自動化立體倉庫

1、自動化立體倉庫什么是自動化立體倉庫 一般是指采用幾層、十幾層乃至幾十層高的貨架儲存單元貨物，用相應(yīng)的物料搬運(yùn)設(shè)備進(jìn)行貨物入庫和出庫作業(yè)的倉庫。由于這類倉庫能充分利用空間儲存貨物，故常形象地將其稱為“立體倉庫”。立體倉庫的產(chǎn)生和發(fā)展是第二次世界大戰(zhàn)之后生產(chǎn)和技術(shù)發(fā)展的結(jié)果。50年代初，美國出現(xiàn)了采用橋式堆垛起重機(jī)的立體倉庫；50年代末60年代初出現(xiàn)了司機(jī)操作的巷道式堆垛起重機(jī)立體倉庫；1963年美國率先在高架倉庫中采用計(jì)算機(jī)控制技術(shù)，建立了第一座計(jì)算機(jī)控制的立體倉庫。此后，自動化立體倉庫在美國和歐洲得到迅速發(fā)展，并形成了專門的學(xué)科。60年代中期，日本開始興建立體倉庫，并且發(fā)展速度越來越快，成為當(dāng)

2、今世界上擁有自動化立體倉庫最多的國家之一。我國對立體倉庫及其物料搬運(yùn)設(shè)備的研制開始并不晚，1963年研制成第一臺橋式堆垛起重機(jī)（機(jī)械部北京起重運(yùn)輸機(jī)械研究所），1973年開始研制我國第一座由計(jì)算機(jī)控制的自動化立體倉庫（高15米，機(jī)械部起重所負(fù)責(zé)），該庫1980年投入運(yùn)行。到目前為止，我國自動化立體倉庫數(shù)量已超過200座。立體倉庫由于具有很高的空間利用率、很強(qiáng)的入出庫能力、采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制治理而利于企業(yè)實(shí)施現(xiàn)代化治理等特點(diǎn)，已成為企業(yè)物流和生產(chǎn)治理不可缺少的倉儲技術(shù)，越來越受到企業(yè)的重視。自動化高架倉庫應(yīng)用范圍很廣，幾乎遍布所有行業(yè)。在我國，自動化高架倉庫應(yīng)用的行業(yè)主要有機(jī)械、冶金、化工、航空

3、航天、電子、醫(yī)藥、食品加工、煙草、印刷、配送中心、機(jī)場、港口等。 自動化立體倉庫是現(xiàn)代物流系統(tǒng)中迅速發(fā)展的一個(gè)重要組成部分, 它具有節(jié)約用地、減輕勞動強(qiáng)度、消除差錯(cuò)、提高倉儲自動化水平及治理水平、提高治理和操作人員素質(zhì)、降低儲運(yùn)損耗、有效地減少流動資金的積壓、提高物流效率等諸多優(yōu)點(diǎn)。與廠級計(jì)算機(jī)治理信息系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)以及與生產(chǎn)線緊密相連的自動化立體倉庫更是當(dāng)今CIMS(計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng))及FMS(柔性制造系統(tǒng))必不可少的要害環(huán)節(jié)。自動化立體倉庫的構(gòu)成 自動化立體倉庫主要由三大類設(shè)施組成：(一)土建及公用工程設(shè)施1庫房。庫存容量和貨架規(guī)格是庫房設(shè)計(jì)的主要依據(jù)。2消防系統(tǒng)。對于自動化立體倉庫而言，由于

4、庫房規(guī)模大，存儲的貨物和設(shè)備較多且密度大，而倉庫的治理和操作人員較少，所以倉庫內(nèi)一般都采用自動消防系統(tǒng)。3照明系統(tǒng)。4動力系統(tǒng)。5通風(fēng)及采暖系統(tǒng)。6其他設(shè)施。如排水設(shè)施、避雷接地設(shè)施和環(huán)境保護(hù)設(shè)施等。(二)機(jī)械設(shè)備1貨架。構(gòu)鑄貨架的材料一般選用鋼材或鋼筋混凝土，鋼貨架的優(yōu)點(diǎn)是構(gòu)件尺寸小，制作方便，安裝建設(shè)周期短，而且可以提高倉庫的庫容利用率。鋼筋混凝土貨架的優(yōu)點(diǎn)在于其防火性能較好，抗腐蝕能力較強(qiáng)，維護(hù)保養(yǎng)也相對簡單。自動化立體倉庫的貨架一般都分隔成一個(gè)個(gè)的單元格，單元格是用于存放托盤或直接存放貨物的。2貨箱與托盤。貨箱和托盤的基本功能是裝小件的貨物，以便于叉車和堆垛機(jī)的叉取和存放。采用貨箱和托

5、盤存放貨物可以提高貨物裝卸和存取的效率。3巷道機(jī)。巷道機(jī)是自動化立體倉庫中最重要的設(shè)備，它是隨自動化立體倉庫的出現(xiàn)而發(fā)展起來的專用起重機(jī)。巷道機(jī)可在高層貨架間的巷道內(nèi)往返運(yùn)動，其升降平臺可作上下運(yùn)動，升降平臺上的貨物存取裝置可將貨物存入貨格或從貨格中取出。4周邊搬運(yùn)設(shè)備。搬運(yùn)設(shè)備一般是由電力來驅(qū)動，由自動或手動控制，把貨物從一處移到另一處。這類設(shè)備包括輸送機(jī)、自動導(dǎo)向車等，設(shè)備形式可以是單機(jī)、雙軌、地面的、空中的、一維運(yùn)行(即沿水平直線或垂直直線運(yùn)行)、二維運(yùn)行、三維運(yùn)行等。其作用是配合巷道機(jī)完成貨物的輸送、轉(zhuǎn)移、分揀等作業(yè)。在倉庫內(nèi)的主要搬運(yùn)系統(tǒng)因故停止工作時(shí)，周邊設(shè)備還可以發(fā)揮其作用，使作

6、業(yè)繼續(xù)進(jìn)行。(三)電氣與電子設(shè)備1檢測裝置。檢測裝置是用于檢測各種作業(yè)設(shè)備的物理參數(shù)和相應(yīng)的化學(xué)參數(shù)，通過對檢測數(shù)據(jù)的判定和處理可為系統(tǒng)決策提供最佳依據(jù)，以保證系統(tǒng)安全可靠地運(yùn)行。2信息識別設(shè)備。在自動化立體倉庫中，這種設(shè)備必不可少，它是用于采集貨物的品名、類別、貨號、數(shù)量、等級、目的地、生產(chǎn)廠、貨物地址等物流信息。這類設(shè)備通常采用條形碼、磁條、光學(xué)字符和射頻等識別技術(shù)。3控制裝置。自動化立體倉庫內(nèi)所配備的各種存取設(shè)備和輸送設(shè)備必須具有控制裝置，以實(shí)現(xiàn)自動化運(yùn)轉(zhuǎn)。這類控制裝置包括普通開關(guān)、繼電器、微處理器、單片機(jī)和可編程序控制器等等。4監(jiān)控及調(diào)度設(shè)備。監(jiān)控及調(diào)度設(shè)備主要負(fù)責(zé)協(xié)調(diào)系統(tǒng)中各部分的運(yùn)

7、行，它是自動化立體倉庫的信息樞紐，在整個(gè)系統(tǒng)中舉足輕重。5計(jì)算機(jī)治理系統(tǒng)。計(jì)算機(jī)治理系統(tǒng)用于進(jìn)行倉庫的賬目治理和作業(yè)治理，并可與企業(yè)的治理系統(tǒng)交換信息。6數(shù)據(jù)通信設(shè)備。自動化立體倉庫是一個(gè)構(gòu)造復(fù)雜的自動化系統(tǒng)，它由眾多的子系統(tǒng)組成。各系統(tǒng)、各設(shè)備之間需要進(jìn)行大量的信息交換以完成規(guī)定的任務(wù)，因此需要大量的數(shù)據(jù)通信設(shè)備作為信息傳遞的媒介，這類設(shè)備包括電纜、遠(yuǎn)紅外光、光纖和電磁波等。7大屏幕顯示器。這是為了倉庫內(nèi)的工作人員操作方便，便于觀察設(shè)備情況而設(shè)置的。自動化立體倉庫的優(yōu)缺點(diǎn) 自動化立體倉庫的主要優(yōu)點(diǎn)有以下幾個(gè)方面：1由于能充分利用倉庫的垂直空間，其單位面積存儲量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于普通的單層倉庫(一般是單

8、層倉庫的4-7倍)。目前，世界上最高的立體倉庫可達(dá)40多米，容量多達(dá)30萬個(gè)貨位。2倉庫作業(yè)全部實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動化，一方面能大大節(jié)省人力，減少勞動力費(fèi)用的支出，另一方面能大大提高作業(yè)效率。3采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行倉儲治理，可以方便地做到先進(jìn)先出，并可防止貨物自然老化、變質(zhì)、生銹，也能避免貨物的丟失。4貨位集中，便于控制與治理，非凡是使用電子計(jì)算機(jī)，不但能夠?qū)崿F(xiàn)作業(yè)的自動控制，而且能夠進(jìn)行信息處理。5能更好地適應(yīng)黑暗、低溫、有毒等非凡環(huán)境的要求。例如，膠片廠把膠片卷軸存放在自動化立體倉庫里，在完全黑暗的條件下，通過計(jì)算機(jī)控制可以實(shí)現(xiàn)膠片卷軸的自動出入庫。6采用托盤或貨箱存儲貨物，貨物的破損率顯著降低。自

9、動化立體倉庫的主要缺點(diǎn)：1由于自動化立體倉庫的結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，配套設(shè)備也比較多，所以需要的基建和設(shè)備的投資也比較大。2貨架安裝精度要求高，施工比較困難，而且工期相應(yīng)較長。3存儲彈性小，難以應(yīng)付高峰的需求。4對可存儲的貨物品種有一定限制，需要單獨(dú)設(shè)立存儲系統(tǒng)用于存放長、大、粗笨的貨物以及要求非凡保管條件的貨物。5自動化立體倉庫的高架吊車、自動控制系統(tǒng)等都是技術(shù)含量極高的設(shè)備，維護(hù)要求高，因此必須依靠供給商，以便在系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)能得到及時(shí)的技術(shù)援助。這就增強(qiáng)了對供給商的依靠性。6對建庫前的工藝設(shè)計(jì)要求高，在投產(chǎn)使用時(shí)要嚴(yán)格按照工藝作業(yè)。自動化立體倉庫的設(shè)計(jì) 每個(gè)自動化立體倉庫的設(shè)計(jì)都分幾個(gè)主要的階段

10、，每個(gè)階段都有其要達(dá)到的目標(biāo)。(一)設(shè)計(jì)前的預(yù)備工作需求分析(預(yù)備階段)是第一階段，在這一階段里要提出問題，確定設(shè)計(jì)目標(biāo)，并確定設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。要通過調(diào)研搜集設(shè)計(jì)的數(shù)據(jù)，找出各種制約條件，并對其進(jìn)行細(xì)致的分析。設(shè)計(jì)主要包括以幾個(gè)方面：1要了解建庫的現(xiàn)場條件，包括氣象、地形、地質(zhì)條件、地面承載能力、風(fēng)及雪載荷、地震情況以及其他環(huán)境的影響。2在自動化立體倉庫的總體設(shè)計(jì)中，機(jī)械、結(jié)構(gòu)、電氣、土建等多專業(yè)相互交叉、相互制約，這就要求第三方物流企業(yè)在進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮到各專業(yè)的需要。例如，機(jī)械的運(yùn)動精度要根據(jù)結(jié)構(gòu)制作的精度和土建的沉降精度而選定。3要制定出第三方物流企業(yè)對倉儲系統(tǒng)的投資、人員配置等計(jì)劃，以此來

11、確定倉儲系統(tǒng)的規(guī)模和機(jī)械化、自動化的程度。4要對與第三方物流企業(yè)倉儲系統(tǒng)有關(guān)的其他方面的條件進(jìn)行調(diào)查了解，例如，貨物的來源，連結(jié)庫場的交通情況，貨物的包裝，搬運(yùn)貨物的方法，貨物的最終去向和運(yùn)輸工具等等。(二)庫場的選擇與規(guī)劃庫場的選擇和布置對于倉儲系統(tǒng)的基建投資、物流費(fèi)用、勞動條件等都有重要的意義?？紤]到城市規(guī)劃、第三方物流企業(yè)的整體運(yùn)作，自動化立體倉庫最好選在靠近港口、碼頭、貨運(yùn)站等交通樞紐，或靠近生產(chǎn)地或原材料產(chǎn)地，或靠近主要的銷售市場，這樣可以大大地降低第三方物流企業(yè)的費(fèi)用。庫場地址是否合理對于環(huán)境保護(hù)、城市規(guī)劃等也有一定的影響。例如，選擇在受到交通限制的商業(yè)區(qū)建立自動化立體倉庫，一方面

12、與繁華的商業(yè)環(huán)境不協(xié)調(diào)，另一方面要花高價(jià)購買地皮。最重要的是，由于受到交通限制，只能天天半夜來運(yùn)送貨物，這顯然是極不合理的。(三)確定倉庫形式、作業(yè)方式和機(jī)械設(shè)備參數(shù)倉庫的形式需要在調(diào)查入庫貨物品種的基礎(chǔ)上確定。一般都采用單元貨格式倉庫，假如存儲的貨物品種單一或很少，而且貨物批量較大，可以采用重力式貨架或者其他形式的貫通式倉庫。根據(jù)出入庫的工藝要求(整單元或零散出入庫)來決定是否需要堆垛揀選作業(yè)，假如需要揀選作業(yè)，再確定揀選作業(yè)的方式。為了提高出入庫搬運(yùn)效率，應(yīng)盡量減少單作業(yè)方式(即單人庫或單出庫)，要盡量采用復(fù)合式作業(yè)方式(即迂回或回程也進(jìn)行搬運(yùn)作業(yè))?；蛘卟捎靡淮伟徇\(yùn)兩個(gè)單元格貨物的作業(yè)方

13、式，具體做法是：在堆垛機(jī)的臺上設(shè)置兩副貨叉，它們可以分別伸縮，也可以同時(shí)伸縮，以存取兩個(gè)單元格的貨物。還有一種方法就是把貨架的深度加大，設(shè)計(jì)成兩個(gè)貨物單元大小，相應(yīng)的也要把堆垛機(jī)的貨臺增寬一倍，貨叉要增長一倍，這樣要叉取一個(gè)貨物單元時(shí)，貨叉只要伸出一半就可以了，假如要同時(shí)叉取兩個(gè)貨物單元時(shí)，只要把貨叉全部伸出就可以了。在自動化立體倉庫中還有一種作業(yè)方式常被采用，這就是所謂的自由貨位方式，即貨物可以就近入庫，非凡是對于出入庫頻繁和超長、超重的貨物，應(yīng)當(dāng)盡量在到貨和發(fā)貨的地點(diǎn)四周作業(yè)，這樣做不但可以縮短出入庫時(shí)間，還節(jié)省了搬運(yùn)費(fèi)用。自動化立體倉庫所使用的機(jī)械設(shè)備有很多種，一般都包括巷道堆垛機(jī)、連續(xù)

14、輸送機(jī)、高層貨架，自動化程度高的還有自動導(dǎo)向車。在進(jìn)行倉庫的總體設(shè)計(jì)時(shí)，要根據(jù)倉庫的規(guī)模、貨物的品種、出入庫頻率等選擇最適合的機(jī)械設(shè)備，并確定這些設(shè)備的主要參數(shù)。(四)確定貨物單元形式及規(guī)格由于自動化立體倉庫的前提是單元化的搬運(yùn)，所以確定貨物單元的形式、尺寸和重量是一個(gè)非常重要的問題。它會影響到第三方物流企業(yè)對倉庫的投資，而且會影響到整個(gè)倉儲系統(tǒng)的配備、設(shè)施等問題。因此，為了合理確定貨物單元的形式、尺寸和重量，應(yīng)根據(jù)調(diào)查和統(tǒng)計(jì)的結(jié)果，列出所有可能的貨物單元形式和規(guī)格，并做出合理的選擇。對于那些外形和尺寸比較非凡或者很重的貨物，可以單獨(dú)處理。在貨物單元形式和規(guī)格都確定后，還應(yīng)確定貨格的尺寸，貨格

15、尺寸取決于貨物單元四面留出的凈尺寸和貨架構(gòu)件的有關(guān)尺寸。一般來說這些凈尺寸都是根據(jù)實(shí)際情況和有關(guān)經(jīng)驗(yàn)、數(shù)據(jù)來確定的。(五)確定庫容量(包括緩存區(qū))庫容量是指在同一時(shí)間倉庫可容納的貨物單元數(shù)，這對自動化立體倉庫來說是一個(gè)非常重要的參數(shù)。由于在庫存周期會受到許多預(yù)料之外因素的影響，因此庫存量的波峰值有時(shí)會大大超出自動化立體倉庫的實(shí)際庫容量。除此之外，有的自動化立體倉庫僅僅考慮了貨架區(qū)的容量，而忽視了緩存區(qū)的面積，結(jié)果造成緩存區(qū)的面積不足，使得貨架區(qū)的貨物出不來，庫房外的貨物進(jìn)不去。(六)庫房面積與其他面積的分配由于總面積是一定的，而許多第三方物流企業(yè)在建造自動化立體倉庫時(shí)只重視辦公、實(shí)驗(yàn)(包括研發(fā))的面積，卻忽視了庫房面積，因此造成了這種局面，即為了滿足庫容量的需要，只好通過向空間發(fā)展來達(dá)到要求。但是貨架越高，機(jī)械設(shè)備的采購成本和運(yùn)行成本也就越高。除此之外，由于自動化立體倉庫內(nèi)最優(yōu)的物流路線是直線形的，但在倉庫設(shè)計(jì)時(shí)往往會受到平面面積的限制，造成本身物流路線的迂回(往往是s形，甚至是網(wǎng)狀)，這會增加許多不必要的投入和麻煩。(七)人員與設(shè)備的匹配不管自動化立體倉庫的自動化程度有多高，具體運(yùn)作時(shí)仍需要一定的人工勞動，因此工作人員的數(shù)量要合適。人員不足會降低倉庫的效率，太多又會造成浪費(fèi)。自動化立體倉庫采用了大量先進(jìn)的設(shè)備，因此對人員的素質(zhì)要求比較高，人員素質(zhì)跟不上，同樣會降低倉庫的