自动化立体仓库系统的研究

作者:未知

  [摘要]自动化立体仓库(简称AS/RS)产生于二十世纪五十年代,是用自动化物料搬运设备进行货物出库和入库作业操作的仓库。本文主要介绍自动化立体仓库的概念和组成以及我国的发展現状。
  [关键词]自动化立体仓库 管理系统 监控系统
  1引言
  自动化立体仓库是现代物流系统中迅速发展的一个重要组成部分,它具有节约用地、减轻劳动强度、消除差错、提高仓储自动化水平及管理水平、提高管理和操作人员素质、降低储运损耗、有效地减少流动资金的积压、提高物流效率等诸多优点。与厂级计算机管理信息系统联网以及与生产线紧密相连的自动化立体仓库更是当今CIMS(计算机集成制造系统)及FMS(柔性制造系统)必不可少的关键环节。
  2自动化立体仓库的概念
  自动化立体仓库又称立体库,高层货架仓库,自动仓储系统AS/RS(Automated Storage and Retrieval System)。所谓自动化仓库是指由电子计算机进行管理和控制,不需要人工搬运作业,而实现货物收发作业的仓库。立体仓库是指采用高层货架以货架或托盘存取货物,用巷道堆垛机及其他机械进行作业的仓库。将两种仓库的作业技术结合称为自动化立体仓库。它具有占地面积小,存储量大、周转快的优点,是集信息、存储、管理于一体的高技术密集型机电一体化产品。
  3自动化立体仓库的组成
  自动化立体仓库(AS/RS)是由高层货架、托盘或货箱、巷道堆垛机、出入库输送系统、通讯系统、堆垛机控制系统、计算机监控系统、计算机管理系统以及其他辅助设备组成的复杂的自动化系统。
  (1)货架
  货架用于存放货物。货架的高度通常在8m~50m之间。货架越高,所占用的面积越少。同时,对货架的要求也越高。
  (2)托盘或货箱
  自动化立体仓库采用货箱或托盘作为载体来存放货物。各种外形不规则的货物和零散的货物,采用货箱存放;大型的规则的货物用托盘存放。使用托盘或货箱方便货物的管理和存储,还可以保护物品免受损伤。托盘多为钢制、木制或塑料制成。
  (3)巷道堆垛机
  堆垛机在立体仓库货架区的巷道内往复运行,存取货物,又称巷道堆垛机。堆垛机是整个自动化立体仓库的核心设备,通过手动操作、半自动操作或全自动操作实现把货物从一处搬运到另一处。巷道堆垛机是随着立体仓库的应用而发展起来的专用起重机,通常一个巷道配备一台堆垛机,有时两个巷道或多个巷道共同使用一台堆垛机。巷道堆垛机是目前国内外立体仓库中应用最多的一种设备,
  (4)出入库输送系统
  出入库输送系统是货架与货物出入库口的联结输送系统。出入库输送设备有辊式输送机、链式输送机、出入库站台小车(RGV)、自动引导小车(AGV)等。自动化立体仓库的出入库系统的规划设计以及采用哪些输送机械,需根据仓库的整体布局、仓库的功能以及货物的类型等情况决定。出入库系统的输送速度以及分岔、合流点的数量等,都要以满足仓库的出入库效率(作业效率)为原则来确定。
  (5)通讯系统
  自动化立体仓库是一个复杂的自动化系统,它是由众多子系统组成的。在自动化仓库中,为了完成规定的任务,各系统之间、各设备之间要进行大量的信息交换。
  自动化仓库中的主机与监控系统、监控系统与控制系统之间的通信以及仓库管理机通过厂级计算机网络与其他信息系统的通信。信息传递的媒介有电缆、滑触线、远红外光、光纤和电磁波等。
  (6)堆垛机控制系统
  控制系统是自动化仓库运行成功的关键。没有好的控制,系统运行的成本就会很高,而效率很低。为了实现自动运转,自动化仓库内所用的各种存取设备和输送设备本身必须配备各种控制装置。这些控制装置种类较多,从普通开关和继电器,到微处理器、单片机和可编程序,根据各自的设定功能,它们都能完成一定的控制任务,如巷道式堆垛机的控制控制器(PLC)要求就包括了位置控制、速度控制、货叉控制以及方向控制等。所有这些控制都必须通过各种控制装置去实现。
  (7)计算机监控系统
  监控系统是自动化仓库的信息枢纽,它在整个系统中起着举足轻重的作用,它负责协调系统中各个部分的运行。自动化仓库系统使用了很多运行设备,各设备的运行任务、运行路径、运行方向都需要由监控系统来统一高度,按照指挥系统的命令进行货物搬运活动。通过监控系统的监视画面可以直观地看到各设备的运行情况。
  (8)计算机管理系统
  计算机管理系统是自动化仓库的核心,相当于人的大脑,它指挥着仓库中各设备的运行。它主要完成整个仓库的账目管理和作业管理,并且负担与上级系统的通信和企业信息管理系统的部分任务。一般的自动化仓库管理系统多采用微型计算机为主的系统,对比较大的仓库管理系统也可采用小型计算机。随着计算机的高速发展,微型计算机的功能越来越强,运算速度越来越高,微型机在这一领域中将日益发挥重要的作用。
  4我国自动化立体仓库的发展及现状
  我国对自动化立体仓库及其物料搬运设备的研制并不晚,1963年研制成第一台桥式堆垛起重机(机械部北京起重运输机械研究所),1973年开始研制我国第一座由计算机控制的自动化立体仓库(高15米,机械部起重所负责),该库1980年投入运行。
  1995年建成的仪征化纤工业联合公司涤纶自动化立体仓库是由国内独立设计和制造的综合自动化程度最高的立体仓库。近些年,我国自动化仓库技术发展很快,已实现了与其他信息决策系统得集成,并正在做智能控制和模糊控制的研究工作。
  据不完全统计,截止到2006年底,全国自动化立体库的保有量已超过500座。2006年建设的自动化立体库在80座以上,主要集中在机械制造、汽车、烟草、食品加工、服装生产、医药生产及流通等行业。军队自动化立体仓库建设速度加快,近两年全军列入建设计划的自动化立体库有几十座,各供应厂商格外重视该市场领域,今后的竞争将日趋激烈。预计以后形势会更好,自动化立体库建设数量将越来越多。
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