工程机械行业的生产特点是多品种、小批量，属于技术密集、劳动密集、资本密集型行业。经过50多年的发展，中国工程机械行业已基本形成了一个完整的体系，能生产18大类、4,500多种规格型号的产品，具备自主创新、对产品进行升级换代的能力。目前，中国已成为世界工程机械生产大国和主要市场之一，工程机械产量仅次于美国、日本，位居全球第三位，国内市场总量占世界市场近1/6。但是在工程机械生产制造模式上与发达国家存在较大的差距，主要体现在物料管理混乱、配送不够及时，导致物料积存，造成不必要的浪费以及生产效率低等现象。

工程机械行业属于离散加工型生产模式，单机装配为主，物料品种多，批量小，工位之间的关联性很强。目前所有工程机械行业仓储系统主要有两种：1、平面仓库模式；2、自动化立体仓库模式。平面仓库模式是指平面仓库储存，人工配送；自动化立体仓库模式虽然解决了物料立体存储集中管理的问题，但是出入库效率很慢，无法满足生产节拍要求。工程机械行业之所以对自动化立体仓库的应用持否定的态度，关键就是作业效率无法满足生产节拍的要求。工程机械行业内的主流想法是平面仓库模式虽然有些问题，但是在人员足够的情况下，至少还能满足生产节拍要求，而自动化立体仓库模式根本不适用于行业特性。

作为国内著名的物流系统集成商，特别是在机械行业拥有三十多年物流系统建设的经验，针对工程机械行业行业特性，北自所并没有直接套用其他机械行业的模式，而是从装配物料入手，根据不同的物料特性，来找出最适合该种物料的物流仓储和配送模式。

在其他行业得到广泛应用的自动化立体仓库模式，是否真的就不适应于工程机械行业呢？下面以北自所实施的国内某知名工程机械企业的自动化立体仓储配送系统为例进行介绍。

 

1、 企业所面临的物流管理问题

三一重工股份有限公司创建于1994年，目前已经发展为中国最大、全球第五的工程机械制造商，也是全球最大的混凝土机械制造商。2011年7月，三一重工以215.84亿美元的市值，入围FT全球500强，是唯一上榜的中国工程机械企业。2012年，三一重工并购混凝土机械全球第一品牌德国普茨迈斯特，改变了行业竞争格局。

公司产品包括混凝土机械、挖掘机械、起重机械、桩工机械、筑路机械，其中泵车、拖泵、挖掘机、履带起重机、旋挖钻机等主导产品已成为中国第一品牌，混凝土输送泵车、混凝土输送泵和全液压压路机市场占有率居国内首位，泵车产量居世界首位。

凭借一流的产品品质，三一设备广泛参建全球重点工程，其中包括迪拜塔、北京奥运场馆、伦敦奥运场馆、巴西世界杯场馆、上海中心、香港环球金融中心等重大项目的施工建设。

三一重工在全国建有15家6S中心。未来几年内，将在全国31个省会城市、直辖市、200多个二级城市开设6S中心。在全球拥有169家销售分公司、2000多个服务中心、7500多名技术服务工程师。

 

 

在这样一个国际知名企业中，物流管理环节却是一直困扰管理层的老大难问题。主要问题集中如下：

1、物流成本无法控制

库存物资具体数额不透明；

各种零部件库存居高不下，且呆滞比例大；

仓库以平面仓库为主，仓库面积占地大，作业人员多。

2、服务质量无法保证

库存物资分散，每个工位需要多个仓库进行配送，线边库库存大；

各个装配工位缺件信息不能及时传递，补缺效率低。

3、自动化程度较低

由于仓库主要为平面仓库，主要以叉车作业为主，人随车走，存在大量高空拣配；

由于叉车转运，随机性大，配送时间无法及时掌握。

4、设备美观性较差

存在各种仓储设备，货架形式各种各样，无法统一管理；

配送容器无法统一，无法集中管理。

所以物流管理环节问题直接影响到生产效率，改变物流管理现状已经成为该公司迫在眉睫的首要任务。

 

2、解决方案

一个成功的物流系统需要解决两个问题：1、物的存储形式。一个制造型企业所用到物料成千上万，各种物料形态千奇百怪，没有一种存储方式可以完美地解决所有物料的存储，只有把各种物料分类存放，采取不同的仓储形式，才能最大化地发挥各种仓储形式的优点。2、物的流动方式。如何准确及时地把各种物料送到指定地点，是一个成功的物流系统需要解决的第二个问题。这个问题的解决取决于对生产环节的熟悉程度，只有十分了解生产环节对物料的需求，才能设计出满足生产需求的物流系统。

针对该公司所面临的物流管理问题，北自所对该公司每种产品的典型车型所有物料进行了详细分析，最后将物料属性分为大件、中小件和小件三种类型，所有物料根据尺寸、重量进行归类，划分不同的存储区域，从而实现集中管理、统一配送。同时结合生产线上装配工位的数量，每个工位装配的零部件种类和数量，生产节拍等生产要素，确定配送容器的形式及配送台套数量，从而确定人工拣配形式和区域面积，最后形成整体解决方案，并通过数据动态仿真对方案设计进行数据验证，确认方案能够满足生产节拍要求。

北自所设计的自动化立体仓储配送系统实现了该公司泵车、拖泵、车载泵装配线及部装线所需物料的暂存、拣选、配盘功能，并与AGV配套实现工位物料自动配送至各个工位。

根据泵车、拖泵、车载泵装配线及部装线在车间的位置，北自所设计了两个库区，1#库负责泵车物料的储存、拣配功能，2#库负责拖泵、车载泵物料的储存、拣配功能，两个库区共用一个设置1#库区的入库组盘区域，2#库入库的物料在入库组盘区完成组盘后通过地下输送通道自动输送进入2#库库区存储。

厂房总体平面布局说明：

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

系统总体方案布局如下：

 

仓储模式采用自动化立体仓库存储（主要储存中小件为主）+垂直升降库存储（主要储存小件为主）+平面仓库储存（主要储存大件等其他特殊物资）。自动化立体仓库和垂直升降库的数据采用一套软件进行统一管理，集中配送。通过垂直升降库的应用，解决了将近总量30%的物料种类的储存和出入库作业模式，很大程度地缓和了自动化立体仓库的出入库作业压力，有效地提高了整个系统的作业能力。

拣配模式采用提4台套提前一班（8小时）拣配模式，按照工位进行配送。在两个库区分别设置了两层的配盘区域，根据装配工位数量及各工位装配物料情况，对配盘区域的拣配托盘位置进行分配，拣配过程中采用LED显示屏+RF手持终端模式进行人工作业。北自所根据各工位装配物料情况，配合用户设计了多种不同的配送容器，采用多层存放，提高容器使用效率，减少线边容器数量，最终提高了AGV系统的搬运效率。

自动化立体仓储配送系统的设备构成如下：

货位总数：1号库9016个，2号库6340个

双立柱堆垛机：14台

链式输送机：335台

辊筒输送机：38台

辊筒移载机：42台

升降输送机：5台

出库升降台：15台

轨道穿梭车：23台

垂直升降库：5台

提升机：10台

AGV小车：13台

 

作为工程机械行业最大的自动化立体仓储配送系统，该系统已经成功上线两年多，满足了用户最高峰40台/天泵车的装配需求，设备运行可靠，软件系统实现和用户多个上位系统（SAP、MES等系统）的实时数据交换，得到用户一致认可。该系统同时实现了用户物流管理目标：

1、物料管理先进性

存货周转率6次以上、库存控制在5天以内；设施颜色、高矮等外观形状统一。

2、物流控制信息化

全天侯监控物流状况，异常半小时内处理完。

3、物流作业自动化

除入库堆码、分拣外，上、下架、运输、账务处理等其它作业环节全部自动处理。

4、配送服务准时化

提高生产服务质量，实现准时化配送，使装配线0零库存。

5、成本低廉化

物流成本透明化，仓储面积减少1万个平方，库存量降低50%。

 

该项目在工程机械行业的成功实施，在工程机械行业为自动化立体仓储配送系统的应用树立了标杆，确立了北自所在机械行业物流系统建设领域的行业领先地位。

有了成功的实施案例，工程机械行业再不会对自动化立体仓储系统说不了！