本文通過對民航航材管理特點的分析，采用分區控制、獨立運行、業務流程一體化的規劃理念，借助自動化物流系統，實現了消耗件、周轉件、微小件、大件航材的分類存儲及信息化建設。系統以立體倉庫、自動貨柜、在線質檢、穿梭車緩存、智能分裝等單元模塊功能為基礎，各航材轉運區域物理隔離，避免物流動線交叉而造成的監管漏洞。航材的收發、檢驗、儲存、揀選等業務鏈環節全程可視，有效地提升了航空公司的航材保障效率。

隨著我國民航領域的不斷發展，航空企業機隊規模的不斷壯大，新型飛機和配套使用的航材備件日益增多，航材管理也面臨著越來越艱巨的挑戰。航空企業也越來越重視服務品質和成本管控，急需在復雜的市場環境中持續優化運營模式，降本增效，增強企業的核心競爭力。航材作為保持和恢復飛機設計性能所必需的零部件，承載著生產保障和經營效益改進的雙重職能。倉儲管理條件極為苛刻，甚至直接影響到飛機的飛行安全。傳統的航材倉庫在系統布局、庫存容量、業務流程、作業效率、信息追溯、快速響應等方面，顯然已不能滿足現代航材管理的要求，嚴重制約著航材的精細化管理程度。自動化物流系統作為產業供應鏈智能化集成平臺，流程簡捷、全程可視可控，不僅對于庫存狀態具有輔助決策優勢，而且在內外部業務協同一體化進程中也發揮著至關重要的作用。通過管控一體化物流系統的高效管理，可充分緩解航材的保障壓力，提升航材庫的運行效率，縮短航材路徑查找及供給時間，從而維持較高的飛機利用率，改善航空企業的盈利水平。

一、航材管理特征

航材的種類繁多，由于飛行環境的不確定，航材的需求和分布具有較強的隨機性，且大部分航材價格高，庫存周期長，需要非常高的保障率。航材庫通常365天24小時全時段運行，系統的安全性和穩定性要求也非常高。航材流轉工序多，流程嚴格，應急響應時間短，系統銜接較為緊密，空間布局相對緊湊。為確保飛行安全，每一個庫存航材都必須在任意時間和空間內快速轉化為可使用的航材。航材數量呈周期性波動，儲存條件千差萬別。為了體現更精細化的管理，充分利用建筑空間，采用自動化物流系統的建設模式，更能提高倉儲容量和自動化水平。

二、項目建設需求

1.項目概述

由于機隊規模的不斷擴大，未來將面臨286架飛機的保障要求。某航空公司現有的平面倉儲模式，已難以適應快速增長的航材保障需求。現階段航材庫的管理方式嚴重依賴平庫或者擱板式貨架，庫存容量受限，自動化和信息化程度較低，無法獲得更高的作業效率。待檢和已完成質檢的航材為相鄰區域，業務部門間活動路徑交叉，各作業時段相對集中，不利于航材管理及部門職能職責的嚴格劃分。綜合倉儲管理需求，兼顧流程管控，為體現航材管理的全面性，提高航材保障效率。借助新機場的建設機遇，引入現代物流技術建設新一代航材管理基地。以此提升航材的保障作業效率，提高航材庫的單位面積存儲容量，并通過建立統一的航材管理平臺，完成對大件、中型件或特殊航材信息化管理，實現資源的優化配置，從而在降低庫存資金占用的情況下，進一步保證飛行安全。

2.設計需求

航材庫為航材管理的核心功能區，建筑長135m，寬65.6m，可用凈空高度17m。依據航材流轉業務流程，規劃為立體倉庫、發動機庫、大件庫、中件庫、故障件庫、觀察件庫、串件庫、隔離件庫、追溯件庫等業務功能區域。圍繞航材保障率，根據現有機隊規模、飛機的日利用小時、航材的平均無故障時間、航材的維修周期等一系列參數對倉儲需求進行測算。周轉件航材采用托盤承載，累計庫存SKU數量為18600個，貨位需求數為4650個；消耗件航材采用周轉箱承載，累計庫存SKU數量為63360個，貨位需求數為21120個；微小件航材采用自動貨柜料盒承載，累計庫存SKU數量為15840個，貨位需求數為15840個。

在航材流轉過程中，不同的業務流程涉及不同的航材管理形態。航材庫的托盤出庫流量為26盤/小時，周轉箱出庫流量為53箱/小時，自動貨柜料盒出庫流量為52盒/小時。利用載具單元的存放比例關系，可得知航材SKU的出庫數量，托盤為104個/小時，周轉箱為214個/小時，自動貨柜料盒為52個/小時。由于航材庫在使用過程中，會面臨滿庫的情況，需具有添加入庫和揀選出庫的作業功能。

3.建設目標

突出航材的周轉效率，整合機務維修板塊業務流程，實現航材接收、轉運、質檢、倉儲至領用環節的過程控制，各業務的流轉交接部門區域隔離。航材管理具備與外站航材分庫互通互聯功能，利用獨立運行、分段驅動、貨到人等自動化輔助技術，促進各部門間的信息化融合，增強系統的防錯性能。航材庫存狀況可精確化實時動態管理，以消除不必要的庫存資金成本占用，減少倉儲保管費用，提高航材使用價值，降低缺件頻次，從而提升航空公司服務能力。

三、系統規劃設計

自動化物流系統立足航材管理物流、質檢、倉儲三個核心部門業務，航材中轉站用于物流部門航材接收及轉運區域分類，附件維修車間、航化品庫、油化平庫以及航材庫的部分區域作為特殊航材的存儲區域采用平庫管理（見圖1）。

圖1 建筑功能區域示意圖

超大超重超高價值件，源于體積、重量價格因素衡量，該類航材采用自動化物流系統方案風險太大，實現成本較高，直接規劃為落地存儲。化學品、油漆等特殊危險品航材單獨隔離存放，相應的設備配置防爆功能。SKU數量多、流量要求大的航材，采用周轉箱立體倉庫管理，為了提高SKU覆蓋量，載具單元采用分格處理。對于體積大使用頻率不高的航材，采用大件托盤立體倉庫管理；而體積適中，重量不大，SKU相對較多的航材采用標準托盤立體倉庫管理；價值高、存放條件要求高的精密高價航材，采用自動貨柜進行管理。

航材按照預定的分類策略分區存儲，外形尺寸及重量符合設計要求的情況下，優先進入航材庫自動化倉儲系統存儲。平庫作為航材的補充存儲條件，所有的航材存儲區域配備無線網絡，使用手持終端完成航材的倉儲管理。各區域的航材信息最終匯集至航材庫管理系統，以便于倉儲管理人員快速掌握庫存信息，或者對接上層管理系統，進行資產核對以及相應的航材保障數據分析。

航材類型及體積大小各不相同，同一個品項的數量少，倉庫的每一個存儲單元都可能具有唯一性。航材的流轉過程均有嚴格的簽收及轉運流程，為達到權責嚴格分離的管理模式，部門活動區域物理隔離，杜絕因部門作業區域交叉重疊而帶來的安全隱患。通過對物流動線的優化，航材對外轉運流程全部位于一層區域，以利于后續的運輸轉運（見圖2）。而涉及質檢、分裝、盤點的業務流程全部設置于航材庫二層平臺，航材管理的關鍵工序縮小至較小的管理空間，以提升作業人員的活動覆蓋范圍（見圖3）。

圖2 航材庫一層平面圖

圖3 航材庫二層平面圖

1.總體規劃

航材庫一層區域規劃為航材的主要物流活動區，二層區域規劃為航材的業務活動區，航材的質檢及倉儲分裝規劃于二層平臺，從而將需要嚴格過程控制的業務流程與出入庫較為頻繁的區域完全隔離。物流及其它部門的交接區設置于一層平臺，各業務層面以功能適宜進行相應的管理活動區域區分，避免了航材的丟失風險。為應對設備后期的維修保養，二層平臺均為小型化設備，避免重型設備在二層作業，導致地面承載以及維修無法搬運的安全隱患（見圖4）。

圖4 總體規劃示意圖

業務流程活動區域物理隔離，采用兩個作業平面，既實現了業務流程的隔離，又增加了作業面積，最大程度利用了建筑空間。航材可根據存儲策略，進行單元化管理存放，結合工藝流程，可最大限度減少托盤搬運頻次。二層平臺為整個作業區工作人員活動最密集的場所，為確保人機作業安全，避免移動設備不可控因素對航材及人員造成傷害，航材的分裝輸送采用輸送線的設計模式，航材在作業過程中的可隊列緩存，從而實現了分裝工序的連續性作業。

2.設計參數

(1) 物料單元

托盤規格尺寸：

L1200mm×W1000mm×H150mm，航材堆碼高度800mm，最大實托盤重量500kg，材質優先選擇塑料。

周轉箱規格尺寸：

L900mm×W400mm×H200mm，最大實盤重量50kg，長度方向每隔100mm設置插頁卡槽，分為9格，材質為塑料。

料盒規格尺寸：

L300mm×W234mm×H90mm，最大實盤重量15kg，長度方向每隔100mm設置插頁卡槽，分為3格，料盒配合自動貨柜使用。

(2) 存儲方式

托盤采用橫梁式貨架，雙貨位單深結構，設計為6048個貨位，貨架設計高度約17m；周轉箱采用牛腿式貨架，單貨位單深結構，設計為45540個貨位，貨架設計高度約17m；自動貨柜采用往復升降式，在一層和二層分別設置操作臺，單臺貨柜配備111個托盤，單托盤承載重量500kg，設計為18870個貨位。

(3) 搬運設備

倉儲區托盤立體倉庫3個巷道配備3臺轉軌堆垛機，單工位運行方式；周轉箱立體倉庫3個巷道配備3臺轉軌堆垛機，雙工位結構，巷道長度約100m。

為更好地保護航材，相關功能區域對于存在高度差的輸送，以及樓層間的轉運均采用垂直搬運的方式，從而避免坡道輸送設備因急停引起航材的傾覆。待質檢和已質檢托盤暫存，采用穿梭車搭載伸縮貨叉的搬運模式，并通過一軌雙車的設計方式，既擴展了作業區域，又提高了系統能力，還能針對不同的時段，柔性調度，降低系統運行能耗。

3.信息載體

目前航空公司使用的航材信息載體為RFID或者條碼，航材包裝上均貼有RFID或條碼標簽。由于自動化物流系統的承載容器均在庫房內周轉，物料承載為混品項承載方式，且承載容器與物料信息可實現綁定關系，對于貨位數較多的情況下，承載容器使用RFID標簽成本投入較大。倉儲單元載具使用一維條碼，價格相對便宜，維護更換較為簡單。

4.區域功能

系統總體物流動線為垂直分布，航材由側面進入，經質檢和倉儲分裝流程后入庫，然后再根據訂單結構揀選出庫。航材依據分類分級存儲策略分為落地存放、橫梁式重型貨架、托盤立體倉庫、周轉箱立體倉庫、自動貨柜、隔板式貨架等存放方式。物流作業密集區域位于建筑中心位置，在整體設計上保障建筑空間利用率最大化，功能上滿足航材轉運及倉儲需求，也具備對復雜流程的多種適應性。

5.管控一體化工藝

為確保質檢人員多區域作業的困難，航材收貨后的流程規劃設置待質檢航材緩存區。倉庫管理人員優先保障航材出庫的業務，針對不能及時與質檢部門完成交接的實際情況，待質檢區緩存單元與已質檢航材管理緩存單元共用，通過倉儲管理系統實現邏輯控制。當質檢部門與物流部門完成交接后，由于人員配備無法及時完成航材質檢，或者突發因素導致需要對航材質檢重新排序，此時質檢部門可將航材存放于穿梭車托盤緩存系統。系統根據貨位部分嚴格劃分出待質檢盤暫存區，分配給質檢部門使用。質檢完成后的托盤，由穿梭車搬運至已質檢緩存貨架區存放，或者根據倉儲部門的人員狀態搬運至分裝工位，倉儲部門按對應的存儲位置完成分裝后申請入庫存儲。根據流程設定，質檢部門只能對緩存區待質檢盤有權限管理，倉儲部門只能對已質檢盤有權限管理，中間設置交接區，需要當面交接的事項在隔離區完成。

圖5 航材庫一層物流動線圖

通過自動化物流系統整合了各部門間的業務流程（見圖5），物流動線不交叉，物流和信息流實現了實時跟蹤。入庫航材嚴格執行各部門管理流程制度，確保入庫航材均為已質檢狀態（見圖6），從而規避了航材流轉交接中帶來的不可控風險。

圖6 航材庫二層物流動線圖

6.流程設計

(1) 質檢收貨流程

該流程位于一層，為質檢區對物流部門的收貨流程，部門間的信息對接通過航材運單號完成，具有空托盤出庫和組盤實托盤上架兩個站臺。托盤碼與運單號完成信息綁定后，操作人員可根據系統菜單提示，設定實托盤的目標存放位置為質檢站臺或暫存區。

(2) 待質檢暫存區航材質檢流程

該流程位于鋼平臺二層區域，穿梭車將待質檢暫存區航材搬運至質檢工位，質檢完成后再由穿梭車搬運至已質檢暫存區存儲。

(3) 倉庫與質檢工序交接流程

已質檢暫存區的航材出庫至倉庫區域分裝單元作業站臺，倉庫管理人員發現質量問題時，則由穿梭車搬運至質檢作業區的質檢工作站臺，由質檢區工作人員處理。

(4) 已質檢航材分裝入庫流程

該流程為倉庫管理人員作業區域，位于鋼平臺二層，穿梭車將已質檢暫存區的航材搬運至分裝組盤作業單元的母盤工位，由操作人員對應托盤或周轉箱子工位進行分裝作業。分裝區配備托盤碼分機，可將空托盤組拆分成單個空托盤，分裝子托盤工位常備單個空托盤。若需要添加入庫時，系統自動按照分裝排程，提前將庫內添加盤搬運至已質檢暫存區，再由穿梭車搬運至分裝組盤單元的子托盤工位。周轉箱分裝單元輸送系統，將空周轉箱輸送至分裝單元的周轉箱子工位，其中設置一個周轉箱站臺用于存放需要入自動貨柜存儲的航材。分裝完成后的航材分布由托盤或者周轉箱輸送系統輸送至庫區存儲，需要進入自動貨柜存放的航材周轉箱，則輸送至自動貨柜附近由人工整理入柜存儲。

(5) 航材出庫流程

該流程區域位于一層，出庫可根據需求采用在線揀選、離線揀選和整箱出庫方式，剩余散盤通過設備輸送入庫存儲。AGV自動搬運出庫時，操作人員可在領料間發起出庫任務，由AGV將需要的托盤或周轉箱航材，搬運至指定揀選工位，在線揀選完成并進行相應的信息確認后，由AGV搬運返庫存儲。

(6) 盤庫作業流程

航材盤點涉及倉儲、財務和其他部門，為了不影響一層出庫作業，設置在二層區域，主要盤點數量和檢查質量。按計劃通過堆垛機將托盤或周轉箱航材逐個取出，輸送至盤點站臺，操作人員根據盤庫信息進行盤庫作業。

四、現場實施效果

圖7 分裝作業區域

圖8 穿梭車緩存系統

圖9 質檢緩存作業區域

圖10 倉儲及輸送區域

民航航材管控一體化物流系統項目于2019年完成規劃設計，2020年安裝實施，2021年6月正式運行（見圖7、圖8、圖9、圖10）。可存放的航材SKU數量約18萬個，依托自動化倉儲、AGV移動搬運、自動貨柜、穿梭車緩存等關鍵技術，實現了航材在轉運過程中的全程信息化管理，狀態記錄更為完整，交接界面也更為清晰，組織機構職責得到了落實。自動化物流系統每小時可同時完成114個托盤、220個周轉箱及360個自動貨柜料盒航材單元的出庫任務。即使是最遠端航材，出庫時間也僅需185秒，有效地提升了航材的出庫效率。利用輔助揀選、貨到人以及托盤一貫化承載的航材流轉方式，節約了近60%的人力資源，極端情況的航材保障能力縮短至30分鐘，進一步保證了航班的準點率。航材管理也變得更加高效智能，保障效率顯著增強，現已成為集航材配送、物流、信息流為一體的航材倉儲管理運營中心。

五、結語

在機場用地趨于緊張的情況下，自動化立體倉庫有效地提高了倉儲面積。充分利用倉儲管理系統的決策分析功能，實時監控庫存，定期信息維護，確保航材時刻處于全程跟蹤狀態。從而提高航材監管效率，提升航材保障率，保障飛行安全。

航材管理既涉及多樣化的管理流程，又面臨航線業務帶來的機型變化和飛機數量的增長。系統設計具有相應的柔性，載具單元可進行動態分隔，以容納更多的航材類別。系統能力可進行柔性化動態調度，以適應不斷變化的航材管理需求。管理系統還可進行多倉管理，在單體倉儲容量飽和的情況下實現多倉儲擴展。從而使航材庫的規劃設計具備相應的柔性，滿足不斷變化的航材管理策略。

航材流轉通常需要多個部門協同工作，但又必須確保部門職責清晰。管控一體化物流系統的引入使用，對于航材隨機處理效率的顯著增強。利用智能物流系統的少人或無人化設計，實現了航材各流轉環節的精準控制。以最少的流程、最少的搬運次數，滿足各業務部門的業務模式需求。通過流程的深化挖掘，流程管控一體化管理方法、技術層次、規劃定位的提升，將越來越弱化倉儲作為物流節點的靜態功能。單體航材庫的規模也將更大，流程也將會更加復雜。以自動化物流系統為核心，高效而智能，低耗而又充滿柔性的管控一體化物流系統，也將會得到更多的重視。