立体仓库详解

自动化立体仓库,1、类型、特点及发展过程2、总体构成3、规划设计,1概述,1.1基本概念仓库(warehouse)是保管、储存物品的建筑物和场所的总称。自动化仓库（automaticwarehouse）是由电子计算机进行管理和控制的，不需要人工搬运作业而实现收发作业的仓库。立体仓库（stereoscopicwarehouse）是指采用高层货架配以货箱或托盘储存货物，用巷道堆垛起重机及其他机械进行作业的仓库。自动化立体仓库是自动化仓库与立体仓库的有机结合，实现仓储过程自动化的自动仓储系统。,1.1基本概念,自动化立体仓库：又称自动存储取货系统automatedstorage3)减少了货物处理和信息处理过程的差错;4)合理有效地进行库存控制;5)能较好地满足特殊仓储环境的需要;6)提高了作业质量，保证货品在整个仓储过程的安全运行;7)便于实现系统的整体优化.,1.3.2缺点,1)结构复杂，配套设备多，需要的基建和设备投资很大；2)货架安装精度要求高，施工比较困难，而且施工周期长；3)储存货品的品种受到一定的限制，不同类型的货架仅适合于不同的储存物品，因此，自动化仓库一旦建成，系统的更新改造比较困难。,1.4自动化仓库的适用条件,1)货品的出入库频率较大，且货物流动比较稳定2)需要有较大的资金投入3)需要配备一支高素质的专业技术队伍4)对货品包装要求严格5)仓库的建筑地面应有足够的承载能力,1.5自动化立体仓库的类型,按照高层货架与建筑物之间的关系1）整体式货架除了储存货物以外，还作为库房建筑物的支撑结构，是库房建筑的一个组成部分，即货架与建筑物形成一个整体。这种形式的仓库建筑费用低，抗震，尤其适用于15米以上的大型自动仓库。2）分离式货架与建筑物相互独立。适用于车间仓库、旧库技术改造和中小型自动仓库。,1.5.2按货架的结构形式,1)单元货格式自动化仓库,图3-1单元货格式自动化仓库结构示意图,2)贯通式自动化立体仓库,图3-2重力货架式自动仓库结构组成示意图,3)移动货架式自动化仓库,4)旋转式自动化立体仓库,图34水平旋转式货架仓库结构示意图,1.5.3按仓库所提供储存条件分类,1)常温自动化立体仓库一般控制在540，相对湿度控制在90以下。2)低温自动化立体仓库低温自动化立体仓库又包括恒温、冷藏和冷冻自动化仓库等。恒温仓库:根据物品特性，自动调节储存温度和湿度。冷藏仓库:温度一般控制在05之间，主要用于蔬菜和水果的储存，要求有较高的湿度。冷冻仓库:温度一般控制在235之间。3)防爆型自动化立体仓库主要以存放易燃易爆等危险货物为主，系统设计时应严格按照防爆的要求进行。,2自动化立体仓库的总体构成,土建工程及辅助设施,自动输送系统,自动存取系统,自动分拣系统,自动监控系统,仓储管理信息系统,自动化立体仓库,2.1土建工程及辅助设施,2.1.1土建工程土建工程应根据仓库的规模，仓储系统的功能要求，由建筑设计师根据地质概貌情况，按照国家有关标准规定进行设计。2.1.2消防系统依据我国的建筑设计防火规范进行设计，再根据所存物品的性质确定具体的消防方案和措施。自动化仓库的消防系统大都采用自动消防系统。自动消防控制系统根据其结拓扑结构的不同，可分为直接控制式和分布控制式两种类型，基本组成及工作原理如下：,传感器,监控中心,控制器,消防器材,2.1.3照明装置,为了使仓库内的管理、操作和维护人员能正常地进行生产活动，必须有一套较好的照明系统，尤其是在外围的工作区和辅助区。自动化仓库的照明系统应有日常照明、维修照明和应急照明三部分组成。对存储感光材料的黑暗库来说，由于不允许储存物品见光，因此照明系统应特殊考虑。,2.1.4通风及采暖装置,通风和采暖的要求是根据所存物品的条件提出的。自动化仓库内部的环境温度一般在545即可。通常由厂房屋顶及侧面的风机、顶部和侧面的通风窗、中央空调、暖气等来措施来实现。对储存散发有害气体物品的仓库要考虑环保要求，对有害气体进行适当处理后再排入室外。,2.1.6其他设施,其他设施包括给排水设施、避雷接地设施和环境保护设施等，这都是一个综合建筑系统中要考虑的。1)给水设施：包括消防用水和工作用水两部分。2)排水设施：是指将工作废水及雨水及时排出仓库外部的系统。3）避雷设施：立体仓库属于高层建筑，应设置避雷设施以防止雷击。总之，在设计和施工时，以上各部分必须统筹考虑，以达到较好的施工效果。,2.2自动输送系统,图317螺旋滑槽式垂直输送机,自动导引车系统,自动导引车（简称AGV：utomaticuidedehicle）是指能够自动行驶到指定地点的无轨搬运车辆。多个AGV在控制系统的统一指挥下，分别按照系统规划的路径行驶，从而完成货物的自动输送任务，这样就构成了一个自动导引车系统(简称AGVS:AutomaticGuidedVehicleSystem)。,2.3货架自动存取系统,图3-1单元货格式自动化仓库结构示意图,2.4自动分拣系统,图334轮子浮动式分类机构,自动分拣系统的组成,1)控制装置作用：识别、接收和处理分拣信号2)分类装置作用：执行控制系统发来的分拣指令，使商品进入相应的分拣道口。3)输送装置作用：将已分拣好的商品输送到相应的分拣道口，以便进行后续作业。4)分拣道口将商品脱离输送装置并进入相应集货区域的通道。,2.5自动控制系统,自动控制系统是自动化立体仓库能否正常运行的核心系统。为了实现整个系统的高效运转，自动化仓库内所用的各种存取设备和输送设备等都需要配备相应的控制装置，用于接受控制系统的指令，实现各自的控制功能。2.5.1控制管理系统的类型1)集中控制系统在自动化立体仓库内使用一台计算机控制器对所有的自动化机械和设备运行统一控制的系统,图335集中控制系统结构示意图,入出库作业管理功能业务数据的管理功能网络通信功能库存分析功能,2.5.2分层分布式控制系统,三级控制系统是由管理级计算机系统、中央控制级计算机系统和直接控制器组成的一个整体联网系统,进行联网控制。1)管理级计算机系统管理计算机可对整个仓库的所有作业和设备进行在线及离线管理，它是整个自动化立体仓库的管理核心，其主要功能是储位管理和库存动态管理，并具有实时输入、打印和显示功能以及各种查询功能。,管理级中央控制级直接控制级,2)中央控制级计算机系统,是整个自动化立体仓库实现自动控制的中心，控制和监视整个自动化立体仓库的运行。接收并执行上位管理系统的指令；监视现场设备及各项业务的运行情况；完成管理级计算机系统、各种自动化设备（如堆垛机、输送机、分拣机等）之间的通讯；对设备进行故障检测及处理。,3)直接控制器,直接控制器由(可编程序控制器)对各设备进行单机自动控制,直接控制堆垛机或输送机等设备的状态，完成单机的自动控制以及与中控级的通讯联系功能。,图336分布式控制系统组成结构示意图,2.6管理信息系统,管理信息系统的硬件组成,3自动化立体仓库的总体设计,一、一般设计程序,3.1设计的主要内容,3.1.1需求分析1）了解物流系统的总体规划，如投资、人员配置、基本指标，以确定仓储系统的规模和机械化、自动化的程度；2）调查库存货物基本情况，如货物的种类、基本特性、外形及尺寸、包装情况、平均库存量、每日入出库数量、出入库频率等，以便确定仓库的类型、规模和库容量等。3）了解建库现场条件，包括气象、地形、地质条件、地面承载能力以及其它环境因素等。,3.1.2确定货物储存单元的形式和规格；3.1.3确定仓库的类型、作业方式3.1.4确定仓储作业设备类型、主要性能参数及所需数量3.1.5确定货架的总体尺寸1）货格尺寸的确定,单元货格式自动化仓库的布置简图,2）货架总体尺寸的确定,货格尺寸确定后，只要知道货架的排数、列数、层数和巷道宽度，即可计算其总体尺寸:货架的总长度：L货格长度列数；货架的总宽度：B=货格宽度排数+巷道宽度巷道数；货架的总高度：各层高度之和。,动态法,若已知库容量为Q，出入库频率要求达到0，货架的最大高度为H(或层数)，货格尺寸和堆垛机速度参数（V运、V起、V叉），设堆垛机作业所需的巷道宽度尺寸为。试确定货架的最佳布置和尺寸。最佳的布置方案：满足出入库频率要求,且巷道数最少步骤：（1）设巷道数=l，则货架列数NL=Q/（2NBNH）（2）根据层数NH和列数NL以及堆垛机的速度参数，计算每台堆垛机的平均作业周期tm。（3)计算整个仓库的出入库能力，（4)比较p和P0,若ppo，说明所设计货架达不到出入库频率要求，试算N=2的情况，重复步骤（1）（4）的计算，直到PP0为止，此时的巷道数为最佳巷道数NB。最佳巷道数确定后，货架的总体宽度：按货架总高为NH层，则货架的列数为：货架的总长度为：,3.1.6物流路线和区域平面布置的规划设计,1）物流路线及设备布置的规划原则:最小移动距离原则。仓库内各项操作之间的距离越小,物料和人员流动所需的时间就越少，物流费用就越小。直线前进原则。按操作流程的要求，布置物流作业区，使物料的流动按自然顺序逐步进行，避免迂回、倒流。充分利用空间、场地的原则。生产力均衡原则。保证整个仓库的各个环节都能维持一个合理的运行速度。最佳流程原则。保持各物流环节顺利进行，而无阻滞现象发生。弹性原则。是指物流路线和物流设备在业务发生变化时应能进行适当的调整。,2）堆垛机的布置方式及运行路线,3）货架区和作业区的衔接方式,（1）叉车出入库台方式（2)自动搬运车出入库台方式（3）自动搬运车输送机方式（4）叉车连续输送机方式,4）出入库能力计算,（1）平均单一作业周期的计算,堆垛机完成一次单入库或单出库作业所需要的时间。,单一作业模式,j:层数，j1m；k:列数，k=1n；tjk：第j层第k列所对应的货位到出入库台的运行时间（）；tf：堆垛机叉货作业时间（）；ta：堆垛机作业的附加时间，停机时间、控制延迟时间等。,（2）平均复合作业周期的计算,（2）平均复合作业周期的计算,（2）平均复合作业周期的计算,j货架列数，1m；k货架层数，1n；tjk单程移动时间（s），从该入库站开始到j列、k层单程移动时间；tf叉货时间（s），在出入库站或货格处，货物移动时间；tt平均货格间移动时间（s），随机确定入库货格和出库货格，作适当次数货格间移动求得所需时间