自动立体仓库知识与原理(翟光明)

1、12015年年9月月17日日讲师讲师：翟光明：翟光明图图3-1 单元货格式自动化仓库结构示意图单元货格式自动化仓库结构示意图2 物流技术自动化的基础是信息化，核心是机电一体化，外物流技术自动化的基础是信息化，核心是机电一体化，外在表现是无人化，效果是省力化。自动化立体仓库作为物流在表现是无人化，效果是省力化。自动化立体仓库作为物流技术自动化的主要形式，已经成为现代物流配送中心规划建技术自动化的主要形式，已经成为现代物流配送中心规划建设的重要内容。设的重要内容。 根据中华人民共和国国家标准根据中华人民共和国国家标准物流术语物流术语GBT 183542001的定义的定义: 自动化仓库（自动化仓库（

2、automatic warehouse）是指由电子计算机）是指由电子计算机进行管理和控制的，不需人工搬运作业，而实现收发作业的进行管理和控制的，不需人工搬运作业，而实现收发作业的仓库。仓库。 一、自动立体仓库的概述一、自动立体仓库的概述1、自动化立体仓库的概念、自动化立体仓库的概念3 立体仓库（立体仓库（stereoscoplc warehouse）是指采用高层）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它机货架配以货箱或托盘储存货物，用巷道堆垛起重机及其它机械进行作业的仓库。因此，自动化立械进行作业的仓库。因此，自动化立体仓库是一种用高层立体货架（托盘体仓库是一种用高层立体

3、货架（托盘系统）储存货物，一般采用几层、十系统）储存货物，一般采用几层、十几层乃至几十层高的货架储存货物，几层乃至几十层高的货架储存货物，并用计算机控制管理和采用专门的并用计算机控制管理和采用专门的仓储作业设各进行存取作业的仓库。仓储作业设各进行存取作业的仓库。 自动化立体仓库的发展有助于自动化立体仓库的发展有助于实现高效率物流和大容量储藏，能实现高效率物流和大容量储藏，能适应现代化生产和商品流通的需要。适应现代化生产和商品流通的需要。42、建立自动立体仓库的意义、建立自动立体仓库的意义l提高仓库、车间空间利用率提高仓库、车间空间利用率l提高进出库效率和准确性提高进出库效率和准确性l结合先进的

4、物流系统，提高物流自动化水平结合先进的物流系统，提高物流自动化水平 l便于特殊产品储存保管便于特殊产品储存保管l便于先进先出便于先进先出5 第二次世界大战后随着生产的恢复与发展、技术的进步，加上土地稀缺和地价上涨等因素，促进了自动化立体仓库的出现与发展。1、20世纪50年代，美国出现了采用桥式堆垛起重机的仓库，20世纪50年代末60年代初出现了司机操作的巷道式堆垛起重机，1963年美国首先在仓库业务中采用计算机控制，建立了第一座计算机控制的立体仓库。此后，自动化立体仓库在美国和欧洲得到迅速发展。2、20世纪60年代中期以后，日本开始兴建立体仓库，而且发展速度越来越快。进入80年代，自动化立体仓

5、库在世界各国发展迅速，使用范围涉及几乎所有行业。目前，日本已经成为世界上拥有立体仓库数量最多的国家。我国立体仓库及其专用的物流搬运设备的研究开始于20世纪60年代，在1963年试制成功了第一台桥式堆垛起重机。3、20世纪70年代中期，我国开始开发研究采用巷道式堆垛起重机和高架叉车的立体仓库。1 9 74年郑州纺织机械厂为了提高磨具管理效率、降低库房占用、减少误差、降低事故，用锯齿形厂房改造成半自动化立体仓库，设有672个货位。随后北京汽车厂建成高13层的自动化立体仓库，共有1508个货位；第二汽车制造厂1977年动工修造了具有16016个货位的自动化立体仓库。此后自动化立体仓库在我国得到不断地

6、发展。 目前我国已建成的立体仓库约有300余座，分布在汽车、家电、化工、电子、机械、烟草、军队后勤等各行业和部门。 二、自动化立体仓库的发展二、自动化立体仓库的发展6 近年来，国内外在建设物流系统及自动化立体仓库方面更加注重实用性和安全性。大型自动化立体仓库系统已不再是发展方向。为了适应工业发展的新形势，出现了规模更小、反应速度更快、用途更广的自动化立体仓库系统。它结合先进的控制技术，应用到分段输送和按预定线路输送方面，保持了高度的柔性和高生产率，满足了工业库存搬运的需要。 在堆垛机方面，不断推出具有新的美观外形和更高性能的设备，进一步提高电子和控制技术的应用，在使堆垛机具有更高定位精度的同时

7、，提高其搜索能力和运行速度。 随着现代工业生产的发展，柔性制造系统、计算机集成制造系统和工厂自动化对自动化立体仓库提出更高的要求，搬运仓储技术要具有更可靠、更实时的信息，工厂和仓库中的物流必须伴随着并行的信息流。射频数据通信、条码技术、扫描技术和自动数据采集越来越多地应用于堆垛机、自动导引车和传送带等运输设备上，移动式机器人也作为柔性物流工具在柔性生产中、在仓储和产品发送中日益发挥重要的作用。7三、自动立体仓库的分类三、自动立体仓库的分类1、自动立体仓库的分类、自动立体仓库的分类1）适合食品加工行业的立体库）适合食品加工行业的立体库2）适合药品行业的立体库）适合药品行业的立体库3）适合零部件制

8、造业的立体库）适合零部件制造业的立体库（翟老师考查日本五十菱食品冷链仓库视频）（翟老师考查日本五十菱食品冷链仓库视频）8四、自动立体仓库的构成四、自动立体仓库的构成9101、高层货架与集装单元容器具、高层货架与集装单元容器具l高层货架高层货架l集装单元容器具集装单元容器具2、存取与传输系统设备、存取与传输系统设备1）巷道堆垛机）巷道堆垛机l机架机架l运行机构运行机构l提升机构载货台基存取机构提升机构载货台基存取机构l电器设备安全保护装置电器设备安全保护装置l终端限位保护终端限位保护l联锁保护联锁保护l正位检测控制正位检测控制l载货台断绳保护载货台断绳保护l断电保护断电保护自动立体仓库的构成自动

9、立体仓库的构成112）输送设备）输送设备12133、计算机控制与管理系统、计算机控制与管理系统1）自动控制系统）自动控制系统控制系统应能对搬运设各（堆垛机等）、运输设备（输送机、控制系统应能对搬运设各（堆垛机等）、运输设备（输送机、小车、转轨车等）进行自动控制，它是自动化立体仓库的核小车、转轨车等）进行自动控制，它是自动化立体仓库的核心部分之一，直接关系到仓库作业的正常进行。因此，控制心部分之一，直接关系到仓库作业的正常进行。因此，控制系统中所使用的材料、设备、传感器和元件都应采用可靠性系统中所使用的材料、设备、传感器和元件都应采用可靠性高、寿命长、易于维护和更换的产品。高、寿命长、易于维护和

10、更换的产品。堆垛机的控制现多采用模块化控制方式，驱动系统一般为交堆垛机的控制现多采用模块化控制方式，驱动系统一般为交流电动机，无级调速，技术成熟，应用广泛。既能实现堆垛流电动机，无级调速，技术成熟，应用广泛。既能实现堆垛机的高速运行，又能平稳进行停车对位。在控制系统中，应机的高速运行，又能平稳进行停车对位。在控制系统中，应采取一系列自检和联锁保护措施，确保在工作人员操作错误采取一系列自检和联锁保护措施，确保在工作人员操作错误时不发生事故。控制系统应能对机械及电气故障进行判断、时不发生事故。控制系统应能对机械及电气故障进行判断、报警和向主机系统传递故障信息，并应能适应多种操作方式报警和向主机系统

11、传递故障信息，并应能适应多种操作方式的需要。的需要。14过程监控是实现自动化仓库实时控制的重要组成部过程监控是实现自动化仓库实时控制的重要组成部分。在自动化仓库的实际作业过程中，需要对作业分。在自动化仓库的实际作业过程中，需要对作业信息及运行设备（如堆垛机、输送机等）的状态进信息及运行设备（如堆垛机、输送机等）的状态进行监视和管理。行监视和管理。监控调度系统根据主机系统的作业命令，按运行时监控调度系统根据主机系统的作业命令，按运行时间最短、作业间的合理配合等原则对作业的先后顺间最短、作业间的合理配合等原则对作业的先后顺序进行优化组合排队，并将优化后的作业命令发送序进行优化组合排队，并将优化后的

12、作业命令发送给各控制系统，对作业进程进行实时监控。给各控制系统，对作业进程进行实时监控。监控操作台可以对机械设备的位置、动作、状态、监控操作台可以对机械设备的位置、动作、状态、货物承载及运行故障等信息进行显示，以便操作。货物承载及运行故障等信息进行显示，以便操作。作业管理人员对现场情况进行监视和控制，并可以作业管理人员对现场情况进行监视和控制，并可以通过操作台上的控制开关或键盘对设备进行紧急操通过操作台上的控制开关或键盘对设备进行紧急操作。作。2监控调度系统统监控调度系统统15 自动化立体仓库的信息管理是基于现代信息管理理论和现代自动化立体仓库的信息管理是基于现代信息管理理论和现代控制理论而创

13、立的一个分支。对于一个自动化仓库来说，它可控制理论而创立的一个分支。对于一个自动化仓库来说，它可以是独立的，但对于一个生产流通企业来讲，它又是其管理信以是独立的，但对于一个生产流通企业来讲，它又是其管理信息系统（息系统（MIS）的一个子系统。它不仅对信息进行管理，也对）的一个子系统。它不仅对信息进行管理，也对物流进行管理和控制，集信息流和物流于一体，是现代化企业物流进行管理和控制，集信息流和物流于一体，是现代化企业物流和信息流管理的重要组成部分。物流和信息流管理的重要组成部分。计算机管理信息系统（主机系统）是自动化立体仓库的核计算机管理信息系统（主机系统）是自动化立体仓库的核心它一骰由较大的计

14、算机组成，有的甚至构成计算机网络；心它一骰由较大的计算机组成，有的甚至构成计算机网络；它应具有大容量、高速度、强大的功能等特点，应处理整个仓它应具有大容量、高速度、强大的功能等特点，应处理整个仓库生产活动中的主要数据。库生产活动中的主要数据。 自动化仓库管理信息系统的主要功能是对仓库入库、出库活自动化仓库管理信息系统的主要功能是对仓库入库、出库活动进行有效的控制，并对数据进行统计分析，以便能使决策者动进行有效的控制，并对数据进行统计分析，以便能使决策者及早发现问题，采取相应的措施，最大限度地降低库存量，加及早发现问题，采取相应的措施，最大限度地降低库存量，加快货物流通，快货物流通，创造经济效益

15、。创造经济效益。3计算机管理信息系统计算机管理信息系统16自动立体仓库电脑显示功能自动立体仓库电脑显示功能1、各储位的空间与储存状态、各储位的空间与储存状态2、储位中的货物种类、名称、数量、规格、件数、储位中的货物种类、名称、数量、规格、件数、重量重量3、命令状态、命令状态4、修改或新增仓库内货物种类名称、数量、规格、修改或新增仓库内货物种类名称、数量、规格、件数、允许最大载重量件数、允许最大载重量5、选择操作方式、入库、出库、选择操作方式、入库、出库6、控制电脑与地面托盘通讯接、控制电脑与地面托盘通讯接口、及工作参数选择口、及工作参数选择7、设定操作人员权限、操作密、设定操作人员权限、操作密

16、码、确保数据安全。码、确保数据安全。17手工软件操作界面手工软件操作界面18五、自动立体仓库成本与效益五、自动立体仓库成本与效益1、目前传统仓库的成本构成分析、目前传统仓库的成本构成分析l货物接受、保管费用；货物接受、保管费用；l货物出库、交付费用；货物出库、交付费用；l有关货物检验、化验、防治费用；有关货物检验、化验、防治费用；l整理、翻仓、倒库费用；整理、翻仓、倒库费用；l冷冻、保暖、护仓、照明费用；冷冻、保暖、护仓、照明费用；l仓库、场地租赁、委托保管费用；仓库、场地租赁、委托保管费用；l货物包装、加工费用；货物包装、加工费用；l装箱、拆箱、垫仓物料费用等。装箱、拆箱、垫仓物料费用等。1

17、92、立体仓库投入与后期成本分析1）立体仓库投入l调研费用调研费用l咨询费用咨询费用l项目投资建设项目投资建设l培训与现场指导费用培训与现场指导费用202）后期成本分析）后期成本分析 随着经济和技术的发展，越来越多的自动仓库应用随着经济和技术的发展，越来越多的自动仓库应用于生产过程，但对其经济性的论证容易忽略。于生产过程，但对其经济性的论证容易忽略。1将自动仓库并入一个项目的总投资，计算该项目的净现值将自动仓库并入一个项目的总投资，计算该项目的净现值NPV，内部收益率，内部收益率IRR，投资回收期，确保，投资回收期，确保NPV0，IRR大于大于期望收益，回收期尽可能短。如自动仓库在项目投产后续

18、建，期望收益，回收期尽可能短。如自动仓库在项目投产后续建，需要新核算项目投人产出的以上三项财务指标。需要新核算项目投人产出的以上三项财务指标。2自动仓库的实施是一个多目标决策问题，除采用项目定量自动仓库的实施是一个多目标决策问题，除采用项目定量评价外，还应发挥定性分析功能，请有关专家和决策人员围绕评价外，还应发挥定性分析功能，请有关专家和决策人员围绕企业产品结构进行主观直觉判断。企业产品结构进行主观直觉判断。3因自动仓库属先进制造系统，其投资决策问题属于半结构因自动仓库属先进制造系统，其投资决策问题属于半结构化问题，要从企业的战略效益即整体科技进步所带来的企业形化问题，要从企业的战略效益即整体科技进步所带来的企业形象（无形资产）及潜在的效益方面进行综合评价。象（无形资产）及潜在的效益方面进行综合评价。4后期费用：运营成本、保修期、培训指导、维修、备件及后期费用：运营成本、保修期、培训指导、维修、备件及保障、