自動化立體倉庫管理與監(jiān)控系統(tǒng)的分析

西安工業(yè)大學(xué) 李鵬坤

自動化立體倉庫管理與監(jiān)控系統(tǒng)的分析

西安工業(yè)大學(xué) 李鵬坤

文章以針對自動化立體倉庫所開展管控工作的現(xiàn)狀作為立足點(diǎn)，首先簡明扼要的闡述了立體倉庫的構(gòu)成，然后通過理論和實(shí)際相結(jié)合的方式，從四個方面分別針對立體倉庫所應(yīng)用的管控系統(tǒng)提出了建設(shè)性的設(shè)計(jì)意見，供研究人員參考。

自動化立體倉庫；管理與監(jiān)控系統(tǒng)；分析

引言

作為現(xiàn)階段我國物流行業(yè)的重要中轉(zhuǎn)站，自動化立體倉庫在勞動力的節(jié)省以及管理方式的科學(xué)性上所具有的優(yōu)勢是非常突出的，因此，立體倉庫開始被廣泛應(yīng)用在企業(yè)生產(chǎn)及運(yùn)輸?shù)倪^程中。想要保證倉庫運(yùn)作狀態(tài)的平穩(wěn)，需要工作人員對相關(guān)自動化設(shè)備具有準(zhǔn)確的了解，通過管控系統(tǒng)對現(xiàn)場進(jìn)行實(shí)施監(jiān)督，將發(fā)現(xiàn)的問題在第一時間進(jìn)行解決，提高立體倉庫的自動化運(yùn)作效率。由此可以看出，對立體倉庫所應(yīng)用的管控系統(tǒng)進(jìn)行分析是非常有必要的。

1.自動化立體倉庫的構(gòu)成

作為機(jī)電一體化的典型產(chǎn)品，自動化的立體倉庫是依托于通信技術(shù)、機(jī)械工程、電氣技術(shù)以及其他多種技術(shù)共同組合而出現(xiàn)并逐漸完善的。自動化的立體倉庫通常是由以下設(shè)備所構(gòu)成：電氣系統(tǒng)、高層貨架、監(jiān)控系統(tǒng)、輸送機(jī)、堆垛機(jī)等，而硬件設(shè)備則主要包括電氣以及機(jī)械兩部分，電氣的構(gòu)成要素有控制器、監(jiān)管系統(tǒng)、傳感器，機(jī)械的構(gòu)成要素有高層貨架、堆垛機(jī)、傳輸設(shè)備[1]。基礎(chǔ)的倉庫系統(tǒng)則由一臺堆垛機(jī)、兩排高層貨架、一臺計(jì)算機(jī)、一個巷道、兩臺輸送機(jī)和一個控制柜所構(gòu)成。

2.在自動化立體倉庫中所應(yīng)用管控系統(tǒng)的具體設(shè)計(jì)

通過實(shí)踐可以發(fā)現(xiàn)，管控系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具備的功能共有以下幾個：第一，對現(xiàn)場數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，保證相關(guān)系統(tǒng)能夠及時獲取相關(guān)數(shù)據(jù)；第二，一旦立體倉庫設(shè)備出現(xiàn)異常，工作人員可以通過管控系統(tǒng)控制現(xiàn)場作業(yè)；第三，工作人員可以通過人機(jī)界面對系統(tǒng)日志及其他作業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢和獲取。接下來便根據(jù)管控系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)具備的功能，對其模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)。

2.1 數(shù)據(jù)模塊

雖然可以通過GetVal的方法獲取相應(yīng)數(shù)據(jù)，但通過這種方法獲取的數(shù)據(jù)是以數(shù)組的形式而存在的，對研究人員來說，想要在數(shù)組中對所需數(shù)據(jù)進(jìn)行提取是較為困難的，而數(shù)據(jù)模塊所具有的作用就是將數(shù)據(jù)進(jìn)行分類和歸納，為下一階段工作提供方便。在對應(yīng)用于立體倉庫之中的監(jiān)控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)時，研究人員應(yīng)當(dāng)將設(shè)備作為一個單位，對數(shù)據(jù)模塊進(jìn)行劃分，再依照不同數(shù)據(jù)所具有的實(shí)際功能，將其歸劃分為相應(yīng)的組，而不同組內(nèi)均包含分層結(jié)構(gòu)。對數(shù)據(jù)模塊進(jìn)行構(gòu)造的基礎(chǔ)是對擁有分層結(jié)構(gòu)的各結(jié)構(gòu)體進(jìn)行構(gòu)造，即首先構(gòu)造結(jié)構(gòu)體數(shù)據(jù)，再對結(jié)構(gòu)體進(jìn)行定義，保證數(shù)據(jù)模塊所具有分層結(jié)構(gòu)的全面性和科學(xué)性[2]。針對立體倉庫而言，其監(jiān)控系統(tǒng)所使用數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)可分為三層，第一層將需要應(yīng)用的設(shè)備種類作為標(biāo)準(zhǔn)來劃分，例如站臺、堆垛機(jī)等；第二層將需要應(yīng)用的數(shù)據(jù)功能作為標(biāo)準(zhǔn)來劃分，例如控制數(shù)據(jù)、狀態(tài)數(shù)據(jù)等；第三層將數(shù)據(jù)運(yùn)動方向作為標(biāo)準(zhǔn)來劃分，例如堆垛機(jī)的水平、報(bào)警、貨叉等狀態(tài)等。需要研究人員注意的是數(shù)據(jù)模塊不僅需要包含相應(yīng)的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，還應(yīng)當(dāng)包含相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理，也就是說經(jīng)由通訊模塊而獲取的數(shù)據(jù)是以數(shù)組的形式而存在的，而數(shù)據(jù)模塊無法從數(shù)組中對自己所需的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行準(zhǔn)確獲取，因此，需要對數(shù)組進(jìn)行拆分、重組和賦值，保證數(shù)據(jù)模塊所具有功能能夠被完整的發(fā)揮出來。

2.2 通訊模塊

針對立體倉庫開展的一系列管控工作，所對應(yīng)的系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)當(dāng)由三部分構(gòu)成，分別為設(shè)備I/O層、控制層和監(jiān)控層，三者緊密相連并且層層遞進(jìn)。設(shè)備I/O層應(yīng)當(dāng)處于系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的最底層，它所具有的主要作用在于采集現(xiàn)場數(shù)據(jù)以及對相關(guān)指令的準(zhǔn)確執(zhí)行；控制層則與設(shè)備I/O層緊密相連，它所具有的主要作用在于將設(shè)備層采集的現(xiàn)場數(shù)據(jù)與設(shè)備I/O進(jìn)行結(jié)合；監(jiān)控層又被稱為監(jiān)控系統(tǒng)，它所具有的主要作用在于對控制層內(nèi)部儲存的傳感器、作業(yè)等現(xiàn)場數(shù)據(jù)進(jìn)行獲取和交換，準(zhǔn)確了解現(xiàn)場情況。由此可以看出，如何提升監(jiān)控層和控制層針對現(xiàn)場數(shù)據(jù)所開展交換工作的效率，是研究人員需要解決的首要問題，這就要求研究人員在對通訊模塊進(jìn)行設(shè)計(jì)時，應(yīng)當(dāng)在保證將相關(guān)內(nèi)容包含在該模塊之內(nèi)的基礎(chǔ)上，在最大程度上減少通訊模塊和其他模塊之間存在的接口，提升該模塊的獨(dú)立性。

2.3 儲存模塊

儲存模塊的作用在于數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確記錄和上傳，當(dāng)工作人員需要其中的某些數(shù)據(jù)時，能夠按照特定的條件對其進(jìn)行篩選和獲取，因此，儲存模塊應(yīng)當(dāng)包含以下兩個部分：首先是數(shù)據(jù)的儲存。通過對管控過程中產(chǎn)生的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行掃描、分析和上傳的方式，保證有效數(shù)據(jù)均能及時被上傳至數(shù)據(jù)庫中，需要注意的是，在對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的過程中，儲存模塊需要具有能夠?qū)F(xiàn)有數(shù)據(jù)與之前儲存記錄進(jìn)行對比和分析的能力，這樣做的目的在于保證上傳數(shù)據(jù)不存在重復(fù)、遺漏等情況；其次是數(shù)據(jù)的讀取。也就是將工作人員需要的數(shù)據(jù)在人機(jī)界面進(jìn)行準(zhǔn)確呈現(xiàn)，保證工作人員能夠?qū)ζ溥M(jìn)行及時、準(zhǔn)確的獲取[3]。另外，數(shù)據(jù)的儲存記錄可以通過對立體倉庫數(shù)據(jù)庫的有效應(yīng)用，保證自身所記錄數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，也就是說只需要對數(shù)據(jù)庫內(nèi)不存在的數(shù)據(jù)進(jìn)行表格的新建、上傳和保存即可。

2.4 人機(jī)界面

在對人機(jī)界面進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，研究人員應(yīng)當(dāng)明確設(shè)計(jì)工作的出發(fā)點(diǎn)和最終目的都是在于對管控系統(tǒng)操作的便捷性進(jìn)行提高。現(xiàn)階段，研究人員已經(jīng)根據(jù)人機(jī)交互的不同特點(diǎn)研究出了相應(yīng)的交互方式，因此，在對人機(jī)界面進(jìn)行設(shè)計(jì)時，研究人員需要對不同交互方式所具有的優(yōu)勢、不足以及使用范圍進(jìn)行準(zhǔn)確把握，根據(jù)不同對象所具有的實(shí)際要求，保證設(shè)計(jì)成果有效的完整呈現(xiàn)[4]。在設(shè)計(jì)工作開始前，研究人員需要對以下內(nèi)容進(jìn)行考慮：第一，使用對象。對該系統(tǒng)進(jìn)行應(yīng)用的對象是具有較強(qiáng)專業(yè)能力的專業(yè)人員還是一般用戶；第二，控制方式。常見的系統(tǒng)控制方式有兩種，分別是手動控制和自動控制，手動控制相對可靠、靈活，自動控制相對簡單、易學(xué)；第三，難易程度。研究人員應(yīng)當(dāng)通過對提示進(jìn)行設(shè)置等方式，縮短用戶對系統(tǒng)操作進(jìn)行學(xué)習(xí)的時間。針對立體倉庫所設(shè)計(jì)的人機(jī)界面應(yīng)當(dāng)包括主界面，堆垛機(jī)的參數(shù)設(shè)置、報(bào)警、運(yùn)行時間等界面以及數(shù)據(jù)的查詢界面等。研究人員在對界面進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，應(yīng)當(dāng)充分重視每一控件所具有的屬性，這樣做的目的在于，當(dāng)工作人員對控件進(jìn)行應(yīng)用時，只需要將相應(yīng)的數(shù)值賦予該控件所對應(yīng)的屬性，就可以實(shí)現(xiàn)控件的有效應(yīng)用。

3.結(jié)論

綜上所述，上文主要是以數(shù)據(jù)模塊、通訊模塊、儲存模塊和人機(jī)界面作為切入點(diǎn)，以自動化的立體倉庫作為主要背景，對管理和控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用進(jìn)行了系統(tǒng)、深入的分析，并結(jié)合實(shí)際情況提出了相應(yīng)的建議，希望能夠?yàn)檠芯咳藛T下一階段工作的開展提供理論參考。

[1]黃金.自動化立體倉庫管理與控制系統(tǒng)的研究與開發(fā)[D].哈爾濱理工大學(xué),2014.

[2]任銅擘.自動化立體倉庫三維可視化監(jiān)控系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D].河北大學(xué),2013.

[3]趙純樂.自動化立體倉庫管理與監(jiān)控系統(tǒng)的研究[D].沈陽理工大學(xué),2015.

[4]謝文洋.自動化立體倉庫監(jiān)控管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].蘭州交通大學(xué),2015.

李鵬坤（1996－），男，河南周口人，大學(xué)本科，專業(yè)：電氣工程及其自動化。