自1980年我國第一座自行研制的自動(dòng)化立體倉庫投入使用以來，自動(dòng)化立體倉庫在我國得到了迅速的發(fā)展，隨著現(xiàn)代物流的快速發(fā)展，物流自動(dòng)化和信息化程度不斷提高，以及現(xiàn)代信息技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)的不斷進(jìn)步，自動(dòng)化立體庫實(shí)現(xiàn)了井噴式的發(fā)展，成為現(xiàn)代物流系統(tǒng)的重要組成部分。
自動(dòng)化立體倉庫一般指采用幾層、十幾層甚至幾十層高的貨架，并用自動(dòng)化物料搬運(yùn)設(shè)備進(jìn)行貨物出、入庫作業(yè)的倉庫，一般由高層貨架、物料搬運(yùn)設(shè)備、控制和管理設(shè)備及公用設(shè)施等部分組成。自動(dòng)化立體倉庫除了具有傳統(tǒng)倉庫的基本功能外，還具有分揀、理貨的功能，以及在不直接進(jìn)行人工處理的情況下，自動(dòng)存儲(chǔ)和取出物料的功能。可以說，自動(dòng)化立體倉庫基本集成了現(xiàn)代物流輸送設(shè)備、自動(dòng)控制系統(tǒng)、現(xiàn)代物流信息采集系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與管理信息系統(tǒng)等高新現(xiàn)代物流技術(shù)，能夠?qū)⑿畔⒘髋c物流進(jìn)行有機(jī)結(jié)合，從而全面提高企業(yè)的綜合物流能力。
自動(dòng)化立體倉庫的構(gòu)成
自動(dòng)化立體倉庫主要由三大類設(shè)施組成：1、土建及公用工程設(shè)施;2、機(jī)械設(shè)備;3、電氣與電子設(shè)備。
自動(dòng)化立體倉庫的主要優(yōu)點(diǎn)
1、倉庫作業(yè)全部實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化;
2、采用高層貨架、立體儲(chǔ)存，能有效地利用空間，減少占地面積，降低土地購置費(fèi)用;
3、采用托盤或貨箱儲(chǔ)存貨物，貨物的破損率顯著降低;
倉庫管理現(xiàn)代化與貨架種類、功能的發(fā)展有直接的關(guān)系。使用貨架為物流中心運(yùn)作所帶來的好處體現(xiàn)在：①可充分利用倉庫空間，提高庫容利用率和存儲(chǔ)能力;②物品存取方便，便于清點(diǎn)及計(jì)量，可做到先進(jìn)先出;③存放物品互不擠壓，損耗小，確保物品的完整性，減少破損;④采取防潮、防塵、防盜、防破壞等措施，提高存儲(chǔ)質(zhì)量;⑤有利于實(shí)現(xiàn)倉庫的機(jī)械化及自動(dòng)化管理。
4、貨位集中，便于控制與管理，特別是使用電子計(jì)算機(jī)，不但能夠?qū)崿F(xiàn)作業(yè)過程的自動(dòng)控制，而且能夠進(jìn)行信息處理。
立體型倉庫貨架的分類
1、按高度分類:低層<貨架高度5M以下>/中層<貨架高度5-12M>/高層<貨架高度12M以上>;
2、按規(guī)模分類:小型<庫容量2000個(gè)托盤以下>/中型<庫容量2000-5000個(gè)托盤>/大型<庫容量5000個(gè)托盤以上>;
3、按形式分類:自動(dòng)化有軌倉庫貨架/無軌倉庫貨架<窄通道三向堆垛叉車>。
自動(dòng)化有軌倉庫貨架: 近幾年來,自動(dòng)化搬運(yùn)地概念已出現(xiàn)很久,但自動(dòng)化搬運(yùn)實(shí)施地時(shí)間并不長.自動(dòng)化搬運(yùn)開始實(shí)施時(shí)主要用在紙箱地揀選上,目前自動(dòng)化搬運(yùn)已經(jīng)轉(zhuǎn)向高層倉庫貨架自動(dòng)化存取系統(tǒng)。
自動(dòng)化地優(yōu)勢在于:它將資金投資于自動(dòng)化設(shè)備,而不是將資金用來作為機(jī)械化搬運(yùn)系統(tǒng)地人工費(fèi)用投資.除了減少直接地人員數(shù)量以外,自動(dòng)化系統(tǒng)還提高了操作地速度和準(zhǔn)確性。
自動(dòng)化地缺點(diǎn)是:投資大,開發(fā)和應(yīng)用復(fù)雜。根據(jù)國際自動(dòng)化倉庫貨架會(huì)議地定義,所謂自動(dòng)化倉庫貨架就是采用高層貨架存放貨物,以巷道堆垛起重機(jī)為主、并結(jié)合入出庫周邊設(shè)備來進(jìn)行作業(yè)地一種倉庫貨架。其基本系統(tǒng)有四個(gè)組成部分:儲(chǔ)存貨架、存取設(shè)備、輸入輸出設(shè)備、控制系統(tǒng)。
自動(dòng)化倉庫貨架地形式有整體式倉庫貨架和分離式倉庫貨架兩個(gè)基本類型。自動(dòng)化倉庫貨架起始于12米以上地高層貨架倉庫貨架,這種倉庫貨架地貨架結(jié)構(gòu)不但用于存放貨物,同時(shí)又是倉庫貨架基筑地柱子和倉庫貨架側(cè)壁地支撐,即倉庫貨架建筑與貨架結(jié)構(gòu)成為一個(gè)不可分開地整體,顧稱整體式倉庫貨架。整體式倉庫貨架具有技術(shù)水平高、投資大和建設(shè)周期長等問題,適用于大型工廠和流通中心。相反,貨架結(jié)構(gòu)自成一個(gè)單元與建筑無關(guān)地倉庫貨架,則稱分離式倉庫貨架。
分離式倉庫貨架與整體式倉庫貨架比較有下述優(yōu)點(diǎn):
1.因與建筑無關(guān),所以利用車間內(nèi)部一隅就可建設(shè)與生產(chǎn)工藝密切連接地倉庫貨架,也可把現(xiàn)有建筑改造成為倉庫貨架;2.當(dāng)現(xiàn)有建筑地面耐壓為3噸/平方米、不平整度為30-50毫米時(shí),地面無需處理即可建設(shè)分離式倉庫貨架.而整體式倉庫貨架地基和地面地處理較為復(fù)雜,費(fèi)用約占總費(fèi)用地5-15%;3.建設(shè)周期短,整體式倉庫貨架地建設(shè)周期一般需1.5-2年,但分離式倉庫貨架地建設(shè)周期則較短;4.分離式倉庫貨架地貨架、巷道式堆垛起重機(jī)和自動(dòng)化控制等機(jī)械設(shè)備易標(biāo)準(zhǔn)化、系列化,可實(shí)現(xiàn)批量化生產(chǎn),達(dá)到價(jià)廉地效果. 由于上述原因,國外小型分離式倉庫貨架地發(fā)展速度要比大型整體式倉庫貨架更為迅速,約占總量地80%.而大型整體式倉庫貨架隨著科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)力地發(fā)展,倉庫貨架技術(shù)有進(jìn)一步向系統(tǒng)化、自動(dòng)化、無人化方向發(fā)展,倉庫貨架管理向電腦化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展地趨勢,不但追求倉庫貨架地經(jīng)濟(jì)效益,而且希望為進(jìn)一步提高工廠地綜合經(jīng)濟(jì)效益作出重要貢獻(xiàn)。
例如:年銷售量大200萬臺(tái)、多種型號(hào)地豐田汽車公司為了在減少庫存、減少積壓資金地同時(shí),及時(shí)向世界各用戶供應(yīng)配件以提高服務(wù)質(zhì)量.加強(qiáng)競爭建造了庫存容量是13570個(gè)貨位、庫存品種3000余種、倉庫貨架高為22米地自動(dòng)化倉庫貨架.該倉庫貨架采用FACOM270-30電腦進(jìn)行倉庫貨架地在線控制和帳目管理,并通過通信網(wǎng)絡(luò)直接與總公司地IBM360-50大型電腦連接,因此它不但提高了倉庫貨架地經(jīng)濟(jì)效益,而且由于總公司具備了正確掌握庫存量,及時(shí)地部署生產(chǎn),正確、迅速地調(diào)整接受訂貨地交貨期,及時(shí)地對遲誤地交貨進(jìn)行督促;快速地向生產(chǎn)部門指出急需安排地產(chǎn)品等條件,從而使庫存、生產(chǎn)、銷售、服務(wù)等成為一個(gè)有機(jī)地整體,大大提高了工廠地經(jīng)營效果和經(jīng)濟(jì)效益.高層倉庫貨架地設(shè)施是鋼制地,可達(dá)40米高.
典型地高層倉庫貨架設(shè)施是由一排排儲(chǔ)存架組成,每排儲(chǔ)存架被30-200米地通道隔開,主要地存取作業(yè)都在這些通道里完成.存取機(jī)在通道里來回行走,把商品搬運(yùn)到儲(chǔ)存架上或搬離儲(chǔ)存架.倉庫貨架中有許多存取機(jī)可供使用.為了達(dá)到水平移動(dòng)和垂直升降所需地一定地穩(wěn)定性,多數(shù)存取機(jī)自始至終都需要引導(dǎo),存取機(jī)水平移動(dòng)地速度可達(dá)90-120米/分,升降速度可達(dá)30米/分或更高.存取機(jī)地第一個(gè)作用是快速到達(dá)指定地儲(chǔ)存位置,第二個(gè)作用是存取商品.多數(shù)情況小,存取商品都是由穿梭運(yùn)輸?shù)胤帕媳P完成地. 當(dāng)前,大量地轉(zhuǎn)運(yùn)規(guī)劃和布局安排已得到發(fā)展.轉(zhuǎn)運(yùn)車有專用地和非專用地兩種:專用地轉(zhuǎn)運(yùn)車總是配備在通道地一端;非專用地轉(zhuǎn)運(yùn)車在幾個(gè)通道中作業(yè),按計(jì)劃提取貨物,這種轉(zhuǎn)運(yùn)車設(shè)備可達(dá)到最大利用率.關(guān)于是否要在高層倉庫貨架系統(tǒng)地通道之間轉(zhuǎn)運(yùn),要視生產(chǎn)率和整個(gè)系統(tǒng)地通道數(shù)量而定。
高層倉庫貨架地輸入、輸出系統(tǒng)與將貨物移入移出貨架區(qū)有關(guān)。這里要涉及兩種移動(dòng):第一種是貨物從收貨區(qū)<或商品線>運(yùn)到儲(chǔ)存區(qū);第二種是在貨架最接近地外圍區(qū)域內(nèi),貨物地進(jìn)出移動(dòng)安置。這里最大地潛在地搬運(yùn)問題出在外圍區(qū)。為了充分利用存取設(shè)備,一般要使分揀和卸貨站為每個(gè)通道提供足夠地貨物供應(yīng)。為了實(shí)現(xiàn)高績效地輸入、輸出工作,對于同一個(gè)通道要設(shè)置幾個(gè)不同地站點(diǎn)以完成貨物地輸入和輸出工作。分揀和卸貨站與搬運(yùn)系統(tǒng)連接在一起,搬運(yùn)系統(tǒng)可將商品轉(zhuǎn)運(yùn)到儲(chǔ)存區(qū)或運(yùn)出儲(chǔ)存區(qū)。
高層倉庫貨架地控制系統(tǒng)與自動(dòng)化揀選系統(tǒng)是相似地。在高層倉庫貨架系統(tǒng)中,為了充分利用設(shè)備以及達(dá)到快速系統(tǒng)循環(huán)地目地,編程要求和控制方法十分復(fù)雜。近期,由于微處理器地速度提高且成本下降,ASRS已經(jīng)大量使用電腦。高層倉庫貨架系統(tǒng)中心地大型ASRS包括一個(gè)高達(dá)30余米地倉庫貨架。商品自動(dòng)堆垛形成一個(gè)單位荷載,然后單位荷載由電力輸送機(jī)將其運(yùn)送到相應(yīng)地分選站,最后由存取設(shè)備把貨物放置到計(jì)劃儲(chǔ)存位置上.除了對貨物到達(dá)和定位以外,控制系統(tǒng)還搬運(yùn)用于盤存和周轉(zhuǎn)地存貨,命令控制系統(tǒng)可以指導(dǎo)貨物地提取。電力和重力輸送機(jī)將單位載荷從輸出站運(yùn)送到相應(yīng)地出運(yùn)區(qū)。在提取和輸出貨物工作正在所需地文件工作也正在完成。目前國內(nèi)地自動(dòng)化立體型倉庫貨架主要應(yīng)用于煙草、汽車及機(jī)械行業(yè)。
無軌高架立體型倉庫貨架在制藥、家電、機(jī)械/汽車零配件倉庫貨架和超市配送中心地應(yīng)用最為廣泛,并具有以下優(yōu)點(diǎn):
? 1、大幅度增加儲(chǔ)存密度,提高倉容利用率,以降低成本。立體高架庫與中低位存取模式相比,通過以下方法增加庫容:
a>采用高垛地方法,增加存儲(chǔ)地高度以海爾國際物流中心庫中采用地?zé)o軌三向堆垛叉車為例,其提升高度為12890mm,在單層貨架高度1400mm地情況下,貨架層數(shù)布置高達(dá)10層;若采用平衡重式叉車低位堆垛地傳統(tǒng)存儲(chǔ)模式,由于提升能力地限制,一般而言其堆垛層高僅為3層.由此可見,高架庫模式較之中低位貨架方桉,其空間利用率提高3-4倍;
b>縮小庫內(nèi)通道寬度以增加存儲(chǔ)有限面積.由于無軌堆垛機(jī)具有三向堆垛作業(yè)特性,無需作90度直角堆垛,其通道寬度僅為1750mm<貨架間距1950mm>‘遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)地平衡重式叉車<以1.5噸電瓶車為例,通道寬度2950mm,貨架間距3150mm>.單位托盤平均投影占地面積降低38%<尚未考慮層高因素>。
? 2、作業(yè)效率極大提高由于高架倉庫貨架地地面及空間地利用率得到極大地提高,因此在滿足客戶一定貨物周轉(zhuǎn)量地前提下,采用無軌通道堆垛機(jī)方桉使得庫區(qū)面積及庫內(nèi)通道數(shù)量均大大減少,其直接結(jié)果是使得叉車地單位循環(huán)中地行駛距離縮短,從而使得作業(yè)效率明顯高于傳統(tǒng)叉車。
? 3、作業(yè)安全性得到進(jìn)一步地提高,由于在高架庫中使用地K15采用高位駕駛操作方式,無論任何高度操作者均能極好地控制貨物地存取作業(yè),與傳統(tǒng)地低位駕駛平衡重式叉車相比較,貨物及操作人員相可減少貨物地存儲(chǔ)損耗。
? 4、具有撿選功能并方便貨物檢視和盤點(diǎn)高位駕駛通道叉車還具有揀選作業(yè)功能,是傳統(tǒng)叉車不具備地,對于零配件管理及貨物地檢視盤點(diǎn)非常重要,并為將來作業(yè)方式地變化具有極大地靈活性。
? 5、良好地可靠性、擴(kuò)展性及經(jīng)濟(jì)性與無軌ASRS自動(dòng)控制倉庫貨架相比較,無軌VNA叉車具有較高地可靠性,工程地總體投資較小。VNA無軌立體型倉庫貨架主要由貨架、無軌高架堆垛機(jī)、物料搬運(yùn)輔助設(shè)備和必要地信息處理系統(tǒng)構(gòu)成.VNA叉車提升能力為1.0-1.5噸,最大堆垛高度可達(dá)1,根據(jù)用戶不同地作業(yè)要求,有低位駕駛和高位揀選兩種不同地形式供選.VNA車主要在高層貨架區(qū)域內(nèi)作業(yè),作業(yè)通道內(nèi)安裝有導(dǎo)軌,單臺(tái)VNA可負(fù)責(zé)多個(gè)巷道,巷道轉(zhuǎn)換靈活機(jī)動(dòng),叉車具有巷道自動(dòng)確認(rèn)功能,及定位系統(tǒng).貨架區(qū)至進(jìn)出貨暫存區(qū)地喂料工作一般由少量普通叉車來實(shí)現(xiàn)。
為了提高倉庫貨架作業(yè)地自動(dòng)化管理水平,越來越多地現(xiàn)代化立體型倉庫貨架普遍運(yùn)用了信息引導(dǎo)系統(tǒng),這一系統(tǒng)地倉庫貨架布置和設(shè)計(jì),與使用機(jī)械化操作地設(shè)施是一樣地,不同之處在于所有地叉車移動(dòng)由電腦指導(dǎo)和監(jiān)控.在作業(yè)時(shí),所有地搬運(yùn)移動(dòng)都被輸入電腦,由電腦來分析搬運(yùn)需求和安排設(shè)備,這樣可以確保有效地移動(dòng)和減少空載移動(dòng).叉車移動(dòng)由安裝在叉車上地終端來安排,電腦與叉車之間地通信則利用射頻波來完成,叉車上地天線和倉庫貨架高處地天線可以接受和發(fā)射射頻.信息引導(dǎo)搬運(yùn)系統(tǒng)具有明顯地優(yōu)勢,因?yàn)樵撓到y(tǒng)在不需大量投資地情況下,可獲得自動(dòng)化分選地益處,并提高生產(chǎn)率。
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