自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)技術(shù)的應(yīng)用

劉德文，梁敏

（長(zhǎng)嶺煉化岳陽工程設(shè)計(jì)有限公司，湖南 岳陽 414000）

1 概述

自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)其儲(chǔ)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(jī)結(jié)合入庫(kù)出庫(kù)、周邊等設(shè)備在不需人工處理的情況下自動(dòng)存入和取出貨物。因其能充分利用空間、節(jié)約用地、儲(chǔ)存貨物多、減少人工、分揀準(zhǔn)確度高、入庫(kù)出庫(kù)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(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)主要組成

自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)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(kù)傳輸設(shè)備、巷道堆垛起重機(jī)、GV系統(tǒng)、自動(dòng)化控制以及自動(dòng)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(jì)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(cāng)庫(kù)的圍護(hù)結(jié)構(gòu)，可設(shè)計(jì)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(dú)立存在。

2.2 立體貨架

立體貨架是立體倉(cāng)庫(kù)中的重要構(gòu)筑物，是用于存放貨物的場(chǎng)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(yùn)輸。

2.4 出入庫(kù)傳輸設(shè)備

傳輸設(shè)備是把倉(cāng)庫(kù)的各個(gè)部分連接起來將貨物送到相應(yīng)的貨架的存儲(chǔ)位置或從相應(yīng)貨架存儲(chǔ)位置的貨物送出的輸送系統(tǒng)，即將貨物運(yùn)送到堆垛機(jī)或從堆垛機(jī)處的貨物移走。有輥式運(yùn)輸機(jī)、鏈?zhǔn)竭\(yùn)輸機(jī)、升降運(yùn)輸機(jī)和皮帶運(yùn)輸機(jī)等。

2.5 巷道堆垛起重機(jī)

是立體化倉(cāng)庫(kù)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(dòng)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(dòng)化控制系統(tǒng)（WCS）

自動(dòng)控制系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)內(nèi)各設(shè)備工作，主要由PLC、操作終端、電機(jī)驅(qū)動(dòng)裝置、檢測(cè)元件等組成，目前主要采用的控制模式是現(xiàn)場(chǎng)總線方式。分為手動(dòng)控制、隨機(jī)自動(dòng)控制、遠(yuǎn)距離自動(dòng)控制和計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制等。

2.8 自動(dòng)化管理系統(tǒng)（WMS）

自動(dòng)化管理系統(tǒng)是自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的核心，由硬件、操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)等組成。硬件又由數(shù)據(jù)庫(kù)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(jī)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(kù)目前有SQLserver2008和Oracle10g，一般采用大型的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)（如ORACLE，SYBASE，ERP系統(tǒng)等）聯(lián)網(wǎng)或集成。

自動(dòng)化控制和管理系統(tǒng)是整個(gè)倉(cāng)庫(kù)的中樞神經(jīng)，負(fù)責(zé)所有存儲(chǔ)設(shè)備的系統(tǒng)管理和調(diào)度。自動(dòng)化控制系統(tǒng)通過貨物傳輸設(shè)備來控制邏輯計(jì)算機(jī)和動(dòng)作執(zhí)行，在倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)（WMS）的協(xié)調(diào)下，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的集中控制和指揮。自動(dòng)化管理系統(tǒng)通過計(jì)算機(jī)、軟件、及庫(kù)房網(wǎng)絡(luò)對(duì)信息、資源、行為、存貨和分揀等進(jìn)行自動(dòng)化管理，最大限度滿足貨物出入的精確度要求。

3 自動(dòng)化立體庫(kù)房的功能

自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的功能主要是貨物自動(dòng)收入庫(kù)、出庫(kù)、盤點(diǎn)庫(kù)存、貨物倒庫(kù)、貨位管理、存貨管理、查詢和統(tǒng)計(jì)、運(yùn)行監(jiān)控等。

3.1 貨物入庫(kù)流程

錄入入庫(kù)任務(wù)→生成入庫(kù)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(jī)搬運(yùn)貨物→貨物上架，WMS更新數(shù)據(jù)（入庫(kù)任務(wù)完成）。

3.2 貨物出庫(kù)流程

搜索出庫(kù)的貨物→生成出庫(kù)任務(wù)→指令下發(fā)，堆垛起重機(jī)及傳輸設(shè)備將貨物搬運(yùn)至交接臺(tái)→LED顯示出庫(kù)信息→貨物搬離輸送設(shè)備，WMS更新數(shù)據(jù)（出庫(kù)任務(wù)完成）。（1）盤點(diǎn)庫(kù)存：可按貨物量盤庫(kù)，也可按貨位量盤庫(kù)。（2）貨物倒庫(kù)：定期優(yōu)化存儲(chǔ)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(chǔ)區(qū)域，還可按鎖定條件存放貨物。（4）庫(kù)存管理：根據(jù)原庫(kù)存情況和出入庫(kù)完成信息，盤點(diǎn)和統(tǒng)計(jì)庫(kù)存、統(tǒng)計(jì)貨位的利用率。

3.3 查詢和統(tǒng)計(jì)

隨時(shí)查取倉(cāng)庫(kù)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(bào)表單據(jù)、日志、統(tǒng)計(jì)作業(yè)能力等。這種查詢可以在倉(cāng)庫(kù)范圍內(nèi)進(jìn)行，也可通過聯(lián)網(wǎng)在其他地點(diǎn)進(jìn)行。

3.4 運(yùn)行監(jiān)控

監(jiān)控系統(tǒng)可提供整個(gè)倉(cāng)庫(kù)中設(shè)備運(yùn)行的模擬畫面，實(shí)時(shí)監(jiān)視到整個(gè)立體倉(cāng)庫(kù)中各部分的運(yùn)行情況，例如各設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)、貨物運(yùn)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(yùn)行狀態(tài)、出錯(cuò)報(bào)警情況，實(shí)時(shí)掌握控制設(shè)備的運(yùn)行。

4 投入成本對(duì)比

表1是國(guó)內(nèi)某物流系統(tǒng)項(xiàng)目中自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)與傳統(tǒng)倉(cāng)庫(kù)的投入成本對(duì)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(dòng)立體倉(cāng)庫(kù)建設(shè)投資比傳統(tǒng)倉(cāng)庫(kù)稍低，但隨著土地價(jià)格和人工成本的上升，自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)投資成本與傳統(tǒng)倉(cāng)庫(kù)相比將大幅度降低，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看更經(jīng)濟(jì)。

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(dòng)化程度高、容量大的立體倉(cāng)庫(kù)將成為一種趨勢(shì)，在計(jì)算機(jī)及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)、信息技術(shù)的推動(dòng)下，各倉(cāng)庫(kù)的管理可不獨(dú)立、資源共享，運(yùn)行成本大大降低，倉(cāng)庫(kù)的整體運(yùn)行效率可以達(dá)到最優(yōu)，再加上近幾年國(guó)家已經(jīng)制定和推行了一系列與國(guó)際接軌的自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，大力推動(dòng)和規(guī)范了自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)市場(chǎng)。對(duì)于推動(dòng)構(gòu)建成本節(jié)約、循環(huán)經(jīng)濟(jì)、節(jié)能節(jié)地、綠色環(huán)保等，自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)技術(shù)的應(yīng)用具有重要的意義。

[1]張志.自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)中輸送控制系統(tǒng)研究[J].起重運(yùn)輸機(jī)械,2008,12.