自動化立體倉庫系統的研究

高娟

[摘要]自動化立體倉庫（簡稱AS/RS）產生于二十世紀五十年代，是用自動化物料搬運設備進行貨物出庫和入庫作業操作的倉庫。本文主要介紹自動化立體倉庫的概念和組成以及我國的發展現狀。

[關鍵詞]自動化立體倉庫 管理系統 監控系統

1引言

自動化立體倉庫是現代物流系統中迅速發展的一個重要組成部分，它具有節約用地、減輕勞動強度、消除差錯、提高倉儲自動化水平及管理水平、提高管理和操作人員素質、降低儲運損耗、有效地減少流動資金的積壓、提高物流效率等諸多優點。與廠級計算機管理信息系統聯網以及與生產線緊密相連的自動化立體倉庫更是當今CIMS（計算機集成制造系統）及FMS（柔性制造系統）必不可少的關鍵環節。

2自動化立體倉庫的概念

自動化立體倉庫又稱立體庫，高層貨架倉庫，自動倉儲系統AS/RS（Automated Storage and Retrieval System）。所謂自動化倉庫是指由電子計算機進行管理和控制，不需要人工搬運作業，而實現貨物收發作業的倉庫。立體倉庫是指采用高層貨架以貨架或托盤存取貨物，用巷道堆垛機及其他機械進行作業的倉庫。將兩種倉庫的作業技術結合稱為自動化立體倉庫。它具有占地面積小，存儲量大、周轉快的優點，是集信息、存儲、管理于一體的高技術密集型機電一體化產品。

3自動化立體倉庫的組成

自動化立體倉庫（AS/RS）是由高層貨架、托盤或貨箱、巷道堆垛機、出入庫輸送系統、通訊系統、堆垛機控制系統、計算機監控系統、計算機管理系統以及其他輔助設備組成的復雜的自動化系統。

（1）貨架

貨架用于存放貨物。貨架的高度通常在8m～50m之間。貨架越高，所占用的面積越少。同時，對貨架的要求也越高。

（2）托盤或貨箱

自動化立體倉庫采用貨箱或托盤作為載體來存放貨物。各種外形不規則的貨物和零散的貨物，采用貨箱存放;大型的規則的貨物用托盤存放。使用托盤或貨箱方便貨物的管理和存儲，還可以保護物品免受損傷。托盤多為鋼制、木制或塑料制成。

（3）巷道堆垛機

堆垛機在立體倉庫貨架區的巷道內往復運行，存取貨物，又稱巷道堆垛機。堆垛機是整個自動化立體倉庫的核心設備，通過手動操作、半自動操作或全自動操作實現把貨物從一處搬運到另一處。巷道堆垛機是隨著立體倉庫的應用而發展起來的專用起重機，通常一個巷道配備一臺堆垛機，有時兩個巷道或多個巷道共同使用一臺堆垛機。巷道堆垛機是目前國內外立體倉庫中應用最多的一種設備，

（4）出入庫輸送系統

出入庫輸送系統是貨架與貨物出入庫口的聯結輸送系統。出入庫輸送設備有輥式輸送機、鏈式輸送機、出入庫站臺小車（RGV）、自動引導小車（AGV）等。自動化立體倉庫的出入庫系統的規劃設計以及采用哪些輸送機械，需根據倉庫的整體布局、倉庫的功能以及貨物的類型等情況決定。出入庫系統的輸送速度以及分岔、合流點的數量等，都要以滿足倉庫的出入庫效率（作業效率）為原則來確定。

（5）通訊系統

自動化立體倉庫是一個復雜的自動化系統，它是由眾多子系統組成的。在自動化倉庫中，為了完成規定的任務，各系統之間、各設備之間要進行大量的信息交換。

自動化倉庫中的主機與監控系統、監控系統與控制系統之間的通信以及倉庫管理機通過廠級計算機網絡與其他信息系統的通信。信息傳遞的媒介有電纜、滑觸線、遠紅外光、光纖和電磁波等。

（6）堆垛機控制系統

控制系統是自動化倉庫運行成功的關鍵。沒有好的控制，系統運行的成本就會很高，而效率很低。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備各種控制裝置。這些控制裝置種類較多，從普通開關和繼電器，到微處理器、單片機和可編程序，根據各自的設定功能，它們都能完成一定的控制任務，如巷道式堆垛機的控制控制器（PLC）要求就包括了位置控制、速度控制、貨叉控制以及方向控制等。所有這些控制都必須通過各種控制裝置去實現。

（7）計算機監控系統

監控系統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，它負責協調系統中各個部分的運行。自動化倉庫系統使用了很多運行設備，各設備的運行任務、運行路徑、運行方向都需要由監控系統來統一高度，按照指揮系統的命令進行貨物搬運活動。通過監控系統的監視畫面可以直觀地看到各設備的運行情況。

（8）計算機管理系統

計算機管理系統是自動化倉庫的核心，相當于人的大腦，它指揮著倉庫中各設備的運行。它主要完成整個倉庫的賬目管理和作業管理，并且負擔與上級系統的通信和企業信息管理系統的部分任務。一般的自動化倉庫管理系統多采用微型計算機為主的系統，對比較大的倉庫管理系統也可采用小型計算機。隨著計算機的高速發展，微型計算機的功能越來越強，運算速度越來越高，微型機在這一領域中將日益發揮重要的作用。

4我國自動化立體倉庫的發展及現狀

我國對自動化立體倉庫及其物料搬運設備的研制并不晚，1963年研制成第一臺橋式堆垛起重機（機械部北京起重運輸機械研究所），1973年開始研制我國第一座由計算機控制的自動化立體倉庫（高15米，機械部起重所負責），該庫1980年投入運行。

1995年建成的儀征化纖工業聯合公司滌綸自動化立體倉庫是由國內獨立設計和制造的綜合自動化程度最高的立體倉庫。近些年，我國自動化倉庫技術發展很快，已實現了與其他信息決策系統得集成，并正在做智能控制和模糊控制的研究工作。

據不完全統計，截止到2006年底，全國自動化立體庫的保有量已超過500座。2006年建設的自動化立體庫在80座以上，主要集中在機械制造、汽車、煙草、食品加工、服裝生產、醫藥生產及流通等行業。軍隊自動化立體倉庫建設速度加快，近兩年全軍列入建設計劃的自動化立體庫有幾十座，各供應廠商格外重視該市場領域，今后的競爭將日趨激烈。預計以后形勢會更好，自動化立體庫建設數量將越來越多。