我国自动化立体仓库的建设与发展.doc

我国自动化立体仓库的建设与发展内容摘要：随着科学技术的发展，自动化立体仓库越来越受到大家的重视。国外发达国家走在我们前列，日本、美国的自动化水平很高；但对于物流系统整理水平不高的中国来说，我们该何去何从？我们应该冷静下来，从我国实际国情和实际情况考虑，采取正确的态度对待自动化现象，让我国物流发展的更好。关键词：自动化、日本、海尔、优缺点、前景 自动化立体仓库，利用立体仓库设备可实现仓库高层合理化，存取自动化，操作简便化。自动化立体仓库的主体由货架，巷道式堆垛起重机、入(出)库工作台和自动运进(出)及操作控制系统组成。货架是钢结构或钢筋混凝土结构的建筑物或结构体，货架内是标准尺寸的货位空间，巷道堆垛起重机穿行于货架之间的巷道中，完成存、取货的工作。管理上采用计算机及条形码技术。自动化立体仓库在现代化生产和商品流通中具有举足轻重的作用。 日本自动化立体仓库的发展日本是当今世界上拥有自动化立体仓库最多的国家之一，我国自动化立体仓库起步较晚，而且大部分都是简易的中低层小型分离式仓库，所以日本的经验是值得我国借鉴的。随着经济高速度发展，日本的生产方式逐步向多品种、少批量发展。为提高物流的效率，自动化立体仓库自1965年从欧美引入日本，日本开始兴建立体仓库，进入70年代以后获得了飞速的发展。日本的自动化立体仓库主要是分布在各大制造厂半成品中转库和专门的物流输送中心。前者一般是中小型单元式自动化立体仓库，后者一般是大楼式大型自动化立体仓库。例如名古屋附近的三菱汽车总装配厂就有一座单元式自动化立体仓库。这座装配厂每天（16小时）生产16250辆汽车，在长达两公里的巨大运输带上，能同时装配5种完全不同车型的汽车，半成品装配件（出车体在生产线上进行焊接外），完全来自于立体仓库，仓库的库存量只能维持两天的生产，需要不断地进库补充，这样大的进、出库量及名目繁多的部件是人工无法胜任的。值得注意的是采用了计算机控制的进出库情报资料和库存情报处理技术，把库存情况和提货情况联系在一起。在各货架间狭窄的巷道内，堆垛起重机采用了不接触形式的光电开关和接近式开关，其定位精度可达+/-1.5毫米。在堆垛起重机上装备有高灵敏度传感器的起重吊具，能够像机器人手臂一样在三维空间运动，这种起重吊具灵敏度很高，起重机还能根据生产线的需要预先进行程序系统安排。由于电子技术的发展，日本自动化立体仓库的堆垛起重机普遍采用了自我故障诊断系统，防止碰撞，自我姿态控制技术，声控技术及人工智能化系统。由于高技术的导入，巷道堆垛起重机能够在5秒钟之内对几万种零部件中某一种进行精确判断起坐标位置，并准确的取出和入库。今后的方向是开发储存大型物体，如整台汽车、大型模具之类的自动化仓库。另一方面是开发对录音带、录像带或半导体器件之类的轻量或者是超轻量物体的小型自动化立体仓库。随着科学技术的发展，自动化立体仓库正逐步向完整、人工智能化控制系统发展。在日本，带式输送机已广泛运用于自动化立体仓库，随着社会需求的多样化、高技术化，日本把计算机控制技术，声控技术、人工智能化技术、自我故障诊断技术以及光导纤维传输技术等广泛的运用于带式传送机，使得传统的带式传送机得到了彻底的改造。日本富士电机公司在1984年推出一条单机长达15公里的带式传送机通道，它采用了计算机控制的人工智能化系统，能对全场15公里沿线的1500个监控点的工作情况及各种数据自动地向计算机传输、记录、打印。每一监控点的工作情况随时可通过20英寸的高清晰度彩色屏幕显示出来，还装备有8种彩色自动显示的全图示控制版和标准汉字显示键，可随时将输送系统各部的情况显示在控制板上。此外还备有防误操作键和光笔，可直接对屏幕上的数据、资料进行修改。随着带式传送机向长距离、大运量、高速度的方向发展，采用传统的电缆进行传输，在传输距离、速度和容量方面都不能满足现代需求。日本富士电机公司声称首次将光纤传输通讯使用在这台运输设备上。采用了芯部直径为0.05毫米的光纤电缆，波长为1.3微米的长波进行传输。此外，该传输机设计有6个驱动点，把对各驱动滚筒相互间的连锁控制准确无误地向各驱动点传输，使控制系统对驱动点的控制具有精确的同步性，这是长距离运输机必需而重要的条件.这台输送机各驱动点的起动、停止顺序及连锁回路完全由人工智能系统控制，相互之间的情况是通过光导纤维相互传播。长距离带式传输机的控制装置是把分散在输送机沿线的局部控制系统联系起来，在某一点设置总控制室，形成从数公里，甚至上百公里的总控制系统，这种长距离系统的信号传输历来是采用电话或电报，而且只限于传输最主要的控制信号，中央控制和局部控制的信号交换量是很小的。随着日本劳务价格的猛涨和低技术劳动力的短缺，迫使日本厂商采用新的技术来提高对长距离运输机的控制能力和劳动管理自动化.这样就使得局部和中央总控制室之间的信息交换量大大增加。其结果使得在其它工业部门得以运用的计算机人工智能技术、多路传输、显示、数据传输和光纤远距离传输等新技术有机地结合起来，形成了新的人工智能传输系统。随着日本环境保护公害惩治法日趋严厉，传统的输送机加盖铁皮罩或建造价格昂贵的皮带通廊的方式已不能适用现代输送的要求。为了摆脱这种困境，日本管状输送机株式会社实现了设想，已经形成了直径100800毫米的完整系列，并出现了多种机型。他弥补了一般运输机只能在二维空间里运输的缺点，可以沿着复杂的地形或建筑物在三维空间里进行不转载输送，而且输送物料密封在卷成圆管状的管内进行输送，输送角度可以增加到3540。管状带式输送机是一种兼有管道输送和带式输送优点的新型输送机。近年来，随着计算机控制技术，人工智能技术等高技术地导入，使得管状带式输送机发挥了更大的优越性。可以设想，如果在几十或者是在上百公里距离内输送大宗粉粒状物料，利用目前的管道输送则需要消耗大量的水资源和辅设加压器，而管状带式输送机避免了上述缺点，也解决了普通长距离带式输送机密封困难的问题。如果整个系统都采用计算机控制，则这种输送设备的前景是非常广阔的。日本的自动化立体仓库在试验中逐步成长，不断地适应现代生产发展的需要。海尔自动化立体仓库的概况我们来看一下海尔内部的现代化自动立体仓库一、原材料自动化仓库1、原材料入库原材料由供货商家送到海尔物流配送中心，由叉车卸车后放在原料入库暂存区。海尔质检人员对到达的原材料进行检验，对于检验合格的标准包装物料，叉车司机利用手持数据终端扫描包装上的条码信息并将条码信息实时传输到后台仓库管理系统后，由司机驾驶搬运叉车将原材料运输到自动化仓库的入库暂存区。入库输送机系统获得系统的入库指令，原材料由输送机进行输送，进入输送机的原材料经外形尺寸检测，条码识别及自动称重后，由计算机管理系统指挥调度环形穿梭机将货物输送到相应的巷道堆垛机入库站台，巷道堆垛机根据计算机的指令将原材料运送到指定的货位，系统自动更新库存信息。2、原材料出库计算机系统根据提货清单，向巷道堆垛机发出出库指令。巷道堆垛机根据系统指定的货位将货位中的托盘货物取出，通过环形穿梭机将货物送往输送线，通过输送线将原料送到出库暂存区。输送机上设有条码自动检测装置，物料通过时将自动识别物料信息，以确保出库货物的准确无误。到达出库暂存区的物料由搬运叉车提取出库，送到生产工厂或生产车间。3、原材料拣选出入库当原料需要按用户要求配单进行配盘时，在出入库暂存区设有原材料拣选配盘，在这里拣选人员，按订单要求进行拣选组盘，然后对组盘的托盘进行出入库作业。二、成品自动化出库1、成品入库生产线下线的成品由专用车辆送到自动化物流中心，包括托盘由叉车卸车后堆放在入库暂存区。计算机系统根据车间发来的成品信息向输送机系统发出入库指令，输送机根据入库指令在输送线上对产品进行外形尺寸检测，条码信息识别和自动称重后，将产品送到立体货架入库暂存区，再由计算机系统指挥调度LGV将产品送到立体货架相应货位的入库站台，此时，巷道堆垛机将货物取出，并将其送往指定的货位，系统对产品库存信息进行更新。2、成品出库首先计算机系统根据提货清单对巷道堆垛机发出取货指令，巷道堆垛机根据指令从相应货位中提取成品托盘，放入立体货架出货站台。此时，计算机系统调度LGV到该站台取货，并将成品托盘送往立体货架站台。然后由输送机将货物运送到立体出库的出库暂存区等待出库。三、海尔的自动化仓库还是带来了不少收益的。1、提高了海尔物流的标准化运作水平物流的标准化主要指货物单元及托盘的标准化。由于采用了标准器具，所以顺利实现了搬运工具及物流作业流程 标准化。实施了标准化以后，大大的降低了入库的工作量、验收、清点、堆垛、抽检和出库等一系列程序的工作量，减少了人工成本。2、增强了海尔物流服务能力自动化仓库具有很好的灵活性和扩展性。刚开始设计立体化仓库时考虑的只是放空调事业部的货物，但是通过计算机系统管理后，只占很少的库容，于是，海尔马上把冰箱，洗衣机，电脑全部都放进去，很快减少了这些厂的外租库。整体效果非常明显。3、提高海尔的空间利用率 使得海尔占地面积缩小，降低租地费用的同时也大大的提高了生产效率，符合可持续发展的思想。在西方发达国家甚至把空间的利用率作为系统合理性和先进性考核的重要指标来对待。立体库的空间利用率与其规划紧密相连。一般来说，自动化高架仓库其空间利用率为普通仓库的2-5倍。这是相当可观的，因此是是社会发展历史前进的必然。 4便于海尔形成先进的物流系统，提高海尔生产管理水平 传统仓库只是货物储存的场所，保存货物是其唯一的功能，是一种“静态储存”。海尔自动化立体仓库采用先进的自动化物料搬运设备，不仅能使货物在仓库内按需要自动存取，而且可以与仓库以外的生产环节进行有机的连接，并通过计算机管理系统和自动化物料搬运设备使仓库成为企业生产物流中的一个重要环节。企业外购件和自制生产件进入自动化仓库储存是整个生产的一个环节，短时储存是为了在指定的时间自动输出到下一道工序进行生产，从而形成一个自动化的物流系统，这是一种“动态储存”，也是当今自动化仓库发展的一个明显的技术趋势。海尔集团首席执行官张瑞敏曾自豪地说，他参观过德国、日本一些最现代化的物流中心，与之相比，海尔的全自动化物流系统要更为先进。海尔在这方面确实做得不错，但是在中国物流还没有发育完善的现实情况下，只有大企业才有能力建设大型的自动化立体仓库。自动化立体仓库的优缺点一、首先讲一下自动化的优点：（一）提高空间利用率，减少库存资金积压（像移动货架式、单元货位式、移动货架式、分离式等等）1、采用高层货架、库存量大、占地面积小2、平衡原料供给和生产3、能更精确地确定采购时间4、 能加强宏观调控5、 能平衡产量与市场需求（二）便于形成先进的物流系统，提高企业生产管理水平采用巷道式堆垛起重设备，他的操作可采用计算机程序控制，自动装卸货物，货架存取和仓库管理的全部活动都由计算机控制实现全过程自动化。（三）加快货物的存取节奏，减轻劳动强度，提高生产效率（像拣选货架式）1、存取货作业机械化2、管理信息化3、出入库操作简化4、人员及工作精简化（四）采用托盘或货箱储存货物，货物的磨损率明显减低自动化立体仓库采用托盘或货箱储存货物，层积式存放，能进行多层放置。二、自动化立体仓库的缺点：1、结构复杂，配套设配多，需要的基建和设备投资高2、货架安装精度高，施工比较困难，而且施工周期长。3、储存货物的品种受到一定限制，对长、大、笨重货物以及要求特殊保管条件的货物，必须单独设立储存系统。4、对仓库管理人员和技术人员的要求较高，必须经过专门的训练才能胜任。5、工艺要求高，包括建库前的工艺设计和投资使用中按工艺设计进行工作。6、弹性较小，难以应付储存高峰的需求。7、必须注意设备的保管、保养并与设备提供商保持长久联系。8、自动化仓库要充分发挥其经济效益，就必须与采购管理系统、配送管理系统、销售管理系统等管理资讯系统相结合，但是这些管理资讯系统的建设需要大量投资。中国适合发展自动化立体仓库吗一、中国对待自动化立体仓库的态度衡量一个仓库设计的优劣，一个重要的出发点是看他的综合经济效益如何，而不是单纯地看设备先进与否。所以，虽然自动化立体仓库是一种发展趋势，但是我国的物流系统的整体水平不高，所以应该具体情况具体分析，看哪些需要用自动化，哪些只需要传统设计的仓库。像一些机械制造业，制造生产精密零部件的可以使用自动化立体仓库，因为带货物的保存要求比较高，拍磨损破坏；而且数目较多，难以人工管理。还有像蒙牛伊利等大型乳品企业可以建设，因为随着人们生活水平的提高，对乳品的需求扩大，节约仓库面积;而且多乳品的保存环境要求比较高,自动化立体仓库比较适合。像一些医药、易燃易爆的产业也可以使用，因为它们对保存环境要求高，避免破坏破损。等等像一些人力工作不感到费力而采用机械又比较复杂的，就还采用传统仓库就行。而且中国是世界上人口最多的国家，劳动力相对而言是比较廉价的。二、对于适合发展自动化的产业，引进外国先进技术的注意点从立体仓库设计、制造和使用的现状来看。发达国家走在我们的前面。引进、消化、吸收国外先进产品与技术，最终国产化成为自己的产品，这无疑是一条捷径。先决条件是要引进先进的、并适合国内市场的项目。决非盲目引进。 1、 要引进先进的实用产品的全面技术，即不仅引进产品、还应引设计、工艺技术。新颖的设计与先进的工艺手段同样重要，而工艺技术的提高往往更为耗资费力。 2、消化吸收要快.尽快掌握成为自己的技术。 3、尽快国产化.不能长期靠进口配件维持。但要掌握一个原则：即国产替代配套件的质量不应低于进口配