自動化立體倉庫系統(tǒng)的研究

高娟

[摘要]自動化立體倉庫（簡稱AS/RS）產(chǎn)生于二十世紀五十年代，是用自動化物料搬運設(shè)備進行貨物出庫和入庫作業(yè)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(fā)展現(xiàn)狀。

[關(guān)鍵詞]自動化立體倉庫 管理系統(tǒng) 監(jiān)控系統(tǒng)

1引言

自動化立體倉庫是現(xiàn)代物流系統(tǒng)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管理水平、提高管理和操作人員素質(zhì)、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。與廠級計算機管理信息系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)以及與生產(chǎn)線緊密相連的自動化立體倉庫更是當(dāng)今CIMS（計算機集成制造系統(tǒng)）及FMS（柔性制造系統(tǒng)）必不可少的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

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(tǒng)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(yè)，而實現(xiàn)貨物收發(fā)作業(yè)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(yè)的倉庫。將兩種倉庫的作業(yè)技術(shù)結(jié)合稱為自動化立體倉庫。它具有占地面積小，存儲量大、周轉(zhuǎn)快的優(yōu)點，是集信息、存儲、管理于一體的高技術(shù)密集型機電一體化產(chǎn)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(tǒng)、通訊系統(tǒng)、堆垛機控制系統(tǒng)、計算機監(jiān)控系統(tǒng)、計算機管理系統(tǒng)以及其他輔助設(shè)備組成的復(fù)雜的自動化系統(tǒng)。

（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(guī)則的貨物和零散的貨物，采用貨箱存放;大型的規(guī)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(qū)的巷道內(nèi)往復(fù)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(shè)備，通過手動操作、半自動操作或全自動操作實現(xiàn)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(yīng)用而發(fā)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(nèi)外立體倉庫中應(yīng)用最多的一種設(shè)備，

（4）出入庫輸送系統(tǒng)

出入庫輸送系統(tǒng)是貨架與貨物出入庫口的聯(lián)結(jié)輸送系統(tǒng)。出入庫輸送設(shè)備有輥式輸送機、鏈式輸送機、出入庫站臺小車（RGV）、自動引導(dǎo)小車（AGV）等。自動化立體倉庫的出入庫系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計以及采用哪些輸送機械，需根據(jù)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(tǒng)的輸送速度以及分岔、合流點的數(shù)量等，都要以滿足倉庫的出入庫效率（作業(yè)效率）為原則來確定。

（5）通訊系統(tǒng)

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

自動化倉庫中的主機與監(jiān)控系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)與控制系統(tǒng)之間的通信以及倉庫管理機通過廠級計算機網(wǎng)絡(luò)與其他信息系統(tǒng)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(tǒng)

控制系統(tǒng)是自動化倉庫運行成功的關(guān)鍵。沒有好的控制，系統(tǒng)運行的成本就會很高，而效率很低。為了實現(xiàn)自動運轉(zhuǎn)，自動化倉庫內(nèi)所用的各種存取設(shè)備和輸送設(shè)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(guān)和繼電器，到微處理器、單片機和可編程序，根據(jù)各自的設(shè)定功能，它們都能完成一定的控制任務(wù)，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(xiàn)。

（7）計算機監(jiān)控系統(tǒng)

監(jiān)控系統(tǒng)是自動化倉庫的信息樞紐，它在整個系統(tǒng)中起著舉足輕重的作用，它負責(zé)協(xié)調(diào)系統(tǒng)中各個部分的運行。自動化倉庫系統(tǒng)使用了很多運行設(shè)備，各設(shè)備的運行任務(wù)、運行路徑、運行方向都需要由監(jiān)控系統(tǒng)來統(tǒng)一高度，按照指揮系統(tǒng)的命令進行貨物搬運活動。通過監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)視畫面可以直觀地看到各設(shè)備的運行情況。

（8）計算機管理系統(tǒng)

計算機管理系統(tǒng)是自動化倉庫的核心，相當(dāng)于人的大腦，它指揮著倉庫中各設(shè)備的運行。它主要完成整個倉庫的賬目管理和作業(yè)管理，并且負擔(dān)與上級系統(tǒng)的通信和企業(yè)信息管理系統(tǒng)的部分任務(wù)。一般的自動化倉庫管理系統(tǒng)多采用微型計算機為主的系統(tǒng)，對比較大的倉庫管理系統(tǒng)也可采用小型計算機。隨著計算機的高速發(fā)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(lǐng)域中將日益發(fā)揮重要的作用。

4我國自動化立體倉庫的發(fā)展及現(xiàn)狀

我國對自動化立體倉庫及其物料搬運設(shè)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(zé)），該庫1980年投入運行。

1995年建成的儀征化纖工業(yè)聯(lián)合公司滌綸自動化立體倉庫是由國內(nèi)獨立設(shè)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(shù)發(fā)展很快，已實現(xiàn)了與其他信息決策系統(tǒng)得集成，并正在做智能控制和模糊控制的研究工作。

據(jù)不完全統(tǒng)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(shè)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(chǎn)、醫(yī)藥生產(chǎn)及流通等行業(yè)。軍隊自動化立體倉庫建設(shè)速度加快，近兩年全軍列入建設(shè)計劃的自動化立體庫有幾十座，各供應(yīng)廠商格外重視該市場領(lǐng)域，今后的競爭將日趨激烈。預(yù)計以后形勢會更好，自動化立體庫建設(shè)數(shù)量將越來越多。