自動化立體倉庫技術(shù)的應(yīng)用

劉德文，梁敏

（長嶺煉化岳陽工程設(shè)計有限公司，湖南 岳陽 414000）

1 概述

自動化立體倉庫其儲存單元貨物采用的是幾層、十幾層乃至幾十層的貨架，并以巷道堆垛起重機結(jié)合入庫出庫、周邊等設(shè)備在不需人工處理的情況下自動存入和取出貨物。因其能充分利用空間、節(jié)約用地、儲存貨物多、減少人工、分揀準(zhǔn)確度高、入庫出庫速度快、增值收益巨大而越來越受到各行各業(yè)的青睞(圖1）。

圖1

2 自動化立體倉庫系統(tǒng)主要組成

自動化立體倉庫系統(tǒng)主要由房屋建筑、立體貨架、托盤料廂周轉(zhuǎn)箱、出入庫傳輸設(shè)備、巷道堆垛起重機、GV系統(tǒng)、自動化控制以及自動化管理系統(tǒng)等部分組成，還有與之配套的供電、空調(diào)、消防、稱量計量、包裝、網(wǎng)絡(luò)通信系統(tǒng)等。

2.1 房屋建筑

房屋建筑是立體倉庫的圍護結(jié)構(gòu)，可設(shè)計成整體式和分離式，整體式是貨架和房屋建筑一體化，貨架兼作房屋建筑的支撐結(jié)構(gòu)；分離式則是貨架在房屋建筑內(nèi)部獨立存在。

2.2 立體貨架

立體貨架是立體倉庫中的重要構(gòu)筑物，是用于存放貨物的場所，分鋼制結(jié)構(gòu)貨架和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)貨架，可固定、可組裝拆卸和分層。

2.3 托盤料廂周轉(zhuǎn)箱

托盤料廂周轉(zhuǎn)箱承載貨物的器具，就是將貨物碼放在托盤上、卡板上、或托箱中，便于成盤、成板、成箱地疊放和運輸。

2.4 出入庫傳輸設(shè)備

傳輸設(shè)備是把倉庫的各個部分連接起來將貨物送到相應(yīng)的貨架的存儲位置或從相應(yīng)貨架存儲位置的貨物送出的輸送系統(tǒng)，即將貨物運送到堆垛機或從堆垛機處的貨物移走。有輥式運輸機、鏈?zhǔn)竭\輸機、升降運輸機和皮帶運輸機等。

2.5 巷道堆垛起重機

是立體化倉庫的核心部件，在高層貨架的巷道上來回穿梭，將巷道上的貨物放入指定高架貨格，或從高架貨架上取出指定貨物放置巷道上。分單立柱和雙立柱兩種，可在巷道內(nèi)直行、彎行、垂直升降。

2.6 GV系統(tǒng)

即自動導(dǎo)向小車，有感應(yīng)式導(dǎo)向小車和激光導(dǎo)向小車兩種。

2.7 自動化控制系統(tǒng)（WCS）

自動控制系統(tǒng)驅(qū)動自動化立體倉庫內(nèi)各設(shè)備工作，主要由PLC、操作終端、電機驅(qū)動裝置、檢測元件等組成，目前主要采用的控制模式是現(xiàn)場總線方式。分為手動控制、隨機自動控制、遠距離自動控制和計算機自動控制等。

2.8 自動化管理系統(tǒng)（WMS）

自動化管理系統(tǒng)是自動化立體倉庫的核心，由硬件、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫等組成。硬件又由數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、圖形監(jiān)控服務(wù)器、管理工作站、UPS、條碼閱讀器、手持終端、電子屏枰、LED顯示器、交換機等組成；目前操作系統(tǒng)有服務(wù)器WindowsServer2008和工作站W(wǎng)indows7，數(shù)據(jù)庫目前有SQLserver2008和Oracle10g，一般采用大型的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（如ORACLE，SYBASE，ERP系統(tǒng)等）聯(lián)網(wǎng)或集成。

自動化控制和管理系統(tǒng)是整個倉庫的中樞神經(jīng)，負(fù)責(zé)所有存儲設(shè)備的系統(tǒng)管理和調(diào)度。自動化控制系統(tǒng)通過貨物傳輸設(shè)備來控制邏輯計算機和動作執(zhí)行，在倉庫管理系統(tǒng)（WMS）的協(xié)調(diào)下，實現(xiàn)設(shè)備的集中控制和指揮。自動化管理系統(tǒng)通過計算機、軟件、及庫房網(wǎng)絡(luò)對信息、資源、行為、存貨和分揀等進行自動化管理，最大限度滿足貨物出入的精確度要求。

3 自動化立體庫房的功能

自動化立體倉庫的功能主要是貨物自動收入庫、出庫、盤點庫存、貨物倒庫、貨位管理、存貨管理、查詢和統(tǒng)計、運行監(jiān)控等。

3.1 貨物入庫流程

錄入入庫任務(wù)→生成入庫任務(wù)→指令下發(fā)，輸送設(shè)備輸送貨物，分配貨位→指令下發(fā)，堆垛起重機搬運貨物→貨物上架，WMS更新數(shù)據(jù)（入庫任務(wù)完成）。

3.2 貨物出庫流程

搜索出庫的貨物→生成出庫任務(wù)→指令下發(fā)，堆垛起重機及傳輸設(shè)備將貨物搬運至交接臺→LED顯示出庫信息→貨物搬離輸送設(shè)備，WMS更新數(shù)據(jù)（出庫任務(wù)完成）。（1）盤點庫存：可按貨物量盤庫，也可按貨位量盤庫。（2）貨物倒庫：定期優(yōu)化存儲貨位，保證系統(tǒng)響應(yīng)效率。（3）貨位管理：可均勻存放，也可按指定規(guī)則劃分存儲區(qū)域，還可按鎖定條件存放貨物。（4）庫存管理：根據(jù)原庫存情況和出入庫完成信息，盤點和統(tǒng)計庫存、統(tǒng)計貨位的利用率。

3.3 查詢和統(tǒng)計

隨時查取倉庫的存貨信息、作業(yè)信息以及其他相關(guān)的信息，并伴隨查詢各種作業(yè)信息和報表單據(jù)、日志、統(tǒng)計作業(yè)能力等。這種查詢可以在倉庫范圍內(nèi)進行，也可通過聯(lián)網(wǎng)在其他地點進行。

3.4 運行監(jiān)控

監(jiān)控系統(tǒng)可提供整個倉庫中設(shè)備運行的模擬畫面，實時監(jiān)視到整個立體倉庫中各部分的運行情況，例如各設(shè)備的運行狀態(tài)、貨物運行的位置、貨位的占有等情況，還可監(jiān)視到所有任務(wù)的當(dāng)前運行狀態(tài)、出錯報警情況，實時掌握控制設(shè)備的運行。

4 投入成本對比

表1是國內(nèi)某物流系統(tǒng)項目中自動化立體倉庫與傳統(tǒng)倉庫的投入成本對比。

從表1中可知，假定人工成本和土地成本一定的前提條件下，目前，自動立體倉庫建設(shè)投資比傳統(tǒng)倉庫稍低，但隨著土地價格和人工成本的上升，自動化立體倉庫投資成本與傳統(tǒng)倉庫相比將大幅度降低，從長遠來看更經(jīng)濟。

表1

5 結(jié)語

隨著現(xiàn)代制造業(yè)和物流業(yè)等的高速發(fā)展，自動化程度高、容量大的立體倉庫將成為一種趨勢，在計算機及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、信息技術(shù)的推動下，各倉庫的管理可不獨立、資源共享，運行成本大大降低，倉庫的整體運行效率可以達到最優(yōu)，再加上近幾年國家已經(jīng)制定和推行了一系列與國際接軌的自動化立體倉庫技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，大力推動和規(guī)范了自動化立體倉庫市場。對于推動構(gòu)建成本節(jié)約、循環(huán)經(jīng)濟、節(jié)能節(jié)地、綠色環(huán)保等，自動化立體倉庫技術(shù)的應(yīng)用具有重要的意義。

[1]張志.自動化立體倉庫中輸送控制系統(tǒng)研究[J].起重運輸機械,2008,12.