自动化立体仓库输送系统构建

摘要输送系统是衔接自动化立体仓库存储区与楼房库，以及拆零拣选区、补货与分拣出库区的关键环节，其设计合理与否将直接影响货流的顺畅性，甚至整个物流中心的工作效率。因此，合理设计自动化立体仓库的输送系统对于提高企业物流效率、降低物流成本具有重要意义。首先，阐述了自动化立体仓库的构成和作业流程，对立体仓库的规划原则和设计步骤进行了说明。其次，根据医药物流行业特点和物流中心实际的作业能力需求，对自动化立体仓库的容量、货架尺寸、出入库能力及总体规模进行分析计算。并在明确存储、分拣、补货、出入库之间的物流关系的基础上，设计合理的出库、入库和补货作业流程，对物流中心的立体仓库区、一楼出、入库区及拆零拣选区、二楼的整箱拣选区、三楼的地打存储区的输送系统分别进行规划布局。最后根据输送系统作业能力要求，完成连续输送设备、分拣设备、堆垛机等立体仓库搬运和输送设备的选型、数量配置，给出了详细设计方案。关键词：自动化立体仓库;输送系统;规划设计;设备选型AbstractTransportsystemistheinterfacebetweentheAS/RS，aswellasthekeyaspectsofwarehouse,unbundledchosenarea,replenishmentareaandSortingexportarea.Thedesignisreasonableornotwilldirectlyaffectthefluencyofflowgoods,oreventheefficiencyofentirelogisticscenter.Therefore,therationaldesignofAS/RSisimportanttotransportsystemtoimprovelogisticsefficiencyandreducelogisticscosts.Firstly,thestructureandworkprocessesofAS/RS,warehouseplanningprinciplesanddesignstepsaredescribed.Secondly,accordingtoindustrycharacteristicsofautomatedwarehousecenterandtheactualoperatingcapacityneedsmedicallogisticsandlogisticscapacity,shelfsize,theoverallsizeofthestoragecapacityforanalysisandcalculation.Andclearstorage,sorting,replenishment,logisticsandthefoundationoftherelationshipbetweenstorage,well-designedwarehousing,storageandreplenishmentprocesses,warehouseareaoflogisticscenteronthefirstflooroutofstorageDistrictandunbundledchosenareaonthesecondfloorofthechosenarea,hitthethirdfloorofthestorageareawereplanningthelayoutofthedeliverysystem.Finally,accordingtothetransportsystemoperationalcapabilityrequirements,completetheselectionofcontinuousconveyingequipment,sortingequipment,stackersandotherwarehousehandlingandconveyingequipment,thenumberofconfigurations,completeadetaileddesign.Keywords:AS/RS;transportsystem;planninganddesign;EquipmentSelection

目录TOC\o"1-3"\h\u11359第1章绪论 1202151.1课题研究的目的及意义 1128031.2国内外研究动态 187261.2.1国内研究现状 1228231.2.2国外研究现状 2259311.3研究目标及内容 35960第2章自动化立体仓库系统概论 4324552.1自动化立体仓库的功能及特点 435412.2自动化立体仓库的组成 556892.3自动化立体仓库的设计原则与设计过程 525182.3.1设计原则 5164652.3.2设计过程 6475第3章自动化立体仓库的规划设计 88903.1仓库形式和作业方式的确定 831593.2货物单元形式和货格尺寸的设计 8264403.3库存量和仓库总体尺寸 10229873.4出入库搬运周期及出入库能力验算 1131803.5作业区与立体仓库区的衔接方式的确定 12229063.6自动化立体仓库的控制方式和管理方式 1331020第4章输送系统的设计规划 1393334.1输送系统的组成结构 13262854.2输送系统的规划原则 16271954.3输送系统的工作过程 16321554.4输送设备选型 19131354.4.1有轨巷道堆垛机 1994494.4.2叉车 20126464.4.3输送机 21234924.4.4垂直提升机 26210194.4.5分拣机 278176第5章自动化立体仓库输送系统的应用策略研究 28123745.1最大能力策略 28112955.2放行策略 2886435.3通畅策略 29302205.4系统策略 2918691第6章全文总结及展望 30210846.1总结 3067926.2展望 305265参考文献 3128988致谢 33第1章绪论1.1课题研究的目的及意义自动化立体仓库又称为高架仓库、自动仓库AS/RS，它是一种高层立体货架，由计算机控制管理，以巷道堆垛机为主进行存取作业的系统，实现了存取自动化，操作简便化。自动化立体仓库的计算机控制，高层存储，自动存取特点，使传统人工作业、人工管理的以储存为主的仓储作业变成了机械化和自动化的新型仓库作业，促进了科学管理，充分利用了空间，提高了劳动生产率，产生了较大的经济效益和社会效益。自动化立体仓库由存储系统、搬运系统、输送系统、消防系统、电控系统和计算机管理系统组成。其中，输送系统是不可或缺的重要组成部分，通过输送系统，整个仓库才能成为浑然一体的自动化系统，其效率直接影响整个仓库的出入库效率。目前来看，虽然自动化立体仓库的硬件设备、自动控制及通讯技术发展比较完善，由于分拣系统的分拣速度和堆垛机的存取速度较快，输送系统容易成为整个仓库的“瓶颈”，这使自动化立体仓库不能充分发挥其优势，实现应有的价值。通过对输送系统进行详细规划设计，可以在不增加其他硬件投资的情况下，减少作业时间，使系统物流更加顺畅，大幅度提高仓库的运行效率。因此，输送系统的设计研究对自动化立体仓库的效率具有重要的意义。1.2国内外研究动态1.2.1国内研究现状我国从70年代开始进行自动化立体仓库的开发研究工作，80年代通过技术引进及自主开发在全国建成了50多座立体仓库，但技术水平较低。进入90年代以后，自动化物流系统的开发和应用得到了很大的发展。目前，已经有几十家企业、研究院校和高等学府从事自动化物流的开发研究和工程应用。常发亮[1]等人研究了输送系统的调度，分析了自动化立体仓库输送系统的若干调度问题，给出了带优先级的“先入先出”调度思想方法，建立了Petri网模型，进行了动态仿真，取得了良好效果。史长贵[2]分析了立体仓库输送设备的特点，并对输送系统的输送能力进行了计算，验证了设计的可行性。汪长飚[3]利用仿真软件eM-Plant建立了自动化立体仓库的分拣模型，设计了路径优化问题混和遗传算法，完成了对不同任务单作业的仿真分析。张欢欢[4]研究了自动化立体仓库的规划设计流程，货位分配策略与优化分析及堆垛机出入库路径优化，基于Flexsim进行了建模仿真。郝岩柱[5]对某自动化立体仓库实例进行优化改造，引入Petri网思想，采用功能图表设计法，对输送系统进行了有效编程，并对立体仓库中常见的故障进行分析，满足了所有控制及工艺的要求，提高了排除故障的效率，提高了生产效率和效益。刘薇[6]结合立体仓库的设备参数和流程建立了计算机仿真系统，形成了直观的立体仿真动画，提供仓库各设备间的物料流动过程及物料的排队规则等，确定“瓶颈”位置，预测资源利用率，仿真运行结束后再根据统计数据生成仿真报告，显示各个物流设备的利用率、空闲率、阻塞率等数据，为立体仓库设计中设备的数量和功能设计提供了调节和改进的依据。陈夺[7]对自动化立体仓库货位优化和堆垛机路径优化进行研究，建立了货位优化数学模型，设计了求解该问题的遗传算法，对选择操作和交叉操作进行了一些改进，运用MATLAB软件求得货位重新分配的最优解，将堆垛机拣选路径优化问题近似旅行商问题来求解，利用改进的遗传算法求出堆垛机作业路径的最优解。张玉光、周汝胜[8]在建立自动化立体仓库时，采用系统仿真直接观察系统模型动态运行情况，找出系统运行的瓶颈，通过修改系统设计或系统参数优化系统布局和设备配置，形成最佳资源配置方案。李潇[9]用计算机仿真软件辅助设计进行自动化立体仓库的规划，着重分析了其中静态及动态参数的计算与优化模型，并利用eM-Plant以模块化、层次化的方式建立了一个具有与实际相近的具有实用性的自动化立体仓库仿真模型，统计每台设备的各种工作状态，及其评判标准，为设备的数量和功能设置提供了调节和改进的依据。陈璐、陆志强[10]对储位分配和存取作业路径优化等仓储管理中的两个重要问题的同时决策进行了研究，提出了一个混合整数规划模型进行优化建模，设计开发了一个基于有向连接图的两阶段优化算法对求初始解，并利用禁忌搜索算法对所求得的解进行改进，最后利用实例对算法效率和精度进行分析评价，计算结果验证了算法的有效性。1.2.2国外研究现状自动化立体仓库产生于上个世纪50年代，世界上第一座自动化立体仓库与1959年在美国建成，1963年，世界上第一座计算机控制的自动化立体仓库也在美国问世。美国学者J.A.White将自动化技术在仓储物流领域中的发展分为以下五个阶段：人工仓储阶段、机械化仓储阶段、自动化仓储阶段、集成化仓储阶段和正在发展的智能化仓储阶段。Roberts和Reed[21]提出了以立体仓库建设和运行费用为目标函数的优化模型，用以确定货架参数。YoungHaeLee，MoonHwanLee和SunHur[22]提出了一种自动化立体仓库具有标准货位货架的最优设计方法，使得货架的长、宽、高可以根据货物的体积进行相应的改变，提高货架的使用效率。JeroenP和A.J.R.M.Gademann[23]将堆垛机作业路径的优化近似于旅行商问题，证明了在定位存储策略下的特殊情况的排序问题可以用多项式时间解决。Bafna和Reed[24]对自动化立体仓库的设计使用仿真程序来评估设计的优劣。Rosendlatt[25]等还提出了一种递归启发式优化仿真模型，用于获得自动化立体仓库的最优设计参数。MarcoA.Duran[26]等人设计了一种用于决策支持物流系统建模仿真算法，该算法将离散事件建模和随机优化控制相结合，研究和改善存储/运输系统的最优化问题。1.3研究目标及内容在对自动化立体仓库规划研究的基础上，完成自动化立体仓库总体布局规划，输送系统的设计及输送设备的选型及配置。经过对仓库类型及作业方式、货物结构和单元尺寸、货格尺寸的确定，以及仓储设备的选用货架区工艺平面布局的确定和输送系统的工艺设计完成自动化立体仓库的总体方案设计，并完成仓库工艺图纸的绘制。对极限通过能力法则进行分析，比较不同策略对输送系统极限通过能力的影响。

第2章自动化立体仓库系统概论2.1自动化立体仓库的功能及特点自动化仓库一般由高层货架、物料搬运设备、控制和管理设备及公用设施等部分组成。自动化立体仓库除了具有传统仓库的基本功能外，还具有分拣、理货的功能，以及在不直接进行人工处理的情况下，自动存储和取出物料的功能。自动化立体仓库的优越性是多方面的。首先是提高空间利用率。立体仓库的空间利用率与其规划紧密相连。一般来说，自动化立体仓库的利用率是普通平库的2至3倍。其次是便于形成物流系统，提高仓库管理水平，减少货损，优化、降低库存，缩短周转期，节约资金。普通仓库是货物储存的场所，保存货物是其重要功能，是一种静态储存。自动化立体仓库采用先进的自动化物料搬运设备，不仅能是货物在仓库内按需要自动存取，而且可以与仓库意外的生产环节进行有机的连接，并通过计算机管理系统和物料搬运设备使仓库成为企业生产物流中的重要环节。其三是提高劳动生产率，降低劳动强度。使用机械和自动化设备，运行和处理速度快，提高了劳动生产率，降低操作人员的劳动强度，同时，能方便地进入企业的物流系统，使企业物流更趋合理化。采用自动化技术后，还能较好地适应黑暗、低温、污染、有毒和易爆等特殊场合的物品存储需要。如国内已有的冷冻物品自动化仓库和存储胶片的自动化仓库，在低温和完全黑暗的库房内，由计算机自动控制，实现货物的出入库作业。从而改善工作环境，保证安全操作。其四是科学储备，提高物料调节水平，加快储备资金周转。由于自动化仓库采用计算机控制，对各种信息进行存储和管理，能减少货物处理过程中的差错，而利用人工管理不能做到这一点。同时借助于计算机管理还能有效地利用仓库储存能力，便于清点和盘库，合理减少库存，加快储备资金周转，节约流动资金，从而提高仓库的管理水平。作为仓库，它首先应具有储存的功能。在自动化系统的管理和控制下，能对物料进行科学的管理，使物料在存储过程中合理利用各种资源，提高处理效率，适应多种存储要求。其五是有效衔接生产与库存，加快物资周转，降低成本。作为生产过程的中间环节，具有原材料、在制品和成品的缓冲存储功能，在自动化和机械化设备处理下，自动化程度提高，各种物料库存周期缩短，从而降低了总成本。对不同运输方式、不同装运方式、不同状态的物料衔接，改变运输方式，改变装运方式和采用有效的技术，都会带来费用的降低。其六是为企业的生产指挥和决策提供有效的依据。自动化立体仓库的信息系统可以与企业的生产信息系统集成，实现企业信息管理的自动化。同时，由于使用自动化仓库，促进企业的科学管理，减少了浪费，保证均衡生产。自动化仓库往往也是企业信息系统的重要环节，决策者根据库存信息制定战略和计划，指挥、监测和调整企业行为。由于仓储信息管理及时准确，便于决策者随时掌握库存情况，根据生产及场情况及时对企业计划做出调整，提高生产的应变力和决策力。总之，自动化立体仓库的出现，使传统的仓储作业变为自由选择货位，按需实现先入先出的机械化、自动化仓储作业。在储存的同时，可以对货物进行必要的拣选、组配，并根据具体需要，有计划地将库存货物按指定的数量和时间要求送到合适的地点，满足均衡生产的需要。自动化立体仓库的出现使“静态仓库”变成了“动态仓库”。2.2自动化立体仓库的组成1）货架：用于存储货物的钢结构。目前主要有焊接式货架和组合式货架两种基本形式。2）托盘（货箱）：用于承载货物的器具。3）巷道堆垛机：用于自动存取货物的设备。立体仓库的存储能力与巷道堆垛机的存取货物形式密切相关，不同种类的物料涉及到的货物单元型式以及相关流量均有不同，这些变化导致巷道堆垛机类型的不同，最终立体仓库结构也就不同。在进行立体库的总体规划设计时，要针对自己的存储密度及流量来选择堆垛机式样，在满足出入库能力的情况下，尽量提高储存量，减少巷道堆垛机的数量，以减少投资，提高经济效益。4）输送机系统：立体库的主要外围设备，自动化立体仓库负责将货物运送到堆垛机或从堆垛机将货物移走。输送机种类非常多，常见的有辊道输送机，链条输送机，升降台，分配车，提升机机，皮带机等。5）自动导向系统：即自动导向小车。根据其导向方式分为感应式导向小车和激光导向小车。6）自动控制系统：驱动自动化立体库系统各设备的自动控制系统。目前以采用现场总线方式为控制模式为主。储存信息管理系统：亦称中央计算机管理系统。是全自动化立体库系统的核心。2.3自动化立体仓库的设计原则与设计过程2.3.1设计原则自动化立体仓库的规划设计要遵循的一般原则为系统性、先进性和经济性原则等。第一，系统性原则。自动化立体仓库是一个完整的系统，设计时不仅要考虑到它自身的完整性，对立体仓库系统的平面布局、装卸工艺、设备选型、生产管理策略以及长远的发展进行统一考虑，还要将它作为供应链中的一个环节，考虑与其他物流环节的相互衔接和配合问题，对立体仓库系统中的或物流、信息流以及资金流进行综合分析，确定系统设计的大致框架。第二，先进性原则。自动化立体仓库属于一次性投资较大的固定投资，风险较大，且改造费用不菲。因此，在自动化立体仓库的规划设计中，要结合企业的实际情况，有一定的前瞻性，尽量采用比较先进的物流设施设备。这样一方面可以减少更换就设备的经费，节约仓库的维护成本，另一方面仓库也能适应生产的发展，能满足将来需要的容量，具有一定的先进性。第三，经济性原则。自动化立体仓库的设计在满足其主要功能的前提下，尽量减少投入成本，减少工程量，选用性价比较高的设备，减少不必要的项目开支。第四，最优距离原则。尽量避免返回、侧绕和转向，减少设备和人员的冗余移动，保证最少的消耗能源，提高作业效率。第五，设备协调原则。立体仓库系统中包含有许多设备，这就要求在设备选型中尽量老考虑设备之间的相互协调性以及匹配程度，并尽量保持统一的标准。因为设备的标准化可以提高立体仓库系统内部各环节对货物处理的衔接能力。第六，高利用率原则。系统的自动化程度越高，其固定成本越高。减少仓储设备设施的闲置率。因此要追求最少故障时间和最大运行时间。第七，最少人工处理原则。人工处理成本高，易出错，应尽量减少。第八，安全性原则。设计的系统应能保护人、产品和设备不受损伤。在设计师必须考虑防撞、防掉落、和防火措施。保证工作环境良好，安全工程设施齐全能有效地保证人身安全。第九，有效利用空间原则。由于自动化立体仓库需要大量土地、基础和各种设施，因此要充分利用空间，避免浪费。2.3.2设计过程1）收集和研究原始资料，进行需求分析。在确定要建的自动化立体仓库之后，需要研究原始资料，经过分析和整理后结合实际情况进行修订，得出仓库规划设计的主要依据。为了合理确定货物单元的形式、尺寸和重量，需要对所有入库货物的品种进行ABC分析，根据分析结果确定货物单元的形式、尺寸和重量，确定土建设计的有关参数，进行仓库的货架、作业机械配置。对于少数形状和尺寸比较特殊以及有很重的货物可以单独处理。2）确定仓库形式、作业方式和货物单元。在调查分析入库货物的品种的基础上，首先应该确定仓库的形式。一般采用单元货位式仓库，对于储存单一或很少而批量较大的仓库则采用重力式货架仓库；对于有特殊要求的货物，可以采用如冷藏、防潮、恒温等设施仓库。更具以整单元为主还是零星货物出库为主，决定是否采用拣选作业。为了提高出入库的搬运效率，应尽量采用复合作业方式，避免单入单出模式。也可以采用一次搬运两个货物单元的作业方式提高作业效率。3）确定货物单元形式和货架设计。为了确定货物单元形式、尺寸和重量，应该对货物进行品种的分析，选择最佳的设计方案。确定好货物单元形式后，可以据此进行货架的设计。货架的设计过程实际上是一个确定合理的货架参数的过程。货架参数的确定在立体仓库设计流程中起着重要的作用，货架参数将直接决定仓库的布局，合理的参数苦以避免空间的浪费，满足仓库出入库能力要求，同时降低了立体仓库的造价。4）确定库存量和仓库总体尺寸。立体仓库的实际规模主要取决于库存量。如果库存量已知，在恰当考虑未来发展需要的基础上，可以直接使用这个库存量参数，但是要给出一定的裕量。如果库存量未知，需要研究原始资源，根据前几年的出入库的数量和规律确定库存量。确定立体仓库的总体尺寸是，容易实现和经济性要求，仓库不易设计的过高，以10至20m的高度为宜。仓库的高度和长度之间的比例关系一般在0.15至0.4；仓库的宽度和高度之间的比例关系一般在0.12至0.4。5）选择机械设备类型数量。选择机械设备类型和数量主要是为立体仓库选择堆垛机。堆垛机的数量主要取决于仓库的作业能力，即最大出、入库频率。一般情况下，货架的高和长的比值等于堆垛机的垂直运行速度和水平运行速度的壁纸是，堆垛机的效率中最高。另外机械设备的选用还包括输送设备、货物自动分拣设备及周边设备的选用。6）自动仓库的出入库流量设计主要和出入库搬运周期有关。自动化立体仓库的搬运周期一般取决于巷道堆垛机的作业循环时间。堆垛机的出入库搬运分为单一作业和复合作业两种，堆垛机的搬运周期越短，立体仓库的出入库作业向绿也越高。7）总体布局设计。在完成上述留个主要步骤后，便可以根据作业要求对自动化立体仓库进行总体布局设计。总体布局设计是应考虑立体货架与作业区的衔接方式和货物单元出入高层货架的方式。8）确定管理和控制方式。立体仓库的管理系统主要包括储位管理、储位编码与货物编号、储位指派方式的确定。立体仓库的控制技术主要包括电气控制技术、主计算机和堆垛机的通信等。9）仿真分析。为了验证所设计的自动化立体仓库是否达到设计要求，可以使用仿真的方法进行研究。利用仿真的方法可以建立立体仓库的模型，演示系统如何运行，鲤鱼分析方案的合理性，微系统的优化设计提供参考。

第3章自动化立体仓库的规划设计设计条件：参考九州通武汉物流中心和北京物流中心设计实例，设计立体仓库和楼房库连通的仓库系统，存储单元为托盘、纸箱、物流箱、容器。其中，立体仓库高22米，9个巷道，托盘货位不少于18000个；楼库设四层,一层为入库区、出库区和拆零区，二层为整箱存放、拣选、发货作业区，三层为整箱出库区和补货用的地打存储区，四层为办公区等。立体仓库与楼库在2层半连通，实现立体仓库托盘货物整箱出库在线拣货，及立体仓库向楼房库整箱存储区补货。基于仓库系统布局构建的立体连续输送系统应满足日均吞吐量18000箱,峰值吞吐量28000箱的能力要求。3.1仓库形式和作业方式的确定货物单元出入高架仓库的形式有三种，即同端出入式、贯通式和旁流式。同端输入式是货物出入库都在巷道的同一端的布置形式。这种布置由于采用就近入库和出库的原则，能缩短出、入库周期；特别在仓库存货不满，储位随机安排时，优点较为明显。由于入库作业和出库作业在同一区域，也便于集中管理。因此，若无特别要求，一般采用同端出入方式。贯通式是货物从巷道的一端入库，从巷道的另一端出库。这种方式总体布置简单，便于操作和维修管理。但是对于每一个货物单元来说，要完成它的出库和入库的全过程，堆垛机需要穿过整条巷道，而且要不同程度地将库内物流分开。旁流式是高架仓库的货物是从仓库的一端入库，从侧面出库，这种物流方式要求货架中间分开，设立通道，同侧门相通。这样就减少了货格即减少了库存量。但可同时组织两条路线进行作业，方便不同方向的出入库。在调查分析的基础上，选用单元货格式仓库。作业方式采用单一作业方式和复合作业方式结合的作业模式。3.2货物单元形式和货格尺寸的设计货物单元不仅影响仓库的投资，而且对于整个物流中心的配备、设施以及有关因素都有极其重要的影响。这是设计自动化立体仓库大小的基础，它最终影响到立体仓库的储存效率。托盘尺寸为1200×1000×150mm。货物单元尺寸为600×400×300mm。托盘堆码外形尺寸为1200×1000×1215mm。货格设计:图3.1货格尺寸示意图在货物尺寸确定之后，货格的尺寸主要取决于各个间隙的大小。侧面间隙的确定。A3和A4的大小，取决于堆垛机的停车精度及堆垛机和货架的安装精度。精度越高，取值可以越小。对于横梁式货架，在堆放三个货物单元时，取A3=A4=100mm；在堆放两个货物单元时，取A3=A4=75mm。垂直方向间隙的确定。上部垂直间隙H2应保证堆垛机的货叉叉取货物过程中，微升起不与上部构件发生碰撞，一般要求H2>[货叉的微行程+安全裕量]，下部垂直间隙H4对于横梁式货架即为托盘高。安全裕量的设置要考虑：堆垛机载货平台升降的停车精度、垂直位置检查片的安装精度、货叉微升和微降行程的误差、货物高度误差、货叉伸出时的挠度和货架横梁的高度误差。一般取H2=100~150mm。A0=2360mmA1=1000mmA2=2240mmA3=A4=80mmB1=1200mmB2=1100mmB3=50mmB4=100mmH1=1200mmH2=210mmH3=1620mmH4=150mmA0货格宽度A1单元货物长度A2货格有效长度A3侧向尺寸A4货物间的水平间隙B0货物长度B1货格有效宽度B2货物伸出货格长度B4货物后部间隙H1货物高度H2货物上部间隙H3货格层高H4货物下部垂直间隙3.3库存量和仓库总体尺寸采用静态法根据仓库最大规划确定有关尺寸。由于仓库的长、宽、高等尺寸受建筑用地的限制，货架参数的选取并非任意，在库容量一定的条件下，则货架的长、宽、高三者中的一个会成为相关变量。货架总体尺寸的计算要根据以上约束条件及货格尺寸，货架的摆放方式、库顶间隙、库内设施及墙体的安全距离及货架前区尺寸来确定。货架第一层平面距地面高度受堆垛机载货台的最小高度限制，其值应该大于600mm。1）确定货架层数（仓库HW高22米）：(3.1)C=(22000-1625)/1620=12.5≈12层2）当巷道数N=9时，仓储的货物单元数为M，货架的列数为：(3.2)LH=18000/(2×9×12)=83.3≈84列3）货架的总长度：(3.3)L=2.36×42=99.12mm式中：ΔH——货架顶面到仓库屋顶下弦的垂直距离，对于横梁式货架，可取为ΔH=H1+H4+200mm一般情况下，一个巷道的货位数不超过1500~2000个为宜。根据货架的巷道数为9个，每个巷道的货位数为42×2×18=1512，满足条件。货架的主要参数如表1所示。表2.1货架主要参数货架参数巷道数量9存放物料药品实托盘、空托盘组巷道宽度1700mm货架结构形式横梁式货格形式双货位层数12排数18列数42×2货位数18144货格宽度2360mm货格高度1620mm货架总长度99.12m货架总宽度36.9m货架总高度20．04m3.4出入库搬运周期及出入库能力验算取堆垛机的单一作业循环概率η1与复合作业周期概率η2分别为80%和20%。单一作业循环制堆垛机从原始位置开始完成单一存或取货物的全部过程，复合作业循环是指堆垛机从原始位置开始完成存、取货物的全部过程。日峰值吞吐量为28000箱，一天工作时间为10小时，则出入库频率为2800箱/小时，即140托盘/小时。P1(L/5，2H/3),P2(2L/3，H/5)，L=99.12m;H=20.02m。根据欧洲FEM9.851标准和库区总体布置情况，分别计算出P1,P2的作业时间和堆垛机的出入库能力。P1:(19.82,13.36);P2:(66.08,4.01)平均单一作业循环时间:(3.4)(3.5)TP1=17.81s(3.6)TP2=22.03s因此TS=139.65s，则单一作业堆垛机出入库能力为M1=3600/139.65=25.8托盘/小时平均复合作业循环时间:(3.7)(3.8)T=15.42s因此Td=115.26s，则复合作业堆垛机出入库能力为M2=3600/115.26=31.23托盘/小时综合出入库作业能力(3.9)M=26.89托盘/小时堆垛机的利用率为16托盘/小时/26.89托盘/小时=59.5%3.5作业区与立体仓库区的衔接方式的确定在确定了立体仓库系统的主要作业设备以后，可根据系统布局及土建设计情况，确定作业区与立体仓库的衔接方式，主要是输送机的布局方式和选型，输送机的运行效率也对系统作业效率有很大的影响。具体的衔接方式有如下几种。叉车、或自动导引小车出、入库台方式采用这种方式时，在货架的端部设立入库台和出库台。入库时用叉车、或自动导引小车将货物单元从入库作业区运到入库台，再由货架区内的堆垛机取走送入货位。出入库时，哟偶堆垛机从货位取出货物单元，放到出库台，由叉车、自动导引小车取走，送到出库作业区。叉车、或自动导引小车、或轨道小车、输送机出、入库台方式用叉车、或自动导引小车、或轨道小车将货物单元送到输送机，再由输送机将货物送到入库台，然后由堆垛机将货物单元从入库台上取走送入货位。出库时反向运行。采用这种方式的优点在于货架区作业的堆垛机是一种间歇式作业机械，同样往输送机上放置货物的叉车、自动导引小车或轨道小车也是间歇式作业机械，这就要求解决好两者在工作节拍上的衔接，而这一协调任务可通过积放式输送机解决。该布局形式还可以反向安排，即输送机——轨道小车、或自动导引小车，在与货架区相连。输送系统出、入库台方式高架仓库的货架区与作业区的衔接还可以采用出入库台装卸系统与积放式输送机系统相连的方式解决，可根据需要设计成不同的形式。根据实际需求，本设计采取叉车、输送机方式出入库台。3.6自动化立体仓库的控制方式和管理方式堆垛机的控制方式可分为手动控制、单机自动控制、联机自动控制3种，控制水平的选择必须从仓库的实际出发。手动控制方式设备简单，操作和维修都较方便，设备价格便宜，对土建、货架的要求也较低。对于一般规模不大、出入库频率不高的仓库很适用，他是目前立体仓库中使用最广泛的一种。对于拣选是仓库来说更是占了绝大多数。单机自动控制、联机自动控制适用于出入库频率较高、规模较大，特别是高度较高的仓库，可以减轻工人劳动强度，提高堆垛机的工作速度和生产率。立体仓库的管理方式一般可分为台账管理、穿孔卡结合台账管理和计算机管理3种。在总体设计阶段，要根据仓库的规模、出入库频率、生产管理的要求、仓库自动化水平等方面的因素综合考虑选定一种管理方式。第4章输送系统的设计规划4.1输送系统的组成结构1）链式输送机链式输送机是现代化立体仓库中最基本的用于连续运输三元话务的输送设备之一，其输送速度适中，通过轨道支承传送链条，构造简单，维护容易，成本低廉，但噪音偏大。除输送方形规则物外，其他货品必须以承载托盘输送。链式输送机主要用在自动化立体仓库入库区、装配和包装区、在线拣选区、出库区等。一般输送系统为提高作业组度，合理安排货物存放位置，在输送系统中一般设计有很多缓冲积放区，主要是通过合理布置链式输送机来完成这一任务。链式输送机根据在输送系通过中的位置和作用可分为单速和双速两种。在国内目前一般设计为高速16米/分钟，低速4米/分钟。2）辊子输送机辊子输送机也是现代物流自动化仓库中最基本的连续式运送货物的输送设备之一，单元货物连续输送、积存、分拣；可沿水平或曲线路径进行输送。其结构简单，安装、使用、维修方便，对不规则的物品了放在托盘货者托板上进行输送。在自动化立体仓库中与链式输送机共同承担输送系统中的单元货物运输，主要完成直线运输。辊子输送机主要应用于自动化立体仓库入库区、装配和包装区、在线拣选区、出库区等，也可起到缓冲积放的作用。辊子输送机根据在输送系统中的位置和起到的作用也可分为单速和双速两种。一般设计为高速16米/分钟左右，低速4米/分钟。3）链式——辊子组合式降台在近年的输送系统设计中，为了提高作业速度，对间歇性输送设备的型式进行了新的设计和改型，链式——辊子组合式升降台就是在这一时期出现的新产品。其主要应用于输送系统中连式输送机和辊子输送机有交叉的部位，它是在一套设备中既有连式输送机又有辊子输送机机，并通过一套升降装置使两个输送机形成高度差，以实现单元货物运送方向的90度转变。根据通过方式不同分为丁字形和十字形两种。设备改型前要完成单元货物运行放行的90度改变，出了链式输送机和辊子输送机外，还要有升降台，上面安装辊子输送机或者链式输送机，完成动作时间长，改型后将升降机构安装在链式输送机底部，货物一到其上方停下，升降机构运动，顶起以一定角度倾斜放置的链式输送机的头部升降段，链式输送机开始运送货物。整个过程输送速度得到了提高。皮带式输送机皮带式输送机是用输送带做承载和牵引构件的输送机，用来输送各种规则或不规则形状的货物。皮带输送机可水平输送，也可倾斜输送。带式输送机由于是通过摩擦力带动货物运行，因此比较适宜输送小件零散的货物，常应用于物流中心或配送中心的拣选作业。平带输送机可用来输送各种规则或不规则形状的货物，用在要求精确定位或需要伸缩的场合。带式输送机可水平输送，也可倾斜输送，倾斜的角度不大于15°。平带输送机按其支承方式可分为滑板式和辊子式。滑板式平带输送机通常用在中等速度下搬运轻载货物。辊子式输送机采用的是平托辊，托辊安装在槽钢或角钢的支架上，输送带在其上运行。水平输送时要求每件货物的下面至少有两根托辊支承，倾斜输送时则要求至少达到三根以上，这种输送机所需的功率较小，输送带寿命较长，输送负载能力较大。5）带链式输送机或辊子输送机的轨道穿梭车在输送系统中通过轨道穿梭车，可实现一条或多条输送线与多条输送线的连接，完成货物分流工作，是非连续的分流系统的重要组成部分。多安装在货架仓库中出入库区的前面，将入库货物送到各巷道一端的入库区输送机上或从各出库区输送机上接收货物，送到出库口。或者是应用在拣选不频繁的在线拣选去与出入库区之间，由轨道穿梭车按照系统指令，有出库区取出货物，并将货物送到几台拣货输送机上的一个上，同时可以把拣货完毕的托盘送到入库区式托盘重新入库。目前国内的穿梭车的运行机构一般采用变频电机，直线速度可达到120米/分钟。6）自动搬运车自动搬运车是指装有自动导引装置，能够沿规定的路径形式，在车体上还具有编程和停车选择装置、安全保护装置以及各种物料移栽功能的搬运车辆。对长距离搬运或大面积系统而言，安装费用较低：弹性可调整的作业路径使之得到用户的青睐，系统扩充也非常容易；由于不需各地埋线，所有课安装于洁净室内；安装时库内无须停机；定位精确。自动搬运车主要用于入库区的起始搬运段；车库区的货物最终搬运段；距离长、复杂路径段；高洁净要求区；人员和其他输送设备无法到达区；经常调整作业路径等区域。由于自动搬运车造价高，目前在国内并没有得到广泛的应用。7）空托盘收集机在自动化仓库中对空托盘的处理有几种方式，一种是由叉车将空托盘逐一从输送线上卸下码放到指定堆放区，这样不容易堆放整齐，对叉车司机的操作要求也高，完成一定量的空托盘处理花费时间长。另一种就是空托盘经入库作业放在一个货格内，需要时再进行一次出库作业，这样需要几个就要完成几次出库作业，增加了成本，效率也非常低。使用托盘收集机时空托盘不下线，而是经过输送线进入空托盘收集机，按照系统实际要求收集到一定的数量后，以一个单元货物的形式通过入库区输送系统和堆垛机存入货架或者直接通过返回区由叉车将这批托盘放在仓库入口接货区等待使用。空托盘收集机一般根据货架尺寸设计一次做多收集托盘数量。8）自动分拣线自动分拣线在现代配送中心型自动化仓储中得到了非常广泛的应用。自动分拣线能连续、大批量地分拣货物；不受气候、时间、人的体力等的限制；分拣系统单位时间分拣件数多；误差率极低；分拣作业基本实现无人化，可减少人员的使用，减轻员工的劳动强度，提高人员的使用效率。自动分拣系统一般由控制装置、分类装置、输送道口组成。控制装置的作用是接受和处理分拣信号，根据分拣信号的需求只是分拣装置、按商品品种、按商品送达地点或按货主的类别对商品进行自动分类。这些分拣需求可以通过不同方式，入口通过条形码扫描、色码扫描、键盘输入、重量检测、语音识别、高度检测及形状识别等方式，输入到分拣控制系统中去，根据对这些分拣信号判断，来决定某一种商品该进入那一个人分拣道口。自动分拣线是现代化物流配送的核心，每一个物流配送中心现代化程度的高与低归根结底取决于分拣技术和选择分拣的方式。分拣方式可分为滑块式、滚轮式、翻盘式、交叉式、垂直式等若干方式，根据物流配送中心设定的性质和预留第三方物流的品种，充满效率的前提下，达到性能与价格的最优化匹配。无论是烟草、医药、商业，还是其他行业，通过智能化按路向、按客户等要求分拣，最大程度地满足客户无差错需求，降低各种消耗，已达到提高企业效益的目的。9）垂直提升机垂直提升机是有效地连接楼房仓库或高层建筑各层的输送系统和在不同的装卸作业面完成装卸货物需要的设备。在自动化仓库中常用的有载货电梯、液压升降平台和板条式提升机等。灾祸电梯载重量大、运行平稳、停位精确，但提升距离有限。液压升降平台是一种设备简单，且适应能力很强的机械。与其他升降设备相比，他的速度低，能精确定位在各种高度，适合于不需要经常性提升货物的场所。新型的液压升降平台在底部装有运行机构，可在轨道上行驶，在仓库中被广泛用作拣货设备。板条式提升机是一种连续工作的输送设备。优点是结构简单，占地面积小，输送效率高，通用性强，工作可靠，使用维修方便。10）托盘码垛、拆垛机械手货物在托盘上的码垛或拆垛可通过人力进行，也可由机械设备通过编制程序，实现堆码操作自动化。托盘马垛机械手是能将不同外形尺寸的包装货物，整齐地、自动地码在托盘上的机器人。充分利用托盘的面积和堆码物料的稳定性，机械手具有物料码垛顺序、排列设定器。根据码垛机构的不同，可以分为：多关节型、直角坐标型。根据装具形式的不同可以分为：侧夹型、底拖型、真空吸盘型。此外，机械手还分固定型和移动型。取货机械手按其他坐标形式不同，可以分为直角坐标型机械手、圆柱坐标型机械手、极坐标型机械手和多关节型机械手。坐标形式不同，其应用范围和工作特点也不同。4.2输送系统的规划原则输送系统的总体布局主要取决于其物料流动方向和出入库频率。输送系统设计的一般原则如下：1）输送系统必须满足仓库出入库频率的要求。因此应根据高峰时要求的最大出入库频率来设计整条输送线的输送能力，并由此推算系统中各设备的运行或工作速度。2）系统应具有一定的积存功能，以保证堆垛机作业的连续性。3）系统必须具有高度可靠性。在物流中心，输送系统中、一般只有一套，一旦发生故障会使整个仓库工作受到影响。所以，要求运输系统各个环节上的设备可靠、耐用、维修方便。对于自动控制的系统应设置手动控制作后备。4）系统各单机件必须有完备的信息传送和联锁，把整个系统作为一个整体进行控制。4.3输送系统的工作过程入库作业是根据入库单由操作人员用叉车将码垛好的托盘放在输送线上，送到入库台，有堆垛机存入自动化立体仓库。出入库区的辊子输送机需要有升降功能，以实现货物的转向运转。如图所示，当托盘货物到达第二段辊子输送机，托盘位于分配储位巷道的入库台时，辊子输送机下降，托盘由链式输送机支撑并送到入库台；当托盘货物到达第二段辊子输送机，但此巷道并不是其分配储位所在巷道时，辊子输送机不下降，托盘继续由辊子输送机向前运送。图4.1出入库输送机出库作业分整箱出库、拆零出库两种形式。整箱出库时，拣选人员在货物包装箱上贴带条码的出库标签，将其放在输送机上输送至一楼的出库区，再由自动分拣系统分拣出库。拆零出库时，工作区和主输送线结合处安装有条码扫描器。周转箱在主输送线上移动，当检测到经过有拣选任务的工作区时，抬升移栽设备将其移栽至辅线，同时相应货区的电子标签灯亮，提示工作人员按照现实屏指示的数量拣选出货品，暂时存放在出库货位上，等周转箱移栽停在辅输送线上时，工作人员将拣选出的货品放入周转箱，当一个周转箱在个个工作区的拣选任务都完成后，进入复核分拣系统，经过复核后，拆零货品配装入纸箱，再进入自动分拣系统分拣出库。三楼的货架上存放出库频率不是很高的货物。图4.2拆零拣选区图4.3立体仓库在线拣选区图4.4楼房库整箱拣选区当二层的整箱存放区需要补货时，工作人员将三层地打存储区中的货物通过垂直升降机送至二层完成补货。此外，二层半楼层与自动换立体仓库连接，可以由此直接给二层补货。本立体仓库采用辊子和皮带输送机两种基本形式，由升降移栽机实现输送过程的分流、合流。入库作业是由叉车将人工码垛的整托盘运送到入库输送机，当货物到达管理系统为其分配的货位所在的巷道时，辊子输送机下沉，链式输送机运行，实现90°换向，将货物送到入库台。如堆垛机处于空闲状态，直接由堆垛机取走实现入库；如堆垛机正在作业，则货物在入库台等待。整箱出库作业是货物经过立体仓库在线拣选，通过皮带输送机在楼房库的一层实现合流出库。拆零出库作业时，周转箱在由辊子输送机组成的主输送线上移动，当经过有拣选任务的工作区时，升降移栽设备将其运送到由无动力辊子输送机组成的辅线，由人工拖动周转箱，将拣选出的货物放入周转箱内。拣选任务完成的周转箱通过主输送线进入复核分拣系统，由人工复合装箱后，进入皮带输送机，送到自动分拣系统分拣出库。4.4输送设备选型输送系统设备选型需要满足以下原则：系统可靠性强；满足不同规格包装箱同时出入库作业；相同设备的互换性；工人操作简单易行；出、入库、补货功能齐全；设备维护方便、排除故障快捷；满足管理先进性要求。4.4.1有轨巷道堆垛机堆垛机比较重要的是速度参数，包括水平运行速度、升降速度和货叉伸缩速度。行走速度一般在80至120m/min，最高可达180m/min。升降机构的运行速度经常使用15~25m/min，最高可达45m/min。根据平均单作业周期与速度的关系，在货架尺寸确定以后可以用一下几个计算公式来选择各种速度。最优行走速度：(4.1)VX≈164m/min选用的速度大于这个值，作业周期会缩短。选择的速度小于这个值，作业周期会增加。最优升降速度：(4.2)VY≈33m/min最优货叉伸缩速度：(4.3)VZ≈30m/min主要性能参数结构形式：单立柱；最大起重量：800kg；行走速度：0~160m/min（最大180m/min）；升降速度：0~30m/min（最大45m/min）；货叉伸缩速度：0~20m/min（最大30m/min）；控制方式：手动/单机自动/联机自动；通信方式：红外光通信器；供电方式：DHG封闭滑触线；AC380V,50Hz;4.4.2叉车图4.5叉车简图结构形式：前移式；额定承载能力：1200kg；最大提升高度：8.5~9m；最小转弯半径：2.7m；货叉长度：1100m；4.4.3输送机1）重力式输送机主要参数：图4.6重力式辊子输送机简图滚动体形式：辊子；辊子直径：60mm；坡度：2%~5%；辊子长度：800mm；两辊间距：160mm；宽度：760,850mm；2）辊子输送机主要参数：①辊子长度对于托盘货物，直线段辊子的长度的计算可按下式：(4.4)其中：Lg辊子长度，mmB件货宽度，mmΔB宽度裕量（50~150)，mmB=1000mm，查表1得Lg=1250mm表4.2辊子长度（mm）辊子长度（长辊）160,200,250,320,400,500,630,800,1000,1250,1400,1600,1800,2000②辊子间距辊子间距应满足运行中货物稳定性要求，即一般情况下按下式选取：(4.5)对要求平稳的物品：(4.6)取P=L/5=240mm，查表2可取P=250mm表4.3辊子间距（mm）辊子间距50,63,80,100,125,160,200,250,315,400,500,630,800③辊子直径辊子轴径与辊子的承载能力有关，可按下式选取：F≤[F](4.7)[F]:单个辊子上的需用载荷，N；F:作用在单个货物上的载荷，N.（4.8）式中：m单件货物的质量；K单列辊子有效支承系数，与货物底面特性及辊子平面度有关。一般可取K1=0.7，对于底部刚性很大的货物可取K1=0.5；K2多列辊子不均衡承载系数，对单列辊子K2=1,对双列辊子，取K2=0.1~0.8；N支承单件货物的辊子数；g重力加速度。F=500×9.8/（0.7×1×4）=1750N选取辊子直径为89mm。表4.4辊子直径的选取辊子直径（mm）50607689108辊子长度（mm）10001250单个辊子允许载荷（KN）2.95.00.752.03.9④辊子输送机高度根据自动化立体仓库的实际应用要求，在表4中选取高度H=710mm表4.5输送机高度输送机高度H（mm）4004505005606307108009001000⑤机架长度托盘长度为1200mm，第二段辊子输送机机架长度比托盘略短，因此第二段机架长度为1000mm；表4.6机架长度直线段长度L（mm）10001500200030006000⑥输送速度辊子速度一般在0.25~0.5m/s之间，重力式辊子输送机的速度不能大于2m/s，否则物件在转弯处会飞出输送机，有利的速度为0.3m/s~0.5m/s。驱动型辊子的最大速度不允许超过1.5m/s，过高的速度产生噪音和磨损，链驱动辊子输送机的速度，以≤0.5m/s为宜。实际运用时根据工艺要求和通过能力确定，并尽可能区较大值，以便物体的分部间隔较大，从而改善机架的受力。根据立体仓库的要求，选取输送速度为0.32m/s。表4.7输送速度输送速度V（m/s）0.050.0630.080.10.150.320.400.500.63辊子输送机曲线段机架内侧的圆弧半径R应符合表4.7的规定表4.8圆弧半径辊子直径D（mm）254050607689108133159圆弧半径R（mm）630800900100012501600辊子输送机曲线段圆弧中心角应符合下列数值：30°，45°，60°，90°⑦圆弧段辊子长度计算辊子长度计算公式：（4.9）式中：Lg圆锥形辊子长度，mm；R圆弧段内侧半径，mm；B件货宽度，mm；△B宽度裕量，mm；⒈带传动辊子输送机传动形式：带传动；输送速度：4~16m/min；宽度：530mm；高度：800mm；辊子长度：500mm；辊子轴直径：60mm；辊子间距：160mm；单辊承重：30kg；电机功率：2.2kw；图4.7带传动辊子输送机简图⒉电动辊子输送速度：4~16m/min；宽度：1250mm；高度：710mm；辊子长度：1040mm；辊子轴直径：89mm；辊子间距：250mm；单辊承重：30kg；图4.8电动辊子输送机简图⒊无动力辊子输送机宽度：530,628mm；高度：800mm；辊子长度：500,630mm；辊子轴直径：60mm；辊子间距：160mm；单辊承重：30kg；图4.9无动力辊子输送机简图动力式辊子输送机本身有驱动装置，辊子转动呈主动状态，可以严格控制物品运行状态，按规定的速度精确、平稳、可靠地输送物品，便于实现输送过程的自动控制。3）平带输送机平带输送机主要参数：支承方式：滚筒式；皮带宽度：620mm；输送机宽度：700mm；输送机高度：500mm；40m以内传送距离可以只用一套动力装置驱动输送件料时，带宽应比货件的横向尺寸大50~100mm，货件对输送带的比压应小于5kpa，带速一般取1.5m/s以下。4.4.4垂直提升机图4.10货梯简图载货电梯主要参数：载重量：3000kg；速度：60m/min；门形式：中分；桥厢宽：4060mm；桥厢深：3340mm；门宽：1100mm。4.4.5分拣机图4.11自动分拣系统简图动作原理：当货物到达出口的时间到了，分拣机上机对应出口处的转向轮动作，改变货物前进的方向，物品沿摇臂杆斜面滑到指定的目的。适用范围：适用医药，百货等物流配送中心的自动出货分拣作业设计能力可达：300箱/小时

第5章自动化立体仓库输送系统的应用策略研究5.1最大能力策略为了使输送系统的输送能力达到最大，可以群体方式无间隙地将多个类型相同的输送单元编成一组，成组安排发送。设CU为一次发送的最大单元，c为实有群体单元中输送单元个数，当c>l时，一次会有多个输送单元作为一个群体到达到达系统的转运区域中的一点。如果群体中输送单元个数不变，称为不变群体：如果群体中输送单元数不同，就称为可变群体。可能的最大能力战略有：逐向发货策略，即向转运区发送的输送单元，一次仅送发一个方向；或一次仅向一个方向转运；不变群体发货策略，即向发送区或转运区按不变群体方式工作，将多个群体混合发货，用定向转运减少节点因换向所需要的时间；可变群体发货策略，即向发送区或转运区按可变群体方式工作，将多个群体混发货，用定向转运减少节点因换向所需要的时间。如果发送区或转运区能在一段时间里仅接收和发送一种输送单元，就可采用逐向发货策略。这种策略的优点在于减少了节点因换向所需要的时间，但会造成系统极限通过能力降低。采用不变群体发货策略，可使输送系统中分流、合流节点的最大能力得到发挥。但在使节点一个方向的能力得到充分发挥时，另一方向的输送单元要排队等待一个较长时间，从而导致有效通过时间变长。为了缩短排队等待时间，减少有效通过时间，可采用可变群体发货策略。在以CU大小发送完一个方向的群体后，再按下一个预定方向发送一个c≤CU。的群体。采用这种方法，可提高节点元素的最大能力。5.2放行策略每个节点元素的输入端口不止一个时，必须在流量λ1和λ2中定义一个为主流。将另一些定义为支流在安排放行顺序时，设定相应的放行策略。可行的放行策略有：通过权平等策略，即按“先到先服务”的原则，处理到达入口的输送单元；限制行驶策略，即来自支流路段的输送单元只在信息控制点没有检查到主流支路有输送单元到达时，才能送到发送区；绝对优先策略，即按照“绝对优先”的策略，主流上的输送单元获得绝对先行的特权。如果道岔处在接通主流的位置上，支流路段上的单元已到达信息识别点I，主流路段上的单元到达信息识别点的时间小于道岔换向的时间，道岔还应停在原来位置，等待主流路民土的单元通过：如果道岔处在接通支流的位置上，而支流上的单元将要到达信息识别点的时间加上道岔换向的时间大于主流路段上的单元到达信息识别点的时间，道岔装置应无条件移到连接主流路段的位置上。根据“限制行驶策略”和“绝对优先策略”，支流路段上的输送单元只有在不妨碍主流路段时，才能进入节点。因此主流路段上输送单元的时间间隔必须大于主流和支流的最小节奏和节点换向时间之和后，才不会造成支路通过能力的损失。三种策略中，“限制行驶策略”的实现费用最小，“绝对优先策略”的实现费用最高。而“通过权平等策略”存在的问题主要是输送单元的排队长度和通过时间。5.3通畅策略使排队长度最短、等待时间最小、无“瓶颈”现象的通畅策略有：固定周期接通,即每个输入端口Ei的接通时间tzi。为常数。在固定周期内，按节点循环，依次接通每个方向后再输送单元；变周期接通，即每个输入端口Ei，的接通时间tzi根据需要变化，按节点循环，依次接通每个方向后再输送单元。较短的周期可以提高开关频率和减少排队时间，但会导致较高的通过能力损失。较长的周期可以降低开关频率，减少通过能力损失，但会增加排队时间。一般来说，采用周期性的接通方式，其费用比采用放行策略要高。而实现变周期接通需要费用则要高于固定周期接通的情况，这是因为实现变周期接通，需要测量各路段上的流量和随时调整开关的频率。周期接通方式的最大缺点是在高峰时间所造成的输送线路上的排队长度，如果系统中的后续节点不同步，将会在系统中造成堵塞。5.4系统策略为了改善系统中各节点的通过能力、通过时间和运行成本，除了采用合适的通过策略外，还可通过具有支配意义的系统策略对系统进行优化。对于不同的物流系统，如转运、运输、仓储和配送系统，有不同的系统策略。在几乎所有的绩效系统和物流系统中，这些策略往往以并行策略和串行策略作为其重要构成。输送单元在通过分流节点后，在功能相同的发送区或流程节点中进行选择时，可采用下列并行策略：周期性逐个分配，即对所有的发送区，按周期循环，将输送单元逐一分配到各并行的目的地。周期性群体分配，即对所有的发送区，按周期循环，将输送单元以群体方式逐一分配到各并行的目的地。群体的长度可以不变或按节点的最大能力的充分利用原则确定。以最大能力发挥为宗旨的分配，即将输送单元发送到当时能力未能充分发挥的发送区或流程节点。最大能力填充分配，即将输送单元首先发送到没有堵塞的节点，并将后续到达单元送到其它节点。输送单元的控制也可采用串行方式，可行的串行控制策略有：顺序通过，即将输送单元，依次通过各节点，送到预定的位置并根据相应的通行策略，安排放行。单体节制通过，即发送单元时，使单元节奏t小于绩效链中发送节点中最长的发送节奏在入口处，优先通过最长发送节奏的输送单元。群体节制通过，即在入口处，将到达的输送单元，按群分组，是c=CU，发送节奏t等于发送节点中最长的发送节奏tmax。不停顿通过，即调整过程联众个节点的接通周期，使之各不同的接通周期相互配合，是一个长度较大的群体无停顿地通过整个绩效链。并行此外略和串行策略将会影响到绩效链的绩效、通过时间和过程成本。可行策略的选择取决于运行目标和优先权要求。

第6章全文总结及展望6.1总结随着企业现代化生产规模的不断扩大，自动化立体仓库成为生产物流系统中的一个重要且不可缺少的环节。出入库输送系统作为立体仓库存储区与外界交接的关键设备，其设计的好坏直接影响整个立体仓库系统的合理性和货物流通的顺畅性。如何解决输送系统设计规划及设备选型问题，成为当今社会物流自动化立体仓库发展的非常重要的问题。本文参考了九州通北京物流中心，根据实际的作业流程及出入库频率，对立体仓库的货格尺寸、总体尺寸及出入库能力进行分析计算；根据货架的总体尺寸、出入库频率和作业方式确定堆垛机各个工作机构速度；根据货物单元尺寸确定输送机宽度，通过输送机速度的确定来协调整个系统的运行节拍。比较了不同策略对输送系统极限通过能力的影响。深入的研究了输送系统的生产工艺流程及特点，给出了详细的输送系统设计方案。6.2展望随着物流业在我国的兴起，现代工业的发展和日益激烈的市场竞争，对立体仓库也提出更高的要求，同时各种新技术的出现也必将推动立体仓库朝着更加智能化、柔性化的方向发展。自动化立体仓库的出现与发展，应该是与工业、科技的发展相适应。现代化大生产，越来越促使工业生产社会化、专业化、集中化。生产的高度机械化和自动化必然要求物资的供应和分发要及时、迅速、准确。自动化立体化仓库技术能否得到迅速的应用和发展，已成为工厂设计中高科技的一个象征。随着科学技术的进步仓库技术将进一步向系统化、自动化、无人化方向发展，仓库管理也将向计算机化、网络化的趋势发展。自动化立体仓库在企业的广泛应用将为进一步提高企业的综合经济效益发挥着重要的作用。自动化技术在仓储领域(包括主体仓库)中的发展可分为五个阶段：人工仓储阶段、机械化仓储阶段、自动化仓储阶段、集成化仓储阶段和智能自动化仓储阶段。从自动化立体仓库发展历史来看，其发展是朝着综合智能化的方向。人工智能技术的发展使自动化技术向更高级的阶段一智能自动化方向发展，虽然目前，智能自动化仓储技术还处于初级发展阶段，但相信未来仓储技术的智能化将具有广阔的应用前景。

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