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的设计与模型一、物流系统的计算机模拟1.物流系统设计面临的问题2.物流系统的计算机模拟设计流程图见P256书，图8-13.系统模拟的一般步骤二、物流系统的数学模型1.模型排队模型可以用来描述物流系统的活动。排队系统主要解决服务和被服务的问题。系统模型见P257书图8-2。2.物流排队模型的构成有两个基本单元：客户和服务台。客户“客户”这里是“材料”；服务台这里的“服务台”是：“仓库、运输设备、装卸设备、操作员等”服务流程的三个基本要素：接收服务、执行服务和等待队列接收服务。排队问题的核心是解决系统的效率和效益，即确定合适的服务台数量和服务时间，减少排队等待时间，缩短物资的储存和运输周期。3.系统参数一般来说，有三种类型：输入参数、状态参数和输出参数。三、自动化物流系统的水平从P258书中的图8-3可以看出，自动化物流系统分为三个层次：管理层、控制层和执行层。管理、控制和执行的主要职能四、自动化仓库的设计和规划下图为塔式自动停车库，右图为结构示意图。其中，总体规划包括七个方面：(1)堆场的选择和规划涉及运输和配送费用，内容是堆场点的选择和平面布置。(2)仓库类型和操作模式涉及操作效率仓库类型：一般采用单元货物仓库，另外还有重力货架仓库和直通仓库。如下图所示。单元货物格式仓库重力货架仓库直通仓库作业方式：尽量少采用单一作业方式(即单一入库或单一入库)，尽量采用复合作业方式(即间接或返回运输作业)。(3)货物单元的形式和货舱的尺寸设计货物单元尺寸：在确定货物单元时，应尽可能采用标准推荐尺寸，以便与其他物料搬运和运输机械和工具相匹配。标准货物单元的长度和宽度分别为800毫米和1000毫米；800mm1200mm。1000mm1200mm .货架尺寸：取决于货物单元周围留出的间隙尺寸和货架组件的相关尺寸。(4)确定库存和仓库总体积大小库存是指同时储存在仓库中的货物单位数量。仓库中使用的存储和搬运机器的数量取决于仓库进出的最大频率。一般来说，每个堆垛机每小时平均有30 40个货物单元。巷道中的货物数量不应超过1500 2000个。代表立体仓库技术水平的主要参数之一是仓库高度，通常为10 20m。(五)检查储运车辆的装卸周期和储运能力装卸周期主要取决于隧道堆垛机的作业周期时间，堆垛机的作业周期时间分为单一作业和复合作业。(6)自动化仓库的总体布局。这种安排主要解决了两个问题：(1)高货架区与作业区的连接方式可采用无轨高架叉车和堆垛机(隧道式、桥式和分拣式)与其他搬运机械连接。只有这样，仓储作业区和出库作业区(包括检验、分拣、包装、装运等作业)才能形成一个完整的物流系统。一般来说，有以下四种连接方式：叉车进出仓库的方式见P263书图8-4。自动装卸车出入境方法；自动运载器的输送方式见P264书图8-5。叉车(或升降台)连续输送机模式，常见的连续输送机有：滚筒(辊道和辊道)输送机、链式输送机和带式输送机。见下图。滚筒输送机链式传送带公司(7)自动化仓库的控制和管理堆垛机的控制方式一般可分为六种：手动、半自动、单机自动、集中自动、在线自动控制和CIMS控制。立体仓库管理方法一般可分为：账户管理、穿孔卡结合账户管理和计算机管理。第二节仓库自动化一、自动化仓库概述(a)自动化仓库1.自动化存储和检索系统(AS/RS)的定义：一种无需直接人工处理就能自动存储和取出材料的系统。2.立体仓库：立体仓库(也称高架仓库)是指利用高架货架储存货物，利用起重、装卸、运输机械设备进行货物交付和仓储作业的仓库。立体仓库一般由高层货架、仓储机械设备、土建公司设施、控制管理设施等组成。立体仓库最大可达40米以上，最大库存量可达10万个货物单位以上。如下图所示：自动仓库3.自动化仓库的功能它具有以下功能：储存和保管、调节供求、调节货物运输能力等。以及明显节省仓库面积和充分利用空间的功能。4.自动化仓库的优势主要包括：高级货架存储、自动存取、计算机控制等优势。(2)自动化仓库的分类和组成1.分类(1)根据货架形式，有：单元货架仓库使用最广泛，通用性强；其总体结构如下图所示：单元自动化仓库结构示意图直通货架仓库可分为两种类型：重力仓库和穿梭车仓库。请参见下图：直通货架系统重力货架系统圆形货架仓库这个仓库的货架本身是一个垂直升降机或输送机，在水平面上沿圆形路线来回运行。在这种情况下，圆形货架仓库可以分为两种货架仓库：垂直流通和水平流通。(2)根据建筑形式，有两种类型：整体式和分体式；(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)根据运作模式，有三个立体仓库：单元货架型、移动货架型和拣选货架型；托盘单元式电动移动货架式单元分拣式(5)根据其在物流系统中的作用，有两种类型的仓库：生产仓库和流通仓库。(6)根据自动化仓库与生产的紧密程度，分为独立仓库和紧凑仓库；(7)根据库存能力，有：大、中、小型立体仓库。2.作文。自动化仓库主要由三类设施组成：土建设施、机械设施和电气设施。机械设备包括：货架、集装箱和托盘、搬运设备和运输设备。第二，货架1.三维货架立体货架是立体仓库的承重结构，其投资约占仓库设备总投资的1/3 2/3。立体货架有很多种，根据高度可分为三种类型：高层( 12米)、中层(5 12米)和低层(5米=三种类型的立体货架。高层货架大多为整体结构。样式见下图。高层货架重力货架2.重力搁板重力架的每个隔间都是有一定坡度的滑道。在重力货架上，每个货架只能存放同一种商品。如上图所示，它适用于小品种和大批量货物的存储和检索。3.直通货架用于叉车(或带货叉的无人驾驶卡车)装卸单元托盘货物的货架。叉车操作通道与货物存放处整合。样式见下图。4.阁楼架子阁楼货架的底架不仅是存放物料的地方，也是上层建筑承重梁的支撑(柱)。它可以设计成多层(通常为2-3层)，可移动搁板是在搁板底部安装有行走轮的搁板，可以在地面上行走。适用于库存种类多、收发频率低的仓库。或者库存频率高但可以按巷道顺序进出仓库的仓库。移动货架广泛用于存放办公室的文件、图书馆的档案、财务部门的账单、工厂、车间和仓库的工具和材料。样式见下图。可移动搁板6.托盘货架除此之外，还有：旋转货架、屏幕货架和组合货架。三、计算机管理和控制1、自动化仓库是使用计算机的优势2.计算机的功能有：货物识别和跟踪、进出操作、库存管理、堆垛机和其他搬运设备控制功能。3.自动地址识别和位置检测。要点：堆垛机自动地址识别和货物单元自动地址识别。四.自动化仓库的计算机管理和控制系统(a)计算机管理系统下图显示了自动化仓库的计算机管理系统。1、立体仓库管理模式大致有三种类型：账户管理、穿孔卡结合账户管理和计算机管理。2、自动化仓库计算机管理系统(1)主要功能包括库存管理和位置管理。(2)位置管理的原则仓储的一般原则：均匀分配原则、就近进出仓库原则、有利于货架装载原则等。缺货的一般原则：先进先出原则、缺货单位的缺货原则、均匀分配原则等。(3)位置管理算法(4)库存管理它包括十个方面。(2)计算机控制系统下图显示了自动化仓库的计算机控制系统和系统结构。1、立体仓库控制模式有7种控制模式：手动、半自动、单机半自动、遥控、全自动、在线自动和计算机集成制造系统。2.计算机控制系统的结构有两种：集中控制系统结构和分层分布式控制系统结构。3.自动化仓库的通信现代立体仓库物流系统的信息流见P284书图8-6。第三节物流自动化设备自动化仓库的出入库输送系统如下图所示：自动仓库进出输送系统一、运输和装卸设备(1)输送设备自动输送机是输送各种物品、临时储存和分拣货物的理想设备，是仓储自动化系统的主要组成部分。根据运输货物的类型，自动运输设备可分为：1.单位货物运输设备有：滚筒，链条和悬挂输送机，链板垂直升降机，单轨电车和搬运机器人。(1)滚筒输送机滚筒输送机是一种利用滚筒旋转来运输单位物品的输送机。它可以沿着水平或弯曲的路径运输。轮廓如下图所示。滚筒输送机链条输送机根据驱动方式，可分为无动力滚筒输送机和动力滚筒输送机(链传动/摩擦传动)。(2)链式输送机链式输送机是一种使用链条拉动和运送材料的输送机，或者是安装在链条上的板条、金属网、辊道和其他材料。轮廓如上图所示。(3)悬挂输送机悬挂输送机是一种链条(或电缆)牵引式连续输送机。悬挂输送机是一种大型工厂综合机械化输送设备。轮廓如下图所示。悬挂输送机单轨电动小车(4)单轨电动车在特定空气轨道上运行的电动小车可以形成一个承重的全自动物料搬运系统。如上所示。此外，还有链板垂直升降机和搬运机器人。2.破碎物料的输送设备(1)皮带输送机带式输送机是一种使用连续和柔性输送带连续输送物料的输送机。或者在装配、检验、测试等生产线上运输单位质量不太大的成件物品。样式见下图。一种皮带输送机的集装箱袋(2)集装箱袋集装箱袋，又称柔性集装箱，是一种集装箱单元设备，配有起重机或叉车，可以实现集装箱单元运输。适用于装运散装粉末和颗粒状物料。类型见上图。(3)起重机如斗式提升机。(4)气力输送系统例如，用于粉末和颗粒材料或比重较轻的松散和破碎材料的管道运输系统。(2)运输设备1.铲车叉车是仓库作业的必要设备。叉车有很多种类型，包括高低拣选叉车、向前移动叉车和侧面叉车，如下图所示。此外，还有集装箱叉车、内燃叉车、电池叉车等。高级采摘叉车前移叉车侧叉车高水平叉车操作台上的操作人员可以与装卸装置一起上下移动，并在两侧的货架上拾取存放货物的叉车。适用于选择多品种、少量进出仓库的高层货架仓库。起升高度一般为4 6米，最大13米。前移式叉车是一种门架(或货叉)可以前后移动的叉车。它适合在车间和仓库工作。侧叉式叉车是一种在车身侧面装有叉和门框的装卸车，称为侧叉式叉车。它适用于装载、卸载和搬运长而大的材料。2、托盘车托盘车是装卸单元托盘货物和短途运输的专用设备。它有两种类型：骑马型和步行型。轮廓如下图所示：行走式电动托盘车3.自动导引车自动导向车(AGV)是指装有自动导向装置的运输小车，可沿指定路径行驶，在车体上具有编程和停车选择装置、安全保护装置和各种载荷传递功能。大纲如下。自动导向车4.集装箱叉车集装箱叉车是一种特殊的集装箱装卸机械，常用于集装箱码头和堆场。它主要用于辅助操作，如堆放空容器。它还可用于集装箱吞吐量较小(每年低于30，000个标准集装箱)的综合码头和堆场的装卸和短距离装卸。轮廓如下图所示。集装箱叉车5.集装箱转运车如P288书的图8-7所示，二。自动提升和分拣设备(a)自动起重设备1.高架叉车高架叉车又称三向堆垛叉车，即当叉车在行驶方向的两侧堆垛时，车体不需要进行直角转向，可以大大减少作业通道，提高区域利用率。另外，高架叉车的举升高度高于普通叉车，一般为6m左右，最大13m。如下图所示。高架叉车2、巷道堆垛起重机巷道堆垛机是一种在高层货架狭窄巷道中运行的起重机，是自动化仓库的主要设备，也称为轨道堆垛机。作业高度6 24m，最大40m。大纲如下。3.桥式堆垛起重机桥式堆垛机是一种仓库操作机，用于高架仓库的存取作业。