仓库管理_自动化立体仓库设计方案

自动化仓库系统自动化仓库系统(AS(ASRSRSAutomated Automated storage and retrieval system)storage and retrieval system)是不需人是不需人 工处理的情况下能自动存储和取出物料的工处理的情况下能自动存储和取出物料的 系统。这个定义涵盖了不同复杂程度及规系统。这个定义涵盖了不同复杂程度及规 格的极为广泛的多样的系统。格的极为广泛的多样的系统。 自动化立体仓库就是采用高层货架存放自动化立体仓库就是采用高层货架存放 货物，以巷道堆垛起重机为主，结合入库货物，以巷道堆垛起重机为主，结合入库 与出库周边设备来进行自动化仓储作业的与出库周边设备来进行自动化仓储作业的 一种仓库。一种仓库。 一、概念一、概念 自动化立体仓库简称高架仓库，一般是指采用自动化立体仓库简称高架仓库，一般是指采用 几层、十几层乃至几十层的货架来储存单元货几层、十几层乃至几十层的货架来储存单元货 物，由于这类仓库能充分利用空间储存货物，物，由于这类仓库能充分利用空间储存货物， 故常形象地将其称为“立体仓库”。故常形象地将其称为“立体仓库”。 第三节第三节 自动化立体仓库自动化立体仓库 高层货架存储高层货架存储 ； 自动存取自动存取 ； 计算机控制计算机控制 自动化仓库自动化仓库 货物储存系统货物储存系统 货物存取货物存取 和传送系统和传送系统 控制和控制和 管理系统管理系统 二、二、自动化立体仓库系统组成自动化立体仓库系统组成 自动化立体仓库系统主要自动化立体仓库系统主要 由由货物储存系统（货架、货物储存系统（货架、 货箱或托盘）、货物存取货箱或托盘）、货物存取 和传送系统（堆垛机、输和传送系统（堆垛机、输 送和分拣设备）、控制和送和分拣设备）、控制和 管理系统（控制系统、通管理系统（控制系统、通 讯系统、计算机管理监控讯系统、计算机管理监控 系统）系统）等部分组成。等部分组成。 自动化立体仓库系统能够自动化立体仓库系统能够 按照指令自动完成货物的按照指令自动完成货物的 存取存取，并能对库存货物进，并能对库存货物进 行自动管理，完全实现自行自动管理，完全实现自 动化作业动化作业 三、三、自动化立体仓库系统的功能自动化立体仓库系统的功能 （1 1）大量储存，一个自动化立体仓库拥有货位数）大量储存，一个自动化立体仓库拥有货位数 可以达到可以达到3030万个，可储存万个，可储存3030万个托盘，以平均每万个托盘，以平均每 托盘储存货物托盘储存货物1 1吨计算，则一个自动化存取系统可吨计算，则一个自动化存取系统可 同时储存同时储存3030万吨货物。万吨货物。 （2 2）自动存取，自动化仓库的出入库及库内搬运）自动存取，自动化仓库的出入库及库内搬运 作业全部实现由计算机控制的机电一体化作业。作业全部实现由计算机控制的机电一体化作业。 （3 3）可以扩展到分类、计量、包装、分拣、配送）可以扩展到分类、计量、包装、分拣、配送 等功能。等功能。 按照立体仓库的高度分类按照立体仓库的高度分类 （1 1）低层立体仓库）低层立体仓库 低层立体仓库高度在低层立体仓库高度在5 5米以下。米以下。 （2 2）中层立体仓库）中层立体仓库 中层立体仓库的高度在中层立体仓库的高度在5 51515米之间米之间 （3 3）高层立体仓库）高层立体仓库 高层立体仓库的高度在高层立体仓库的高度在1515米以上米以上 四、自动化立体仓库的分类四、自动化立体仓库的分类 五、自动化五、自动化立体仓库机械设备立体仓库机械设备 自动化立体仓库机械设备一般包括自动化立体仓库机械设备一般包括高层货架、巷道高层货架、巷道 堆垛机和出入库输送、搬运机械堆垛机和出入库输送、搬运机械等。等。 一）高层货架一）高层货架 高层货架是自动化仓库高层货架是自动化仓库(AS/RS) (AS/RS) 主要组成部分，是保管主要组成部分，是保管 物料的场所。随着单元货物重量和仓库高度的提高，要物料的场所。随着单元货物重量和仓库高度的提高，要 求求货架立柱、横梁的刚度和强度提高货架立柱、横梁的刚度和强度提高，随着仓库自动化，随着仓库自动化 程度的提高，要求货架制造和程度的提高，要求货架制造和安装精度也相应提高安装精度也相应提高，高，高 层货架的高精度是自动化仓库的主要保证之一。层货架的高精度是自动化仓库的主要保证之一。 高层货架按建筑形式分为整体式和分离式。高层货架按建筑形式分为整体式和分离式。 （1 1）整体式整体式 由货架顶部支撑建筑屋架由货架顶部支撑建筑屋架，在货架边侧安装墙围在货架边侧安装墙围， 货架与建筑物成一整体货架与建筑物成一整体。建筑费用低建筑费用低，抗震抗震，尤其适用于尤其适用于 1515米以上的大型自动仓库米以上的大型自动仓库 （2 2）分离式分离式 货架与建筑无关货架与建筑无关，呈独立呈独立、分离状态分离状态。 适用于车间仓库适用于车间仓库、旧库技术改造和中小型自动仓库旧库技术改造和中小型自动仓库。 二）巷道堆垛机二）巷道堆垛机 巷道式堆垛机又叫巷道堆垛起巷道式堆垛机又叫巷道堆垛起 重机，是自动化立体仓库中最重机，是自动化立体仓库中最 重要的搬运设备，它是随着立重要的搬运设备，它是随着立 体仓库的出现而发展起来的专体仓库的出现而发展起来的专 用起重机，专用于高架仓库。用起重机，专用于高架仓库。 一般由一般由机架、运行机构、升降机架、运行机构、升降 机构、司机室、货叉伸缩机构机构、司机室、货叉伸缩机构 、电气控制设备、电气控制设备等组成。等组成。 巷道巷道 式堆式堆 垛机垛机 的分的分 类类 按用途分：单元型、拣选型、单元按用途分：单元型、拣选型、单元- -拣选型三种。拣选型三种。 按控制方式分：手动、半自动和全自动三种。按控制方式分：手动、半自动和全自动三种。 按照金属结构的形式可分：按照金属结构的形式可分：单立柱和双立柱单立柱和双立柱两种。两种。 按应用巷道数量分：按应用巷道数量分：直道型、转弯型和转轨型直道型、转弯型和转轨型 三种。三种。 三）高架叉车三）高架叉车 （1 1）托盘单元型：）托盘单元型：由货叉进行托盘货物的堆垛作业由货叉进行托盘货物的堆垛作业，司，司 机室地面固定型，起升高度较低，因而视线较差。另一种机室地面固定型，起升高度较低，因而视线较差。另一种 是司机室和货叉一同升降，视野好。是司机室和货叉一同升降，视野好。 （2 2）拣选型：如无轨堆垛机，无货叉作业机构，司机室）拣选型：如无轨堆垛机，无货叉作业机构，司机室 随作业货叉升降，随作业货叉升降，由司机向两侧高层货架内的物料进行拣由司机向两侧高层货架内的物料进行拣 选作业选作业。起升高度较高、视线好。起升高度较高、视线好。 由高架叉车和高层货架为主组成的仓库，称为高架叉车仓由高架叉车和高层货架为主组成的仓库，称为高架叉车仓 库。库。 无轨堆垛机（托盘单元型）无轨堆垛机（托盘单元型） 无轨堆垛机（拣选型）无轨堆垛机（拣选型） 四）周边搬运系统、控制系统与装卸码垛机器人四）周边搬运系统、控制系统与装卸码垛机器人 巷道机只能在巷道内进行存取作业，货物出入库需巷道机只能在巷道内进行存取作业，货物出入库需 通过周围的配套搬运机械设施。通过周围的配套搬运机械设施。 周边搬运系统包括周边搬运系统包括搬运输送设备、自动导向车、机器搬运输送设备、自动导向车、机器 人、叉车、台车、托盘人、叉车、台车、托盘等。其作用是配合巷道式堆垛等。其作用是配合巷道式堆垛 机完成货物运输、搬运、分拣等作业，还可以临时取机完成货物运输、搬运、分拣等作业，还可以临时取 代其他主要搬运系统，使自动存取系统维持工作，完代其他主要搬运系统，使自动存取系统维持工作，完 成货物出入库作业。成货物出入库作业。 自动化立体仓库的控制系统：自动化立体仓库的控制自动化立体仓库的控制系统：自动化立体仓库的控制 形式有形式有手动控制、随机自动控制、远距离自动控制和手动控制、随机自动控制、远距离自动控制和 计算机自动控制计算机自动控制四种形式。四种形式。 （一）穿梭车（一）穿梭车(RGV Rail Guide Vehicle)(RGV Rail Guide Vehicle) 一般来说，一般来说，沿固定轨道行走的输送设备称为穿梭车（沿固定轨道行走的输送设备称为穿梭车（RGRG V V），无轨的称为自动导引车（），无轨的称为自动导引车（AGVAGV），在空中输送的称为），在空中输送的称为 悬挂小车（悬挂小车（EMSEMS）。从轨道形式上，穿梭车可分为往复式。从轨道形式上，穿梭车可分为往复式 直行穿梭车和环行穿梭车，环行穿梭车能在同一轨道上运直行穿梭车和环行穿梭车，环行穿梭车能在同一轨道上运 行多辆车体，可大大提高搬运能力，是穿梭车的发展趋势行多辆车体，可大大提高搬运能力，是穿梭车的发展趋势 。目前，国内穿梭车的速度一般为。目前，国内穿梭车的速度一般为120200m/min120200m/min，在国外，在国外 机场行李分拣系统中，采用无接触能量传输技术的穿梭车机场行李分拣系统中，采用无接触能量传输技术的穿梭车 最高走行速度可达最高走行速度可达600m/min600m/min。 单轨往复穿梭车 双轨往复穿梭车 （二）辊筒式输送机（二）辊筒式输送机 辊筒式输送机分为动辊筒式输送机分为动 力式和无动力式；力式和无动力式； 无动力式呈一定坡度无动力式呈一定坡度 ，使货物靠自身重力从，使货物靠自身重力从 高端移动到低端；高端移动到低端； 动力式由一系列排列动力式由一系列排列 整齐的具有一定间隔的整齐的具有一定间隔的 辊子组成；辊子组成；3 3- -4 4个辊子个辊子 同时支撑一件货物。同时支撑一件货物。 （三）链式输送机（三）链式输送机 （1 1）装载式链条输送机）装载式链条输送机 （2 2）平顶式板链输送机）平顶式板链输送机 （3 3）悬挂链输送机）悬挂链输送机 （4 4）链式提升机）链式提升机 （四）自动导引搬运车（四）自动导引搬运车（AGVAGV） 自动导引搬运车简称自动导引搬运车简称AGV(Automatic Guided VehAGV(Automatic Guided Veh icle)icle)是装备有电磁或光学等自动导引装置，能够是装备有电磁或光学等自动导引装置，能够沿沿 规定的导引路径行驶规定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功，具有安全保护以及各种移载功 能的运输小车，是自动化物流系统中的关键设备之一能的运输小车，是自动化物流系统中的关键设备之一 。 AGVAGV是在计算机和是在计算机和无线局域网络的控制下，经磁无线局域网络的控制下，经磁 、激光等导向装置引导并沿程序设定路径运行完成作、激光等导向装置引导并沿程序设定路径运行完成作 业的无人驾驶自动小车业的无人驾驶自动小车。AGVAGV具有安全保护以及各种具有安全保护以及各种 移载功能，采用电池驱动（交、直流），为现代制造移载功能，采用电池驱动（交、直流），为现代制造 业物流和自动化立体仓库提供了一种高度柔性化和自业物流和自动化立体仓库提供了一种高度柔性化和自 动化的运输方式。动化的运输方式。 具有具有导向行驶、认址和移交载荷导向行驶、认址和移交载荷的基本功能。的基本功能。 （五）码垛机与码垛机器人（五）码垛机与码垛机器人 自动化立体仓库系统中大量使用码垛机或机器人自动化立体仓库系统中大量使用码垛机或机器人 完成码垛、拆垛的工作。完成码垛、拆垛的工作。 1 1）机器人自动装箱、码垛工作站）机器人自动装箱、码垛工作站 是一种集成化的系统，它包括工业机器人、控制是一种集成化的系统，它包括工业机器人、控制 器、编程器、机器人手爪、自动拆器、编程器、机器人手爪、自动拆/ /叠盘机、托盘叠盘机、托盘 输送及定位设备和码垛模式软件。它还配置输送及定位设备和码垛模式软件。它还配置自动自动 称重、贴标签和检测及通讯系统，并与生产控制称重、贴标签和检测及通讯系统，并与生产控制 系统相连接系统相连接，以形成一个完整的集成化包装生产，以形成一个完整的集成化包装生产 线。线。 机器人自动装箱、码垛工作站可应用于建材、家机器人自动装箱、码垛工作站可应用于建材、家 电、电子、化纤、汽车、食品等行业。电、电子、化纤、汽车、食品等行业。 生产线末端码垛的简单工作站生产线末端码垛的简单工作站：从输送线上下料并将：从输送线上下料并将 工件码垛、加层垫等，紧跟着有一输送线将码好的托工件码垛、加层垫等，紧跟着有一输送线将码好的托 盘送走盘送走 码垛码垛/ /拆垛工作站拆垛工作站：可将三垛不同货物码成一垛，机：可将三垛不同货物码成一垛，机 器人还可抓取托盘和层垫，一垛码满后由输送线自动器人还可抓取托盘和层垫，一垛码满后由输送线自动 输出输出 生产线中码垛生产线中码垛：工件在输送线定位点被抓取并放到两：工件在输送线定位点被抓取并放到两 个不同托盘上，层垫也被机器人抓取。托盘和满垛通个不同托盘上，层垫也被机器人抓取。托盘和满垛通 过线体自动输出或输入过线体自动输出或输入 生产线末端码垛的复杂工作站生产线末端码垛的复杂工作站：工件来自三条不同线：工件来自三条不同线 体上，它们被抓取并放到三个不同托盘上，层垫也被体上，它们被抓取并放到三个不同托盘上，层垫也被 机器人抓取。托盘和满垛由线体上自动输出或输入。机器人抓取。托盘和满垛由线体上自动输出或输入。 机器人码垛 码垛机码垛 自动分拣系统是二次大战后自动分拣系统是二次大战后 在美国在美国、日本的物流配送中心日本的物流配送中心 中广泛采用的一种自动分拣系中广泛采用的一种自动分拣系 统统，该系统目前已经成为发达该系统目前已经成为发达 国家大中型物流中心不可缺少国家大中型物流中心不可缺少 的一部分的一部分。 五）自动分拣系统五）自动分拣系统(Automatic Sorting System)(Automatic Sorting System) 自动分拣系统的组成 自动分拣系统种类繁多，一般由自动分拣系统种类繁多，一般由控制装置、分控制装置、分 类装置、输送装置及分拣道口类装置、输送装置及分拣道口组成。以上四部组成。以上四部 分装置通过计算机网络联结在一起，配合人工分装置通过计算机网络联结在一起，配合人工 控制及相应的人工处理环节构成一个完整的自控制及相应的人工处理环节构成一个完整的自 动分拣系统。动分拣系统。 （1 1）控制装置控制装置的作用是识别、接受和处理分拣信的作用是识别、接受和处理分拣信 号，根据分拣信号的要求指示分类装置，按商品号，根据分拣信号的要求指示分类装置，按商品 品种、商品送达地点或者货主的类别对商品进行品种、商品送达地点或者货主的类别对商品进行 自动分拣。自动分拣。 （2 2）分类装置分类装置的作用是根据控制装置发出的分拣的作用是根据控制装置发出的分拣 指示，当具有相同分拣信号的商品经过该装置时指示，当具有相同分拣信号的商品经过该装置时 ，该装置工作，改变商品在输送装置上的运行方该装置工作，改变商品在输送装置上的运行方 向，使其进入其他输送机或分拣道口向，使其进入其他输送机或分拣道口。 （3 3）输送装置输送装置的主要组成部分是传送带或输的主要组成部分是传送带或输 送机，其主要作用是使待分拣商品鱼贯通过控送机，其主要作用是使待分拣商品鱼贯通过控 制装置、分类装置。制装置、分类装置。 （4 4）分拣道口分拣道口是已分拣商品脱离主输送机进是已分拣商品脱离主输送机进 入集货区域的通道，一般有钢带、皮带、辊筒入集货区域的通道，一般有钢带、皮带、辊筒 等组成滑道，使商品从主输送装置滑向集货站等组成滑道，使商品从主输送装置滑向集货站 台，在那里由工作人员将该道口的所有商品集台，在那里由工作人员将该道口的所有商品集 中后或是入库储存，或是组配装车并进行配送中后或是入库储存，或是组配装车并进行配送 作业。作业。 自动分拣系统的种类 自动分拣系统有超过自动分拣系统有超过1010种不同型式，基本分为种不同型式，基本分为 直线型分拣系统和环型分拣系统直线型分拣系统和环型分拣系统两种类型。直两种类型。直 线型分拣系统主要包括线型分拣系统主要包括滑块式分拣机滑块式分拣机、滚轮分、滚轮分 拣机、滚筒分拣机等；环型分拣系统主要包括拣机、滚筒分拣机等；环型分拣系统主要包括 翻盘式分拣机和交叉带式分拣机；其他还有翻盘式分拣机和交叉带式分拣机；其他还有推推 杆式分拣机杆式分拣机和垂直分拣机。和垂直分拣机。 货物传送装置：钢带输送机、胶带输送机、托货物传送装置：钢带输送机、胶带输送机、托 盘输送机、辊柱输送机等。盘输送机、辊柱输送机等。 常见的自动分拣机构有推出式、浮出式导轮转常见的自动分拣机构有推出式、浮出式导轮转 向盘、倾盘机构等。向盘、倾盘机构等。 滑块式辊柱分拣机 在输送机的滑道上装有在输送机的滑道上装有 可沿杆长方向滑动的滑可沿杆长方向滑动的滑 块，块，滑块的驱动力一般滑块的驱动力一般 是电磁力是电磁力，若干个移动，若干个移动 的滑块引导货物由主输的滑块引导货物由主输 送机进入分流输送机。送机进入分流输送机。 气缸侧推式辊柱分拣机 链条带动式辊柱分拣机 1辊柱式分拣机 2链条 3辊柱式输送机 4货物 作业时，货物由辊柱式作业时，货物由辊柱式 输送机带动，当货物到输送机带动，当货物到 达分拣位置时，链条带达分拣位置时，链条带 动辊柱式分拣机将货物动辊柱式分拣机将货物 托至辊柱式输送机，完托至辊柱式输送机，完 成分拣。成分拣。 落入式分拣机 货物从主输送线运动到货物从主输送线运动到 分拣位置时，机构突然分拣位置时，机构突然 抬起来，物品靠自重落抬起来，物品靠自重落 入分流线的滑槽中。入分流线的滑槽中。 六、自动化立体仓库信息系统六、自动化立体仓库信息系统 自动化立体仓库的信息系自动化立体仓库的信息系 统主要包括计算机监控系统主要包括计算机监控系 统、数据库系统、网络系统、数据库系统、网络系 统。统。 计算机监控系统涉及管理计算机监控系统涉及管理 计算机、监控计算机、控计算机、监控计算机、控 制具体设备执行的制具体设备执行的PLCPLC控制控制 器等。数据库系统完成底器等。数据库系统完成底 层数据的存储，网络系统层数据的存储，网络系统 则完成复杂信息的传送和则完成复杂信息的传送和 交换。交换。 自动化立体仓库信息管理系统应具有以下功能：自动化立体仓库信息管理系统应具有以下功能： 1 1需求管理系统：根据生产计划、销售状况、库需求管理系统：根据生产计划、销售状况、库 存情况、货物清单、日期等信息确定物料需求数量存情况、货物清单、日期等信息确定物料需求数量 和时间。和时间。 2 2订货管理子系统：订单制作及处理。订货管理子系统：订单制作及处理。 3 3存储管理系统功能：入库管理、货位管理、出存储管理系统功能：入库管理、货位管理、出 库管理等。库管理等。 4 4不合格品管理系统：验收管理、生产返品管理不合格品管理系统：验收管理、生产返品管理 、市场返品管理等。、市场返品管理等。 5 5库存管理系统：库存状况分析、库存管理系统：库存状况分析、ABCABC分类管理、分类管理、 拉动式库存管理、呆滞品管理等。拉动式库存管理、呆滞品管理等。 6 6系统维护：系统初始化、设施各种编码和处理系统维护：系统初始化、设施各种编码和处理 方式（如拼盘方式、出入库方式、批量方式、日期方式（如拼盘方式、出入库方式、批量方式、日期 、数据库、货位编码的初始化状态）等。、数据库、货位编码的初始化状态）等。 计算机控制系统功能要求： 自动化立体仓库的作业流程一般是入库、库内自动化立体仓库的作业流程一般是入库、库内 搬运、货物存放、取货、货物出库，搬运、货物存放、取货、货物出库