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自動化立體倉庫

標籤:立體倉庫教學設備倉儲物流

自動化立體倉庫,是物流倉儲中出現的新概念。利用立體倉庫設備可實現倉庫高層合理化,存取自動化,操作簡便化;自動化立體倉庫,是當前技術水平較高的形式。自動化立體倉庫的主體由貨架,巷道式堆垛起重機、入(出)庫工作台和自動運進(出)及操作控制系統組成。貨架是鋼結構或鋼筋混凝土結構的建築物或結構體,貨架內是標準尺寸的貨位空間,巷道堆垛起重機穿行於貨架之間的巷道中,完成存、取貨的工作。管理上採用計算機及條形碼技術。

1基本介紹

自動化立體倉庫

  自動化立體倉庫

倉庫的產生和發展是第二次世界大戰之後生產和技術發展的結果。50年代初,美國出現了採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採用計算機控制技術,建立了第一座計算機控制的立體倉庫。此後,自動化立體倉庫在美國和歐洲得到迅速發展,並形成了專門的學科。60年代中期,日本開始興建立體倉庫,並且發展速度越來越快,成為當今世界上擁有自動化立體倉庫最多的國家之一。
對立體倉庫及其物料搬運設備的研製開始並不晚,1963年研製成第一台橋式堆垛起重機(機械部北京起重運輸機械研究所),1973年開始研製中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2003年為止,中國自動化立體倉庫數量已超過200座。立體倉庫由於具有很高的空間利用率、很強的入出庫能力、採用計算機進行控制管理而利於企業實施現代化管理等特點,已成為企業物流和生產管理不可缺少的倉儲技術,越來越受到企業的重視。
自動化立體倉庫(AS/RS)是由立體貨架、有軌巷道堆垛機、出入庫托盤輸送機系統、尺寸檢測條碼閱讀系統、通訊系統、自動控制系統、計算機監控系統、計算機管理系統以及其他如電線電纜橋架配電櫃、托盤、調節平台、鋼結構平台等輔助設備組成的複雜的自動化系統。運用一流的集成化物流理念,採用先進的控制、匯流排、通訊和信息技術,通過以上設備的協調動作進行出入庫作業。

2分類

貨物存
按照貨物存取形式分為單元貨架式、移動貨架式和揀選貨架式。
(1)單元貨架式:單元貨架式是常見的倉庫形式。貨物先放在托盤或集裝箱內,再裝入單元貨架的貨位上。
(2)移動貨架式:移動貨架式由電動貨架組成,貨架可以在軌道上行走,由控制裝置控制貨架合攏和分離。作業時貨架分開,在巷道中可進行作業;不作業時可將貨架合攏,只留一條作業巷道,從而提高空間的利用率。
(3)揀選貨架式:揀選貨架式中分揀機構是其核心部分,分為巷道內分揀和巷道外分揀兩種方式。「人到貨前揀選」是揀選人員乘揀選式堆垛機到貨格前,從貨格中揀選所需數量的貨物出庫。「貨到人處揀選」是將存有所需貨物的托盤或貨箱由堆垛機至揀選區,揀選人員按提貨單的要求揀出所需貨物,再將剩餘的貨物送回原地。
設計
每個自動化立體倉庫的設計都分幾個主要的階段,每個階段都有其要達到的目標。
(一)設計前的準備工作
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、土建等多專業相互交叉、相互制約,這就要求第三方物流企業在進行設計時必須考慮到各專業的需要。例如,機械的運動精度要根據結構製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對倉儲系統的投資、人員配置等計劃,以此來確定倉儲系統的規模和機械化、自動化的程度。
4.要對與第三方物流企業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)庫場的選擇與規劃
庫場的選擇和布置對於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。考慮到城市規劃、第三方物流企業的整體運作,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的費用。庫場地址是否合理對於環境保護、城市規劃等也有一定的影響。例如,選擇在受到交通限制的商業區建立自動化立體倉庫,一方面與繁華的商業環境不協調,另一方面要花高價購買地皮。最重要的是,由於受到交通限制,只能每天半夜來運送貨物,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。一般都採用單元貨格式倉庫,如果存儲的貨物品種單一或很少,而且貨物批量較大,可以採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,如果需要揀選作業,再確定揀選作業的方式。
在自動化立體倉庫中還有一種作業方式常被採用,這就是所謂的"自由貨位"方式,即貨物可以就近入庫,特別是對於出入庫頻繁和超長、超重的貨物,應當盡量在到貨和發貨的地點附近作業,這樣做不但可以縮短出入庫時間,還節省了搬運費用。
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,要根據倉庫的規模、貨物的品種、出入庫頻率等選擇最適合的機械設備,並確定這些設備的主要參數。
(四)確定貨物單元形式及規格
由於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格,並做出合理的選擇。對於那些形狀和尺寸比較特殊或者很重的貨物,可以單獨處理。
(五)確定庫容量(包括緩存區)
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。由於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的容量,而忽視了緩存區的面積,結果造成緩存區的面積不足,使得貨架區的貨物出不來,庫房外的貨物進不去。
(六)庫房面積與其他面積的分配
由於總面積是一定的,而許多第三方物流企業在建造自動化立體倉庫時只重視辦公、實驗(包括研發)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,只好通過向空間發展來達到要求。但是貨架越高,機械設備的採購成本和運行成本也就越高。除此之外,由於自動化立體倉庫內最優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迴(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。自動化立體倉庫採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,同樣會降低倉庫的吞吐能力。第三方物流企業需要招聘專門的人才,並對其進行專門的培訓。
(八)系統數據的傳輸
由於數據傳輸路徑不通暢或數據冗餘等原因,會造成系統數據傳輸速度慢,甚至無法傳輸的現象,因此要考慮自動化立體倉庫內部以及與第三方物流企業上下級管理系統間的信息傳遞的問題。
(九)整體運作能力
自動化立體倉庫的上游、下游及其內部各子系統的協調,有一個木桶效應的問題,即最短的那一塊木板決定了木桶的容量。有的倉庫採用了很多的高科技產品,各種設施設備也非常齊全,但是由於各子系統間協調性、兼容性不好,造成整體運作能力比預期差很多。
監控管理系統
監控管理系統包括數據管理、入庫管理、出庫管理、查詢、報表、單據與盤庫、報警、監控與動畫等模塊

3應用領域

自動化立體庫在中國應用非常廣泛。概述如下:
物流領域:
1 煙草配送:廣泛採用自動化立體庫系統。
2 醫藥配送:為了響應GSP認證,大量的自動化立體庫被應用到全國醫藥流通領域。如國葯、上藥等。
3 機場貨運:較早採用自動化立體庫的領域。各主要機場均採用立體庫系統,用於行李處理。
4 地鐵:隨著中國地鐵建設的蓬勃興起,自動化立體庫應用大面積展開。
軍事應用:
應用自動化立體庫最普遍的領域之一。後勤、裝備等尤為普遍。
貨架
貨架的設計是立體倉庫設計的一項重要內容,它直接影響到立體倉庫面積和空間的利用率。
①貨架形式:貨架的形式有很多,而用在自動化立體倉庫的貨架一般有:橫樑式貨架、牛腿式貨架、流動式貨架等。設計時,可根據貨物單元的外形尺寸、重量及其它相關因素來合理選取。
②貨格的尺寸:貨格的尺寸取決於貨物單元與貨架立柱、橫樑(牛腿)之間的間隙大小,同對,在一定程度上也受到貨架結構型式及其它因素的影響。
輸送系統
根據物流圖,合理選擇輸送機的類型,包括:輥道輸送機、鏈條輸送機、皮帶輸送機、升降移載機、提升機等。同時,還要根據倉庫的瞬時流量合理確定輸送系統的速度。

其它設備

根據倉庫的工藝流程及用戶的一些特殊要求,可適當增加一些輔助設備,包括:手持終端、叉車、平衡吊等。
五、初步設計控制系統及倉庫管理系統(WMS)的各功能模塊
根據倉庫的工藝流程及用戶的要求,合理設計控制系統及倉庫管理系統(WMS)。控制系統及倉庫管理系統一般採用模塊化設計,便於升級和維護。
六、模擬模擬整套系統
在有條件的情況下,對整套系統進行模擬模擬,可以對立體倉庫的貯運工作進行較為直觀的描述,發現其中的一些問題和不足,並作出相應的更正,以優化整個AS/RS系統。
七、進行設備及控制管理系統的詳細設計
以上所述為自動化立體倉庫設計的一般過程,在具體設計中,可結合具體情況靈活運用。

4系統優點

一、節約倉庫佔地面積,使倉庫的空間實現了充分的利用。由於自動化立體倉庫採用大型倉儲貨架的拼裝,又加上自動化管理技術使得貨物便於查找,因此建設自動化立體倉庫就比傳統倉庫的佔地面積小,但是空間利用率大。在發達國家,提高空間的利用率已經作為系統合理性和先進性的重要考核指標。在提倡節能環保的今天,自動化立體倉庫在節約佔地資源上有著很好的效果,也是必將使未來倉儲發展的一大趨勢。
二、自動化管理提高了倉庫的管理水平。自動化立體倉庫採用計算機對貨品信息進行準確無誤的信息管理,減少了在存儲貨物中可能會出現的差錯,提高了工作效率。同時,立體自動化倉庫在入庫出庫的貨品運送中實現機動化,搬運工作安全可靠,減少了貨品的破損率,還能通過特殊設計使一些對環境有特殊要求的貨品能有很好的保存環境,比如有毒、易爆的貨品,也減少了人在搬運貨品時可能會受到的傷害。
三、自動化立體倉庫可以形成先進的生產鏈,促進了生產力的進步。專業人士指出,由於自動化立體倉庫的存取效率高,因此可以有效地連接倉庫外地生產環節,可以在存儲中形成自動化的物流系統,從而形成有計劃有編排的生產鏈,使生產能力得到了大幅度的提升。
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