专利名称：一种用于生产线的物料拣货作业管控系统及方法
技术领域：
本发明属于一种生产线物料管理智能控制系统及方法，尤指电视制造业的 物料管控系统及方法。
背景技术：
对于电视制造企业而言，物料分拣是企业生产的重要环节，已成为企业减 少成本和提高利润的关键。目前大部分制造业的发料过程不能从原材料仓库直
接分发到生产工位，需要两次拣配才到达生产工位。配送分拣的过程是仓库 发料员每人管理一种或几种物料，根据生产计划，发料人员在仓库内需要人工
查找物料，对照物料账单，查找物料卡片，并逐一进行纸质纪录，然后从仓库 配送物料到达一个物料暂存区；物料暂存区是一个模拟生产线体，模拟了生产 线的各个工位，物料到达暂存区后，发料员需要在投料区查找生产线编号，根 据某条生产线的具体工位，再次对暂存区的物料按生产工位进行配发，配发完 成后，根据生产时间和计划，发料员按规定时间把拣配物料送到生产线体。这 样的物津+分拣时间过长，浪贽了人力物力和财力。
目前还存在一些其他的物料配送方法，但均不能对物料拣出做到一步到位， 且物料配送流程均在企业信息系统如ERP或SAP系统之外，物津牛分拣完成后， 还需要专门人员在ERP或SAP系统中录入，物料信息时间滞后，库存量、在制 品量等信息不准确，造成了一定的资金占用。上述物料分拣方法所存在的不足 无法冲是高物料的分拣效率，并且无法准确地对实际物料一次性配送到生产工位。
发明内容
针对上述方法所存在的不足，本发明提出 一种用于生产线的物料拣货作业 管控系统及方法，该方法能快速准确地进行拣货， 一次性地从原材料库房直接
配送到生产工位，拣出后的物料信息能在企业信息系统(如ERP)中实时更新。 本发明提供一物料拣货管控系统，其中包括一个物料拣货作业管理服务器、 多个分拣作业控制器、多个智能数字装置、多个表单打印终端、多个物料拣货 车、多个物料分拣箱和多台网络打印机。物料拣货作业管理服务器包括一个物 料拣货作业数据库，该数据库包括物料基本信息、储位信息、库存信息、物料 入库信息和物料分拣出库信息。物料拣货作业管理服务器还包括一个物料拣货 作业管理系统，该系统包括信息系统接口模块、物料分拣数据处理模块、物料 基本信息模块、订单生成与作业处理模块、作业控制模块和订单查询模块。该 系统管理物料分拣作业，控制分拣作业控制器、表单打印终端和网络打印机， 并通过局域网和企业信息系统交换数据；分拣作业控制器包括显示单元、控制 单元、输入单元和确认按键，安装在仓库的货架上，通过CAN总线与物料拣货 作业管理服务器交换数据，同时根据物料拣货作业管理服务器发送的任务，分 拣作业控制器通过RS485网络向相应的智能数字装置发送指令或数据，分拣作 业控制器也可以接收智能数字装置的作业数据，每个分拣作业控制器最多可管 理二百五十六个智能数字装置；智能数字装置安装在每个储位的货格上，通过 RS485网络与分拣作业控制器交换数据，当本储位的物料需要出货时，智能数字 装置将收到分拣作业控制器发来的^:据或指令，此时，智能数字装置指示灯亮，
6且智能数字装置上的数码管显示出需求物料的物料专用号、生产线编号、生产 线工位号和需要拣配的本物料的数量；物料拣货车是指在仓库的通道内可以用 来运送物料的小推车，在拣货时，每个物料拣货车被物料拣货作业管理服务器 赋予临时编码，每个物料拣货车上按指定顺序放置四个物料分拣箱，拣货作业
时，物料拣货车的临时编码被取消；物料分拣箱是用来放置物料的箱子，每个 物料分拣箱按顺序放置在物料拣货车上，拣货员将分拣的货物存放在指定位置
的物料分拣箱内；网络打印机通过局域网连接在物料拣货作业管理服务器上， 用来打印物料拣货单、物料拣货车编号和物料拣货路径等信息。
本发明还提供一物料拣货管控方法，该方法把库房按物料类别分成若干个 分拣大区，每个大区分为若干个拣货小区，每个拣货小区安装有一个分拣作业 控制器和最多不超过二百五十六个智能数字装置。拣货小区内无专职拣货员。
物料拣货作业管理服务器利用局域网从企业信息系统(如ERP )获得生产计 划，并为每个物料拣货车实时打印拣货单、物料分拣箱号码、物料拣货车编号、 物料拣货路径单等。拣货员选择物料拣货车，到任何有表单打印终端的区域索 取拣货单、物料分拣箱号码、物料拣货车编号、物料拣货路径单，根据物料拣 货路径单指定的物料拣货路径，去指定区域进行拣货作业。拣货员和物料拣货 车为一个拣货组合，拣货员选择物料拣货车，可到任意打印终端索取拣货资料， 物料拣货路径可在不同打印终端打印，根据当前拣货员位置，系统总能给出最 优分拣路径。根据路径，物料拣货车每走到一个拣配小区，拣货员在本区的分拣作业控制器上输入本物料拣货车编码。输入物料拣货车的编码后，本区内所 有拣货作业的智能数字装置的指示灯亮，并显示物料专用号、生产线编号、生 产线工位号和需要拣配的本物料的数量，拣货员根据物料专用号确认物料，依 据显示的数量拿取物料，并依据工位号把所拣取物品放入对应工位料箱，按智
能数字装置的确iUt,智能数字装置的指示灯熄灭，分拣下一个待拣储位，本 小区物料分拣完成后，才艮据路径，拣货员推物料拣货车去另一个拣配小区，本 物料拣货车的物料拣货任务完成后，送达指定生产线。
通过本发明，拣货员可以迅速快捷地^l巴物料从库房一次性地运送到生产车 间的指定生产线的具体工位。
以下结合附图和具体实施方式
进一 步说明本发明。
图1为本发明的硬件纟,构示意图。
图2为本发明的物料拣货作业管理系统功能结构示意图。
图3为本发明的智能数字装置功能结构示意图。
图4为本发明的库房区域分布示意图。
图5为本发明的物料分拣示意图。
图6为本发明的物料分拣作业流程图。
图7为本发明的零星出库拣货流程图。
图8为本发明的信息流程示意图。
图中，l.物料拣货作业管理服务器，2.分拣作业控制器，3.智能数字装置,4.物料拣货车，5.物料分拣箱，6.表单打印终端，7.企业信息系统，8.物料拣
货作业管理系统，9.物料拣货作业^t据库，IO.分拣小区，ll.CAN总线，12.局
域网，13.物料专用号，14.生产线编号，15.物料拣货单，16.工位号，17.物料
拣配数量，18.物料分拣箱编号，19.物料拣货车编号，20.分拣作业控制器显示
单元，21.分拣作业控制器控制单元，22.分拣作业控制器输入单元，23.分拣作
业控制器确认按键，24. RS485网络，25.网络打印机，26.信息系统接口模块，
27.物料分拣数据处理模块，28.物料基本信息模块，29.订单生成与作业处理模
块，30.作业控制模块，31'.订单查询模块，32.数字显示单元，33.智能数字装
置单片机控制单元，34.智能数字装置输入单元，35.智能数字装置指示灯，
36.智能数字装置确认按键，37.库房，38.分拣大区，39.拣货员，40.生产线，
41.物料拣货路径。
具体实施例方式
参阅图l所示，本发明的硬件结构包括一个物料拣货作业管理服务器(l)、 多个分拣作业控制器(2)、'多个智能数字装置(3)、多个物料拣货车(4)、多 个物料分拣箱(5 )和多台网络打印机(25 )等。物料拣货作业管理服务器(1) 包含一个物料拣货作业数据库(9),该数据库包括物料基本信息、储位信息、 库存信息、物料入库信息和物料分拣出库信息。物料拣货作业管理服务器(1) 还包括一个物料拣货作业管理系统(8)，该系统包括信息系统接口模块(26)、 物料分拣数据处理模块(27)、物料基本信息模块(28)、订单生成与作业处理 模块(29)、作业控制模块(30)和订单查询模块(31)。该系统管理物料分拣作业，控制分拣作业控制器(2)、表单打印终端(6)和网络打印机(25)，并 通过局域网(12)和企业信息系统(7)交换数据；分拣作业控制器(2)包括 显示单元(20)、控制单元(21)、输入单元(22)和确认按4建(23)，安装在仓 库的货架上，通过CAN总线11与物料拣货作业管理服务器(1)交换数据，同 时根据物料拣货作业管理服务器(1)发送的任务，分拣作业控制器(2)通过 RS485网络(24)向相应的智能数字装置(3)发送指令或数据，分拣作业控制器 (2)也接收智能数字装置('3)的作业数据，每个分拣作业控制器(2)最多可 管理二百五十六个智能数字装置(3);智能数字装置(3)安装在每个储位的货 格上，通过RS485网络(24)与分拣作业控制器(2)交换数据，当本储位的物 料需要出货时，智能数字装置(3)将收到分拣作业控制器(2)发来的数据或 指令，此时，智能数字装置指示灯(35)亮，且智能数字装置上的显示单元(32) 显示出需求物料的物料专用号(13)、生产线编号(14)、生产线工位号(16) 和物料拣配数量(17);物料拣货车(4)是指在仓库的通道内可以用来运送物 料的小推车，在拣货时，每个物料拣货车(4)被物料拣货作业管理服务器(1) 赋予临时编码，即物料拣货车编号(19)，这个物料拣货车编号在拣货开始时， 被网络打印机(25)打印i来，每个物料拣货车(4)上按指定顺序放置四个物 料分拣箱(5),拣货作业完毕后，拣货员(39)将用此物料拣货车(4)把物料 从库房推送到生产线指定的工位号(16),此时，物料拣货车号(19)被取消； 物料分拣箱(5)是用来放置物料的箱子，拣货开始时，每个物料分拣箱(5) 被网络打印机(25)打印出物料分拣箱编号(18)，并按顺序放置在物料拣货车(4)上，拣货员(19)将分拣的货物存放在指定位置的物料分拣箱(5)内； 网络打印机(25)通过局域网(12)连接在物料拣货作业管理服务器(1)上， 用来打印物料拣货单(15 )、物料拣货车号(19 )和物料拣货路径(41)等信息。 物料拣货单(15)是拣货员(39)用来拣货的物料全部明细，包括物料专用号
(13 )、生产线编号(14 )、工位号(16 )、物料分拣数量(17 )、分拣大区(38 )、 分拣小区(10)和物料拣货路径(41)等信息。拣货开始时，拣货员(39)首 先在表单打印终端(6)上输入打印命令，此时，网络打印机打印出拣货员(39) 所需要的信息。
参阅图2所示，本发明的物料拣货作业管理服务器(1)包括一物料作业拣 货管理系统(8),该系统管理库房(37)中的物料拣货作业，控制分拣作业控 制器(2)、表单打印终端(6)和网络打印机(25),并通过局域网(12)和企 业信息系统(7 )交换数据。物料作业拣货管理系统(8 )包括信息系统接口模 块(26)、物料分拣数据处理模块(27)、物料基本信息模块(28)、订单生成与 作业处理模块(29)、作业控制模块(30)和订单查询模块(31)等模块。信息 系统接口模块(26)通过局域网(12)完成与企业信息系统(7)的接口工作， 负责从企业信息系统(7 )调用生产计划，并根据生产时间和预计物料分拣时间， 把生产计划转换为物料分拣计划，同时完成把物料拣货作业管理服务器(1)的 已经拣配完成的物料信息i过记账凭证上传给企业信息系统(7),完成物料性 质的转变；对于转换后的物料拣货计划，根据企业生产计划和预计物料拣货时 间，物料分拣数据处理模块(27)完成所需拣配物料的核查和整理工作，核查内容包括物料数量、物料惟质、物料入库时间、物料出库选择等，对于处在库 存警戒状态的物料信息，该模块将启动物料报警功能，对于临时生产计划或者 不能从企业信息系统中下载的生产需求，该模块将形成临时生产计划，以供生
产；物料基本信息模块(28)包括物料的存储位置、物料的存储时间、物料数 量、物料性质、出库优先级等，物料分为寄售物料和自有物料，寄售物料的所 有权归供应商，自有物料的所有权归生产企业；订单生成与作业处理才莫块(29) 对于物料分拣数据处理模块(27)所处理的数据进行重新组合和整理，按照库 房(37)内的分拣大区(38)和分拣小区(10)，对物料拣货数据进行整理和安 排，以物料拣货车(4)为单位生成物料拣货单，并^l巴这些数据分别放入物料拣 货作业緩冲区，以便接到拣货命令后，下发到分拣作业控制器(2);作业控制 模块(30)对于物料分拣作业緩沖区中的数据进行传输和操作，接到物料拣货 命令后，把数据下发到相应的分拣作业控制器(2),同时，实时收集从分拣作 业控制器(2)完成作业的数据；订单查询模块(31)提供已完成或者未完成的 物料拣配信息的查询。可按照物料拣货日期和时间进行查询，也可按照物料拣 货单(15)、生产线编号(14)或者工位号(16)进行查询。
参阅图3所示，本发明中的智能数字装置(3)包括数字显示单元(32)、 单片机控制单元(33)、输入单元(34)、指示灯(35)、和确认4要4建(36)。数 字显示单元(32)分为三段，第一段显示物料专用号(13),物料专用号是库房 (37)中物料的具有唯一性的标识，所有入库物料按种类均被赋以一个唯一的 物料专用号(13)，第二段显示工位号(16),工位号(16)是指生产车间内的产品生产单元的生产工序编号，第三^a为物料拣配数量，即某生产工序需求此
物料的数量；单片机控制单元(33)是智能数字装置(3)的核心，用来控制智 能数字装置(3)上的整个羊片机系统；输入单元(34)是用来输入数据的数字 键盘，包括数字0到数字9等10个数字输入键，可用于入库作业或零星出库作 业；指示灯(35)用来提示拣货员(39)拣货，若指示灯(35)亮，表明本智 能数字装置(3)有物料需要分拣，否则，则拣货时不必理会此智能数字装置(3); 确认按键(36)用来确认拣货员(39)所完成的拣货作业。拣货员(39)按下 确认按键(36)后，数据通过RS48网络(24)上传到分拣作业控制器(2)。
参阅图4所示，在本发明中，库房(37)被分为若干个分拣大区(38),每 个大区(38)被分为若干个分拣小区(10)，每个分拣小区(10)安装有一个分 拣作业控制器(2)和若干个智能数字装置(3)。
参阅图5所示，在本发明中，物料拣货作业管理服务器(1)从企业信息系 统(7)下载生产计划后，经过整理，向各个分拣作业控制器(2)分别发送物 料分拣作业，同时以物料拣货车(4 )为单位把拣货清单下发到表单打印终端(6 )。 分拣作业控制器(2)接收到物料拣货任务后其显示单元(20)显示"Ready" 字样，表明物料拣货数据已经下发完毕，等待拣货员(39)进行拣货作业。拣 货员(39)看到分拣作业控制器(2)的"Ready"字样后，可到任意表单打印 终端(6)索取拣货资料，物料拣货路径(41)可在不同表单打印终端(6)打 印，根据当前拣货员(39)的位置，系统总能给出最优物料拣货路径(41)。在 表单打印终端(6 )输入拣货指令，索取物料拣货车(4 )和四个物料分拣箱(5 )。拣货员(39)和物料拣货车(4)为一个拣货组合，拣货员(39)选择物料拣货 车(4),在网络打印机拿取物料分拣资料，把物料分拣箱编号(18)分别放入 对应的物料分拣箱(5)中。根据打印出来的物料拣货路径(41)，去指定的分 拣小区(10),在对应的分拣作业控制器(2)上，输入物料拣货车编号(19) 后，按下确认按键(23)，对于分拣小区(10)内有分拣作业的储位，分拣小区
(10)内安装的智能数字装置(3)的指示灯(35)亮。拣货员(39)进入拣货 小区(10),对于指示灯亮(35)的储位，根据智能数字装置(3)上的显示信 息，按指示数量拿取物品，按下智能数字装置(3)上的确认按键(36),指示 灯(35)灭，继续下一个亮灯的储位，本分拣小区(10)的物品全部拣配完成 后，查看物料拣货路径(41)。若还有其他分拣小区(IO)有待拣货，继续刚才 的拣货步骤；若按照物料拣货路径(41)已经完成本次拣货作业，按照生产线 编号(14)，直接把物料送到生产工位。
参阅图6所示，在本发明中，物料拣配流程比较复杂，图6以流程图的形 式再次详细说明了物料拣货流程。对于零星出库计划，比如生产线体上某生产 工序需要补充少量物料，此时，将直接在智能数字装置(3)上操作出库。若物 料企业信息系统(7)的生产计划下发下来后，物料拣货作业管理系统(8)将 按照生产计划启动物料分拣作业程序，并按照拣货单类型，对每个拣货单依次 进入拣货队列，并把数据发往对应的分拣作业控制器(2)。拣货员(39)按照 物料分拣步骤，打印物料拣货单(15)、物料拣货路径(41)和物料拣货车编号
(19)等信息单，按照指定物料拣货路径(41)进行拣货作业，完成后送往生产车间。
参阅图7所示，在本发明中，若生产线上急需少量已知物料，不能形成大
量物料拣配任务，此时，启动零星出库计划。拣货员(39)拿取物料分拣箱(5), 根据物料的物料专用号(13)，查找储位，拣货员走到所需的储位后，拿取物料 的同时，在智能数字装置(3)的输入单元(34)上输入要拿取的物料数量，按 确认按键(36)。完成后，该物料的出库信息即通过RS485网络(24)和分拣作 业控制器(2),传送到物料拣货作业管理服务器(1)。所有作业完成后，送往 生产车间。
参阅图8所示，信息流流程图反映了本发明的实用性，企业信息系统(7) 通过局域网(12)下传生产计划到达物料拣货作业管理服务器(1),经过对数 据的整理和再组合，物料拣货作业管理服务器(1)通过CAN总线(11 )把相关 物料拣货数据传送给分拣作业控制器(2),分拣作业控制器(2)通过RS485网 络(24)传送给智能数字装置(3);物料拣配完成后，物料性质发生变化，智 能数字装置(3)把完成信息传送给分拣作业控制器(2),分拣作业控制器(2) 再把物料拣货数据传送给物料拣货作业管理服务器(1)，对分拣完成的物料信 息，生成相关凭证，并通过局域网(12)把凭证传送给企业信息系统。以上所 有的信息交换都是自动完成的，极大地提高了企业的信息化水平，加快了物料 分拣速度，节省了库存周转资金，提升了企业核心竟争力。
1权利要求
1、一种用于生产线的物料拣货作业管控系统，其可准确把物料从库房直接配送到车间的生产工位，其可准确把所配送物料自动生成凭证且实时传递到企业信息系统中；其包括一个物料拣货作业管理服务器、至少一分拣作业控制器、多个智能数字装置、至少一表单打印终端、至少一物料拣货车、多个物料分拣箱和至少一网络打印机，其特征是物料拣货作业管理服务器包括一数据库和一物料拣货作业管理系统。物料拣货作业管理系统管理物料拣货作业，控制分拣作业控制器、表单打印终端和网络打印机，并通过局域网和企业信息系统交换数据；该系统包括信息系统接口模块、物料分拣数据处理模块、物料基本信息模块、订单生成与作业处理模块、作业控制模块和订单查询模块；分拣作业控制器包括显示单元、控制单元、输入单元和确认按键，安装在仓库的货架上，通过CAN总线与物料拣货作业管理服务器交换数据，同时根据物料拣货作业管理服务器发送的任务，分拣作业控制器通过RS485网络向相应的智能数字装置发送指令或数据，分拣作业控制器也可以接收智能数字装置的作业数据；智能数字装置安装在每个储位的货格上，通过RS485网络与分拣作业控制器交换数据，智能数字装置包括数字显示单元、单片机控制单元、输入单元、指示灯和确认按键；数字显示单元分为三段，第一段可显示物料专用号，第二段显示工位号，第三段显示物料拣配数量；单片机控制单元控制整个单片机系统；输入单元用来输入数据，通过在其上输入数据，可用于入库作业或零星出库作业，入库作业或零星出库作业完成后，其信息自动通过分拣作业控制器传输到物料拣货作业管理服务器；表单打印终端通过局域网连接在物料拣货作业管理服务器上，用来控制打印信息，该信息包括物料拣货单、物料拣货车编号、物料分拣箱编号和物料拣货路径信息；物料拣货车是指在仓库可以用来运送物料的小推车，在拣货时，物料拣货作业管理服务器以物料拣货车为单位生成物料拣货单，每个物料拣货车被物料拣货作业管理服务器赋予物料拣货车编号，拣货完成，此物料拣货车编号自动取消，每个物料拣货车上按指定顺序放置四个物料分拣箱；物料分拣箱是用来放置物料的箱子，每个物料分拣箱按顺序放置在物料拣货车上，在拣货时，每个物料拣货车被物料拣货作业管理服务器赋予临时编号；网络打印机通过局域网连接在表单打印终端上，用来打印物料拣货单、物料拣货车编号、物料分拣箱编号和物料拣货路径信息。
2、 根据权利要求l所述的用于生产线的物料分拣作业管控系统，其特征是 其可准确把物料从库房直接配送到车间的生产工位， 一次性完成配送。其可准 确把所配送物料自动生成凭证且实时传递到企业信息系统中；
3、 根据4又利要求1所述的用于生产线的物料分拣作业管控系统，其特征是 通过在智能数字装置上输入数据，可用于入库作业或零星出库作业，作业完成 后，其信息自动通过分拣作业控制器传输到物料拣货作业管理服务器上；
4、 根据^L利要求1所述的用于生产线的物料分拣作业管控系统，其特征是 在拣货时，物料拣货作业管理服务器以物料拣货车为单位生成物料拣货单，每 个物料拣货车被物料拣货作业管理服务器赋予物料拣货车编号，拣货完成，物 料拣货车编号自动取消。
5、 一物料分拣管控方法，该方法把库房按物料类别分成若干分拣小区，每 个小区安装有一分拣作业控制器和多个智能数字装置，分拣小区内无专职拣货员；物料拣货作业管理服务器利用局域网从企业信息系统获得生产计划，并为每 个物料拣货员和物料拣货车实时打印物料拣货单、物料分拣箱编号、物料拣货车编号、工位号、物料拣货路径单；拣货员和物料拣货车为一个拣货组合，拣货员选择物料拣货牟，可到任意打印终端索取拣货资料，物料拣货路径可在不同打印终端打印，根据当前拣货员位置，系统总能给出最优分拣路径；根据物 料拣货路径，拣货员在分拣小区的分拣作业控制器上输入本物料拣货车编号后， 本区内所有有拣货作业的智能数字装置的指示灯亮，并显示物料专用号、生产 线编号、生产线工位号和需要拣配的本物料的数量，否则，智能数字装置无反 应；拣货员根据物料专用号确认物料，依据显示的数量拿取物料，并依据工位 号把所拣取物品放入对应工位料箱；完成物料分拣任务后，送达指定生产线。
6、根据权利要求5所述的物料分拣管控方法，其特征是拣货员在分拣作 业控制器上输入本物料拣货车编号后，本分拣小区内有拣货作业的智能数字装 置的指示灯点亮。
7、 根据权利要求5所述的物料分拣管控方法，其特征是拣货员根据物料 专用号确认物料，依据显示的数量拿取物料，并依据工位号把所拣取物品放入 带有工位号的物料分拣箱，确保物料分拣作业准确无误。
8、 根据权利要求5所述的物料分拣管控方法，其特征是按照物料拣货路 径，拣货员能正确分拣物料，拣货员和物料拣货车为一个不可分割的拣货组合; 物料拣货路径可在不同打印终端打印，根据打印终端位置，系统总能给出合适 的物料拣货路径。
全文摘要
本发明涉及一种用于生产线的物料拣货作业管控系统及方法，该系统包括一个管理服务器、至少一分拣作业控制器、多个智能数字装置、至少一表单打印终端、至少一物料拣货车、多个物料分拣箱和至少一打印机。拣货员和物料拣货车为一个拣货组合。管理服务器以物料拣货车为单位分配分拣任务，拣货员到打印终端索取拣货资料，系统根据拣货员位置给出最优分拣路径。拣货员在分拣作业控制器上输入车号后，智能数字装置即可显示物料拣配信息。拣货员根据物料专用号确认物料，依据显示的数量拿取物料，依据工位号把所拣取物品放入对应物料分拣箱。该系统可准确把物料从库房直接配送到生产工位，可把所配送物料自动生成凭证且实时传递到企业信息系统中。
文档编号G05B19/418GK101446824SQ200810184120
公开日2009年6月3日 申请日期2008年12月8日 优先权日2008年12月8日
发明者楠 张, 王金鹤 申请人:青岛理工大学