CC BY
19Journal of Siberian Federal University. Engineering & Technologies 2 (2014 7) 222-228
УДК 004.3
Интеграция автоматизированных складских комплексов в информационную систему предприятия радиоэлектронной промышленности
М.А. Казанцев3*, А.И. Легалов6, И.В. Чемидов6
аОАО «НПП «Радиосвязь», Россия, 660021, Красноярск, ул. Декабристов, 19 бСибирский федеральный университет, Россия, 660041, Красноярск, пр. Свободный, 79
Received 17.10.2013, received in revised form 19.12.2013, accepted 01.03.2014
Рассмотрено комплексное решение, обеспечивающее автоматизацию подготовки комплектующих для организации производства с применением автоматизированных складских комплексов. Представлена архитектура программного обеспечения собственной разработки, созданного для повышения эффективности работы с комплексами.
Ключевые слова: система управления складом, автоматизированные складские комплексы, задание на комплектацию, сервер, пользовательский интерфейс, web-форма.
Введение
Проблема хранения, учета и использования складских запасов является актуальной для многих сфер экономической деятельности. В частности, она актуальна для современных предприятий радиоэлектронной промышленности, работающих в условиях малой серии и опытного производства [1]. Это связано с большим количеством применяемых покупных комплектующих изделий (ПКИ), материалов, инструментов, деталей и сборочных единиц (ДСЕ) собственного изготовления. Для решения данной проблемы существует множество готовых решений, представляющих собой программно-аппаратные комплексы, состоящие как из самого складского оборудования, так и из систем управления складом (Warehouse Management System — WMS) [2].
Внедрение таких комплексов обеспечивает решение следующих задач:
1. Увеличение плотности хранения. Автоматизированные склады позволяют оптимально управлять пространством, занимаемым хранимыми изделиями. Практика внедрения такой системы показала, что использование этой системы позволило значительно сократить используемую площадь (на 70 %) за счет конструктивных особенностей дан-
© Siberian Federal University. All rights reserved Corresponding author E-mail address: [email protected]
*
ных комплексов, таких как вертикальное расположение поддонов внутри устройства, а также использование датчиков, измеряющих высоту груза, на основании которой поддоны с грузом располагаются с шагом 2,5 см.
2. Уменьшение времени доступа. Система работает по принципу «товар к человеку», т. е. требуемые предметы к человеку доставляет оборудование и, как следствие, уменьшаются затраты сил работников.
3. Предотвращение несанкционированного доступа. Груз хранится таким образом, что доступ к нему можно получить только через окно выдачи, для управления которым необходима авторизация пользователя.
Для автоматизации центральных складов материалов, инструмента, ПКИ и ДСЕ на предприятии ОАО «НПП «Радиосвязь» были выбраны автоматизированные складские комплексы лифтового типа Kardex Shuttle Xp [3]. Данные системы представляют собой высотную конструкцию, состоящую из модулей и сконструированную по принципу наращивания вертикальных блоков. Функционально складской комплекс - это высокая шахта лифта, впереди и сзади которой размещены ряды динамически устанавливаемых поддонов. Посередине шахты перемещается вверх и вниз лифт с установленным на нем экстрактором особой конструкции. По запросу оператора лифт перемещается на высоту, на которой располагается требуемый поддон, экстрактор вынимает его и помещает на лифт. Затем лифт движется к окну выдачи, экстрактор выдает поддон с хранящимися на ней материалами оператору. После того как оператор завершит работу с материалами на данном поддоне, система проделает все вышеперечисленные действия в обратном порядке, поместив поддон на место [3].
Подобные автоматизированные складские комплексы (АСК) могут поставляться в трех комплектациях:
1) с полностью ручным управлением;
2) с ручным управлением и ведением базы данных о хранимых артикулах в памяти АСК;
3) совместно с WMS-системой.
Варианты поставки с ручным управлением не обеспечивают требуемую скорость комплектования заказов, а WMS-система от производителя АСК имеет высокую стоимость владения из-за того, что содержит в себе систему складского учета, требующую интеграции с существующими складскими системами и дополнительное администрирование в ходе эксплуатации. Это не позволяет комплексно решать задачи формирования заказов и не учитывает особенности технологических процессов предприятия. Необходима система, обеспечивающая эффективную работу по комплектованию заказов, ориентированная на мелкосерийное производство. В связи с тем, что производители АСК предоставляют протокол управления, существует возможность создания ПО собственной разработки, ориентированного на нужды предприятия.
К моменту приобретения АСК на предприятии уже была разработана и внедрена система управления складом, имеющая глубокую интеграцию с системой планирования и диспетчеризации производства [4], а также с контуром бухгалтерского учета фирмы 1С. Поэтому дополнительно разрабатываемое ПО должно было интегрироваться с уже существующими программными продуктами.
Организация системы складского учета
Для решения поставленной задачи разработана система [5], обеспечивающая гибкое использование ресурсов за счет создания выделенного сервера управления АСК. В существующую WMS добавлены компоненты, реализующие обмен информацией между WMS и данным сервером. Общая структура системы представлена на рис. 1.
АСК обеспечивает функции управления, хранения и выдачи грузов с помощью базового набора команд. Информация о местоположении хранимых объектов находится на сервере заданий на комплектацию. Задание содержит перечень всех необходимых составных частей (ПКИ, материалы, крепеж, инструмент) для изготовления этой сборочной позиции согласно конструкторской и технической документации. При необходимости скомплектовать сборочную позицию формируется задание на комплектацию с применением web-интерфейса, после чего сервер управления АСК создает пакеты перемещений поддонов с грузами к окну выдачи и обратно в соответствии с принятыми заданиями для каждого устройства. Взаимодействие между устройствами и программой управления осуществляется посредством get-запросов протокола http.
Для хранения информации о расположении сборочных единиц и сформированных заданий используется СУБД MS SQL Server. В базе данных, применяемой для работы сервера управления АСК, находятся следующие таблицы:
• таблица заданий, содержащая номер) задания, номер устройства, статус задания;
• таблица подзаданий, в которой расположены записи об артикулах, которые необходимо доставить в окно выдачи;
• буферная таблица, необходимая для группировки заданий;
• таблица, хранящая конфигурацию складских комплексов;
• таблица с кодами и описаниями ошибок работы протокола.
При запросе пользователя производится: чтение таблицы, хранящей конфигурацию устройств; коррекция записей таблицы подзаданий, содержащих ошибки. Формируется поток управления для каждого АСК, в рамках которого производится опрос БД для получения номеров требуемых поддонов. Создается очередь, и начинается её выполнение. В устройство записывается номер требуемого поддона, и посылается команда на выдачу. В окно выдачи поступает первый поддон. Для каждого подзадания включается необходимая для упрощения
Сервер заданий на комплектацию
Сервер управления складскими комплексами
АСК1
ACKN
Рис. 1. Схема системы управления складскими комплексами
ориентации пользователя подсветка области, где на поддоне располагается требуемый артикул, что позволяет оператору уменьшить время поиска. На каждой итерации происходит проверка записи номера следующего поддона в устройстве и подтверждения окончания работы с поддоном, если таковой присутствует в окне. Если запись в устройстве о номере следующего поддона отсутствует, то записывается номер очередного поддона. При подтверждении окончания работы с поддоном производится выдача следующего, если конец очереди еще не достигнут. Если текущий поддон является последним в очереди, то по окончании работы экстрактор возвращает его на место, а окно выдачи остается пустым.
Взаимодействие оператора с системой
Разработан пользовательский интерфейс, предназначенный для операторов АСК, выполняющих комплектацию сборок.
WMS содержит следующие подсистемы, доступ к которым осуществляется с помощью кнопок, расположенных на главной панели:
• реестр документов;
• картотеку;
• комплектовочные карты.
В рамках выполнения проекта были добавлены следующие подсистемы:
• поиск свободных мест;
• выполнение заданий.
В информацию, хранящуюся в БД, включено местоположение позиций. Это позволило реализовать возможность поиска свободных мест на поддонах, которая необходима, так как поддоны визуально скрыты от человека. Пример использования данной подсистемы приведен на рис. 2.
Основная форма - страница ввода заданий, изображенная на рис. 3.
Пользователь выбирает номер устройства (АСК) и с помощью сканера штрих-кодов производит ввод в текстовое поле номера задания с документа, образец которого представлен на рис. 4.
Предусмотрена возможность объединения нескольких заданий, если они содержат одинаковые комплектовочные едини цы. Пример) группировки приведен на рис. 5.
Рис. 2. Поиск свободных мест на поддоне
шкл^м 1 ~ [ О*
Г 1Сп7уппироватъ »ескслко заказов
Рис. 3. Форма ввода заданий
Б УЭ 6875132 5|НЧП 41
чг тгшини
Ой 10 201Э
ЧОП.
Пито шифр Ооилючпчн- Кал снг Ово личин» Д€ф
1 200114 д уэ 1 гоа ив уэ 5 □
ЙМН ИСИ-1 £ УЭ 10 ИЧ "6 У5 «тяге 0
1-25-Ш яс1н д УЭ »■им гг» "Д УЭ ТЯ4}ТЦЗ 1» 0
1.13-14,4 2оа-\ и а уз №134^4 5 гшпд уэ тшзтб.14 15 0
1-к-я|>1 змил 4 ■л \й »0 "д >5 70x1176-14 го 0
ктн с уэ р м пд уэ тшгто к ю 0
1.ЭЗ-№' 200114 д УЗ 5 гоа ид уэ 7Б442ТБ.13 0
1(4114 л УЭ 5 2£И 11Д УЭ 0
Мй-Лг' уэ 44*1034 (, яй ид уэ ГВ44аТ0-(4 £ 0
200114 6 уэ 54100тт 5 гоа ид уэ ае43оое-32 10 0
3-м/ эиш я УЭ мнизт-и 70 да ид УЭ к 0
СК1
Стр*чКЛ 1 ¡и 1
Рис. 4. Пример документа, описывающега задание на комплектацию
Номер шкафа
0 Сгруппировать несколько заказов
Ок
№ шкафа Номер задания
Удалить Удалить 3 3 100 101
Сгруппировать и выполнить
Рис. 5. Группировка заданий
Для группировки заданий пользователю необходимо выбрать пункт «Сгруппировать несколько заданий», после чего можно выполнять сканирование штрих-кодов документов. Задания, выбр>анные для группиро вки, отображаются в таблице. Есть возможно сть их удаления. При нажатии кнопки «Сгруппировать и выполнитьее создается новое объединенное задание, которое переводится в состояние готовности к выполнению.
Далее происходит перенаправление пользователя на страницу, содержащую детальную информацию о задании. Содаржание этдй страницьеприведено но рис. 6. Для удобства оператора осуществляется выделение цлетом строк в зависимости от статуса записи об артикуле. При вводе очередного номера соответствующая ему строка окрашивается зеленыам цветом, а следующая - желтым, показывая, с каким артикулом происходит работа, а с каким завершена. На странице расположены кнопки ввода, отмены, текстовое поле для ввода номера артикула и
[рк| | Отмена |
Выполнено Выполняется — I Следующее
к
№ ■■ |>111)11:] Место № погнцвн Твп Инд. Обогн.
1 101 Б УЭ 1101040-02
1 5 514 Б УЭ 2030603 '
-> 102 Б УЭ 1101042
Рис. 6. Отображение детальной информации о задании
Рис. 7. Пример этикетки артикула
таблица с детальным отображением информации об артикулах, которые необходимо получить оператору.
С помощью сканера штрих-кодов оператор вводит номер текущего артикула, тем самым подтверждая окончание работы с ним и необходимость получения следующего из очереди заданий. Этикетка артикула изображена па рис. 1.
Предусмотрена возможность отмены задания во время его выполнения. При нажатии кнопки «Отмена» происходит сброс флага статуса у задания, экстрактор возвращает на место поддон, находящийся в окне выдачи, а пользователь перенаправляется на предыдущую форму - ввода номера задания. Для возобновления выполнения задания требуется ввести его номер сканером штрих-кодов или используя клавиатуру. Выполнение начнется с той записи, на которой оно было прервано, так как сохраняется состояние этапов выполнения задания.
Заключе ние
В результате разработки системы управления автоматизированными складскими комплексами было обеспечено автоматическое аыполнение заданий на комплектацию сборок, появилась возможность грзшпировки заданий, которая уменьшает избыточность при выполнении схожих заданий. Внедрение данной системы позволило минимизировать труд оператора АСК и привело к сокращению затрат времени на комплектацию сборочных позиций, что дало возможность повысить общую эффективность производства.
Список литературы
[1] Галеев Р. Г. // Связь в Вооруженных силах Российской Федерации. 2010. C. 136-137.
[2] База данных о ведущих системах WMS и их разработчиках Института товародвижения и логистики Fraunhofer (Fraunhofer Institute for Material Flow and Logistics) (Германия) - http:// www.warehouse-logistics.com/3/3/wms-online-selection.html
[3] Kardex Remstar Shuttle XP - http://www.kardex-remstar.ru/fileadmin/user_upload/ kardex-remstar/ pdf-new-03-2012/ ru/ Kardex_Remstar_ShuttleXP_RU_low.pdf
[4] Казанцев М.А. // Вестник СибГАУ № 4 (50) 2013, С. 27-32.
[5] Казанцев М.А., Чемидов И.В. // Свидетельство о гос. рег. программы для ЭВМ № 2013619118 от 25 сентября 2013.
Integration Automated Storage into Information System of Electronic Factory
Mikhail А. Kazantceva, Alexander I. Legalovb and Igor V. Chemidovb
aJSC «NPP «Radiosvyaz», 19 Dekabrystov, Krasnoyarsk, 660021, Russia bSiberian Federal University, 79 Svobodny, Krasnoyarsk, 660041, Russia
In this article describes a comprehensive solution that provides automated preparation of components for production with the use of automated warehouses and architecture of in-house software, created to improve the efficiency of the complex.
Keywords: warehouse management system, automated storage, workpiece kitting task, server, graphical user interface, web-form.
