间；提升出货配送物流效率；降低作业成本。
除了拣货效率提高之外，因拣货作业所需熟练度降低，人员不需特别培训，即能上岗工作。
为此可以引进兼职人员，降低劳动力成本。
RFS无线手持系统采用RF手持终端作为作业执行手段可极大的提高作业的准确率、提高作业效率，同时降低仓库作业的反馈时间。
现代电力仓储配送体系建设
一、背景和研究思路
2012年，国家电网公司开展仓储配送体系试点建设工作，委托四川、上海等公司作为试点研究单位进行信息化建设。
四川省电力公司抓住机遇，积极引入国际、国内先进的物流管理理念，结合四川电力公司仓储配送管理现状，从构建科学合理的仓储配送网络着手，融合现代物流设备，积极推进仓库标准化建设，提高仓库作业效率，降低库存水平和仓储成本，深化配送物流管理，力争建设成国内一流的具有电力行业特色的仓储配送体系。
本文通过分析电力行业仓储配送体系建设现状，综合四川电力公司地域特性、库房条件、仓储配送作业方式、信息化程度等几个方面，对四川电力公司仓储配送业务现状进行分析。
针对目前仓储配送体系存在的问题及不足，提出了在新形势下现代仓储配送体系建设思路与探索方法，主要包含科学规划合理的仓储配送网络，仓储精细化管理以及配送精细化管理、实时跟踪监控及可视化管理等。
二、四川电力仓储配送业务现状与问题
1.仓储管理现状与问题
目前四川省电力公司仓储作业主要以传统手工作业为主，缺乏先进的物流设备和先进物流技术应用，自动化程度几乎为零、机械化程度低、工作量大、仓储作业效率低。
个别仓库堆放杂乱、管理粗放，配送准时率和效率低。
信息化方面具备一定的基础，但现有ERP系统侧重于解决基于财务和数据的集中管理，主要基于在二维平面上的管理，疏于具体仓储作业和流程的管理，缺乏基于ERP平台外延的仓储管理系统、配送管理系统以及其他先进的物流系统与技术应用，仓库内部管理信息化程度较低。
2.配送管理现状与问题
四川地跨四川盆地、青藏高原、横断山区、云贵高原、秦巴山地五大地貌单元，多山地、丘陵，地貌类型复杂多样，给工程建设、物资配送等带来极大困难。
受地域环境、道路状态等客观因素的影响，四川电力公司配送业务具备较强的地域特殊性：
供应商履约交货时不会直接运输至施工现场或各级仓库，而是运输至事先约定的中间交货地点进行交货验收，如火车站、码头等，然后由公司组织第三方物流（承运商）或自营车队进行二次配送。
目前配送业务的信息化程度不高，仅仅对履约配送中供应商到货计划及二次转运过程中的交货计划、装卸计划以及车辆、司机等信息进行记录，且数据的来源是通过线外手工处理的方式进行，没有与其他系统的集成。
在配送业务管理中，其信息化的支撑力度不足，仅针对供应商履约配送的二次转运过程有所记录，其他业务信息系统支撑薄弱，配送计划手工制定，业务单据多为线下单据，业务处理效率低下，配送的及时性、准确性有待提升。
此外，还缺乏对物资实物仓储配送的健全管理与可视化监控，缺乏基于ERP平台外延的配送管理系统的有效支撑。
三、现代电力仓储配送体系建设
1.规划科学合理的仓储配送网络
全省仓储配送网络规划以最佳区域布点模型为原理，综合考虑备选区域仓库的数量和位置、各需求地的需求权重、需求地的数量和位置、从备选区域仓库到各个需求地的配送时间和成本四个方面，在满足需求时间的前提下，区域配送网络布点要尽可能的少，如图1所示。
【图1】
根据全省配送网络布点思路，结合仓库功能定位规划，基于不同服务水平的假设，将备选区域库的'数量和地址以及需求分布作为计算因子，利用WhatsBest，在Excel中建立混合整数规划网络优化运筹学模型，设定要求的响应时间和服务水平，在一定限制条件下寻求使目标最优的决策。
四川省电力公司共有实体仓库125座，省级仓库1个，市级仓库17个，县级仓库107个，通过线性优化模型的穷举计算，以及仓储网络“服务最优”、“当前已建”、“成本均衡”的推演过程，考虑四川省地域特点、经济发展与人口分布、公路交通等因素，根据省直管区域库及各地市区域库辐射功能定位，构建“1+4+N”仓储配送网络（见图2）。
“1”代表省直管区域库对整体物资进行配送管理；“4”代表川南、川东、川北、攀西地区四大区域库对本区域重要生产运维物资、应急物资进行配送管理；“N”代表地市/县市终端区域库。
【图2】
2.深化仓储业务精细化管理
通过仓储管理建设，结合条形码、无线射频识别（RFID）、自动化立体仓库等现代物流技术的应用，按照“统一规划、统一标准、统一管理、统一流程”的信息化建设要求，构建与国网公司物资集约化变革相适应的仓储管理模式。
（1）仓储管理系统（WM）应用。
通过使用SAPWM（仓库管理）模块，对库区、货位进行数字化定义，并运用出入库策略，准确查询和定位仓库物资，实现仓储作业流程标准化管理及仓库精细化管理。
（2）自动化立体仓库设备应用。
公司采用自动化立体仓库来提高仓储管理效率，应用高层货架、巷道堆垛起重机、出入库输送机系统、无人引导小车、自动机器人手臂等，实现对集装单元货物自动化保管。
通过ERP（企业资源管理系统）、WMS（仓库管理系统）及WCS（仓库工控系统）的集成，实现电力物资智能化仓储作业。
（3）无线射频识别技术应用。
在仓储作业中引入无线射频识别技术，通过无线局域网模式与系统实时交互。
通过条形码、RFID功能，并结合任务管理功能，方便快捷地执行任何仓库相关的业务操作，如上架、下架、查询及盘点等，简化仓库人员的操作步骤，减少系统录入工作量，提高工作效率。
【图3】
3.深化配送业务精细化管理
（1）配送精细化管理。
为解决配送管理无外延信息化支撑系统的空白，公司引入先进的配送管理系统（TMS）进行配送业务信息化管理，实现对配送需求、任务、路径、在途、接收等各环节的管控，通过加强配送关键绩效指标考核和配送计划执行回顾分析，建立统一完善的闭环绩效管理机制。
配送作业的主要功能涵盖从配送需求、配送计划、配送执行、配送结算等配送业务，同时包含了承运商管理和配送业务基础数据管理。
功能架构如图4所示。
【图4】
（2）货物实时监控及可视化管理。
随着对配送可控要求的逐渐提升，可视化实时监控成为不可缺少的信息化手段。
四川电力公司从自身实时监控需求出发，通过GPS货物跟踪系统及3G无线视频监控系统，结合已有信息化建设成果，按照国家电网公司对信息安全的统一要求，实现多技术、多系统融合，并采用信息安全网络隔离装置保障移动终端设备的内外网信息交互，构建具有四川电力特色的可视化实时监控体系。
四、结语
本文就四川省电力公司仓储配送系统的实际业务和管理情况进行分析，找出仓储配送体系在业务上和信息化建设的不足，并结合国家电网公司“五大”体系建设要求，从构建科学合理的仓储配送网络、仓储业务精细化管理、配送业务精细化管理几个方面，为省级电力公司在新形势下构建现代仓储配送体系建设做了有益的尝试，为之后电网的发展以及其他公司仓储配送体系建设提供了可借鉴的经验。
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电能计量业务网络化管理模式构建
1总体思路
综合运用信息、条码等技术，构建以网络为平台，以电子工作任务单为管理手段的电能计量业务网络化管理模式，实现市级电能计量资产集中仓储管理、统一检定、统一配送的目标。
2实现的功能
2.1计量资产集中仓储、配送管理
2.1.1计量资产统一归属分公司管理。
综合运用信息、条码及资产定位技术，实现库存量化实时管理，做到库存清晰，状态可视、周转高效；实现分公司范围内计量资产统一调配、统一管理，提高计量资产利用率，实现低库存、集约化、精细化计量资产管理。
2.1.2分级仓储管理。
设立两级资产库房，分公司计量所资产库为一级库，县公司装表接电班资产库为二级库。
2.1.3计量资产统一配送管理。
以条码为纽带，以网络为平台，以电子工作任务单为主要管理手段，实现计量资产需求计划和配送计划的上传下达，以及资产的配送交接管理。
2.1.4计量器具全生命周期管理。
实现计量器具从招标采购、验收入库、检定、安装运行、周期轮换、淘汰到报废的全生命周期管理。
2.2计量器具检定统一模式、自动行程管理
针对电能计量检定生产工作涉及的标准设备种类多，检定环节多、工序多、业务量大、数据量大等特点，以网络为平台，利用系统集成原理和采用与设备无关性技术，统一接口和通讯驱动，实现检定设备统一化管理、检定流程固化管理、检定业务分层管理、检定数据集中管理，达到检定方案统一、操作方法统一、过程控制统一、检定报告格式统一，最大限度减少分散检定带来的管理难度大、资源消耗大、规范性差等人为因素对检定过程和结果的干扰，达到计量检定规范化、标准化和流程化的管理目的，提高检定效率和检定质量。
2.3变电站运行计量装置技术管理自动化及计量点的全生命周期管理
2.3.1运行计量装置技术管理自动化。
建立电子化的变电站计量装置运行技术档案，严格按照国家规程规范的要求自动生成周检轮换计划和现场检测计划并提醒执行，对现场运行计量装置检测数据实现自动管理。
2.3.2计量点的全生命周期管理。
结合电子化的变电站计量装置运行技术档案，实现从建立计量点运行台账、计量点投运、周期轮换、故障处理、现场误差校验到计量点拆除的全生命周期管理。
2.4展示功能
主要实现在客户委托检定或有争议时，将检定依据、检定方案以及检定实时数据通过开放的大屏幕全程展示给客户，展示咸阳地电“公平、公正、公开”的良好企业形象。
运用数字分析技术，将资产库房中各个状态区的仓储数量以柱状图或折线图的方式定时在大屏幕上滚动显示，及时提醒超周期仓储、存量下限警告等信息，降低仓储，提高周转效率和集约化管理水平。
3建设规模
3.1硬件
一级库：
市级供电企业电能计量资产库房容量按满足各公司一个季度表计用量设计建设。
单相电能表和低压电流互感器库房，因器具用量大，周转快，拟采用经济高效的流利货架存储，流利货架库房采用周转箱为承载器，利用货物自身重量自动运输、能够实现“先进先出”，防止计量资产的超期积压。
流利货架可实现定置存放，存放方式按照“计量器具―箱（周装箱）－层（周装箱的放置层次）－架（流利货架）”的模式，将资产以周转箱为单位存放，通过周转箱条码和计量器具条码，实现以表查箱、以箱查表的准确定位。
配备自动液压升降取货车，仪表手推车等辅助设施。
三相电能表库房，因器具准确度等级高且单只价值高，拟采用安全可靠的密集柜存储，可实现自动定位存、取，并具备对电能表的充电功能，密封好，能有效实现防盗、防尘等功能，符合电能表计量管理规程要求。
3.2二级库
各县公司电能计量资产库房可参照市级资产库标准，结合现有实际，实现安全存储，便于统一配送出入库管理，满足生产需求即可。
软件。
采用集中式控制管理与分布式具体应用相结合的模式，在市级计量中心搭建集资产检定、仓储配送、和运行管理为一体的信息管理系统。
通过网络平台，对一级库和所辖二级库，实现计量资产集中仓储、配送管理；计量器具检定统一模式、自动行程管理；变电站运行计量装置技术管理自动化及计量点的全生命周期管理。
后期可与集团公司新营销系统对接，实现客户基本用电信息及计量检测数据的共享。
4结语
目前市级电力企业正依据管理现状，进行需求分析，建立电能计量资产一体化管理信息系统，计划将区域内所有电能计量资产纳入管理，包括电能计量资产的仓储管理、生产检定管理和运行计量装置及计量点管理，要求能对信息数据进行及时、有效、准确无误地收集、统计与分析，提高工作效率，提升电能计量精细化、规范化和标准化管理水平。
电能计量装置管理过程中确保计量准确性有措施
电力资源是国民经济发展的基础产生,是保证社会化生产现代化重要能源,其在世界经济体系中的地位越来越重要。
随着我国经济高速发展,社会用电量增长迅猛。
这也使得电能计量准确、公正与否,引起电能供配、应用各方的高度重视。
作为电能贸易结算的重要依据,确保电能计量准确性,维持电能交易各方获得公平的信息,无疑具有一定的现实意义。
1、电能计量装置及其作用探析
在电力系统的各环节当中,无不需要装设电能计量装置,而电能表则是电能计量装置重要的组成部分之一,是电能计量的核心构成要件。
只有其正常工作、准确的计量,才能为电力资源的转移及贸易提供最真实的结算依据。
在电力资源运行系统中,包括发、供、用电等环节在内,均装设了电能表等计量装置,以对发电量、供电量、用电量、售电量等进行测量。
准确的电能计量不仅可以服务于电能结算,还可以为生产计划的制定,以及合理的经济核算提供有力支持和重要依据,特别是在现代化工、农业生产,以及商贸经营等工作中掌握用电规律和合理用电量,对于加强经营管理,合理节约能源,制定恰当的电力消耗定额,提升经营效果,都需要准确的电能计量来予以支持。
2、电能计量装置的正确配置分析
正确地配置电能计量装置,是确保电能计量准确性的基础,必须予以足够的重视。
（1）适当提升电流互感器（CT）、PT及电能表精度等级。
针对用电负荷经常有较大波动的客户,可对其电能计量装置进行改造,选用S级CT及电能表可以使电能的计量准确性得到较大提升。
（2）针对二次压降而引起的电能计量误差,可尽量缩短二次导线的长度,适当增加PT二次回路导线的截面,或是安装PT二次压的降补偿装置,以通过减少二次压降引入误差而提升计量准确性的目的。
（3）应该合理选择CT变比数值,以严格控制CT中的二次负荷。
只有选用合理的CT变比,才能保证用电客户正常负荷情况下,达到CT中额定负荷值的60％左右,这样二次电流就可达额定值30％以上。
从而保障CT以最优状态稳定运行,提升电能计量的准确度。
此外,为准确计量电能,配置电能计量装置时,应尽量选择复式变比CT,同时对尚未使用的变比档增设防窃电措施,这样能够以用电客户负荷发展情况为依据,合理选择使用变比,保证电能计量的准确性。
（4）以电网一次中性点的接地方式为依据,把一次中性点直接接地用电客户的计量方式从三相三线改为三相四线。
这是为了避免因公共线路意外断开,或是其中某一相CT出现反相极性,三相三线状态就可能出现较为严重的计量误差,改为三相四线后能为电能计量的准确性提供保障。
（5）在电能计量配置过程中,应合理选配装置中的CT、PT及电能表,以使它们合成的误差最小化。
鉴于电子式电能表的计量精度更高,应尽量选用电子式电能表。
电子式电能表通过对用户供电电压及电流的实时采样,采用专用的电能表集成电路,对采样电压与电流信号进行处理,并转换成和电能成正比的脉冲输出,通过计度器或数字显示于显示器之上,其计量精度高、负荷特性较好、误差曲线平直、功率因数补偿性能较强,是提升电能计量准确性的可理选择。
（6）为提升计量
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