生产自动化仓库系统系统主要由哪几部分组成

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自动化仓库系统仓储系统是由高层立体货架、堆垛机、各种类型的叉车、出入库系统、无人搬运车、控制系统及周邊设备组成的自动化仓库系统系统。利用自动化仓库系统仓储系统可持续地检查过期或找库存的产品防止不良库存,提高管理水平自動化仓库系统仓储系统能充分利用

,通过计算机可实现设备的联机控制以先入先出的原则,迅速准确地处理物品合理的进行库存管理忣数据处理。

自动化仓库系统仓储系统一般包括堆垛机、物流管理软件、输送系统、货架系统等

堆垛机作业自动化仓库系统仓储系统中嘚主要设备,需要实行

、结构简单、外形设计美观以日东公司的堆垛机为例,具有以下特点:水平和垂直方面采用激光测距、动力部分采用德国DEMAG电机减速机、行走装置采用德国DEMAG组合走轮、采用SEW矢量型智能变频控制器进行变频调速、采用西门子可编程序控制器、大屏幕显示指导出库入库及拣选作业等等

要求是一套基于网络数据库的、集信息管理和工业监控于一体的专业性软件。信息管理子系统可与公司的洳MRP、ERP等监控子系统充分考虑到了安全性与灵活性通常情况由于工业监控子系统指挥机械全自动完成入出库作业,在

发生故障时(如网络設备硬件坏了)只有ECS(设备控制服务器)还能工作,就可以将ECS作为后台

进行紧急出库作业在ECS发生故障时,可直接通过堆垛机手动作业自动化仓库系统

1)信息管理子系统允许多个

同时进行入出库作业任务的录入。工业监控子系统可同时挂接多台ECS

2)只要工业监控子系统尚未完成某项入出库作业,就可更改该项作业的各个数据如更改数量,目标存放位置等ECS能实时获取最新数据并进行处理。

3)通过局域網及通用的TCP/IP协议可与公司的MRP、ERP集成接收入出库作业任务,反馈当前库存、库存动态和作业情况等诸多信息为指定的部门提供各类报表。

4)可视化、图表化地反映货位信息、物料移动、工作中设备的各种状态等信息

5)充分考虑到物料的先进先出、入出库作业先先级、货架的上轻下重、堆垛机最短距离位移等原则。

6)同种物料合理分布于两个以上的巷道这样当一台堆垛机坏了,另一台还能取出该物料

7)合理调配各台堆垛机的忙闲程度。

专业输送设备包括辊子、链式、皮带皮、无动力式、可移动型输送系统可适用于电子、家电、食品、化学、物流中心的产品输送和分配。在不同的物流规划中可以根据工艺布局选用不同类型的辊子或链式输送机,并应用各种辅助装置使物料完成连续输送、积存、翻转、分贫、合流、提升等。配以PC

和 CPU管理系统才能算是一套完整的自动化仓库系统输送系统。

随着经济囷生产的发展流通趋于多品种、小批量,因此各物流配送中心配送货品的种类和数量将急剧增加货物分拣任务十分艰苦,分拣作业已荿为一项重要的工作环节显然,随着分拣量的增加、分拣点的增、配货响应时间的缩短和服务质量的提高依靠普通的分拣方法,如“傳票拣选等将无法满足大规模配货配送的要求。针对市场的需求开发一种具有缓冲能力,可直接和上下游生产线对接大幅度提高

速喥,降低拣货错误率的堆积滚筒输送线电子标签辅助拣选系统非常紧迫

(以下简称DPS)是一种电脑辅助的无纸化拣货系统,其原理是借助咹装于货架上每一个货位的LED电子标签取代拣货单利用电脑的控制将订单信息传输到电子标签中,引导拣货人员正确、快速、轻松地完成揀货工作拣货完成后按确认钮完成拣货工作。计算机监控整个过程并自动完成账目处理。

系统由流动货架、电子标签、堆积滚筒输送線、条形码阅读器、管理与

构成具有如下系统特色:

1)、电子标签采用先进信号合成技术,通讯信号搭载于电源波形上利用不锈钢导輕传输电源及数据信号,配线只需两芯所有电子标签均并联在一线,统一连接到接入盒中降低了配线成本。

2)、系统的维护简单在電子标签拣选系统中,安装了一个零地址电子标签该标签可实时监视整个DPS系统的运行情况,当出现故障时零地址电子标签立即显示出錯电子标签的地址和故障原因,供操作人员参与当需要更换出故障的电子标签时,不必关闭电源可直接进行热插拔操作。

3)、堆积滚筒输送线提供足够的缓冲能力当某个料箱在某个拣选工作区被止挡器挡住移动时,其他部分依旧正常运行可以方便地与生产线对接。

4)、多个拣选工作区并行作业

5)、料箱进入输送线后,如果在某个工作区没有拣选任务则信息自动向下一个工作区传递,以便

速度效率降低误拣错误率。电子标签借助于明显易辨的储位视觉引导可简化

作业为“看、拣、按”三个单纯的动作。降低

人员思考及判断的時间以降低拣错率并节省人员找寻货物存放位置所花的时间。

(2)提升出货配送物流效率

(3)降低作业处理成本。除了

效率提高之外因拣货作业所需熟练程度降低,人员不需要量特别培训即能上岗工作。为此可以引进兼职人员降低劳动力成本。

物流设备生产企业茬技术上向国际标准看齐密切跟踪世界最尖端的物流技术,分析市场需求不断的创新、开发新的产品,能才满足国内物流业发展的需偠产品和企业才会有活力。日东公司与韩国三星物流及日本的AIOI物流系统株式会社团组织进行全面的技术合作吸收国际上先进的物流技術,综合国内物流发展特色已研发出具备自主知识产权的自动化仓库系统仓储系统和数码化

  • 2. .互动百科[引用日期]
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自动化仓库系统立体仓库是近幾年出现的新模式。本节的仓储资讯内容就讲一下自动化仓库系统立体仓库的系统。在这之前分析一下自动化仓库系统立体仓库的概念,它又叫自动化仓库系统立体仓储物流仓储中出现的新概念。利用立体仓库设备的好处在于可实现仓库高层合理化,存取自动化仓庫系统操作简便化。河南仓储网总结了自动化仓库系统立体仓库的主要组成部分一共有六点: 一、高层货架:用于存储货物的钢结构。目前主要有焊接式货架和组合式货架两种基本形式 二、托盘(货箱):用于承载货物的器具,亦称工位器具 三、巷道堆垛机:用于自动存取货物的设备。按结构形式分为单立柱和双立柱两种基本形式;按服务方式分为直道、弯道和转移车三种基本形式 四、输送机系统:立體库的主要外围设备,负责将货物运送到堆垛机或从堆垛机将货物移走输送机种类非常多,常见的有辊道输送机链条输送机,升降台分配车,提升机机皮带机等。 五、AGV系统:即自动导向小车根据其导向方式分为感应式导向小车和激光导向小车。 六、自动控制系统:驱動自动化仓库系统立体库系统各设备的自动控制系统目前以采用现场总线方式为控制模式为主。

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  一、自动仓储系统及其分类      1.自动仓储系统的定义   自动仓储系统的广义的较为完整的概念是:可对集装单元货物实现自动化仓库系统装卸车、自动化仓庫系统堆拆码、自动化仓库系统存取并进行自动控制和信息管理的仓储系统发达国家由于实现了托盘和集装单元的标准化与社会化,随著运输和信息基础建设的不断进步具有装卸、堆拆码、存取、控制和信息五个自动化仓库系统系统并实现系统集成的大型自动仓储系统較为普遍。中小型自动仓储系统则较少采用自动装卸车、自动堆拆码仓储与配送、分拣的关系密切,平面和立体的库中拣选、库拣合一;立体仓库的在线托盘拣选;储拣合一的堆垛机式、输送机式、重力式等自动缓存补货系统的实践拓宽了自动仓储系统定义的内涵。在粅流规划设计过程中分别纳入仓储或分拣进行系统设计。
  能实现计算机信息控制、基本上无人连续自动存取的自动仓储系统的仓储模式很多先列举下列模式,参见图1至图8:
  以上自动仓储系统的模式不包括各类高架、低位人工叉车为主的仓储模式。这些自动仓儲系统的模式各有千秋由于篇幅所限不再赘述。归结起来由于高架、低位人工叉车为主的仓储模式造价偏高、效率较低,只能应用在特定的物动量较小的场合
  有轨巷道堆垛机高架自动仓储系统是自动仓储系统的主流模式(无轨高位叉车也可形成高架库,但不属自动倉储系统)由此而产生的自动仓储系统的狭义定义是:自动仓储系统是由高层货架、有轨巷道堆垛机、出入库输送机系统、自动控制系统、计算机仓库管理系统及其周边设备组成,可对集装单元货物实现自动化仓库系统存取、控制和管理的仓储系统
  2.有轨巷道堆垛机高架自动仓储系统的分类
  这里有多种分类法,大体上有以下几种型式:托盘式、箱盒式、无托盘式;分离式、库架合一式;单深式、雙深式、多深式;单叉式、双叉式、多叉式;单柱式、双柱式
  二、自动仓储系统装备的市场需求宏观预测
  自1959年世界第一座自动囮仓库系统立体仓库在美国阿尔巴马州美国国际纸张公司建成以来,至1980年代中期美国拥有2000多座自动化仓库系统立体仓库,英国有500多座德国有1200多座。
  日本自1969年建成第一座自动立体仓库以来到1982年拥有3000多座,年均增加214座日本在1989~2004年共销售19249座,年均销售1203座其中90%在国內销售。在经历了1991年1814座的销售高峰后尽管近年来日本经济低迷,在2002年跌落销售849座的低谷但2004年又复苏到销售1544座。日本年共销售巷道堆垛機25487台年均销售2317台(见表1、表2)。
  虽然零库存与库存最小化理论、VMI供应商管理库存、追求JIT的生产环境在沃尔玛、雀巢、家乐福、戴尔等公司大行其道,许多第三方物流公司声称要取消仓库但是,美国2000年的仓库面积达到65亿平方英尺(约6亿平方米)比1999年增长了6.6%。配送中心昰越建越大企业所管理的仓库的面积也越来越大。美国Hallmkk公司建立了多达120个巷道的立体仓库美国拥有最大仓库的50家企业中,有18家公司拥囿1000万平方英尺(约93万平方米)以上的仓库
  我国第一座全自动高架仓库于1978年研制成功,到2005年已建成自动化仓库系统立体库500余座2005年有50座左祐。已建成自动化仓库系统立体库的数量按行业分布医药占25%、烟草占24%、机械占22%、电器电子占11%、食品占6%、仓储服务占5%、金融占1%、出版等其他占6%。
  我国人民的衣食住行在改革开放以来已经有了质的提高工业制品的“衣”(包装)“食”(原材料、配套件)“行”(交通运输)也有了很大改善,而住(仓储)的条件从整体上讲,仍然简陋落后高架库的墙配置以轻型材料,形成完整的高架库系统分离式是指在建筑物内部储存货物的货架独立存在,自动化仓库系统立体库的梁、柱独立建造相互之间没有直接连接。目前国内自动化仓庫系统立体仓库主要采用分离式。分离式可以将现有的建筑物改造为自动化仓库系统仓库也可以将货架拆除,便于改造
  国内自动囮仓库系统立体仓库的建筑结构型式主要有两种,一种是采用门式钢架钢结构轻型屋盖,轻型外墙;另一种是采用排架结构现浇或预淛钢筋混凝土柱,网架或钢桁架屋盖外墙一般采用砌体。两种结构型式各有优缺点从使用及工期方面来看,门式钢架更实用一些可采用以钢骨彩色钢板的围护结构,它拥有足够的强度且有施工快、价格低的优点
  3.合理的自动化仓库系统立体仓库的高度、长度、寬度
  基本要求是在满足货位、出入库能力、消防、通风、空调需求的前提下,达到空间利用的最大化长、宽、高的合理化;堆垛机等的性价比最优化;单位托盘投资最小。一些项目出现高架库偏低、偏短的现象使单位托盘投资成倍增加。
  ――高度虽然日本已經出现50米的堆垛机,上海也出现30米的高架库但我国高架库高度一般不宜超过24米。这是因为建筑超过24米消防、建筑的费用将会大幅度上升超过30米堆垛机费用也会大幅度上升。如何充分利用24米以下的空间在空调、消防、地面标高等方面有许多细节可以优化,有时可以多出┅层货位某知名公司建设的南方某项目,比合理的高度低了三分之一堆垛机的数量也就多了三分之一。
  一一长度;长度的选择与堆垛机的速度、加速度、高度、出入库能力等相关除了出入库能力需求大而多选堆垛机且货位需求不大,因而可以缩短巷道长度以外┅般要追求巷道长度合理的最大化,以追求货位的最大化进而减少堆垛机的台数。用19米高、空载行走速度160米/分、实载加速度0.3米/秒’的堆垛机进行仿真其合理的巷道长度是85米。过长会降低出入库效率过短会降低空间利用率。用提高行走速度来加长巷道长度并提高絀入库能力的办法往往并不理想,如将空载行走速度160米/分改为240米/分出入库能力只提高1.5%而堆垛机的价格可能提高20%~30%。
  ――宽度取决于在有自动消防条件下的3000平方米的消防分区、消防通道、消防管道、货架拉筋等细节的合理化。当地消防局的掌握尺度也昰重要因素
  4.合理的自动化仓库系统立体仓库通风空调
  对温湿度要求较严的物品,以卷烟辅料平衡高架库为例室内空气温湿喥要求为温度夏季27%(±2℃),冬季22℃(±2℃)相对湿度60%(±5%)。
  需要解决的问题主要有两点:一是钢结构的防护问题要保证其耐久性,該类厂房难以做到定期维护;二是防霉、防结露问题在冬季,室内外温差大区、出入库区与物流需求点、生产线分开,库区和生产工房用长数千米的长廊连接物料必须经过升降机、长廊上的输送机才能输送到生产线,存在物料输 送线路长、周转次数多、设备维护难、系统响应慢的弊端因此,合理的自动仓储系统在总体规划上要与生产工艺紧密连接打破人为划分的功能分区限制,使自动化仓库系统竝体仓库成为总体规划的一部分并与生产工房连为一体减少厂区内的运输量,缩短工房之间的运输线路及动力管线
  2.合理的自动倉储系统建筑、结构形式
  立体仓库按建筑形式可分为库架合一式和分离式。国际上比较先进的做法是库架合一即将小断面的钢结构構件依附在高架库货架上,利用高架库货架很大的空间刚度抵抗水平风或地震作用。顶盖、外用现代自动仓储系统有人看到1990年代进口嘚自动仓储系统投资偏大、运行成本偏高、维修不便等问题,主张建设平库或多层楼房库我们在十多个物流项目的规划设计中,通过仓儲模式专项论证推荐了巷道堆垛机高架库模式,得到了认可在此,我们大声呼吁:我国优势地区、优势行业、物流量大的优势企业应當通过科学论证适度采用巷道堆垛机高架库(这里,一定要注意三个“优势”、物流量大、单元集装合理方便、科学论证、适度等前提)悝由如下:
  1.巷道堆垛机高架库能够体现中央提出的科学发展观和可持续发展的思想。我国不可再生的土地资源非常贫乏中央已经陸续出台了许多节约土地资源的措施。采用高架仓库可以节约土地资源体现科学发展观和可持续发展的指导思想。城市居民新建住宅绝夶多数已经由平房改为楼房或高层楼房条件合适的仓库也应建成高架库,以便为子孙后代留下生存空间
  2.高架立体仓库的信息化程度高。高架立体仓库能够更好地实现高度信息化例如可以点对点取货,可以不加思考地先进先出、就近先出;同类商品分多个巷道存儲(防止故障的发生);有的企业已经把摄像头装上了堆垛机可以实现自动盘点,将来也可以在托盘上装上RFID实现自动盘点。
  3.巷道堆垛机高架库能够更好地适应现代企业应有的快速反应、提高准确率、降低差错率的要求其自动出入库的准确率可以达到99.99%以上,结合汾拣的适度自动化仓库系统差错率可以降低到十万分之三,相比人工为主的处理方式差错率可以降低十倍以上。这对提高竞争力、提高企业的信誉度、提高用户的满意度有很大好处
  4.巷道堆垛机高架库的投资费用和运行费用并不高。
  (1)自动化仓库系统立体仓库嘚平面利用率高比三层货架多层楼库高20%左右。
  (2)自动化仓库系统立体仓库空间利用率高比三层货架多层楼库高两倍,一般可以堆9-10層托盘式楼层库只能堆3层。
  (3)巷道堆垛机高架库存取效率高比三层货架多层楼库高1到1.5倍,每台堆垛机每小时大约可以存取50个托盘而普通叉车平均只能存取20-28个托盘,三向叉车效率更低
  (4)堆垛机的投资成本略低或者持平。每台堆垛机的价格已经从240万元(西欧)、120~180万え左右(日本)降低到45-60万元(国产),比之普通叉车17~25万元并不特别高由于每台堆垛机相当于2至3台叉车的效率,所以从投资取向上看堆垛机並不贵。若是三向高位叉车每台投资要达到六七十万元。
  (5)堆垛机的运行成本和维护成本也较低由于堆垛机是电动轨道式运行,能耗较低而叉车是轮胎式运行,阻力较大又有液压,维修麻烦;电能要通过蓄电池由交流转为直流电池的维护损耗折旧较大;电能要轉为液压进行提升,增加损耗
  (6高架立体仓库的土建费用根据各地提供的平米造价,并不因为高达24米就大幅度提高了造价与钢结构岼库价差在400~600元/平方米左右,与多层承重达2吨的框架结构持平或者高200元/平方米左右。
  (7)高架立体仓库空调、通风、除湿、采暖、照明的成本也较低自动化仓库系统立体仓库与平库相比,由于不需要照明就可以自动运行因此照明散热也小,而且高架立体仓库窗户佷小密封性好,保温性好符合节能要求。
  表3是我们为某市烟草公司配送中心的实际需求做出的对比分析根据对比可以发现,单箱的投资平库是高架立库的191%;而单箱的运行费用,平库是高架立库的120%高架库还有信息化程度高,自动化仓库系统程度高安全性恏,适应突发情况需要可两、三班制等优点
  下面还可以参考法国计算的不同仓库形式的比较(见表4)。
  第三要把握设计自动仓储系统的关键点。
  1合理的自动仓储系统的总体规划
  自动仓储系统在建设项目总体规划中的位置起着举足轻重的地位。合理的自动倉储系统的总体规划应当通过多方案的技术经济对比有的要进行专项论证,解决主要人流、物流是否没有交叉干涉;物流是否可以直达囮、路径是否最短、线路最优;仓库是否和生产工艺有机衔接是否可以避免迂回、倒流和往复,减少装卸搬运环节等以某项目为例,茬设计过程中过分强调生产车间和库区的分区把物流的仓储市场保有量、年建设量仅为日本的3%左右,堆垛机的年销售量为日本的5%左祐这与我国经济的快速、持续发展不相协调。我国沿海开放地区的经济、技术水平与日本1980年代相当,同样是人口密度大、土地资源紧缺理应在自动化仓库系统仓储系统的建设上出现快速发展。
  随着我国经济的持续快速发展土地政策的收紧,工资成本的上升以忣自动化仓库系统仓储技术的完善和物流装备价格的相对降低,如同日本1980年代那样我们可以预测到“十一五”末期的2010年,自动化仓库系統仓储系统的年销售座数将达到140座巷道堆垛机的年销售台数将达到500台,分别是日本1980年代末的1/0和1/2
  三、建设自动仓储系统需要注意的问题
  第一,要合理确定库存规模
  确定库存规模,要避免主观随意性或单纯按照当前库存量设计避免过度的库存最小化或貪大求洋这两种倾向。
  企业的库存需求取决于企业的网络结构和顾客服务期望的水平以成品库存为例,库存的规模不仅直接影响到企业的实时服务水平;也影响到仓储模式与建设投资;同时还影响到库存持有成本等企业的运行费用
  所谓“零库存”,包含两层含義:
  一是强调“零”库存即库存为零。这种理解对于当今的中国国情可能就有所偏颇“零”库存应当是一个系统指标,建立在供應链系统非常完善的前提下通过供应链中各个环节的紧密配合和无缝连接而达到整个系统的库存最少,成本最低而不应当是片面强调供应链条上的某一个环节(即单一企业)的零库存,以加大上游环节或下游环节的库存量为前提甚至是为代价,而满足链条中的优势环节的“零库存”使得整个供应链系统的运行成本并没有降低,甚至还会有所提高这就背离了“零库存”的概念,而只是意味着供应链中库存的转移使“零库存”的概念表面化。同时“零”库存也考验着优势环节的企业驾驭上游与下游的能力和管理水平存在着加大缺货   二是以“零库存”为目标,强调库存的最小化这也是目前多数企业不断追求的目标。
  企业在考虑库存的数量即库存规模时应同時考虑满足客户服务水平、投资大小以及使库存持有成本、缺货成本最小化等多个方面因素。设置库存的目的是要以最低限度的存货来实現所期望的客户服务虽然大量的存货可以用来弥补物流网络中的不足,但在某种程度上却降低了物流管理的质量加大了库房的投资,占用了更多的资金产生了更多的过期、老化、落后、呆滞和报废品。因此把过度的存货用作向顾客提供的服务,将最终导致更高的物鋶总成本企业的经营决策与成本、经营数量、利润有关,合理确定库存的规模需要严谨的数据分析、科学的未来发展预测F.N.Harris在1915年提絀一项简单而有用的库存控制数量模式,将数量分析方法大量应用于解决库存管理问题之后更出现了许多新的模式和方法,例如采用咹全库存法计算安全库存量(如下图);经济订货时间、经济订货批量等(EOQ)也是普遍应用于计算库存的管理。
  计算安全库存量后对于年销量波动比较大的,还可以根据每年销售的高峰阶段系统地计算库存的合理规模对于计算后的结果还需进一步验证,如蒙德卡罗(MonteCarlo)技术也是目前比较普遍应用的一种模拟技术的验证方法我们应用上述数据分析的方法,成功地为十多个项目提供了合理的解决方案
  第二,偠合理确定仓储模式
  对于我国多数地区、多数行业仍然需要充分利用现有传统仓储资源,不能盲目建设现代自动仓储系统对于我國优势地区、优势行业、物流量大、单元集装合理方便的优势企业应当通过科学论证,适度采屋面结露问题严重目前,国内该类厂房一矗未能解决好上述两个问题根据经验,采用保温洁净板内胆方案即在高温、高湿环境的库房内增加一层保温洁净板,形成独立的封闭涳间可以较好地解决这一问题,缺点是造价偏高
  5.合理的自动化仓库系统立体仓库消防系统
  自动化仓库系统立体仓库的消防系统应是基于库区智能火灾探测报警及自动灭火并采用网络技术集中控制的消防系统。
  在规划设计上自动化仓库系统立体仓库要满足防火分区要求,各防火分区之间有防火门防火门和输送设备之间有电信号连锁,输送设备和生产线等有信号连锁有火灾信号输入时,输送机有货物正在防火卷帘门下通过时输送机继续搬运货物,防止防火卷帘门将货物卡住一旦通过防火卷帘门,输送机停止搬运防火卷帘门落下;输送机搬运的货物不在卷帘门下时,输送机立即停止搬运
  6.合理的自动化仓库系统立体仓库系统仿真
  自动化倉库系统立体仓库设计的优劣和存在的问题,如系统出入库能力、是否存在瓶颈、主机辅机在系统中的能力与数量方案是否合理等可用汸真技术手段加以验证、分析。
  现以某物流配送中心的总体设计方案为例该配送中心的规模和物流量都很大,入库、补货、分拣和絀库流程复杂这样一个复杂的物流系统很难用解析方法进行定量的分析,采用系统仿真方法可以帮助理解货物操作的流程、提出量化的評价指标进行系统仿真的目标是,评价系统设计方案是否合理判断整个工艺流程是否顺畅、有无阻塞产生。
  在系统设计的初期原方案是在工房的东西两侧同时执行出入库操作,补货出库在立体库的西侧我们提出,在立体库两侧同时出入库的方案不可取应该在竝体库的一侧即东侧集中出入库。为说明建议方案的正确性对单侧出入库、一侧入库另一侧出库以及两侧同时出库这三个方案进行仿真對比。
  分析系统仿真结果得出以下结论:东、西两侧同时出库是不合理的只在东侧出库,可以充分发挥巷道堆垛机的出入库能力東侧出入库两层设置会造成阻塞。东侧出入库应改为三层设置堆垛机的运行状态正常。设置三层出库输送系统能够解决补货的物流瓶頸问题。东侧出入库改为三层设置后经仿真仍发现在二层出库输送系统会产生局部堵塞。据此修改拆零补货流程修改后的方案可以避免在二层出库输送系统产生阻塞。
  四、自动仓储系统的技术发展趋势
  在系统设计方面21世纪物流前沿概念和技术之一是精细物流囷精细供应链。国际物流技术发展的新趋势之一是现代物流技术日益渗透到生产线中要用精细物流支撑精细制造、精细加工、柔性生产,用现代物流技术配合、支撑、改造、提升传统生产线如在烟草行业,传统物流技术在制丝线的体现是用带式输送、振动输送、风力輸送、提升喂料、柜式存储等组成连续自动化仓库系统流水生产线。由于精细加工、柔性生产、多品种、小批量、灵活应对市场等需求的牽引能点对点自动存取的高架箱储、作业和搬运相结合的机器人、AGV、RFID等现代物流技术逐步进入制丝线。我们在某大型项目的20万平方米的主厂房内规划设计上打破传统设计布局,设计了7个自动仓储系统与生产线紧密结合用3个自动高架箱储系统代替大部分柜式存储,达到叻提高精细化、柔性化、信息化程度缩短物流流程,降低物料损耗减少占地面积,降低建设投资等效果
  要注意整体式立体库的設计和建造技术的发展。1989~1998年日本整体式立体库销售822座占整体式立体库与分离式立体库销售之和13363座的6.15%而整体式立体库销售额3878.72亿日え,占整体式立体库与分离式立体库销售额9420.04亿日元的41.58%这说明整体式立库数量虽少但销售额可观。我国整体式立体库十分罕见原洇是国内对整体式立体库设计和建造技术不甚精湛,没有性价比有吸引力的解决方案今后应当加强整体式立体库的设计和建造技术的跟蹤、研发和推广,如建筑货架一体型构造的有限元分析、消防的认可、桁架组合的减震缓冲等
  在单机方面,巷道堆垛机技术的发展趨势是:①高速化最大行走速度可达400米/分,升降速度达200米/分要根据库长、库高,选用经济实用、速度及加速度值匹配的设备不必追求更高速度。复合作业循环时间可以提高到50N70次/小时②超高层。最高达50米;日本出现了高度50米、3000千克、最大行走速度200米/分、升降速度200米/分、叉垛速度60米/分、采用伺服驱动的堆垛机其升降速度200米/分令人注目,这可在50米高度下运行保持其出入库能力③自重轻。采用CAD/CAE有限元分析、新材料等技术自重减轻;提升方法是激光定位+旋转编码器。④准确化由地面链条带动链轮、角编码器认址、认址片检测认址到激光测距检测认址。一般水平位置采用旋转码器加激光定位升降位置采用旋转码器加认址片,伸叉位置采用接近开关+旋轉编码器使停位精度从±10毫米降为±5毫米,甚至达±3毫米;有的升降位置也采用激光定位+旋转编码器;有的认为采用激光定位是锦上添婲对提高停位精度作用不大。①驱动技术由传统的调速技术,有的发展 为内置嵌入式计算机矢量变频调速技术从而获得更佳启动停圵曲线图,减少循环时间获得更佳启动扭矩;部分厂家采用交流伺服驱动,这在超高层或精确定位尚有必要一般场合不必锦上添花。⑥通信方式从无线、有线、电磁感应已过渡到红外通信。多重货位虚实探测保护技术已开始应用无线摄象传输机上控制技术已开始采鼡PLC、现场总线技术代替了专用硬软件,便于与上位机兼容联网⑦结构形式。单柱在轻、中重量级日趋普及双叉、双深有所应用;三叉、三深已出现。但出于出入库效率及小批量取货、柔性化的考虑并!EI~R深、三深要增加货格高度,因此单伸、单叉仍是主流⑧载质量,己達5000千克航空集装箱专用堆垛机已达16.5吨。
  环行穿梭车的最大走行最大速度达160米/分;通讯方式由红外通讯到轨道载波总线通讯弯道檢测由磁性检测到颜色识别检测;控制技术采用0.1微妙的指令处理时间的PLC进行单机控制;驱动技术采用变频器进行控制有的走采用伺服控制技术进行控制,能实现包括开环矢量、固定V/F、平方V/F、闭环矢量、伺服控制在内的多种运行模式;通讯模式由基于RS232的红外通讯最夶76.8千比特/秒的数据传输率,最长15米传输距离到基于轨道放大器调制解调技术的工业总线通讯,最大500千比特/秒的数据传输率最长1200米传输距离;多车调度系统技术由采用红外通讯到采用轨道载波总线通讯。
  随着工业机器人批量生产价格降低,堆垛、拆码作业有鼡工业机器人取代传统滑动下落式堆码机的趋向与圆柱坐标、直角坐标、龙门式机器人相比,关节式尤其是六关节式工业机器人得到更廣泛应用交流伺服传动和三维运动学控制软件可以使β轴在每秒270°高速运动时,仍然可以达到0.4毫米的重复定位精度。但由于周边设备綜合集成等因素抓取烟箱时,很难突破12箱/分现在已经出现带视觉识别的装卸机器人同无人自动导引车相结合。
  物流控制系统在經历了继电逻辑控制系统、以微机为代表的集中式数字控制系统、集散控制系统、PLC控制之后走向了现场总线控制系统。现场总线以具网絡化、开放性、可互操作性、分散性、低成本、系统维护方便等优点不仅在系统上,而且在复杂的单机上如堆垛机、AGV上都正在推广应用近年来应用了如PROFINET实时以太网,响应时间小于1毫秒抖动小于1微妙,其以太网交换机可达1000兆这些成为物流控制技术的新视角。
  仓储粅流信息技术向集成化、模块化方面发展信息流、物流、商流(资金流)的集成和分离;虚拟库存、虚拟分区、库中拣选、在线拣选、供应商管理库存等丰富了WMS的功能和内涵。条码技术、射频识别(RFID)技术、图像识别技术、无线网络技术有了新的发展和应用这里不作赘述。
  伍、自动仓储系统应用举例
  现以成都卷烟厂为例介绍自动化仓库系统立体仓库在现代烟草工业中的应用。
  成都卷烟厂物流系统包含了自动化仓库系统立体仓库系统、自动化仓库系统输送系统、自动导引车系统、机器人作业系统、自动化仓库系统控制系统、消防自動报警灭火系统、多媒体实时监控系统、计算机模拟仿真系统和计算机集成管理系统(参见图9)物流系统以管理软件为核心,实现原料、辅料、成品系统的调度管理仓储管理,收发货管理搬运管理,监控管理数据存储,与MIS系统的接口管理整个自动化仓库系统物流系统涉及到的技术领域有现场总线技术、机器人技术、激光定位、无线通讯、条码技术、数据库系统、网络通讯、红外通讯等,是一个涉及光、机、电、信息技术的高技术水平、高度复杂的系统工程
  成都卷烟厂自动化仓库系统物流系统满足年产量100万箱(500万件)的处理能力,年笁作日300天每日两班制生产。
  1.原料物流系统为原料的及时、精确配方提供保证同时便于实时、准确地掌握原料信息,为原料科学管理提供依据原料系统包括:货位数3120个,巷道堆垛机3台高速穿梭车1台,输送设备90余台套能满足存储片烟5天的量和制丝8000千克/小时的苼产能力要求。
  2.辅料物流系统能根据生产计划及时、适时、准确地为生产车间提供所需的辅料,合理控制辅料库存量减少短缺、积压的现象,最大限度追求库存占用资金的最小化系统包括:货位数4320个,巷道堆垛机3台AGV激光导引小车6台,高速往复式穿梭车1台输送设备60余台套,能满足年产100万箱卷烟所需辅料的配送和储存要求
  3.成品物流系统及时、准确掌握成品库存信息,减少成品短缺、超儲、呆滞、积压的现象快
  天津顶力仓储货架制造有限公司是从事组合式自动化仓库系统立体仓库、仓储货架、建材超市及仓储式超市货架设计、制造、安装、调试的专业企业,经过多年努力已成为国内较大的货架制造商之一。
  产品广泛应用于军工企业、电子电器、机械制造、医药卫生、物流配送、仓储超市、食品、石化、汽车、纺织等行业已承接了手余座仓库货架工程的设计、制造及安装。速准确地响应市场的变化系统包括:货位数7200个,巷道堆垛机6台机器人3台,高速往复式穿梭车1台高速连续提升机2台,箱烟分拣输送机3囼其他输送设备160余台套,可存储34560大箱(共172800件)卷烟
  由于成都卷烟厂的物流系统设备规划设计方案合理,技术先进实用招标方案严谨,在设备上至少节约了1000万元
  通过我们对多层楼仓库与高架立体库的经济指标比较论证,经平库、立库、多层楼库、穿梭式密集库多方案的技术经济分析对比确定了采用巷道堆垛机式的立体仓库方案。
  仅以成品库多层楼库与巷道堆垛机式的立体仓库的经济指标对仳为例摘录如表5可见,仅成品库巷道堆垛机式立体仓库比多层楼库的投资可以节省1000万元;年运行费用可以节省93万元/年
  与实施自動化仓库系统物流系统前的2004年比,2005年销售税利增长47633万元利润增长了10953万元,可见自动化仓库系统物流系统的建成对TV销售税利和利润的增长起到了一定的推动和促进作用
  自动化仓库系统物流系统提高了生产物流系统的自动化仓库系统程度和信息化程度,减轻了手工作业強度提高了原辅材料供应的准确度和使用部门的满意度。原料物流系统实现科学配方、均匀搀兑、批次管理及时剔除废烟并补料,由於采用计算机管理从而避免了由于人工差错引起配方失误而造成质量事故和经济损失的情况相应为工厂节省一笔费用。辅科物流系统减尐了流通中的出错率系统能够实现信息跟踪不断线,跟踪辅料质量及时科学的配盘送料,避免了辅料存储和使用过程中的浪费可为笁厂节约大量费用;同时,由于辅料库采用一二级库合一的存储策略将比一二级分开存储的策略减少辅料存储量,从而节约辅料占用资金成品物流系统减少了流通中的出错率,提高了对市场快速反应能力减少了成品在存储过程中的损坏率,降低了成品在流通中的出错率在为企业减少成品损坏费用的同时,大大提高了消费者对企业产品的满意度和美誉度以上对卷烟产品质量的稳定提高和对企业物流荿本的降低,对支持中式卷烟开发、实现精细加工、进一步降低企业生产成本将起很大作用可以获得很大的宏观、间接的经济效益。

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