立體化倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)

1、自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)2相關(guān)概念 所謂自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)是指由電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行管理和控制，不需要人工搬運(yùn)作業(yè)，而實(shí)現(xiàn)收發(fā)作業(yè)的倉(cāng)庫(kù)。立體倉(cāng)庫(kù)是指采用高層貨架以貨箱或托盤(pán)存儲(chǔ)貨物，并用卷道堆垛起重機(jī)及其他機(jī)械進(jìn)行作業(yè)的倉(cāng)庫(kù)。自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)是指有電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行管理和控制，不需要人工搬運(yùn)作業(yè)而實(shí)現(xiàn)收發(fā)作業(yè)的倉(cāng)庫(kù)。將以上兩種倉(cāng)庫(kù)的作業(yè)結(jié)合起來(lái)就稱(chēng)為自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)。 自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)是在不直接進(jìn)行人工處理的情況下能自動(dòng)地存儲(chǔ)和取出物料的系統(tǒng)。自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)是自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)的主要形式，可以將自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)理解為這樣一個(gè)系統(tǒng)：它使用多層貨架、卷道堆垛機(jī)、搬運(yùn)車(chē)及計(jì)算機(jī)控制和通信系統(tǒng)，能自動(dòng)地在立體高層貨架的任何貨位進(jìn)行

2、存取作業(yè)，并能夠?qū)φ麄€(gè)倉(cāng)儲(chǔ)信息和倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)流程進(jìn)行計(jì)算機(jī)管理。有的自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)可以直接與生產(chǎn)系統(tǒng)相連。由于自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)一般建設(shè)成立體倉(cāng)庫(kù)，而自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)是自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)的主要形式，因此，在實(shí)踐中，有時(shí)并不嚴(yán)格區(qū)分自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)、立體倉(cāng)庫(kù)和自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)的概念，而籠籠地稱(chēng)為自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)。3相關(guān)背景 作為現(xiàn)代物流技術(shù)的典型代表，自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)主要由貨架、傳輸設(shè)備、存儲(chǔ)設(shè)備、堆垛機(jī)、控制系統(tǒng)、通信系統(tǒng)、計(jì)算管理監(jiān)控系統(tǒng)等輔助配套組成。自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)能夠按照指令自動(dòng)完成貨物的存取，并能對(duì)庫(kù)存貨物進(jìn)行自動(dòng)管理，完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化作業(yè)。立體倉(cāng)庫(kù)由于具有很高的空間利用率、很強(qiáng)的入出庫(kù)能力、

3、采用計(jì)算機(jī)進(jìn)行控制管理而利于企業(yè)實(shí)施現(xiàn)代化管理等特點(diǎn)，已成為企業(yè)物流和生產(chǎn)管理不可缺少的倉(cāng)儲(chǔ)技術(shù)，越來(lái)越受到企業(yè)的重視。與普通倉(cāng)庫(kù)相比，自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)該系統(tǒng)具有提升物流管理水平與物流運(yùn)作效率、操作簡(jiǎn)單、能與ERP系統(tǒng)進(jìn)行信息集成、節(jié)省占地面積、維護(hù)方便快捷等諸多優(yōu)點(diǎn)。自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)、物流及信息流已成為組織生產(chǎn)、連接生產(chǎn)、銷(xiāo)售、管理各網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn),并且作為降低物流費(fèi)用的重要手段在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中起著越來(lái)越重要的作用。 我國(guó)對(duì)立體倉(cāng)庫(kù)及其物料搬運(yùn)設(shè)備的研制開(kāi)始并不晚，1963年研制成第一臺(tái)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(kāi)始研制我國(guó)第一座由計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)（高15米，

4、機(jī)械部起重所負(fù)責(zé)），該庫(kù)1980年投入運(yùn)行。到2003年為止，我國(guó)自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)數(shù)量已超過(guò)200座。 但就其整體水平而言，我國(guó)企業(yè)自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的應(yīng)用程度相較發(fā)達(dá)國(guó)家而言，尚還處于低水平階段。4倉(cāng)儲(chǔ)自動(dòng)化的設(shè)備 自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)是物料搬運(yùn)、倉(cāng)儲(chǔ)科學(xué)的一門(mén)綜合科學(xué)技術(shù)工程，它以高層立體貨架為主要標(biāo)志，以成套先進(jìn)搬運(yùn)設(shè)備為基礎(chǔ)、以先進(jìn)的計(jì)算機(jī)控制技術(shù)為主要手段，高效率地利用空間、時(shí)間和人力進(jìn)行出入庫(kù)處理。把自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)技術(shù)應(yīng)用到貨物流通領(lǐng)域中，能極大地提高貨物流通效率，減輕工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度。 自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)由高層立體存放架、有軌巷道堆垛機(jī)和信息處理裝置部分組成。 （1）高層立體存放架 （2）倉(cāng)庫(kù)

5、控制與管理系統(tǒng) 自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的管理系統(tǒng)和自動(dòng)化控制可分成三級(jí)，即上位管理級(jí)、中位監(jiān)控級(jí)和下位控制級(jí)?？刂葡到y(tǒng)采用分布式控制，中位監(jiān)控機(jī)由工業(yè)PC機(jī)構(gòu)成，工業(yè)PC機(jī)的數(shù)據(jù)處理能力和抗干擾能力強(qiáng)，適合于控制下位機(jī)。以可編程控制器PLC作為分配車(chē)和堆垛機(jī)的主控制器，進(jìn)行前端控制。PLC配置通訊模塊，具有聯(lián)機(jī)通信功能。全自動(dòng)方式運(yùn)行時(shí)，監(jiān)控機(jī)對(duì)分配車(chē)和堆垛機(jī)的控制通過(guò)與下位機(jī)PLC的通信來(lái)完成。 5倉(cāng)儲(chǔ)自動(dòng)化的設(shè)備 （3）有軌巷道堆垛機(jī) 有軌巷道堆垛機(jī)是立體倉(cāng)庫(kù)成套設(shè)備中的主機(jī)，是一種在軌道上運(yùn)行的起重機(jī)械，它能在三維空間上（行走、升降、兩側(cè)向伸縮）按照一定的順序組合進(jìn)行往復(fù)運(yùn)動(dòng)，以完成對(duì)集裝單元或

6、揀選貨物的出入庫(kù)業(yè)。自動(dòng)小型堆垛機(jī)采用一批新技術(shù)，在尋址技術(shù)上采用脈沖式紅外測(cè)距儀其體積小、重量輕，采用數(shù)字測(cè)相脈沖展寬細(xì)分技術(shù)，測(cè)量精度達(dá)到毫米級(jí)，且能快速準(zhǔn)確地直接顯示距離。 該堆垛機(jī)應(yīng)用變頻調(diào)速技術(shù)，根據(jù)堆垛機(jī)運(yùn)行的目標(biāo)要求由PLC對(duì)變頻器的速度進(jìn)行切換變頻調(diào)速，達(dá)到調(diào)速和停準(zhǔn)的目的。特點(diǎn)：堆垛機(jī)高速運(yùn)行、換速平穩(wěn)、低速停準(zhǔn)的調(diào)速控制要求。實(shí)際應(yīng)用表明，該方案能對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)矩實(shí)行精準(zhǔn)控制、低速運(yùn)行性能好、調(diào)速范圍廣。 此外該堆垛機(jī)應(yīng)用了以下新技術(shù)如：遠(yuǎn)紅外通訊，條碼識(shí)別、編碼識(shí)別、實(shí)時(shí)監(jiān)控等。先進(jìn)的技術(shù)及優(yōu)異的性能使該設(shè)備在歐美等發(fā)達(dá)國(guó)家運(yùn)用比較廣泛。6自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì) 自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)管理

7、系統(tǒng)主要包括倉(cāng)儲(chǔ)物流信息管理系統(tǒng)和倉(cāng)儲(chǔ)物流控制與監(jiān)控系統(tǒng)兩部分。 倉(cāng)儲(chǔ)物流信息管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)上層戰(zhàn)略信息流、中層管理信息流的管理；自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)控制與監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)下層信息流與物流作業(yè)的管理。企業(yè)倉(cāng)儲(chǔ)物流信息管理系統(tǒng)，用于支撐自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的運(yùn)作。該系統(tǒng)主要包括入庫(kù)管理、出庫(kù)管理、庫(kù)存管理、系統(tǒng)管理、配送管理、質(zhì)量管理、批次管理、配送裝車(chē)輔助、RF信息管理系統(tǒng)等子系統(tǒng)。 倉(cāng)儲(chǔ)物流控制監(jiān)控系統(tǒng)，是實(shí)現(xiàn)倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)自動(dòng)化、智能化的核心系統(tǒng)。它以動(dòng)態(tài)仿真人機(jī)交互界面，根據(jù)設(shè)備的運(yùn)行狀況指揮協(xié)調(diào)設(shè)備的運(yùn)行。該系統(tǒng)包括：作業(yè)管理、作業(yè)高度、作業(yè)跟蹤、自動(dòng)聯(lián)機(jī)入庫(kù)、設(shè)備監(jiān)控、設(shè)備組態(tài)、設(shè)備管理等功能模塊。立體倉(cāng)庫(kù)

8、控制與監(jiān)控系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)自動(dòng)化、智能化的核心系統(tǒng)，它負(fù)責(zé)管理高度倉(cāng)儲(chǔ)物流信息系統(tǒng)的作業(yè)隊(duì)列，并把作業(yè)隊(duì)列解析自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備的指令隊(duì)列，根據(jù)設(shè)備的運(yùn)行狀況指揮協(xié)調(diào)設(shè)備的運(yùn)行。有的監(jiān)控系統(tǒng)還以動(dòng)態(tài)仿真人機(jī)交互界面監(jiān)控自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備的運(yùn)行狀況。7自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì) 倉(cāng)儲(chǔ)物流信息管理系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)上層戰(zhàn)略信息流、中層管理信息流的管理；自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)控制與監(jiān)控系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)下層信息流與物流作業(yè)的管理。倉(cāng)儲(chǔ)物流信息管理系統(tǒng)包括：8自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)監(jiān)控系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式集中控制式自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)監(jiān)控系統(tǒng) 集中控制式自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)監(jiān)控系統(tǒng)可靠性比較低，雖然投資較少，但在一些中大型自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)不采用，只用在小型自動(dòng)化立體倉(cāng)

9、庫(kù)或自動(dòng)設(shè)備數(shù)量較少控制功能簡(jiǎn)單的中小型自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)。功能分散式自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)監(jiān)控系統(tǒng) 功能分散式自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)監(jiān)控系統(tǒng)仍沒(méi)有解決集中式監(jiān)控系統(tǒng)的所有問(wèn)題。如某個(gè)功能裝置計(jì)算機(jī)故障，則全部自動(dòng)化立體庫(kù)的這部分功能均將消失，影響較大而且仍然沒(méi)有解決要將所有信息集中到一處用電纜所帶來(lái)的問(wèn)題，系統(tǒng)可靠性仍然不高。這種功能分散式自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)監(jiān)控系統(tǒng)很少采用。分層分布式自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)監(jiān)控系統(tǒng) 分層分布式監(jiān)控系統(tǒng)在地域上是分散分布的。按控制對(duì)象進(jìn)行分散。自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的控制對(duì)象是自動(dòng)輸送機(jī)系統(tǒng)、自動(dòng)分揀機(jī)系統(tǒng)、自動(dòng)堆垛機(jī)、AGV、其它自動(dòng)化設(shè)備等。按控制對(duì)象設(shè)置單獨(dú)的控制單元稱(chēng)作現(xiàn)地控制站它們是由微機(jī)

10、或PLC構(gòu)成組成了現(xiàn)地控制級(jí)或稱(chēng)現(xiàn)地控制層。中央控制站與PLC信息交換該控制站也設(shè)計(jì)算機(jī)它負(fù)責(zé)控制整個(gè)立體庫(kù)的功能。中央控制級(jí)本身也可以是一個(gè)功能分散的系統(tǒng)由多臺(tái)計(jì)算機(jī)組成。中央控制站與PLC通信的交換信息有任務(wù)信息、應(yīng)答信息、查詢(xún)信息等。任務(wù)信息包括作業(yè)指令入庫(kù)、出庫(kù)和盤(pán)庫(kù)和作業(yè)地址源地址、目標(biāo)地址應(yīng)答信息是下位機(jī)接收到監(jiān)控機(jī)發(fā)出的命令字后回送給監(jiān)控機(jī)的信息查詢(xún)信息是監(jiān)控機(jī)每隔一定時(shí)間很短對(duì)所有下位機(jī)標(biāo)志位區(qū)進(jìn)行一輪查詢(xún)?nèi)绮樵?xún)堆垛機(jī)與分配車(chē)的位置信息、任務(wù)完成信息、故障信息等每一輪新的查詢(xún)后堆垛機(jī)和分配車(chē)的狀態(tài)就在監(jiān)控級(jí)的CRT上予以動(dòng)態(tài)顯示。9自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的應(yīng)用現(xiàn)狀（1）市場(chǎng)發(fā)展情況 據(jù)

11、不完整統(tǒng)計(jì)，截止到2006年底，全國(guó)自動(dòng)化立體庫(kù)的保有量已超過(guò)500座。2006年建設(shè)的自動(dòng)化立體庫(kù)在80座以上，主要集中在機(jī)械制造、煙草、食品加工、服裝生產(chǎn)及流通等行業(yè)，與2005年相比，整個(gè)市場(chǎng)有了很大發(fā)展。主要表現(xiàn)在: 煙草行業(yè)建設(shè)的自動(dòng)化立體庫(kù)數(shù)量有所下降，新建立體庫(kù)約10座。 醫(yī)藥行業(yè):醫(yī)藥生產(chǎn)企業(yè)對(duì)自動(dòng)化立體庫(kù)的需求依然穩(wěn)定。 機(jī)械行業(yè)中的一些標(biāo)準(zhǔn)件、緊固件生產(chǎn)企業(yè)、閥門(mén)、水泵制造企業(yè)紛紛建設(shè)自動(dòng)化立體庫(kù)。 伊利、蒙牛等大型乳品企業(yè)建設(shè)自動(dòng)化立體庫(kù)的熱情高漲。 2006年服裝行業(yè)巨頭雅戈?duì)柟韭氏冉ㄔO(shè)了服飾自動(dòng)化物流中心，其中包含1座自動(dòng)化立體庫(kù)。隨著使用效果的凸顯和企業(yè)間的傳播，

12、其他企業(yè)必然效仿，該行業(yè)孕育著巨大的市場(chǎng)。軍隊(duì)自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)建設(shè)速度加快，近兩年全軍列入建設(shè)計(jì)劃的自動(dòng)化立體庫(kù)有幾十座，各供應(yīng)廠商格外重視該市場(chǎng)領(lǐng)域，今后的競(jìng)爭(zhēng)將日趨激烈。10自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的應(yīng)用現(xiàn)狀（2）技術(shù)和產(chǎn)品發(fā)展情況 根據(jù)企業(yè)的生產(chǎn)不同，自動(dòng)化立體庫(kù)在國(guó)內(nèi)也有一定需求，目前國(guó)內(nèi)供應(yīng)商還不能提供完全符合要求的解決方案和相關(guān)產(chǎn)品，勉強(qiáng)滿(mǎn)足用戶(hù)使用要求，但效果不理想，急需供應(yīng)商攻關(guān)研究，從總體設(shè)計(jì)和設(shè)備研制上全面著手，提供適合行業(yè)需要的整體解決方案。（3）供應(yīng)商發(fā)展情況 行業(yè)企業(yè)總體數(shù)量變化不大，除有個(gè)別企業(yè)經(jīng)營(yíng)不善淡出市場(chǎng)外，也有幾家國(guó)外廠家加入國(guó)內(nèi)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)，同時(shí)出現(xiàn)了國(guó)外企業(yè)并購(gòu)國(guó)內(nèi)企業(yè)

13、的現(xiàn)象2007年市場(chǎng)需求看好，全年自動(dòng)化立體庫(kù)建設(shè)規(guī)模將接近100座。今后，隨著中國(guó)企業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大和數(shù)量的增加，以及重視與合理應(yīng)用土地這一稀缺資源的意識(shí)不斷增強(qiáng)，具有節(jié)約土地資源優(yōu)勢(shì)、提高企業(yè)管理水平的自動(dòng)化立體庫(kù)必將得到更廣泛使用。應(yīng)用領(lǐng)域的進(jìn)一步擴(kuò)大，將對(duì)相應(yīng)設(shè)備和技術(shù)提出新的、更高的要求，我國(guó)企業(yè)必須進(jìn)行全面技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品升級(jí)，才能抓住時(shí)代賦予的機(jī)遇。11總結(jié) 我國(guó)自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的發(fā)展，只有十幾年的歷史。由于時(shí)間短，經(jīng)驗(yàn)不足，技術(shù)水平不高，尚處于初期發(fā)展階段。適宜我國(guó)國(guó)情的自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)應(yīng)用方式為：適當(dāng)發(fā)展不同類(lèi)型的立體倉(cāng)庫(kù)。 隨著我國(guó)流通體制改革的不斷深化，對(duì)外貿(mào)易的不斷發(fā)展，要求倉(cāng)庫(kù)的建設(shè)與管理要適應(yīng)新形勢(shì)的需要，還需進(jìn)一步快速發(fā)展： （1）加強(qiáng)倉(cāng)儲(chǔ)理論研究