張  亮  周全望  仝冰冰  陳應(yīng)波

(云南昆鋼建設(shè)集團(tuán)有限公司)

摘  要  建筑鋼結(jié)構(gòu)作為傳統(tǒng)的離散型制造業(yè)，其基礎(chǔ)工序小件制造的多規(guī)格、小批量化和信息標(biāo)識(shí)跟蹤困難，以及后續(xù)加工需求的復(fù)雜性，造成小件加工過(guò)程中的歸集分配和物流管理是鋼結(jié)構(gòu)制造過(guò)程中的瓶頸工作。通過(guò)采用自動(dòng)化設(shè)備并完成整套關(guān)聯(lián)設(shè)備的整合和信息化集成，實(shí)現(xiàn)小件的智能倉(cāng)儲(chǔ)物流管理，保證小件制造過(guò)程中的數(shù)據(jù)信息傳遞的完整性和準(zhǔn)確性，并及時(shí)準(zhǔn)確的完成小件的智能化倉(cāng)儲(chǔ)和物流運(yùn)轉(zhuǎn)，將能達(dá)到鋼結(jié)構(gòu)在制造過(guò)程中各工藝流程的無(wú)縫銜接，對(duì)鋼結(jié)構(gòu)制造工廠實(shí)現(xiàn)智能制造邁出重要一步。本文闡述了建筑鋼結(jié)構(gòu)在制造過(guò)程中如何實(shí)現(xiàn)小件的智能倉(cāng)儲(chǔ)物流管理技術(shù)。

關(guān)鍵詞  鋼結(jié)構(gòu)  智能制造  小件  倉(cāng)儲(chǔ)物流管理  信息化

1  引言

隨著時(shí)代的進(jìn)步，建筑業(yè)的發(fā)展方向逐漸從傳統(tǒng)的磚混結(jié)構(gòu)施工模式轉(zhuǎn)變?yōu)椴捎镁G色建筑材料的裝配式施工模式。建筑鋼結(jié)構(gòu)作為可裝配式施工的綠色建筑材料，發(fā)展建筑鋼結(jié)構(gòu)制造，近年來(lái)得到了國(guó)家大力支持和推廣。然鋼結(jié)構(gòu)制造屬于離散型制造業(yè)，現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)鋼結(jié)構(gòu)制造廠仍停留在大規(guī)模依靠經(jīng)驗(yàn)性技術(shù)工人采用自動(dòng)化及半自動(dòng)化設(shè)備來(lái)完成鋼結(jié)構(gòu)制造的傳統(tǒng)加工模式，且大多中小型企業(yè)為小作坊式人工生產(chǎn)，僅有少部分大型企業(yè)制造廠達(dá)到一定規(guī)模的半自動(dòng)化批量生產(chǎn)。在制造過(guò)程中，小件下料完成后的小件倉(cāng)儲(chǔ)及物流作為鋼結(jié)構(gòu)制造中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)更是通過(guò)人工標(biāo)記，紙質(zhì)登記完成物料收發(fā)貨及人工配送，造成小件生產(chǎn)管理混亂，多批、缺件等問(wèn)題時(shí)有發(fā)生，同時(shí)生產(chǎn)計(jì)劃難以細(xì)化，阻礙生產(chǎn)效率的提高。因此，改變傳統(tǒng)生產(chǎn)模式，通過(guò)采用自動(dòng)化數(shù)控設(shè)備基于物聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)完成小件信息標(biāo)識(shí)及倉(cāng)儲(chǔ)物流管理，打通其生產(chǎn)制造過(guò)程中的信息流和控制流，實(shí)現(xiàn)小件智能化倉(cāng)儲(chǔ)物流管理。

2  鋼結(jié)構(gòu)小件倉(cāng)儲(chǔ)物流管理的現(xiàn)狀及發(fā)展分析

2.1  鋼結(jié)構(gòu)制造中的小件倉(cāng)儲(chǔ)物流現(xiàn)狀

2.1.1  現(xiàn)階段鋼結(jié)構(gòu)制造中的小件倉(cāng)儲(chǔ)物流形式、特點(diǎn)及難點(diǎn)

目前在國(guó)內(nèi)外鋼結(jié)構(gòu)制造技術(shù)存在一定的差異，受行業(yè)非標(biāo)特點(diǎn)的限制，智能化研發(fā)和設(shè)計(jì)的時(shí)間成本和投入成本較高，大部分企業(yè)望而卻步，國(guó)外技術(shù)目前只達(dá)到制造過(guò)程中部分工序加工自動(dòng)化，如焊接自動(dòng)化和型材鉆鋸鎖自動(dòng)化，對(duì)整體工序自動(dòng)化銜接仍存在不足，尚未取得在小件倉(cāng)儲(chǔ)物流這一關(guān)鍵性工序?qū)崿F(xiàn)智能倉(cāng)儲(chǔ)物流的技術(shù)突破和對(duì)工序裝備的全面整合，且缺乏一套信息化控制和管理系統(tǒng)對(duì)全局進(jìn)行整合優(yōu)化。國(guó)內(nèi)技術(shù)同樣存在此問(wèn)題，且整體制造技術(shù)相對(duì)落后，僅在極少數(shù)企業(yè)實(shí)現(xiàn)了部分加工工序半自動(dòng)化。

現(xiàn)階段在鋼結(jié)構(gòu)制造過(guò)程中，小件倉(cāng)儲(chǔ)物流的形式主要表現(xiàn)如圖1所示，板材在下料完成后通過(guò)人工按照下料清單在小件上編寫和標(biāo)記小件編號(hào)，然后人工按規(guī)格類別分揀歸類，并在下料清單上做相應(yīng)記錄，表示該小件下料完成；通過(guò)行車或人工運(yùn)輸車將所歸類分揀的小件按規(guī)格統(tǒng)一運(yùn)送至下道工序進(jìn)行加工或在堆放區(qū)分類別堆放，并形成小件收發(fā)及倉(cāng)儲(chǔ)紙質(zhì)記錄。

因鋼結(jié)構(gòu)制造屬于離散型制造業(yè)，其特點(diǎn)難點(diǎn)表現(xiàn)為：

（1）產(chǎn)品生產(chǎn)屬于個(gè)性化訂單式生產(chǎn)，小件規(guī)格種類繁多、生產(chǎn)需求靈活、變化多樣且無(wú)重復(fù)性，難以形成批量化加工，導(dǎo)致小件歸集倉(cāng)儲(chǔ)相對(duì)復(fù)雜。生產(chǎn)制造過(guò)程中需要對(duì)其進(jìn)行信息標(biāo)記，由于其制造環(huán)境相對(duì)惡劣，小件材質(zhì)為鐵碳合金鋼，材料自身易銹蝕，在生產(chǎn)、存儲(chǔ)及物流過(guò)程中易受油污或油漆等其他雜質(zhì)污染。目前國(guó)內(nèi)多為人工采用石膏筆等容易識(shí)別的記號(hào)筆在小件上編寫小件編號(hào)信息，并根據(jù)下料任務(wù)清單及對(duì)小件人工清點(diǎn)歸集形成物料收發(fā)清單，后道工序?qū)π枰男〖鶕?jù)任務(wù)清單到前道工序或小件歸集倉(cāng)儲(chǔ)處參照清單查看實(shí)物相應(yīng)編號(hào)完成人工清點(diǎn)配料及取料。對(duì)于小件的具體物流及所在工序狀態(tài)需要各個(gè)工序點(diǎn)人工逐個(gè)核查才能明確。由此造成的問(wèn)題便是對(duì)小件進(jìn)行人工編標(biāo)記存在編號(hào)寫錯(cuò)、中途損毀，物料數(shù)量清點(diǎn)記錄錯(cuò)誤等問(wèn)題，通過(guò)人工跟蹤及肉眼識(shí)別存在編號(hào)查看不準(zhǔn)確、看不清，物料具體物流信息不明確等問(wèn)題，從而導(dǎo)致對(duì)小件管理工作任務(wù)量大，出錯(cuò)率高，生產(chǎn)效率低下。

（2）單臺(tái)切割機(jī)完成一個(gè)下料任務(wù)只能對(duì)同一種板厚和材質(zhì)的不同外形尺寸的小件下料，所加工完成的小件為多種規(guī)格，需要對(duì)其歸集整理統(tǒng)一運(yùn)輸?shù)较乱坏拦ば颉Ｔ谛〖w集過(guò)程中需要完成小件識(shí)別、分揀、歸類放置幾項(xiàng)任務(wù)，對(duì)于小件識(shí)別已在上一點(diǎn)說(shuō)明；對(duì)于小件分揀，由于小件規(guī)格復(fù)雜多樣，變化范圍較大，目前國(guó)內(nèi)外還未實(shí)現(xiàn)通過(guò)機(jī)器設(shè)備分揀，須人工識(shí)別分揀，導(dǎo)致人工勞動(dòng)強(qiáng)度大，易出錯(cuò)等問(wèn)題；同時(shí)對(duì)小件歸類放置，由于小件種類多，批量小，同一規(guī)格的小件可能在多個(gè)下料任務(wù)中完成，導(dǎo)致小件放置任務(wù)繁瑣。由于以上問(wèn)題，小件物流只能通過(guò)人工倒運(yùn)完成，管理低效混亂。同時(shí)小件信息標(biāo)識(shí)缺陷，導(dǎo)致無(wú)法完成自動(dòng)化識(shí)別倉(cāng)儲(chǔ)管理。

2.1.2  鋼結(jié)構(gòu)制造中的小件管理對(duì)后續(xù)加工工序的影響

在鋼結(jié)構(gòu)制造過(guò)程中，小件管理主要為下料完成后的鉆孔、坡口、倉(cāng)儲(chǔ)及物流管理，完成上述工序后，按照生產(chǎn)清單將小件配套倒運(yùn)至裝配焊接工位或待料發(fā)貨，因所需裝配焊接的小件涉及多批次不同規(guī)格、不同數(shù)量的小件，要求小件能夠按照所需規(guī)格和數(shù)量及時(shí)準(zhǔn)確的配套送至指定工位。小件數(shù)量或規(guī)格不準(zhǔn)確以及配送時(shí)間延后，出現(xiàn)其中任何一項(xiàng)問(wèn)題都將影響后道工序的正常開(kāi)展。

2.2  鋼結(jié)構(gòu)小件倉(cāng)儲(chǔ)物流管理的發(fā)展方向

由于鋼結(jié)構(gòu)制造業(yè)技術(shù)裝備落后，小件倉(cāng)儲(chǔ)物流管理長(zhǎng)期以來(lái)一直采用人為管控，管理效益低下。隨著我國(guó)制造業(yè)的不斷發(fā)展，于2015年我國(guó)提出“中國(guó)制造2025”實(shí)施制造強(qiáng)國(guó)戰(zhàn)略第一個(gè)十年的行動(dòng)綱領(lǐng)，此后鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)也提出“2025”規(guī)劃，指出緊密圍繞鋼結(jié)構(gòu)制造領(lǐng)域關(guān)鍵環(huán)節(jié)，開(kāi)展新一代信息技術(shù)與制造裝備融合的集成創(chuàng)新和工程應(yīng)用，要求鋼結(jié)構(gòu)行業(yè)的制造技術(shù)逐漸向信息化、智能化轉(zhuǎn)型升級(jí)[1]。小件的倉(cāng)儲(chǔ)物流管理作為鋼結(jié)構(gòu)領(lǐng)域的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，努力探索研究出智能化的小件倉(cāng)儲(chǔ)物流管理體系，實(shí)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)小件通過(guò)采用“WMS+RFID技術(shù)+AGV”自動(dòng)化設(shè)備及系統(tǒng)，并對(duì)其進(jìn)行整體信息系統(tǒng)集成，完成在上層控制系統(tǒng)的管控下智能化進(jìn)行倉(cāng)儲(chǔ)物流管理[2]。以此推動(dòng)鋼結(jié)構(gòu)制造技術(shù)轉(zhuǎn)型升級(jí)。

3  鋼結(jié)構(gòu)小件智能倉(cāng)儲(chǔ)物流管理的實(shí)現(xiàn)

3.1  現(xiàn)階段倉(cāng)儲(chǔ)物流技術(shù)

倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)作為在物流業(yè)中承接上下游的核心環(huán)節(jié)，目前我國(guó)已在逐步實(shí)現(xiàn)信息化。基于互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，通過(guò)使用自動(dòng)化設(shè)備采用條形碼或RFID射頻識(shí)別、可視化跟蹤系統(tǒng)、自動(dòng)化分揀、自動(dòng)運(yùn)輸?shù)燃夹g(shù)實(shí)現(xiàn)物料的自動(dòng)化信息標(biāo)識(shí)和倉(cāng)儲(chǔ)物流作業(yè)。由于不同行業(yè)的物料倉(cāng)儲(chǔ)物流管理難易程度及作業(yè)環(huán)境不同，對(duì)不同行業(yè)實(shí)現(xiàn)倉(cāng)儲(chǔ)物流的方式和技術(shù)程度有所差異。在快遞物流業(yè)中，因其產(chǎn)品包裝相對(duì)統(tǒng)一，物料倉(cāng)儲(chǔ)物流形式相對(duì)固定，采用條形碼、自動(dòng)化運(yùn)輸車、可視化跟蹤系統(tǒng)、自動(dòng)化立體庫(kù)及倉(cāng)管系統(tǒng)等技術(shù)，其倉(cāng)儲(chǔ)物流作業(yè)已達(dá)到一定的程度智能化；在制造業(yè)，由于產(chǎn)品零配件復(fù)雜多樣，對(duì)零配件信息標(biāo)識(shí)受限，且物流倉(cāng)儲(chǔ)形式不固定，目前還未實(shí)現(xiàn)信息化倉(cāng)儲(chǔ)物流管理。通過(guò)對(duì)制造業(yè)自身產(chǎn)品特點(diǎn)及倉(cāng)儲(chǔ)物流形式深入研究，尋求有利的決解途徑實(shí)現(xiàn)信息化管理勢(shì)在必行。

3.2  小件倉(cāng)儲(chǔ)物流方式及技術(shù)設(shè)備

3.2.1  實(shí)現(xiàn)小件信息化倉(cāng)儲(chǔ)物流管理技術(shù)要點(diǎn)

鋼結(jié)構(gòu)小件實(shí)現(xiàn)信息化倉(cāng)儲(chǔ)物流管理需要具備以下幾點(diǎn)：其一，實(shí)現(xiàn)對(duì)小件信息讀取自動(dòng)信息化，同時(shí)相關(guān)數(shù)據(jù)可通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)傳遞；其二，小件分揀可自動(dòng)化完成；其三，物流方式自動(dòng)化，同時(shí)具備物流狀態(tài)實(shí)時(shí)跟蹤監(jiān)控技術(shù)，并結(jié)合小件特點(diǎn)設(shè)計(jì)適合小件能按規(guī)格批次標(biāo)記信息，能夠隨物流倒運(yùn)更改編輯信息的貨物托盤及相應(yīng)工序的托盤固定取放點(diǎn)；其四，具備小件自動(dòng)化倉(cāng)管系統(tǒng)及設(shè)備；最后對(duì)各設(shè)備控制系統(tǒng)完成信息集成實(shí)現(xiàn)相關(guān)聯(lián)的設(shè)備之間能夠達(dá)到數(shù)據(jù)互聯(lián)互通。

3.2.2  小件標(biāo)識(shí)

實(shí)現(xiàn)鋼結(jié)構(gòu)小件的倉(cāng)儲(chǔ)過(guò)程中，有多種信息標(biāo)識(shí)形式，包括條形碼識(shí)別、小件表面物理加鋼印識(shí)別、采用RFID技術(shù)識(shí)別。對(duì)所有小件單件或單個(gè)批次采用噴或貼條形碼存在工作量大、效率低、成本高、易損毀等問(wèn)題，且小件身份信息無(wú)法更改或刪除；采用物理加鋼印技術(shù)存在工作量大、字跡不清、難識(shí)別等問(wèn)題；采用RFID技術(shù)對(duì)單個(gè)批次小件進(jìn)行貼電子標(biāo)簽，可實(shí)現(xiàn)小件信息標(biāo)識(shí)、更改、跟蹤，且可重復(fù)使用、可存儲(chǔ)信息量大、自動(dòng)識(shí)別、不易損毀等優(yōu)點(diǎn)，三者優(yōu)勢(shì)比較如下表1所示：

RFID技術(shù)通稱為電子標(biāo)簽技術(shù)，是由計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、射頻標(biāo)簽、天線以及讀寫器組成的非接觸式自動(dòng)識(shí)別數(shù)據(jù)采集技術(shù)，其特點(diǎn)是通過(guò)磁場(chǎng)或電磁場(chǎng)利用無(wú)線射頻方式進(jìn)行的非接觸雙向通信，以達(dá)到識(shí)別目標(biāo)并交換數(shù)據(jù)，可識(shí)別高速運(yùn)動(dòng)物體并可同時(shí)識(shí)別多個(gè)目標(biāo)[3]。具體原理為通過(guò)計(jì)算機(jī)來(lái)控制讀寫器，并通過(guò)自動(dòng)識(shí)別技術(shù)來(lái)識(shí)別各種信號(hào)，而天線發(fā)出電磁波，并輻射一定的范圍的電子標(biāo)簽，之后傳輸信號(hào)，通過(guò)中間件編輯信號(hào)信息將有效、正確的信息傳輸給計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)更新數(shù)據(jù)庫(kù)信息，倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)可連接計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)庫(kù)更新庫(kù)存數(shù)據(jù)、優(yōu)化出入庫(kù)流程，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化存取管理[4]。如圖2所示：

在小件管理過(guò)程中，把同一種規(guī)格小件歸集到一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)貨物托盤，對(duì)小件相關(guān)規(guī)格和類別等信息及該托盤信息通過(guò)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)編輯至一個(gè)電子標(biāo)簽中，并將標(biāo)簽固定設(shè)置在該托盤規(guī)定位置處，實(shí)現(xiàn)小件信息隨托盤物流運(yùn)轉(zhuǎn)固定不變，在換盤時(shí)能實(shí)時(shí)編輯更改，達(dá)到小件信息實(shí)時(shí)跟蹤，且在物流運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中能自動(dòng)化讀取小件信息。

3.2.3 小件分揀

鋼結(jié)構(gòu)小件規(guī)格種類變化多樣，尺寸及重量變化范圍大。小件分揀國(guó)內(nèi)外一直一來(lái)均采用人工肉眼識(shí)別分揀歸集，為實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，需要對(duì)小件識(shí)別、抓取、按規(guī)格入盤均能自動(dòng)信息化操作。在割床切割平臺(tái)上對(duì)小件切割下料完成后，需進(jìn)行識(shí)別分揀；可通過(guò)切割機(jī)下料排版軟件中的排版信息[5]，明確小件在切割平臺(tái)上的坐標(biāo)位置，結(jié)合小件下料清單形成小件分揀信息，通過(guò)分揀機(jī)器人控制系統(tǒng)讀取相關(guān)信息控制機(jī)器人按照小件位置識(shí)別抓取小件，放入指定托盤，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化分揀。在此過(guò)程中需要完成切割機(jī)控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集上傳及設(shè)備狀態(tài)指令信號(hào)的上傳下達(dá)、小件排版軟件排版數(shù)據(jù)上傳、分揀機(jī)器人控制系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集上傳及設(shè)備狀態(tài)指令信號(hào)的上傳下達(dá)、RFID計(jì)算機(jī)互聯(lián)萬(wàn)網(wǎng)系統(tǒng)數(shù)據(jù)交互，因此對(duì)所有設(shè)備均需完成實(shí)時(shí)信號(hào)監(jiān)控及信息傳遞，通過(guò)在上位工控系統(tǒng)的統(tǒng)一控制下，完成相關(guān)數(shù)據(jù)的傳遞、轉(zhuǎn)換、讀取，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化分揀。集成方式如圖3所示。

3.2.4  小件倉(cāng)儲(chǔ)

小件倉(cāng)儲(chǔ)技術(shù)現(xiàn)階段已技術(shù)成熟，采用自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)[6-7]通過(guò)WMS自動(dòng)化倉(cāng)管系統(tǒng)管理，小件以托盤裝載出入庫(kù)，由于在托盤上采用RFID技術(shù)電子標(biāo)簽標(biāo)記小件信息，可通過(guò)立體庫(kù)讀寫器讀取托盤上的小件信息，對(duì)倉(cāng)管系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)庫(kù)存數(shù)據(jù)信息更新，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化物料出入庫(kù)管理。

3.2.5 小件物流

物流作業(yè)作為貫穿整個(gè)生產(chǎn)制造過(guò)程中各個(gè)工序的核心環(huán)節(jié)，把各個(gè)分散的制造工序聯(lián)系起來(lái)形成一個(gè)整體制造體系。實(shí)現(xiàn)小件自動(dòng)化物流運(yùn)輸要求采用自動(dòng)化物流運(yùn)輸車對(duì)小件托盤倒運(yùn)，并實(shí)現(xiàn)物流運(yùn)輸車控制系統(tǒng)均能與各相關(guān)工序設(shè)備實(shí)現(xiàn)信息交互。目前國(guó)內(nèi)外均采用AGV自動(dòng)導(dǎo)引運(yùn)輸車完成自動(dòng)化物流運(yùn)輸。在AGV上安裝電子標(biāo)簽讀寫器，對(duì)小件托盤識(shí)別并運(yùn)輸至所需工序指定地點(diǎn)。AGV[8-9]的導(dǎo)引方式分為激光導(dǎo)引、磁條導(dǎo)引、二維碼坐標(biāo)導(dǎo)引三種，因磁條導(dǎo)引對(duì)地面環(huán)境要求較高且不易更改，已被逐漸取消，采用二維碼坐標(biāo)導(dǎo)引同樣對(duì)地面環(huán)境要求高，采用激光導(dǎo)引式對(duì)地面環(huán)境要求相對(duì)較低且辨識(shí)度、準(zhǔn)確率高。然針對(duì)鋼結(jié)構(gòu)制造業(yè)，制造環(huán)境相對(duì)惡劣，采用激光導(dǎo)引式AGV作為自動(dòng)化物流設(shè)備成為首選。

3.3  小件智能倉(cāng)儲(chǔ)物流管理系統(tǒng)的集成                                                                      

小件實(shí)現(xiàn)智能倉(cāng)儲(chǔ)物流管理，須將其物流所涉及的各工序環(huán)節(jié)工藝設(shè)備串聯(lián)起來(lái)，打通整體數(shù)據(jù)信息流，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)小件身份定義、識(shí)別、歸集、物流、倉(cāng)儲(chǔ)所有環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)信息互聯(lián)互通共享，因此需要對(duì)各參與自動(dòng)化數(shù)控設(shè)備完成信息集成。所需的集成設(shè)備主要包括自動(dòng)化切割機(jī)（含小件排版軟件）、分揀機(jī)器人、物流設(shè)備（AGV）、小件自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)立體庫(kù)四類，對(duì)各設(shè)備終端控制系統(tǒng)統(tǒng)一數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)接口，結(jié)合各設(shè)備情況開(kāi)發(fā)SCADA數(shù)據(jù)采集監(jiān)控系統(tǒng)對(duì)相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集、整合集成處理后上傳至上位控制系統(tǒng)（MES系統(tǒng)），實(shí)現(xiàn)單體設(shè)備與上位機(jī)之間的通信，由上位控制系統(tǒng)按照生產(chǎn)計(jì)劃發(fā)送任務(wù)指令控制各設(shè)備運(yùn)作。在小件下料各生產(chǎn)工序，通過(guò)MES系統(tǒng)（帶有常規(guī)MES系統(tǒng)功能）+SCADA系統(tǒng)以實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)管理及設(shè)備數(shù)據(jù)集成及控制，具體集成設(shè)備范圍及集成方式如下表2所示：

集成工作含以下幾點(diǎn)：

（1）通過(guò)集成和軟件開(kāi)發(fā)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)出生產(chǎn)管控系統(tǒng)，其可手動(dòng)輸入任務(wù)計(jì)劃或以EXCEL形式導(dǎo)入計(jì)劃，與整廠的生產(chǎn)制造執(zhí)行系統(tǒng)（MES）對(duì)接實(shí)現(xiàn)自動(dòng)下發(fā)任務(wù)。

（2）生產(chǎn)管控系統(tǒng)完成對(duì)小件下料車間的整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行管理，包括提出物料需求，管理材料庫(kù)存，管理任務(wù)隊(duì)列，安排零件分揀入托盤，生成物流指令，采集生產(chǎn)過(guò)程信息等主要功能。

（3）對(duì)于切割下料完成后需要的人工分揀的情況，生產(chǎn)管控系統(tǒng)要給出分揀工作隊(duì)列，工人操作完成后，可以通過(guò)終端設(shè)備的形式向系統(tǒng)報(bào)完工信息。完成立體庫(kù)的WMS系統(tǒng)[10]的開(kāi)發(fā)，建立現(xiàn)代化倉(cāng)儲(chǔ) WMS 管理體系，實(shí)現(xiàn)倉(cāng)儲(chǔ)資源共享[11-12]，完成管控系統(tǒng)向切割機(jī)、分揀機(jī)器人、分揀輥道、AGV系統(tǒng)發(fā)送任務(wù)信息，向切割機(jī)、數(shù)控平面鉆，自動(dòng)坡口機(jī)提供程序指令文件，向分揀機(jī)器人發(fā)送零件圖形文件。

（4）硬件連接：所有設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)接口接到集成的交換機(jī)上，且設(shè)備通信接口與交換機(jī)的接口須統(tǒng)一為相同網(wǎng)絡(luò)接口（RJ45）。

（5）自動(dòng)化功能：相關(guān)設(shè)備需具備自動(dòng)化功能，且具有上位機(jī)或PLC，能通過(guò)集成后任務(wù)推送到上位機(jī)上或PLC。

（6）設(shè)備廠商的自動(dòng)化設(shè)備和管控系統(tǒng)需要具備能夠?qū)崿F(xiàn)信系握手的通訊協(xié)議內(nèi)容，管控系統(tǒng)提供的指令信息格式，能夠被執(zhí)行設(shè)備所識(shí)別。

（7）所有設(shè)備與SCADA系統(tǒng)對(duì)接的數(shù)據(jù)格式（數(shù)據(jù)格式信息包括數(shù)據(jù)名稱、數(shù)據(jù)類型、數(shù)據(jù)地址、數(shù)據(jù)長(zhǎng)度、數(shù)據(jù)精度等）須為通用型，以便完成數(shù)據(jù)采集和信號(hào)監(jiān)控。

小件智能倉(cāng)儲(chǔ)物流管理系統(tǒng)集成工作如下圖4所示：

5  結(jié)語(yǔ)

鋼結(jié)構(gòu)小件的倉(cāng)儲(chǔ)物流管理是鋼結(jié)構(gòu)制造中的瓶頸環(huán)節(jié)，改變傳統(tǒng)的人工作業(yè)模式，通過(guò)使用自動(dòng)化數(shù)控設(shè)備，完成設(shè)備的信息化集成，打通整體工藝數(shù)據(jù)流，開(kāi)發(fā)上層控制系統(tǒng)完成集成統(tǒng)一管控，實(shí)現(xiàn)小件歸集、倉(cāng)儲(chǔ)及物流自動(dòng)信息化管理，將整體提升企業(yè)小件物料管理效率，節(jié)省大量人工勞動(dòng)力，推動(dòng)鋼結(jié)構(gòu)制造向智能化制造方向邁進(jìn)。

6  參考文獻(xiàn)

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