第八章--物流自动化技术

第八章物流自动化技术第一节物流自动化系统设计与模式一、物流系统的计算机模拟1 .物流系统设计面临的问题2、物流系统计算机模拟设计流见文件p56图8-13 .系统仿真的一般步骤二、物流系统的数学模型一、模特可以使用矩阵模型描述物流系统的活动，矩阵系统解决的主要是服务和被服务的问题。 系统型号参考本P257图8-2。2 .物流矩阵模型的构成有两个基本单元：顾客和服务台。顾客这里“顾客”是“品种”服务台这里的“服务台”是“仓库、运输设备、装卸设备、工作人员等”服务过程中的三个基本元素是接收服务、服务和接收服务的队列。排队问题的核心是解决系统的效率和利益，确定适当的服务台数量和服务时间，减少排队等待时间，缩短材料的保管周期。3 .系统参数一般分为输入参数、状态参数、输出参数三种。三、自动物流系统的层次根据文件P258图8-3，自动物流系统被分为管理层、控制层和执行层三层。管理层、控制层和执行层的主要功能四、自动化立体仓库的设计与规划下图是塔式自动停车场，右图是结构图。整体计划包括以下七个方面：(1)仓库场的选择和计划涉及运输配送成本，内容是仓库场的选择点和平面的配置(2)仓库型号和作业方式是关于作业效率的仓库样式：一般采用单元货物形式的仓库，也有重力式的货架仓库和贯通式的仓库。 如下图所示。单元货物形式仓库重力式货架仓库贯通式仓库作业方式：尽可能采用单作业方式(单入库或单出库)，尽可能多采用复合作业方式(迂回或回程进行搬运作业)。(3)货物单元的形式和货物格尺寸设计货物单元的尺寸：确定货物单元时，应尽可能采用标准推荐的尺寸，以便与其他运输机械匹配。 标准货物单元的长度、宽度尺寸为800 mm 1000 mm；800 mm 1200 mm； 1000毫米1200毫米。货物格尺寸：根据货物单元周围需要保留的空间尺寸和架子部件的相关尺寸。(4)确定库存量和仓库的总体积尺寸库存量是同一时间内保管的仓库内的货物单位数。仓库内采用的储藏和运输机械的数量取决于仓库的最大入库频率。 一般来说，每台堆装起重机平均每小时出库或入库3040个货物单元。 一条胡同的货物数量最好在15002000个以下。代表立体仓库技术水平的主要参数之一是仓库的高度，高度通常为1020m。(5)出、入库运送周期及出、入库能力管理搬运周期主要取决于巷道堆装起重机的工作周期时间，堆装起重机的工作周期时间还可分为单一作业和复合作业两种。(6)自动化立体仓库的整体配置。 这种安排主要解决两个问题高架区和作业区的联系方式可以把没有轨道的高架叉车和起重机(巷道式、天花板式、分选式)和其他的运输机械组合，把入库作业区、出库作业区(包括检查、分选、包装、发货等作业)做成完整的物流系统。 基本上这种联系方式有以下四种叉车输出、入库台方式请参照本p63图8-4自动搬运车出入台方式自动搬运车传送带方式请参照本P264图8-5叉车(或升降级) 连续输送机方式，常用的连续输送机为辊式输送机、链式输送机和带式输送机。 参照下图。辊式输送机辊式输送机链式输送机带式输送机货物单元进出高层架的形式主要有贯通式、同轴输入式、旁路式。 一般来说，对等配置是优先的。(7)自动化立体仓库的控制方式和管理方式塔式起重机的控制方式一般分为手动、半自动、单体自动、集中自动、在线自动控制和CIMS控制六种方式。立体仓库的管理方式一般分为总账管理、打孔卡结合总账管理、计算机管理三种。第二节仓库的自动化一、自动仓库概要(1)自动仓库1、AS/RS的定义：自动仓库系统(automatedstorageandretrievedsystem，AS/RS ) :不需要直接人工处理就能自动保管和取出物料的系统。2、立体仓库：立体仓库(也称高架仓库)是指在高层架上储存货物，用起重、装卸、运输机械设备进行货物的出库和入库作业的仓库。立体仓库一般由高层架、仓库机械设备、土建公司设施、控制和管理设施等部分组成。立体仓库最高可达40米以上，最大库存量达到10万个以上的货物单位。 如下图所示自动立体仓库3 .自动化立体仓库的功能具有储藏和保管、供求调节、货物输送能力调节等功能，具有大幅度节约仓库面积和有效利用空间的作用。4、自动仓库的优点主要有高层货架的保管、自动存取、计算机控制等优点。(2)自动仓库的分类和构成一、分类(1)按架形式，单元式架仓库被最广泛使用，通用性也强，其概略结构如下图所示单元式自动仓库概略结构图贯通式货架仓库分为重力式和穿梭式货架仓库两种，请参照下图贯通式货架系统重力式货架系统名为循环架仓库的仓库架本身是垂直升降机，或在水平面内沿着环状路线往返的输送机，循环架仓库分为垂直循环和水平循环两种架仓库。(2)按建筑形式分为一体式和分离式两种(3)根据控制方法，有手动控制、自动控制和远程控制三种立体仓库(4)按作业方式分为单元架式、移动架式、挑选架式三种立体仓库托盘单元式电动移动架单元-分选式(5)在物流系统中的作用有生产性仓库和流通型仓库两种(6)根据自动仓库和生产的关联度，分为独立仓库和紧密型仓库(7)按库存容量分类，有大、中、小型立体仓库。2、构成。 自动仓库主要由土建设施、机械设施、电气设施三种设施构成。 其中机械设备包括架子、集装箱和托盘、搬运设备、运输设备。二、架子1、立体架子立体架是立体仓库的承重构筑物，其投资约占仓库设备整体投资的1/32/3。立体架子有很多种类，根据其高度，分为高层( 12米)、中层(512米)、低层(5米=3种立体架子)。 高层架多采用一体结构。 样式如下图所示。高层架子重力式架子2、重力架重力式架子的各架子是具有一定坡度的滑道。 在重力式货架上，各库存滑道只能保管相同的货物。 这适用于少量品种的大量货物的存取，型号参照上图。三、贯通式架子叉车(或带叉车的无人搬运车)在单元托盘货物的货架上松弛，可以进入。 叉车的工作通道和货物保管场所是一体的。 样式如下图所示。4、阁楼式架子阁楼式架子的下层架子不仅是保管资材的地方，也是上层建筑承重梁的支撑件(柱)，可以设计成多层层(通常为23层)，带有楼梯、扶手、货物升降机等。 样式如下图所示。贯通式架子、屋顶、背面式架子5 .移动式架子移动式架子是在架子底部安装有运行车轮，可以在地面上运行的架子。 库存品种多，适用于入出库频度低的仓库，或者库存频度高，但可以按胡同顺序入库的仓库。移动式架子广泛用于在办公室保管文件，在图书馆保管文件，在金融部门保管票据，在工厂的工厂、仓库保管工具、材料等。 样式如下图所示。移动架6、托盘架除此之外，还有旋转式架、屏幕式架、组合式架。三、计算机的管理和控制1 .自动仓库是使用计算机的优点2 .计算机的功能具有货物识别和跟踪、出入库作业、库存管理、堆装起重机等搬运设备的控制等功能。3 .自动识别地址和位置检测。 分：堆装起重机自动识别和货物机组自动识别两种。四、自动仓库的计算机管理和控制系统(1)计算机管理系统下图显示了自动仓库的计算机管理系统。1 .立体仓库的管理方式大致分为总账管理、穿孔卡结合总账管理、计算机管理三种。2 .自动仓库计算机管理系统(1)主要功能包括以下项目： 库存管理和货位管理。(2)货架管理原则入库共同原则：均匀分布原则、“附近出入库”原则、有利于放在架子上的原则等。出库的共同原则：“先入先出”原则、不满足的机组出库原则、均匀分布原则等。(3)储位管理的算法(4)库存管理包括10方面的内容。(2)计算机控制系统下图显示了自动仓库的计算机控制系统和系统配置1 .立体仓库控制方式有手动、半自动、单体半自动、遥控器、全自动、在线自动、计算机集成制造系统等7种控制方式。2 .计算机控制系统的配置有集中控制系统结构、分层分散控制系统结构两种。3 .使立体仓库通信自动化现代化立体仓库物流系统的信息流见本p284-8-6。第三节物流自动化设备自动仓库的出、入库输送机系统如下图所示自动仓库出入库输送机系统一、运输和搬运设备(1)输送设备自动输送机是运输多种物品、暂时分类货物的理想设备，是仓库自动化系统的主要组成部分。 根据运输货物的类型，自动运输设备分为以下几种1 .单元物品输送设备有滚轮式、链式、悬挂式输送机、链式垂直升降机、单轨电动小车和搬运机器人。(1)辊式输送机辊式输送机可以是利用辊的旋转来传送单元物品的输送机，可沿水平或曲线路径传送。 外形如下图所示。辊式输送机链式输送机根据驱动方式，分为无动力辊式输送机、动力辊式输送机(链传动/摩擦传动)。(2)链式输送机链式输送机是用链条牵引、支撑、用安装在链条上的板条、铁丝网、滚子等搬运材料的输送机。 外形如上图所示。(3)悬挂输送机悬挂输送机是链条(电缆也可以)牵引式的连续输送机。 悬挂输送机是大型工厂的综合机械化输送设备。 外形如下图所示。悬垂输送机单轨电车(4)单轨电动手推车在特定空中轨道运行的电动推车可以构成所搭载的全自动搬运系统。 如上图所示。还有链条板式垂直卷扬机和搬运机器人。2 .散发材料输送设备(1)带式输送机带式输送机是用连续地具有挠性的输送机连续地输送材料的输送机。 或者在组装、检查、测试等生产线上，输送单位质量不太大的成果。 样式如下图所示。带式输送机的集装箱包(2)集装箱包集装箱包也被称为柔性集装箱，是集装箱单元的一种器具，如果组合起重机和叉车，就能实现集装箱单元化运输。 适合发货散装分散粉粒状材料。 样式请参照上面的图。(3)卷扬机就像斗式电梯一样。(4)空气输送系统例如，粉粒状材料和比重轻的粉碎材料的配管输送系统。(2)搬运准备1、叉车叉车是仓库作业所需的设备，叉车的种类多，在高低位置选择叉车、前置式叉车、侧面叉车。 此外还有集装箱叉车、内燃叉车、蓄电池叉车等。上位分选叉车前进式叉车侧面叉车。上位筛选叉车作业台的作业者可以和装卸装置一起上下移动，可以筛选出两侧的架子上储藏的东西。 适合多品种少量入出库的特选式高层货架仓库。 上升高度一般为46米，最高可达13米。前进式叉车是门架(或叉车)能前后移动的叉车，适合工厂、仓库内的工作。侧面叉车是叉车和门框位于车身侧面的装卸作业车辆，被称为侧面叉车。 适用于增长的材料的装卸和搬运。2、托盘运输车托盘运输车是进行组件托盘货物的装卸和短距离运输作业的专用设备，分为登机式和步行式两种。 外形如下图所示步行式电动托盘输送车搭乘式电动托盘输送车3 .自动引导车(AGV )所谓AGV(Automatic Guided Vehicle )，是搭载了自动引导装置，可以沿预定路径行驶，在车身上具有编程和停车选择装置、安全保护装置和各种移载功能的搬运小车。 外形如下图所示。自动制导汽车4、集装箱叉车集装箱叉车是集装箱码头和码头常用的集装箱专用装卸机械，主要用于堆空集装箱等辅助作业，也可以在集装箱吞吐量低(每年低于3万标准箱)的综合码头和码头进行装卸和短距离运输外形如下图所示。集装箱叉车5、集装箱横断运输车如本p88图87所示二、自动起重机和分选设备(1)自动起重机设备1、高架叉车高架叉车也称为三方堆型叉车，叉车在运行方向的两侧进行堆装作业时，车身不必转向成直角。 如此一来，工作通道大幅减少，面积利用率提高，而且高架叉车的上升高度比普通的叉车高，通常在6m左右，最高可达到13m。 如下图所示。叉式起重机2、巷道式堆垛机巷道式堆装起重机是在高层架狭窄的巷道内工作的起重机，是自动仓库的主要设备，也被称为轨道起重机。 工作高度为624m，最高为40m。 外形如下图所示。3 .天花板起重机起重机是用于高架仓库存取作业的仓库作业