自動化立體倉庫

1、自動化立體倉庫什么是自動化立體倉庫 一般是指采用幾層、十幾層乃至幾十層高的貨架儲存單元貨物，用相應的物料搬運設備進行貨物入庫和出庫作業(yè)的倉庫。由于這類倉庫能充分利用空間儲存貨物，故常形象地將其稱為“立體倉庫”。立體倉庫的產生和發(fā)展是第二次世界大戰(zhàn)之后生產和技術發(fā)展的結果。50年代初，美國出現了采用橋式堆垛起重機的立體倉庫；50年代末60年代初出現了司機操作的巷道式堆垛起重機立體倉庫；1963年美國率先在高架倉庫中采用計算機控制技術，建立了第一座計算機控制的立體倉庫。此后，自動化立體倉庫在美國和歐洲得到迅速發(fā)展，并形成了專門的學科。60年代中期，日本開始興建立體倉庫，并且發(fā)展速度越來越快，成為當

2、今世界上擁有自動化立體倉庫最多的國家之一。我國對立體倉庫及其物料搬運設備的研制開始并不晚，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。到目前為止，我國自動化立體倉庫數量已超過200座。立體倉庫由于具有很高的空間利用率、很強的入出庫能力、采用計算機進行控制治理而利于企業(yè)實施現代化治理等特點，已成為企業(yè)物流和生產治理不可缺少的倉儲技術，越來越受到企業(yè)的重視。自動化高架倉庫應用范圍很廣，幾乎遍布所有行業(yè)。在我國，自動化高架倉庫應用的行業(yè)主要有機械、冶金、化工、航空

3、航天、電子、醫(yī)藥、食品加工、煙草、印刷、配送中心、機場、港口等。 自動化立體倉庫是現代物流系統中迅速發(fā)展的一個重要組成部分, 它具有節(jié)約用地、減輕勞動強度、消除差錯、提高倉儲自動化水平及治理水平、提高治理和操作人員素質、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(yōu)點。與廠級計算機治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)必不可少的要害環(huán)節(jié)。自動化立體倉庫的構成 自動化立體倉庫主要由三大類設施組成：(一)土建及公用工程設施1庫房。庫存容量和貨架規(guī)格是庫房設計的主要依據。2消防系統。對于自動化立體倉庫而言，由于

4、庫房規(guī)模大，存儲的貨物和設備較多且密度大，而倉庫的治理和操作人員較少，所以倉庫內一般都采用自動消防系統。3照明系統。4動力系統。5通風及采暖系統。6其他設施。如排水設施、避雷接地設施和環(huán)境保護設施等。(二)機械設備1貨架。構鑄貨架的材料一般選用鋼材或鋼筋混凝土，鋼貨架的優(yōu)點是構件尺寸小，制作方便，安裝建設周期短，而且可以提高倉庫的庫容利用率。鋼筋混凝土貨架的優(yōu)點在于其防火性能較好，抗腐蝕能力較強，維護保養(yǎng)也相對簡單。自動化立體倉庫的貨架一般都分隔成一個個的單元格，單元格是用于存放托盤或直接存放貨物的。2貨箱與托盤。貨箱和托盤的基本功能是裝小件的貨物，以便于叉車和堆垛機的叉取和存放。采用貨箱和托

5、盤存放貨物可以提高貨物裝卸和存取的效率。3巷道機。巷道機是自動化立體倉庫中最重要的設備，它是隨自動化立體倉庫的出現而發(fā)展起來的專用起重機。巷道機可在高層貨架間的巷道內往返運動，其升降平臺可作上下運動，升降平臺上的貨物存取裝置可將貨物存入貨格或從貨格中取出。4周邊搬運設備。搬運設備一般是由電力來驅動，由自動或手動控制，把貨物從一處移到另一處。這類設備包括輸送機、自動導向車等，設備形式可以是單機、雙軌、地面的、空中的、一維運行(即沿水平直線或垂直直線運行)、二維運行、三維運行等。其作用是配合巷道機完成貨物的輸送、轉移、分揀等作業(yè)。在倉庫內的主要搬運系統因故停止工作時，周邊設備還可以發(fā)揮其作用，使作

6、業(yè)繼續(xù)進行。(三)電氣與電子設備1檢測裝置。檢測裝置是用于檢測各種作業(yè)設備的物理參數和相應的化學參數，通過對檢測數據的判定和處理可為系統決策提供最佳依據，以保證系統安全可靠地運行。2信息識別設備。在自動化立體倉庫中，這種設備必不可少，它是用于采集貨物的品名、類別、貨號、數量、等級、目的地、生產廠、貨物地址等物流信息。這類設備通常采用條形碼、磁條、光學字符和射頻等識別技術。3控制裝置。自動化立體倉庫內所配備的各種存取設備和輸送設備必須具有控制裝置，以實現自動化運轉。這類控制裝置包括普通開關、繼電器、微處理器、單片機和可編程序控制器等等。4監(jiān)控及調度設備。監(jiān)控及調度設備主要負責協調系統中各部分的運

7、行，它是自動化立體倉庫的信息樞紐，在整個系統中舉足輕重。5計算機治理系統。計算機治理系統用于進行倉庫的賬目治理和作業(yè)治理，并可與企業(yè)的治理系統交換信息。6數據通信設備。自動化立體倉庫是一個構造復雜的自動化系統，它由眾多的子系統組成。各系統、各設備之間需要進行大量的信息交換以完成規(guī)定的任務，因此需要大量的數據通信設備作為信息傳遞的媒介，這類設備包括電纜、遠紅外光、光纖和電磁波等。7大屏幕顯示器。這是為了倉庫內的工作人員操作方便，便于觀察設備情況而設置的。自動化立體倉庫的優(yōu)缺點 自動化立體倉庫的主要優(yōu)點有以下幾個方面：1由于能充分利用倉庫的垂直空間，其單位面積存儲量遠遠大于普通的單層倉庫(一般是單

8、層倉庫的4-7倍)。目前，世界上最高的立體倉庫可達40多米，容量多達30萬個貨位。2倉庫作業(yè)全部實現機械化和自動化，一方面能大大節(jié)省人力，減少勞動力費用的支出，另一方面能大大提高作業(yè)效率。3采用計算機進行倉儲治理，可以方便地做到先進先出，并可防止貨物自然老化、變質、生銹，也能避免貨物的丟失。4貨位集中，便于控制與治理，非凡是使用電子計算機，不但能夠實現作業(yè)的自動控制，而且能夠進行信息處理。5能更好地適應黑暗、低溫、有毒等非凡環(huán)境的要求。例如，膠片廠把膠片卷軸存放在自動化立體倉庫里，在完全黑暗的條件下，通過計算機控制可以實現膠片卷軸的自動出入庫。6采用托盤或貨箱存儲貨物，貨物的破損率顯著降低。自

9、動化立體倉庫的主要缺點：1由于自動化立體倉庫的結構比較復雜，配套設備也比較多，所以需要的基建和設備的投資也比較大。2貨架安裝精度要求高，施工比較困難，而且工期相應較長。3存儲彈性小，難以應付高峰的需求。4對可存儲的貨物品種有一定限制，需要單獨設立存儲系統用于存放長、大、粗笨的貨物以及要求非凡保管條件的貨物。5自動化立體倉庫的高架吊車、自動控制系統等都是技術含量極高的設備，維護要求高，因此必須依靠供給商，以便在系統出現故障時能得到及時的技術援助。這就增強了對供給商的依靠性。6對建庫前的工藝設計要求高，在投產使用時要嚴格按照工藝作業(yè)。自動化立體倉庫的設計 每個自動化立體倉庫的設計都分幾個主要的階段

10、，每個階段都有其要達到的目標。(一)設計前的預備工作需求分析(預備階段)是第一階段，在這一階段里要提出問題，確定設計目標，并確定設計標準。要通過調研搜集設計的數據，找出各種制約條件，并對其進行細致的分析。設計主要包括以幾個方面：1要了解建庫的現場條件，包括氣象、地形、地質條件、地面承載能力、風及雪載荷、地震情況以及其他環(huán)境的影響。2在自動化立體倉庫的總體設計中，機械、結構、電氣、土建等多專業(yè)相互交叉、相互制約，這就要求第三方物流企業(yè)在進行設計時必須考慮到各專業(yè)的需要。例如，機械的運動精度要根據結構制作的精度和土建的沉降精度而選定。3要制定出第三方物流企業(yè)對倉儲系統的投資、人員配置等計劃，以此來

11、確定倉儲系統的規(guī)模和機械化、自動化的程度。4要對與第三方物流企業(yè)倉儲系統有關的其他方面的條件進行調查了解，例如，貨物的來源，連結庫場的交通情況，貨物的包裝，搬運貨物的方法，貨物的最終去向和運輸工具等等。(二)庫場的選擇與規(guī)劃庫場的選擇和布置對于倉儲系統的基建投資、物流費用、勞動條件等都有重要的意義?？紤]到城市規(guī)劃、第三方物流企業(yè)的整體運作，自動化立體倉庫最好選在靠近港口、碼頭、貨運站等交通樞紐，或靠近生產地或原材料產地，或靠近主要的銷售市場，這樣可以大大地降低第三方物流企業(yè)的費用。庫場地址是否合理對于環(huán)境保護、城市規(guī)劃等也有一定的影響。例如，選擇在受到交通限制的商業(yè)區(qū)建立自動化立體倉庫，一方面

12、與繁華的商業(yè)環(huán)境不協調，另一方面要花高價購買地皮。最重要的是，由于受到交通限制，只能天天半夜來運送貨物，這顯然是極不合理的。(三)確定倉庫形式、作業(yè)方式和機械設備參數倉庫的形式需要在調查入庫貨物品種的基礎上確定。一般都采用單元貨格式倉庫，假如存儲的貨物品種單一或很少，而且貨物批量較大，可以采用重力式貨架或者其他形式的貫通式倉庫。根據出入庫的工藝要求(整單元或零散出入庫)來決定是否需要堆垛揀選作業(yè)，假如需要揀選作業(yè)，再確定揀選作業(yè)的方式。為了提高出入庫搬運效率，應盡量減少單作業(yè)方式(即單人庫或單出庫)，要盡量采用復合式作業(yè)方式(即迂回或回程也進行搬運作業(yè))。或者采用一次搬運兩個單元格貨物的作業(yè)方

13、式，具體做法是：在堆垛機的臺上設置兩副貨叉，它們可以分別伸縮，也可以同時伸縮，以存取兩個單元格的貨物。還有一種方法就是把貨架的深度加大，設計成兩個貨物單元大小，相應的也要把堆垛機的貨臺增寬一倍，貨叉要增長一倍，這樣要叉取一個貨物單元時，貨叉只要伸出一半就可以了，假如要同時叉取兩個貨物單元時，只要把貨叉全部伸出就可以了。在自動化立體倉庫中還有一種作業(yè)方式常被采用，這就是所謂的自由貨位方式，即貨物可以就近入庫，非凡是對于出入庫頻繁和超長、超重的貨物，應當盡量在到貨和發(fā)貨的地點四周作業(yè)，這樣做不但可以縮短出入庫時間，還節(jié)省了搬運費用。自動化立體倉庫所使用的機械設備有很多種，一般都包括巷道堆垛機、連續(xù)

14、輸送機、高層貨架，自動化程度高的還有自動導向車。在進行倉庫的總體設計時，要根據倉庫的規(guī)模、貨物的品種、出入庫頻率等選擇最適合的機械設備，并確定這些設備的主要參數。(四)確定貨物單元形式及規(guī)格由于自動化立體倉庫的前提是單元化的搬運，所以確定貨物單元的形式、尺寸和重量是一個非常重要的問題。它會影響到第三方物流企業(yè)對倉庫的投資，而且會影響到整個倉儲系統的配備、設施等問題。因此，為了合理確定貨物單元的形式、尺寸和重量，應根據調查和統計的結果，列出所有可能的貨物單元形式和規(guī)格，并做出合理的選擇。對于那些外形和尺寸比較非凡或者很重的貨物，可以單獨處理。在貨物單元形式和規(guī)格都確定后，還應確定貨格的尺寸，貨格

15、尺寸取決于貨物單元四面留出的凈尺寸和貨架構件的有關尺寸。一般來說這些凈尺寸都是根據實際情況和有關經驗、數據來確定的。(五)確定庫容量(包括緩存區(qū))庫容量是指在同一時間倉庫可容納的貨物單元數，這對自動化立體倉庫來說是一個非常重要的參數。由于在庫存周期會受到許多預料之外因素的影響，因此庫存量的波峰值有時會大大超出自動化立體倉庫的實際庫容量。除此之外，有的自動化立體倉庫僅僅考慮了貨架區(qū)的容量，而忽視了緩存區(qū)的面積，結果造成緩存區(qū)的面積不足，使得貨架區(qū)的貨物出不來，庫房外的貨物進不去。(六)庫房面積與其他面積的分配由于總面積是一定的，而許多第三方物流企業(yè)在建造自動化立體倉庫時只重視辦公、實驗(包括研發(fā))的面積，卻忽視了庫房面積，因此造成了這種局面，即為了滿足庫容量的需要，只好通過向空間發(fā)展來達到要求。但是貨架越高，機械設備的采購成本和運行成本也就越高。除此之外，由于自動化立體倉庫內最優(yōu)的物流路線是直線形的，但在倉庫設計時往往會受到平面面積的限制，造成本身物流路線的迂回(往往是s形，甚至是網狀)，這會增加許多不必要的投入和麻煩。(七)人員與設備的匹配不管自動化立體倉庫的自動化程度有多高，具體運作時仍需要一定的人工勞動，因此工作人員的數量要合適。人員不足會降低倉庫的效率，太多又會造成浪費。自動化立體倉庫采用了大量先進的設備，因此對人員的素質要求比較高，人員素質跟不上，同樣會降低倉庫的