基于現代物流存儲空間的思考

張愛君

摘要：當前世界經濟發展的趨勢是全球化和市場化，是集于物流、信息流和資金流于一體的現代物流配送中心，在全球化和市場化的新時代，現代物流將會進一步促進世界經濟和貿易的發展，但存儲空間的不足在一定程度上制約了其正常發展。構想建設自動化立體倉庫加速商品流通，減少商品損壞，降低流通成本，節約土地資源面積，降低人力資源費用支出。此外，自動化立體倉庫還能提高貨物的周轉率、經營的靈活性和工作效率。最終以最快速度、最低價格和最佳服務來滿足人們各種需要，進而促進現代物流行業又好又快的發展。

關鍵詞：存儲空間? 自動化? 立體倉庫? 物流

中圖分類號：F253.9? ? 文獻標識碼：A? ?文章編號：1672-3791（2022）01（b）-0000-00

Thinking Based on Modern Logistics Storage Space

ZHANG Aijun

（Xi'an Kedagaoxin University， Xi'an， Shaanxi Province，710109 China）

Abstract： The current trend of world economic development is globalization and marketization. It is a modern logistics distribution center integrating logistics， information flow and capital flow.In the new era of globalization and marketization， modern logistics will further promote the development of world economy and trade. However， the lack of storage space restricts its normal development to a certain extent. It is envisaged to build an automatic three-dimensional warehouse to accelerate commodity circulation， reduce commodity damage， reduce circulation cost， save land resource area and reduce human resource expenditure. In addition， the automated three-dimensional warehouse can also improve the turnover rate of goods， business flexibility and work efficiency. Finally， it will meet people's various needs with the fastest speed， lowest price and best service， and then promote the modern logistics industry good and fast development.

Key Words： Storage space;Automation;Three-dimensional warehouse; Logistics

自動化立體倉庫的構想是基于有效提高空間利用率，充分節約有限且寶貴的土地資源，在可利用土地日趨緊張的社會背景下，空間利用率的問題已被國際社會高度關注，與保護環境、節能減排等國際社會普遍關注的問題緊密的聯系起來了。

1 自動化立體倉庫基本概況

自動化立體倉庫的建設是基于促進現代物流行業又好又快發展，自動化立體倉庫是一種多層存放貨物的裝置[1]，主要由高層貨物架、巷道堆垛機、出入庫輸送設備、自動控制和管理系統組成。出入庫輔助設備和巷道堆垛機能夠完成貨物的出入庫作業，自動控制和管理系統能夠控制綜合庫房管理和上級管理系統聯網，最終實現管理的現代化和存取的信息化，能夠按照指令自動完成貨物的存取作業，并對庫存的貨物進行自動化管理[2]。

2? 自動化立體倉庫總體結構和工作流程

自動化立體倉庫是通過建立多層立體倉庫，利用堆垛機將貨物運送到高層存儲空間，以達到充分利用空間，減少土地占有面積，提高土地使用率，以此建成先進的貨物存儲空間，提高企業生產管理水平。同時使用PLC編程實現自動控制立體倉庫的運行，優化存取貨物路徑，節約運送貨物的耗時，提高運送效率。最終建立成一套完整且滿足實際需求的立體倉庫[3]。

2.1主要設備介紹

2.1.1 高層貨架

高層貨架是立體倉庫建設的一項重要內容，它直接影響著立體倉庫面積和空間的利用率。貨架由多層次立體排放的貨倉構成，每個貨倉具有其獨立的物理地址和虛擬地址，達到方便存取。每個倉位的下方安裝限位開關，堆垛機安裝運行碰觸行程開關，可以將信號傳輸給PLC并即時檢測出堆垛機的具體位置。每個貨倉的托盤號分別儲存在堆垛機和計算機的數據庫中，操作員可利用比對功能來比較計算機中記錄和堆垛機中記錄，以此實現高層貨架的搭建。

2.1.2 堆垛機及托盤

堆垛機是自動化立體倉庫的核心部件，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。堆垛機的中央有一個可以上下移動和伸縮的托盤，堆垛機和托盤的移動均靠直流減速電機來驅動。堆垛機和托盤下有巷道來保證堆垛機與貨架在豎直方向上平行，堆垛機的高度和高層貨架相同。為了增加穩定性，采用兩條平行導軌。堆垛機的運動有沿巷道的水平移動、升降臺的垂直上下升降和貨叉的伸縮。通過堆垛機在運行過程中與高層貨架上的行程開關的接觸，由PLC判斷堆垛機所在位置，一旦找到需要的貨位，在水平和垂直方向上制動，貨叉將貨物自動推入貨格，或將貨物從貨格中取出[4]。

為了避免出現意外造成事故，在巷道的左右盡頭與升降臺上下盡頭都安裝有限位開關，當限位開關被碰觸后，系統顯示出錯，自行結束當前任務，并自動修正返回初始位置等待糾錯。

2.2總體結構

自動化立體倉庫的硬件結構框圖如圖1所示，工業控制計算機安裝有西門子組態軟件WinCC6.0，在機上運行編制的HMI監控程序可實現整套系統的直觀監控。工控機與PLC之間通過USB-MPI適配器連接，應用西門子編程軟件（Step 7v5.4）編制運行于PLC上的控制程序。高層立體貨架及其他輔助裝置的運行狀態由傳感器實時采集并送入PLC的DI模塊?？刂瞥绦蚋鶕に嚵鞒碳翱刂埔笞詣舆\算通過DO模塊輸出控制信號，最終控制堆垛機及托盤的運行。

2.3工作流程

自動化立體倉庫的工作過程可以分為以下幾步。

（1）在堆垛機的初始位置放入托盤及貨物，并在操作界面下的輸入框內輸入倉位號，輸入倉位號碼后進行虛擬地址檢測，分別確定水平位置和垂直位置。在尋找到地址之后還要進行一次檢測，以便檢查錯誤，校正誤差，點確定后，由工控機向PLC傳輸指令，PLC按程序確定堆垛機運作方案后自動控制堆垛機運作。

（2）水平電機啟動，堆垛機水平運動，在運作過程中通過堆垛機碰觸行程開關產生的反饋信號判斷堆垛機是否到達指定與單元格相同的列數，當到達制定列數時，堆垛機水平制動，豎直升降機啟動，以相同的原理到達與指定單元格相同的行數。此時貨物已到達指定單元格的入口處。

（3）這時PLC根據之前“存/取”貨物的指令控制升降臺“向上/向下”運動一小段距離，一邊托盤插入收回，貨叉再將貨物送入單元格內，并“向下/向上”即“放下/抬起”貨物，之后收回貨叉。

（4）同理在行程開關的信號下回到初始位置，完成貨物的“存/取”。

綜上，自動化立體倉庫的工作流程可以歸納為如圖2所示。

3.自動化立體倉庫的應用前景

3.1自動化立體倉庫的特點

（1）通過計算機智能化管理，實現了存儲空間中的帳、物、卡管理一致，物料堆放位置精準，加快了存取的響應速度;（2）實現了物料與搬運設備的有機聯通，確保了物料的及時供給;（3）有效減少庫存量，加快資金周轉;（4）提高空間利用率，縮小平面廠房的建設面積;（5）降低工件損壞和物料丟失率;（6）拓寬物料存放范圍;（7）減少管理人員，降低費用支出;（8）建設耗資相對較大，適合批量生產建設。

3.2自動化立體倉庫的優點

3.2.1提高空間利用率

建設自動化立體倉庫的目的就是為了提高空間利用率，最大限度地節約有限且珍貴的土地資源。在西方發達國家，提高空間土地資源利用率已被人們高度重視。將土地資源的管理與應用寫入相關法律規定中，以確保土地資源確實應用在刀刃上。通過計算可以得出，自動化立體倉庫其空間利用率為普通平面存儲空間的2～5倍，具有廣泛的利用價值。

3.2.2貨物存儲實現動態管理

傳統倉庫僅為貨物存放場所，存放貨物是其唯一的功能，是一種“靜態儲存空間”。自動化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自動存取，而且還可以與倉庫以外的生產環節有機聯通，通過計算機智能管理系統和自動化物料搬運設備使倉庫成為企業生產加工的重要組成部分，企業外購件和自制生產件進入自動化倉庫儲存是整個生產的一個環節，短時儲存是為了在指定的時間自動輸出到下一道工序進行生產加工，進而形成一個自動化的物流系統，這是一種“動態儲存空間”，這也是新時代現代物流行業發展的一個方向[5-6]。

3.2.3減少管理人員，節約管理費用

按照當前構想理念，一個大型自動化立體倉庫只需1～2名操作人員和1名維修人員，這將大大減少企業雇傭工人帶來的費用開支，降低了使用成本。

3.2.4系統方便修正

采用PLC模塊化控制程序，自動化立體倉庫運行過程中只需調用子程序模塊，這樣大大降低了程序設計的復雜程度，方便了程序進行調整，而且為倉庫的拓展提供了便利的條件。整個程序包括主程序模塊、手動按鍵子程序模塊、緊急停止按鍵子程序模塊、初始化程序模塊、存取倉位號賦值程序模塊、空倉位號賦值程序模塊、托盤平移運動程序模塊和托盤升降運動程序模塊。

總之，自動化立體倉庫的建設在一定程度上將會促進現代物流系統的快速發展，它具有節約用地、減輕勞動強度、消除差錯、實現倉儲自動化、提高人員素質、降低儲運損耗、減少物料周轉和加快資金流通等諸多優點，必將成為行業中的一個亮點。

4.結語

自動化立體倉庫的構想與發展，是建立在現代工業與科學技術相融合的基礎之上?，F代化大生產會促進工業生產社會化、專業化和集中化。生產的高度機械化和自動化必然要求物資的供應與分發及時、迅速和準確，這也就迎合了自動化立體倉庫構想建設的初衷。

參考文獻

[1] 秦凱，周驥平，潘殿生，等.管材存儲自動化立體倉庫的開發設計[J].制造業自動化，2021，43（5）：84-88.

[2] 馮慧.自動化立體倉庫貨位分配研究[J]. 物流技術，2021，40（4）：86-89.

[3] 張慎.石家莊卷煙物流配送中心場內物流系統優化[D].石家莊：河北科技大學，2017.

[4] 張洪波.自動化立體倉庫設計與實現[J].新型工業化，2021，11（6）：22-24.

[5] 鄒紅運，蘇亮，張勇德，等.淺談自動化立體倉庫控制系統選擇[J].新型工業化，2021，11（5）：184-185.

[6] 杜宇，于旭，寧丹陽，等. 自動化立體倉庫的系統設計及應用驗證[J].組合機床與自動化加工技術，2020（4）：114-117，122.

Thinking of storage space based on modern logistics

Abstract：The current trend of world economic development is globalization and marketization. It is a modern logistics distribution center that integrates logistics， information flow and capital flow. In the new era of globalization and marketization， modern logistics will further promote the development of world economy and trade， but the shortage of storage space restricts its normal development to a certain extent. The paper conceives the construction of automated warehouse to accelerate commodity circulation， reduce commodity damage， reduce circulation cost， save land resource area and reduce human resource expenditure. In addition， the automated warehouse can also improve the turnover rate of goods， operating flexibility and efficiency. Finally with the fastest speed， the lowest price and the best service to meet people’s needs， and thus promote the modern logistics industry good and fast development.

Key words： Storage Space， Automation， Three-dimensional warehouse