淺談陶瓷產業的立體倉庫的智能化儲運

吉登榜+劉蜀陽

摘 要：隨著陶瓷產業的發展，陶瓷產品的種類也變得越來越多，種類和數量的增加，這使得傳統的倉庫的儲存和運輸也變得無力。立體倉庫的發明大大的改變了傳統的倉庫儲運，為各種產業的發展帶來了便利。陶瓷產品儲運過程中的破損、找尋和貨物擺放等問題都可以通過智能化的立體倉庫來簡單化。

關鍵字：陶瓷產品；立體倉庫；智能化；儲運

1 前言

陶瓷生產中，坯體在成形、干燥、施釉、燒成、檢選和儲運等幾個工序。通常所說傳統陶瓷或普通陶瓷一般指日用陶瓷、建筑陶瓷、衛生陶瓷、化工陶瓷、電瓷和陳列藝術陶瓷等。作為一個陶瓷生產制造大國，必須在在陶瓷的儲運方面要有相當的實力才能勝任。陶瓷種類和工序的繁多，如果僅僅靠人力來實現，那么所需要的勞動力資源將會是非常大。在勞動力成本的日益增加，企業之間的競爭，提高生產力，提高產品的品質，是企業們迫切需求的。

自動化立體倉庫又稱自動化倉庫、現代智能庫、高層貨架倉庫等。該系統是適應經濟發展的需要而在近代才崛起的新型倉儲設施，無須人工直接進行處理的自動存儲和取出貨物系統。隨著計算機技術和自動控制技術的發展和廣泛應用，僅僅只是提高立體倉庫的自動化管理水平已經不能滿足各大企業的需求，因此，新型的立體倉庫系統必然要發展到成為整個企業生產計劃與調配的控制中心。

2 立體倉庫的優勢

2.1 提高空間利用率

早期立體倉庫構想的基本出發點是提高空間利用率，充分節約有限且昂貴的場地，在西方有些發達國家提高空間利用率的觀點已有更廣泛、深刻的含義，節約土地已與節約能源、保護環境等更多方面聯系起來。有些甚至把空間利用率作為考核倉庫系統合理性和先進性的重要指標。倉庫空間利用率與其規劃緊密相連，一般來說，立體倉庫的空間利用率為普通倉庫的2～5倍。

2.2 先進的物流系統提高企業生產管理水平

傳統的倉庫只是貨物的儲存場所，保存貨物是其唯一的功能，屬于靜態儲存。立體倉庫采用先進的自動化物料搬運設備，不僅能使貨物在倉庫內按需要自動存取，而且還可以與倉庫以外的生產環節進行有機地連接，并通過計算機管理系統和自動化物料搬運設備使倉庫成為企業物流中的重要環節。企業外購件和自制件進入立體倉庫短時儲存是整個生產的一個環節，是為了在指定的時間自動輸出到下一道工序進行生產，從而形成自動化的物流系統環節，屬于動態儲存，是當今立體倉庫發展的明顯技術趨勢。

2.3 加快貨物存取，減輕勞動強度，提高生產效率

建立以立體倉庫為中心的物流系統，其優越性還表現在立體倉庫具有快速的入出庫能力，妥善地將貨物存入立體倉庫，及時自動地將生產所需零部件和原材料送達生產線。同時，立體倉庫系統減輕了工人綜合勞動強度。

3 陶瓷產業的智能立體倉庫的需求

由于個性化的陶瓷普遍存在包裝尺寸大小不同、數量不同，為了經濟高效的實現陶瓷的快速儲運，對現代倉庫中貨品的儲存與運輸帶來了新的要求，具體包括：1.倉庫中的貨架空間能根據陶瓷件的大小來進行調節；

2.貨架上的陶瓷物品要按運輸計劃相對有序集中，能夠實現快速找尋和快速出庫；

3.貨架應支持的空與占顯示，對所存貨物具有一一映射標定，并支持狀態自動更新；

4.為了提高儲運過程的安全性與準確度，應支持遠程集中調度下的機器人自動儲運。

4 陶瓷產業的智能倉庫的設計

4.1 針對陶瓷產業的智能立體倉庫的需求，提出了以下設計

1.倉庫貨架空間的自動編碼與優化調度。設計信息數據庫，對立體倉庫中的所在貨架位，按空間大小與位置統一編碼；設計多機器人同步動作路徑規劃算法，進行倉庫中貨架擺放位置與軌道排放的優化自動設計，由系統自動進行陶瓷件存放的空間位置與次序。

2.陶瓷件的自動識別與貨架位信息更新。遠程控制端對儲運機器人下達動作指定的同時，給定需要儲運陶瓷件的目標位置；機器人以最短路徑移動至操作貨架位上完成儲運操作，并對貨架位上的電子標簽上進行信息改寫；貨架位的電子標簽與控制端數據庫相連，進行狀態信息的記錄。

3.立體貨架空間的自動優化調整。根據當前的存儲要求，系統自動生成調整方案并上報。待管理員審批后，貨架根據陶瓷件要求，進行不同尺寸貨特空間的自動調整，以實現倉庫空間的自適應；調整過程與操作均由系統自動生成，并就調整后的各貨架信息進行系統資源數據庫的更新。

4.2 遠程控制端

遠程控制端的控制系統是自動化倉庫運行成功的關鍵，沒有好的控制，系統運行成本就會很高，而且效率很低。為了實現自動運轉，自動化倉庫內所用的各種存取設備和輸送設備本身必須配置各種控制裝置。這些控制裝置種類很多，從普通開關和繼電器，到微處理器，根據各自設計的功能，它們都能完成一定的控制任務。如根據陶瓷件的大小調整貨架的大小，控制機器人的動作路徑以及動作的位置、速度等。遠程控制端是自動化倉庫的信息樞紐，它在整個系統中起著舉足輕重的作用，負責協調系統中各部分的運行。各設備的運行任務、運行途徑、運行方向都需要監控系統來統一調度，按照指揮系統的命令進行陶瓷件的搬運活動，并可通過遠程控制端可以直接觀察各系統的運行情況。

4.3 執行端——機器人

執行端的機器人主要由PLC來控制，在倉庫中有相應的HMI（人機界面）控制板來控制，同時在遠程控制端的管理員也同樣可以控制機器人。PLC主要控制機器人的位置、機器人對陶瓷件的拾取、行走路徑和速度等等。這些都是根據相應的傳感器和行程開關以及遠程控制端給的相應信號為基準進行控制的。

4.4 運輸端

除了機器人的運輸外，對于陶瓷件的入庫和出庫，都有叉車、堆垛機、打包機、傳輸設備相應實現智能立體倉庫的智能化。傳輸設備可以根據陶瓷件的大小、重量、形狀，傳到相應的機器人。

5 總結

中國的陶瓷產業要想繼續保持生產制造在世界上第一的地位，這就要求生產過程中各環節緊密相連，成為一個有機整體，要求生產管理科學實用，做到決策科學化。建立立體倉庫系統是其有力的措施之一。采用計算機管理和網絡技術使企業領導宏觀快速地掌握各種物資信息，且使工程技術人員、生產管理人員和生產技術人員及時了解庫存信息，以便合理安排生產工藝，提高生產效率。國際互聯網和企業內部網絡更為企業取得與外界在線連接，突破信息瓶頸，開闊視野及外引內聯提供了廣闊的空間和堅實強大的技術支持。

本文是就江西省高等學校大學生創新創業設計項目結題的論文報告，項目名稱：陶瓷立體倉庫智能化儲運策略及其功能實現，在景德鎮陶瓷大學劉蜀陽老師的指導下完成。

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作者簡介

吉登榜（1994-），男，江西贛州人，景德鎮陶瓷大學本科在讀學生

劉蜀陽（1976-），四川資陽人，景德鎮陶瓷大學講師，學位博士，研究方向：特種加工、智能控制。