物流装备设计结课论文

1、 物流装备设计 课程论文院 系 物流学院 专 业 物流工程 班 级 物工一班 目录第1章 A机械存储拣选系统11.1A机械简介11.2.A机械存储拣选系统特点11.3现在使用A机械系统的公司3第2章.基于A机械拣选系统货格的摆放位置研究32.1研究目的：提高A机械拣选系统的拣选效率42.2通过使用机械手臂代替机器人42.2.1改进流程42.2.2换方向取货流程62.3机械手臂的选取62.4货架高度72.5补货方式82.5.1补货方向82.5.2补货方式92.5.3补货时机92.5.4补货总时间9第3章 总结10参考文献1110基于A机械自动化存储拣选系统的货格摆放位置及补货方式研究第1章 A机

2、械存储拣选系统1.1A机械简介A机械轻载存储拣选系统是Swisslog公司近年来根据市场需求向全球推广销售的一款新产品。A机械是一种自动化存取、货到人拆零拣选解决方案，能够显著提高人工效率、订单准确率和空间利用率，在高密度存储、超高速流量、可灵活扩展和节能环保等方面表现出众。A机械系统将料箱（标准尺寸的料箱内径400mm宽600mm长310mm高）一个个堆叠起来，存储于铝制立式货格内。A机械机器人行走于立式货格的上方，机器人采用无线控制、电池供电方式运行，它往返于货格和拣选站台之间存取料箱。拣选站台由WMS仓储管理系统控制，用来将货物存入和取出料箱。A机械控制系统对WMS释放的拣选订单进行排序

3、，它通过全程检测，计划并控制机器人的行走路线，实时监控机器人、料箱和站台的状态。1.2.A机械存储拣选系统特点A机械系统的模块化设计使系统灵活、易于扩展装配与拆散A机械均使用标准部件，正是这些部件组成了自立式存储货格。这些部件可直接装配或拆散，也可围绕建筑立柱安装。无需安装自动喷淋系统，不存在重型电气元件要求与建筑要求。由于系统设施独立于建筑，可迅速拆散，A机械可简便地从一个建筑移到另一个建筑中，无需中断业务运行。A机械系统运行灵活，不会停机机器人由电池提供动力，自我监控。当一台机器人的电池需要充电时，它仅需通知仓库控制系统，随后前往指定充电站充电510min，即可继续工作。通常机器人的工作时

4、间在每天2022h之间，电池使用寿命为35年。电池是消耗性物品，替换电池的成本应计入总体投资回报率分析的考虑因素。提高订单拣选效率相对传统仓库，A机械可提高订单拣选能力510倍。根本原因在于这是一个货到人系统，节省了找货和输送时间。此原理同样适用于入库与存储工作中节省的输送时间。在拆零拣选环境中，每两个出库订单行就有一个入库订单行。因此，节省将货物存入静态货架的输送时间。节约空间相比使用静态存储慢速品，A机械能节约60%的空间。这对配送中心来说很重要，因为配送中心需要在不增加用地的情况下满足销售额的不断增长。A机械系统内无操作通道，提供高密度存储。 提升订单准确率、订单履行率及订单周转速度A机

5、械拣选站台配有电子标签拣选技术，帮助操作员将产品放入准确的周转箱，实现最高的订单拣选正确率。同时，条形码扫描确认与自动称重也可用于发现品项/数量拣选错误。在一个非自动化配送中心，通常每发货1000件货物中有13件出错。使用A机械系统的公司出错率为0.01%，即每发货10000件货物约出错1件。库存准确性与安全性使用A机械后，库存错误并非完全消失，因为仍有人工界面，人员仍会拣选错误的数量。话虽如此，其存货误差小到几乎无关紧要。A机械的库存准确性在包含人工作业的运营环境中接近完美。A机械中的库存直接移动至工作站台，能够可视化监控，实现库存高安全性。人员从不进入料箱存储区域，进一步降低了库存减少或损

6、坏的可能性。 改善工作环境安全：人员与机器在同一工业环境中工作时，操作员可能遭受身体伤害。使用A机械后，操作员无法进入机器人工作的区域，人机界面很安全。机器人维修的界面也设计得很安全。人体工程学：传统仓库中有改进人体工程学的方法，但是订单拣选仍无法避免提重物、伸手、弯腰及拉伸身体。A机械工作站台能将料箱送至符合人体工程学的完美位置，省去了不必要的弯腰与拉伸。噪音等级与清洁程度：装有大量输送机的配送中心噪音等级很高。操作员若不正确地使用护耳用具，久而久之听力会明显受损。A机械能提供完全清洁与几乎完全安静的运行。缩短培训时间根据使用A机械的公司称，关于订单的培训仅需几天，因为操作员无需学习仓库编号

7、系统、存储货物的通道等等。他们仅需要站在工作站台，指示灯会提示他们做什么。对公司来说，为满足高峰时期的需要，增加新员工，迅速改变生产规模，尤为重要。无停机时间与内部冗余A机械的设计是一个工作站台的操作员在任意时刻停止工作时，其他工作站台都可继续进行订单操作。如果一台机器人停机，另一台冗余机器人会接手完成它的工作。在拣选操作的同时用新货物为料箱补货，所以，从不需要停机补货。1.3现在使用A机械系统的公司迄今为止，投资购买A机械的公司主要在欧洲，主要原因是，这些市场的土地及人工成本较高，A机械在这两方面都能产生强大的经济效益。2012年，欧洲已有16个A机械系统建成并投入使用，另有45个订单尚未交

8、货。Swisslog也开始着眼于美国和亚太区域等新兴市场，因为半自动化物流解决方案，尤其是适用于拆零拣选条件下的解决方案，有巨大的发展潜力。AVNET物流是AVNET有限公司的分支，世界最大的半导体、机电与电子元件经销商。2011年2月，AVNET在德国波音的新配送中心使用了A机械系统。一期系统，仓库占地面积1100m2，系统存放的45000个料箱中存储了35000个品项。总共有37台机器人用于存取货物与输送料箱至16个拣选站台，速度达每小时680个料箱，吞吐量达每小时1000个订单行。计划每天拣选5000个订单行，并收货2000个订单行。Competec是瑞士最大的电子产品经销商。公司正在建

9、造一个新的电子产品配送中心，占地面积55000m2，用于进口、配送及销售硬件、软件与娱乐电子产品。Swisslog在这个瑞士最大的电子产品配送中心安装了A机械。一期自动化系统占地面积2500m2，包括62000个料箱。系统拥有10万个料箱位、25个收货和拣选站台、70台机器人，已于2012年投入运行。第2章.基于A机械拣选系统货格的摆放位置研究原有货格是将标准尺寸的料箱（内径400mm宽600mm长310mm高）存放在立式货格内，从仓库地面垂直向上堆叠。料箱的高度也可以是220mm，以适用于较重或较小的品项。每个料箱垛可堆叠至最高16层（4.9m），因而每垛可存储最多16个料箱。料箱垛彼此相邻

10、，形成了货格，能够根据系统内料箱的存储需求，简易地向X轴和Y轴方向扩展。而每16个一垛存放在密集货格中，省去了巷道。货格的尺寸与形状可适用于任何现有仓库，甚至可以围绕建筑的立柱来安装。2.1研究目的：提高A机械拣选系统的拣选效率由于受全自动洗车机的启发，得到如下想法：用机械手臂代替货格上方移动的机器人。将货箱水平放置，便于人工水平操作。2.2通过使用机械手臂代替机器人2.2.1改进流程通过在货格上方建立横梁，在横梁（见图一）上安装可移动机械手臂，来代替机器小车。在横梁底部支腿处安装滑轮，使其在货架上移动，并在滑轮下安装轨道（见轨道图），使横梁可在货架中移动捡取另一侧货物时，通过退到货架中间，进

11、行旋转调换方向（见流程图），再实现另一方向的拣货，此过程可以通过电动完成。图1- 1（改进货架俯视图和横梁）图1- 2轨道图及滑轮详图2.2.2换方向取货流程图1- 32.3机械手臂的选取图1- 4图1- 5机械手臂的运动类似于图1-4可水平运动，但又于图中的手臂有区别，在水平的运动的同时还可以进行水平方向的旋转，柔性环节可以用软电线代替，从而增加其自由度。手臂末端可用吸盘式来实现抓取货物。2.4货架高度因为改为水平放置，所以需要考虑货架高度，并且在工作过程中人体舒适仰角为15本文中采用货格为400mm宽600mm长220mm高）图1- 6 tan15=X 1 X=tan15=0.27m所以货

12、架高度为1.75+0.27+2.03m,可容许码放货箱9个。本文假设一层摆放100个货箱（10*10）摆放9层，共计900个货箱2.5补货方式2.5.1补货方向如图可以看出共有三个取货口一个补货口，三个取货口分解如下图图1- 62.5.2补货方式图中 A C 公用同一种补货方式 B用另一种补货方式A 与B可以从底层开始补货，从下逐渐往上补货，遵循从左往右，从下往上原则C则从中间向两边补货同样遵循从下往上，从中往左右补货（基于货格间可实现传动,且可自动停在相应位置）2.5.3补货时机补货时机可采用定时补货将每天划分为若干个时段，补货人员在时段内检查拣货区货架上的货品存量，如果发现不足，马上予以补足。这种“定时补足”的补货原则，较适合分批拣货时间固定且处理紧急迫加订货的时间也固定的情况。2.5.4补货总时间假设推送一个货箱进入货格需要5s完成一次补货时间t=900*5=4500s=75min（货箱侧面可添加条形码便于完成补货）第3章 总结本文通过将货格水平放置从而实现水平方向的捡取，利用机械手臂实现抓取，在保证工人活动合理的范围内设计了货架高度，并通过分区进行补货也实现了多方向取货，提高拣货效率。本文是学生根据A机械自动分拣系统的改进，可能在拣货和补货时间和原设备相差一段距离，但也尽力完善数据，力图将想