西安工程技师学院
毕业论文
论文题目:自动立体仓库和系统研究
专业:机电一体化
班级:10机电大专一班
学生姓名:张玉峰
指导教师:
2013年5 月12日
1绪论 (3)
1.1国外研究背景 (3)
1.2我国自动化立体仓库技术的市场应用现状和企业概况 (3)
1.2.1按行业划分的市场保有量分析 (3)
1.2.22010年我国市场情况分析 (4)
1.3研究意义 (5)
2自动化立体仓库的组成及分类 (6)
2.1自动化立体仓库的基本组成部分 (6)
2.2自动化立体仓库的分类 (7)
2.2.1按照建筑物形式分类 (7)
2.2.2按照货物存取形式分类 (7)
2.2.3按照货架构造形式分类 (8)
可分为单元货格式、贯通式、水平旋转式和垂直旋转式。 (8)
3自动化立体仓库的优越性 (9)
3.1提高空间利用率 (9)
3.2便于形成先进的物流系统, 提高企业生产管理水平 (9)
3.3可以解决备品备件等零碎物料的复杂的特性 (9)
3.4可以提高仓储自动化水平 (10)
4案例：蒙牛自动化立体仓库 (11)
4.1蒙牛自动化立体仓库的设置 (11)
4.1.1工艺流程及库区布置 (11)
4.1.2 计算机管理与控制系统 (11)
4.2运用SWOT分析法对蒙牛自动化立体仓库进行分析 (12)
4.2.1S-优势 (12)
4.2.2 W-劣势 (14)
4.2.3 O-机会 (14)
4.2.4 T-威胁 (15)
5自动化立体仓库未来发展展望 (17)
5.1市场展望 (17)
5.2技术发展方向 (17)
5.3企业的发展方向 (18)
5.4 行业发展方向 (19)
结束语 (21)
参考文献 (22)
1绪论
自动化立体仓库也称自动存取系统，它是一种用高层立体货架（托盘系统）存储物资，用自动控制堆垛机进行存取作业，用计算机控制管理的仓库。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。
1.1国外研究背景
立体仓库的产生和发展是第二次世界大战之后生产和技术发展的结果。50年代初，美国出现了采用桥式堆垛起重机的立体仓库；50年代末60年代初出现了司机操作的巷道式堆垛起重机立体仓库；1963年美国率先在高架仓库中采用计算机控制技术，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，并形成了专门的学科。60年代中期，日本开始兴建立体仓库，并且发展速度越来越快，成为当今世界上拥有自动化立体仓库最多的国家之一。
1.2我国自动化立体仓库技术的市场应用现状和企业概况
1.2.1按行业划分的市场保有量分析
我国自动化立体仓库技术的市场应用经历了漫长的过程。目前已经几乎覆盖了国民经济的各个方面。下面对市场应用作简单描述。
表1我国自动化立体仓库的应用情况表
数据来源：中国物流技术协会信息中心2010年调研报告
注：以上数据根据各主要企业业绩汇总而来，仅统计带有自动化立体库和自动输送系统的项目。其他未统计行业包括金融、市政、防爆等类型物流系统，总保有量约30-50套，未单独列出。根据中国物流技术协会信息中心2010年的调研报告，中国目前已经建成的自动化物流系统中，烟草占17%，医药占13%，汽车占10%，机械制造占8%，连锁零售占8%，食品饮料行业站8%，机场占5%，军队占5%，出版印刷占4%，其他占22%。在机场自动化物流系统中，分为仓储系统和行李系统。其中行李系统主要为国外进口。
1.2.22010年我国市场情况分析
根据中国物流技术协会信息中心2010年的调研报告，我国2010年自动化立体仓库系统及相关产品的总市场约为150亿，分布如下：
表2自动化立体仓库及相关产品市场情况表
数据来源：中国物流技术协会信息中心2010年调研报告
注：上表在引用时去掉了非自动化仓储系统部分的货架及周边设备；一般情形下，立体库货架占总投资的
30-40%，个别达到50%。
1.3研究意义
立体仓库的特点在于以高层立体货架为标志，以成套先进搬运设备为基础，以先进的计算机控制技术为主要手段，高效率地利用仓储空间，节约时间和人力进行各种作业，具有巨大地社会效益和经济效益，因此被普遍应用于机器制造业、电器制造业、航空港、轻工和化工企业、商储业、军需部门等各行各业。
其中自动化的立体仓库更是具有广阔市场前景。它集机械、电子、控制、计算机技术于一体，具有科技含量高，货物存取效率高和自动化程度高等优点，在物流监控技术、计算机应用技术、通信技术、货位优化管理等技术领域都有很好的应用。从制造工厂、商场、机场，到港口、军需部地下室冷库到都少不了立体仓库的身影，特别是随着人们生活水平的提高，我国的机动车数量日益猛增，传统的停车场已经不能满足人们的需求，于是人们将立体仓库这一理念和技术应用于停车库，很多城市都相继出现了立体停车库，使停车难的问题逐渐得以缓解，所以为了更好的合理利用资源、保证产需均衡、提高物流效率，我们对于自动化立体仓库的研究迫在眉睫。
2自动化立体仓库的组成及分类
2.1自动化立体仓库的基本组成部分
（1）高层货架: 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, 亦称工位器具。
（3）巷道堆垛机: 用于自动存取货物的设备。按结构形式分为单立柱和双立柱两种基本形式; 按服务方式分为直道、弯道和转移车三种基本形式。
（4）输送机系统:自动化立体仓库的主要外围设备, 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, 常见的有轨道输送机, 链条输送机, 升降台, 分配车, 提升机, 皮带机等。
（5）AGV 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:即驱动自动化立体仓库系统各种设备的自动控制系统。目前以采用现场总线方式的控制模式为主。
（7）仓储管理系统: 亦称中央计算机管理系统，是自动化立体库系统的核心，它主要由入库操作、出库操作、查询操作、系统管理、系统帮助等模块构成。目前典型的自动化立体仓库系统均采用大型的数据库系统( 如ORACLE, SYBASE 等) 构筑典型的客户机/ 服务器体系, 可以与其他系统( 如ERP 系统等) 联网或集成。
仓储管理系统(Warehouse Management System，略作WMS)是一个实时的计算机软件系统，它能够按照运作的业务规则和运算法则(algorithms)对信息、资源、行为、存货和分销等运作进行更完美地管理，使其最大化满足地有效产出和精确性要求。这里所称的“仓储”，包括生产和供应领域中各种类型的储存仓库和配送中心。WMS 按照常规和用户自行确定的优先原则，优化仓库的空间利用和全部仓储作业。系统还将方便器材的出入库管理，为生产效率的提高提供强有力的保证，使器材仓库的管理更加正规化，减少库存资金占用，提高器材利用率，降低库存损耗，对产品的出库、入库、盘点、移位、客户信息等进行管理。
SQL Server 2000（SQL是Structured Query language的缩写，意思为结构化查询语言）的主要功能就是同各种数据库建立联系，进行沟通。按照ANSI(美国国家标准协言）SQL语句可以用来执行各种各样的操作，例如更新数据库中的数据、从数
据库中提取数据等。数据库中Select、Insert、Update、Delete、Create，以及Drop在内的标准的SQL命令可以被用来完成几乎所有的数据库操作。
（8）自动化立体仓库的网络结构：自动化立体仓库中的网络一般分为两部分：一部分是有关管理机、各终端机、控制计算机以及与企业中其他计算机之同的联网。这部分网络目前都使用局域网方式进行联网，采用TCP／IP协议，技术已很成熟；另一部分是计算机与底层PLC之间的通信。各PLC所采用的通信协议基本上都是生产厂家独自专有的，并没有广泛使用的标准协议供使用用户采用。在现场PC－PLC之间通信线路的设计中，对于PC－PLC之间距离较短的系统，常直接采用简单易用的RS－232来进行点到点的连接，而对于PC－PLC之间有着较长距离的通信，一般均采用RS-485链路协议进行总线多站形式的连接。
2.2自动化立体仓库的分类
自动化立体仓库是一个复杂的综合自动化系统，作为一种特定的仓库形式，按照不同的分类方式划分，有以下几种分类方式：
2.2.1按照建筑物形式分类
按建筑形式可分为整体式和分离式两种。
第一、整体式：是指货架除了存储货物以外，还作为建筑物的支撑结构，构成建筑物的一部分，即库房货架一体化结构，一般整体式高度在12米以上。这种仓库结构重量轻，整体性好，抗震好。
第二、分离式：分离式中存货物的货架在建筑物内部独立存在。分离式高度在12米以下，但也有15米至20米的。适用于利用原有建筑物作库房，或在厂房和仓库内单建一个高货架的场所。
2.2.2按照货物存取形式分类
按照货物存取形式分为单元货架式、移动货架式和拣选货架式。
第一、单元货架式：单元货架式是常见的仓库形式。货物先放在托盘或集装箱内，再装入单元货架的货位上。
第二、移动货架式：移动货架式由电动货架组成，货架可以在轨道上行走，由控制装置控制货架合拢和分离。作业时货架分开，在巷道中可进行作业；不作业时可将货架合拢，只留一条作业巷道，从而提高空间的利用率。
自动化立体仓库管 理系统
自动化立体仓库管理系统 1．概述 自动化立体仓库管理系统WMS（warehouse management system）就是使用计算机实现对自动化立体仓库和输送设备全面的运行过程控制、实时监视以及物流信息管理与跟踪。物流信息管理包括作业计划、作业调度、作业过程以及作业变更等，自动化立体仓库管理系统是自动化立体仓库系统中的灵魂和中枢。2.设计原则 2.1 实用性和可行性 主要技术和产品具有实用、成熟、稳定、安全的特点。实用性以系统整体运行效率为重点。既要便于用户使用，又要便于系统管理。 2.2先进性和成熟性 系统设计既要采用超前理念，先进技术和系统的工程方法，又要注意思维理性与技术的可行性，方法的正确性。不但能反映当今的先进技术和理念，而且具有拓展潜力，能保证未来若干年能占主导地位。先进性与成熟性并重，并考虑到近年来的应用发展特点，应把先进性放在重要位置。
2.3 开放性与标准化原则 应用平台应是一个开放的且符合业界主流技术标准的系统平台，并使网络的硬件环境、通信环境、软件环境、操作平台之间的相互依赖性小。 2.4可靠性和稳定性 在考虑技术先进性和开放性的同时，还应从系统结构、技术措施、系统管理等方面着手，确保系统运行的可靠性和稳定性，达到最大的平均无故障时间。 2.5可扩充性及易升级性 为适应应用不断拓展的需要，应用平台的软硬件环境必须有良好的平滑可扩充性。 2.6安全性和保密性 在应用平台设计中，充分考虑信息资源的共享，注意信息资源的保护和隔离，应分别针对不同的应用和不同的网络通信环境，采取不同的措施，包括系统安全机制、数据存取的权限控制等。 2.7可管理性和可维护性 整个应用平台是由多个部分组成的较为复杂的系统，为了便于系统的日常运行维护和管理，要求所选产品具有良好的可管理性
自动化立体仓库输送系统 调度的优化仿真及其应用研究* 山东工业大学自动化系,济南 250061 常发亮 刘长有 摘 要 分析了自动化立体仓库输送系统的若干调度问题,给出了启发式调度规则和优化算法,建立了该离散系统的仿真Petr i网模型,在此基础上,对系统进行了动态的优化仿真,仿真结果表 明了调度规则和算法的正确性和有效性,使得系统物流更加畅通和平滑。 关键词 自动化立体仓库 输送系统 系统仿真 系统优化 The Study of Optimal Simulation and Its Application in Vehicle Scheduling for Automatic Space Warehouse Chang Faliang Liu Changy ou A utomation De p ar tment,S hand ong Univ ersity o f Tech nology,J inan250061 Abstract In this paper,some scheduling pro blems o f the vehicle for automat ic space w areho use ar e analy zed,the optim al algo rithms and heur istic scheduling r ules are presented,and the simulatio n mo del of this discrete ev ent dy na mic sy st em is established in P etri-net mode.T he dynamic optim al simula tion of the vehicle system is done based o n the a bo ve wo rks,and t he simulatio n r esults has pr ov ed that t he o ptimal al-go rithms and scheduling r ules are co rr ect and r easonable,and the g oo ds dispat ching is made sm oot hly. Keywords A uto matic spa ce w ar ehouse Vehicle system Sy st em simulation System optimizat ion 引 言 自动化立体仓库作为工厂物流系统和CIM S柔性加工系统的重要环节,应用已越来越多。根据使用方式的不同,可分为周转库和供应库,周转库主要用来作为工厂中间产品的缓冲存储库,以保证制造系统各个生产阶段的供需要求;供应库作为整个工厂元器件的供应基地,提供快速的保障供应能力[1][2]。该自动化仓库包括货物的自动存取系统(高层固定货架,多层水平旋转货架等)、货物的自动分拣系统、货物的自动输送系统和多个出入库库台,属于供应库,其结构示意图如图1所示。其中输送系统作为连接存取系统和分拣系统的桥梁部分,其运输效率和顺序直接关系到整个仓库的出入库效率。因此,对于作为仓库瓶颈的输送系统,在建模的基础上,进行系统的动态仿真很有必要。本文针对出库进行讨论,入库过程类似[3]。输送系统的调度优化仿真系统适合于一般的自动化立体仓库的物流调度。 *本课题得到国家863高技术CIM S主题基金资助 本文收稿日期:1997-01-09
如今，社会生产过程中，人们对基础设施的重视程度越来越高，希望在效率与运营的精准度再上一个层次。在物流设备的采购与使用上，自动化、智能化的立体仓储产品系统往往能够带来这些方面的巨大改变。越来越多的企业不再满足于传统仓储设备的运用，而更倾向于搭建自动化立体仓库系统给产品生产流通带来全新的变革。那么，自动化立体仓库系统设施是怎么搭建的呢？下面江苏六维智能物流装备股份有限公司在此做个简单解答，希望对你有所帮助。 1、货架部分：货架是自动化立体仓库的主体部分，多是高位立体货架，高度可达30米以上，实现密集型存储。立体货架的货位相当密集，能够有效的利用企业仓库的空间。立体货架多采用横梁货架的结构，使得整体更加稳固，可以有效的保证立体货架的高度延伸。 2、存储托盘：立体货架货位多指托盘的摆放位置，一个货位实际上指的就是一个托盘的摆放位置。自动化立体仓库运用的托盘规格多是根据立体货架和货物的规格确定的。 3、有轨巷道堆垛机：有轨巷道堆垛机主要是用于自动存取货物的设备，不需要人工操作，该设备能短时间帮助你更好的存取货物，同时能保证货物的安全。有轨巷道堆垛机
有不同的结构形式，分为单立柱和双立柱形式，根据不同服务方式分，可分为直线、弯轨、转轨车三种形式。因为自动化立体仓库多是高位立体货架，并且是自动化控制系统，一般的叉车很难完全适应立体货架的作业，而有轨巷道堆垛架可以合理的配合自动化立体仓库的高效作业。叉车一般由人工操作在输送线的进出口位置叉取货物。 4、自动化输送线：立体库的外围设备，一般设置在立体货架的前方，重点就是将货物运输到堆垛机上，或者是将堆垛机取下的货物输送到出口位置。输送机种类非常多，比如链条输送机、辊筒输送机升降/移载机、提升机等等。企业如何选择输送机，主要看自身的运输需求。 5、管理控制系统：管理控制系统是自动化立体仓库的软件部分，它决定了自动化立体仓库得以自动化、智能化、无人化作业。自动控制系统主要是采用现场总线的方式，控制设备工作。江苏六维公司自主研发的仓库管理WMS系统支持多模式（B2C、生产、销售），多业态（电商、制造、新兴产业等），多类型仓库的个性化需求，全面提升仓库作业效率、提升库存准确率、提升库存周转率、提供企业透明化实时化的仓库管理体验。 6、信息管理系统：信息管理系统主要是记录货物存取信息，能让人清楚的了解到货物使用情况。该系统是自动化立体仓库系统的核心为管理者总览仓库安全状况全局提供数据支撑，实时报警消息推送，主动及时捕获仓库险情，预先防范，并通知仓管人员进行险情确认和处置，是保证立体库更好使用的关键。 运输行业案例——西安地铁自动化立体仓库工程：
1.1自动化立体仓库的简介 自动化立体库系统最早在美国诞生。20世纪50年代初美国开发了世界上第一个自动化立体仓库，井在60年代即采用计算机进行自动比立体仓库的控制与管理。日本制造出第一座自动化立体仓库，并在此后的20年间使这一“技术得到广泛应用。进入20世纪80年代，自动化立体仓库在世界各国发展迅速，使用范围涉及几乎所有行业。 我国于1973开始研制自动化立体库，北京起重与运输机械研究所与北京自动化研究所共同研制我国第一座自动化立体仓库，并在北京汽车制造厂应用*但我国自动化立体仓库的发展速度比较缓慢，这主要与国民经济的发展有很大关系。 在自动化立体仓库发展过程中，经历了自动化、集约化、集成化和智能化几个发展过程。 自动化时期主要在20世纪初一70年代，随着计算机技术的发展，自动化立体仓库得到了迅猛发展，日本建设厂很多套自动化立体仓库系统。 集成化的标志是随着信息系统的发展，立体仓库信息系统与信息系统共享信息，在网络的概念下集成。 智能化发展表现在物料的处理智能化和故障处理智能化。在分布式系统中，物料调度的智能化为物流提供了最佳的解决方案。 自动化仓库是生产物流的重要组成部分。生产物流是从原材料采购开始，并最终将产品送达用户。物料经过采购运输、入库、存放、生产出库/再人库，加工制造，最后进入成品库以及成品外运等一系列过程。 1.2自动化立体仓库的特点及研究意义 物流系统中的自动化立体仓为又称立库、高层货架仓库、自动仓储要SA/RS，是以高层立体货架（托盘系统）储存物资，用电子计算机控制管理和自动控制堆垛运输车进行存取作业的仓库。仓库的功能从单纯地进行物资的储存保管，发展到担负物资的接受、分类、计量、包装、分拣、配送、存档等多种功能，实现高效率物流和大容量存储，以满足现代化生产和商品流通的需要。 近年来，我国为了发展经济，各地都在大力发展交通，海、路、空并举，进行大规模的基本项目的投资建设，成为现代化经济发展建设的主旋律。而交通事业发展的最终 目的，就是使物资能够迅速流通，促进经济的发展。在现代社会中，物资流通领域的供应链在信息、网络的冲击下发生了各个交通枢纽上的结点，仓储设备的发展必须紧跟时代的步伐，为满足
一、自动化立体仓储与配送系统 1、什么是WMS系统，具有哪些功能？ WMS是仓库管理系统(Warehouse Management System) 的缩写，仓库管理系统是通过入库业务、出库业务、仓库调拨、库存调拨和虚仓管理等功能，综合批次管理、物料对应、库存盘点、质检管理、虚仓管理和即时库存管理等功能综合运用的管理系统，有效控制并跟踪仓库业务的物流和成本管理全过程，实现完善的企业仓储信息管理。该系统可以独立执行库存操作，与其他系统的单据和凭证等结合使用，可提供更为完整全面的企业业务流程和财务管理信息。 功能简介 货位管理 采用数据收集器读取产品条形码，查询产品在货位的具体位置，（如X产品在A货区B航道C货位），实现产品的全方位管理。 通过终端或数据收集器实时地查看货位货量的存储情况、空间大小及产品的最大容量，管理货仓的区域、容量、体积和装备限度。 产品质检 产成品包装完成并粘贴条码之后，运到仓库暂存区由质检部门进行检验，质检部门对检验不合格的产品扫描其包装条码，并在采集器上作出相应记录，检验完毕后把采集器与计算机进行连接，把数据上传到系统中；对合格产品生成质检单，由仓库保管人员执行生产入库操作， 产品入库 从系统中下载入库任务到采集器中，入库时扫描其中一件产品包装上的条码，在采集器上输入相应数量，扫描货位条码（如果入库任务中指定了货位，则采集器自动进行货位核对），采集完毕后把数据上传到系统中，系统自动对数据进行处理，数据库中记录此次入库的品种、数量、入库人员、质检人员、货位、产品生产日期、班组等所有必要信息，系统并对相应货位的产品进行累加。 物料配送
根据不同货位生成的配料清单包含非常详尽的配料信息，包括配料时间、配料工位、配料明细、配料数量等，相关保管人员在拣货时可以根据这些条码信息自动形成预警，对错误配料的明细和数量信息都可以进行预警提示，极大的提高仓库管理人员的工作效率。 产品出库 产品出库时仓库保管人员凭销售部门的提货单，根据先入先出原则，从系统中找出相应产品数据下载到采集器中，制定出库任务，到指定的货位，先扫描货位条码（如果货位错误则采集器进行报警），然后扫描其中一件产品的条码，如果满足出库任务条件则输入数量执行出库，并核对或记录下运输单位及车辆信息（以便以后产品跟踪及追溯使用），否则采集器可报警提示。 仓库退货 根据实际退货情况，扫描退货物品条码，导入系统生成退货单，确认后生成退货明细和帐务的核算等。 仓库盘点 根据公司制度，在系统中根据要进行盘点的仓库、品种等条件制定盘点任务，把盘点信息下载到采集器中，仓库工作人员通过到指定区域扫描产品条码输入数量的方式进行盘点，采集完毕后把数据上传到系统中，生成盘点报表。 库存预警 另外仓库环节可以根据企业实际情况为仓库总量、每个品种设置上下警戒线，当库存数量接近或超出警戒线时，进行报警提示，及时地进行生产、销售等的调整，优化企业的生产和库存。 质量追溯
自动化立体仓库堆垛机设计开题报告
燕山大学 本科毕业设计（论文）开题报告 课题名称：自动化立体仓库堆 垛机设计 学院（系）：里仁学院 年级专业：08级机电2班 学生姓名：张仕进 指导教师：边辉 完成日期：2011年3月22日
一、综述本课题国内外研究动态，说明选题的依据和意义 随着科技的进步，社会的发展，物流技术的应用日益广泛，以自动化立体仓库为代表的现代物流技术得到了长足的发展。 自动化立体仓库是指在不直接进行人工处理的情况下，自动地完成物品仓储和取出的系统，它以高层立体货架为主题，以堆垛机为首的搬运设备为基础，是集自动控制技术、通信技术、机电技术于一体的高效率，大容量储存机构。 堆垛机则是随着立体仓库出现并发展起来的专用起重机，是立体仓库最重要的起重运输设备，可大大提高空间面积和空间利用率，是自动化仓库的主要设备，是代表立体仓库的特征标志。 早起的堆垛机是在桥式起重机基础上发展起来，通过在起重车上悬挂一门架，利用货叉在立柱上运动旋转运输货物，称为桥式堆垛机。1960年左右在美国出现了巷道式堆垛机，这种堆垛机是在地面的导轨上行走，利用货架上部的导轨防止倾倒，或者相反，在上部导轨上行走，利用地面导轨防止倾倒随着立体仓库的发展，巷道式堆垛机逐渐替代了桥式堆垛机。随着现代社会计算机技术和微电子技术的日益发展，堆垛机的结构性能也有了较大的改变，承载能力大幅度加强，自动化性能更加提高，应用更为广泛。 自动化立体仓库的使用能够产生巨大的经济效益和社会效益。通过高层化货架储存，合理的使用了存储空间，提高了空间利用率，使存储空间向高空发展；通过自动化技术，加速了了存储的处理和运行速度，提高了劳动生产率，降低了工作人员的劳动强度，减少了劳动力；自动化立体仓库结合计算机的管理，能够充分保证先进先出的合理作业，防止物品的腐蚀，老化，使作业效率明显提高；结合通过计算机联网和控制，能够准确的对各种存储物品信息进行管理，有效地提高了仓库的管理能力和存储能力，便于清点和盘库，合理安排库存，节约资金；由于自动化的应用，使各种危害人体的有毒，易爆，低温，黑暗，污染等特殊物品能够在保证人
自动化立体仓库管理系 统 文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-MG129]
自动化立体仓库管理系统 1．概述 自动化立体仓库管理系统WMS（warehouse management system）就是使用计算机实现对自动化立体仓库和输送设备全面的运行过程控制、实时监视以及物流信息管理与跟踪。物流信息管理包括作业计划、作业调度、作业过程以及作业变更等，自动化立体仓库管理系统是自动化立体仓库系统中的灵魂和中枢。 2.设计原则 2.1 实用性和可行性 主要技术和产品具有实用、成熟、稳定、安全的特点。实用性以系统整体运行效率为重点。既要便于用户使用，又要便于系统管理。 2.2先进性和成熟性 系统设计既要采用超前理念，先进技术和系统的工程方法，又要注意思维理性与技术的可行性，方法的正确性。不但能反映当今的先进技术和理念，而且具有拓展潜力，能保证未来若干年能占主导地位。先进性与成熟性并重，并考虑到近年来的应用发展特点，应把先进性放在重要位置。 2.3 开放性与标准化原则 应用平台应是一个开放的且符合业界主流技术标准的系统平台，并使网络的硬件环境、通信环境、软件环境、操作平台之间的相互依赖性小。 2.4可靠性和稳定性
在考虑技术先进性和开放性的同时，还应从系统结构、技术措施、系统管理等方面着手，确保系统运行的可靠性和稳定性，达到最大的平均无故障时间。 2.5可扩充性及易升级性 为适应应用不断拓展的需要，应用平台的软硬件环境必须有良好的平滑可扩充性。 2.6安全性和保密性 在应用平台设计中，充分考虑信息资源的共享，注意信息资源的保护和隔离，应分别针对不同的应用和不同的网络通信环境，采取不同的措施，包括系统安全机制、数据存取的权限控制等。 2.7可管理性和可维护性 整个应用平台是由多个部分组成的较为复杂的系统，为了便于系统的日常运行维护和管理，要求所选产品具有良好的可管理性和可维护性。另外可管理性和可维护性还包括对平台的自身。 3.系统架构 WMS系统架构主要有服务层、管理层、监控层、执行层： 服务层是由服务器和数据库组成，支撑整个系统的运行，并为数据提供保障服务，实现了与业务层集成的数据共享。 管理层是是完成系统的高级管理工作，负责仓库系统的库位管理，出入库管理，查询报表分析，库存分析，系统维护，故障分析等工作，实现与服务器的信息交互与作业下达。
蒙牛乳业自动化立体仓库案例
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案例二蒙牛乳业自动化立体仓库案例 内蒙古蒙牛乳业泰安有限公司乳制品自动化立体仓库,是蒙牛乳业公司委托太原刚玉物流工程有限公司设计制造的第三座自动化立体仓库。该库后端与泰安公司乳制品生产线相衔接,与出库区相联接,库内主要存放成品纯鲜奶和成品瓶酸奶。库区面积8323平方米,货架最大高度２１米,托盘尺寸1200×1０00毫米，库内货位总数1963２个。其中，常温区货位数14964个；低温区货位4６６８7年。入库能力1５0盘／小时,出库能力300盘/小时。出入库采用联机自动。 一、工艺流程及库区布置 根据用户存储温度的不同要求，该库划分为常温和低温两个区域。常温区保存鲜奶成品,低温区配置制冷设备，恒温4℃,存储瓶酸奶。按照生产――存储――配送的工艺及奶制品的工艺要求，经方案模拟仿真优化,最终确定库区划分为入库区、储存区、托盘(外调）回流区、出库区、维修区和计算机管理控制室6个区域。入库区由66台链式输送机、３台双工位高速梭车组成。负责将生产线码垛区完成的整盘货物转入各入库口。双工位穿梭车则负责生产线端输送机输出的货物向各巷道入库口的分配、转动及空托盘回送。 储存区包括高层货架和17台巷道堆垛机。高层货架采用双托盘货位,完成货物的存储功能。巷道堆垛机则按照指令完成从入库输送机到目标的取货、搬运、存货及从目标货位到出货输送机的取货、搬运、出货任务。 托盘(外调）回流区分别设在常温储存区和低温储存区内部，由1２台出库口输送机、14台入库口输送机、巷道堆垛机和货架组成。分别完成空托盘回收、存储、回送、外调货物入库、剩余产品，退库产品入库、回送等工作。 出库区设置在出库口外端，分为货物暂存区和装车区,由３４台出库较输送机、叉车和运输车辆组成。叉车司机通过电子看板、ＲF终端扫描来叉车完成装车作业,反馈发送信息。
前言 随着企业现代化规模的不断扩大，物流业的快速发展，仓库单层库存的物流系统的重要组成部分，人工翻找的存储形式已经不能满足实际要求。立体仓库已成为不可缺少的重要部分的生产物流系统，机器人和堆垛机的关键设备。所谓的立体仓库基层十几层，甚至几十层高的货架单元装载货物的仓库或库，货物搬运到的货物装卸设备（机器人）。 立体仓库空间利用率高，强进库容量，采用计算机控制管理，帮助企业实现现代化的管理功能，已成为不可或缺的企业仓储物流和生产管理技术，越来越多的企业的生存。自动化的高货架仓库的应用围广泛，几乎遍布所有行业。在中国，工业自动化高层货架仓库应用主要是机械，冶金，化工，航空航天，电子，医药，食品加工，烟草，印刷，配送中心，机场，港口等。
第一章绪论 1.1自动化立体仓库的基本原理及概述 1.1.1自动化立体仓库的基本原理 自动化立体仓库，也被称为高架仓库AS / RS（自动存储和检索系统），自动存取系统。这是常用的层，十几层，甚至几十层高的货架，自动材料处理设备，仓库货物出库和仓储业务。立体仓库通常立体货架堆垛机的铁路隧道，一个存储托盘输送机系统，尺寸检测条码阅读系统，通信系统，自动控制系统，计算机监控系统，计算机管理系统以及其他如电线，电缆桥架配电辅助设备橱柜，托盘，调节平台，钢结构平台的复杂的自动化系统。使用一流的综合物流理念，采用先进的控制总线，通信和信息技术，通过以上设备的协调行动，按照指定的用户的需求完成货物自动有序，快速，准确，高效的仓库工作。图为立体化仓库的示意图1-1： 图1-1 立体化仓库的示意图 这类仓库主要通过高层货架充分利用空间进行存取货物，所以称为“立体仓库”，也有的称为“高架仓库”。目前，这类仓库最大高度达到40多米，最大
自动化立体仓库系统简介 自动化立体仓库系统，即AS / RS（Automated Storage / Retrieval System），使用高层货架存储货物，充分利用仓库空间，因此节省了占地面积，提高了空间使用率。目前使用最广、适应性较强的是单元货格式立体仓库，但是在这种仓库中巷道占去了三分之一左右的面积。在充分利用存储空间的原则上，为了提高仓库面积的利用率，达到能够存储更多货物的目的，近年来各种高密度自动化仓储系统逐渐发展成熟，例如：重力式货架仓库和穿梭车式货架仓库。在重力式货架仓库中，货架接通道排列，每个通道都是存货通道，并带有一定的坡度，从入库口端装入的货物单元能够在自重的作用下，自动向出库端移动，直到到达通道出库端或者碰到已存储的货物单元停住为止，通道出库端设有止动装置。当出库端的第一个货物单元被取走后，其后面的各个货物单元在重力作用下依次向出库端补位。从结构上讲，为了保证这种仓库系统的灵活性，要求每个存货通道设置减少摩擦的装置，如在货架上加滚子，或者储存托盘带滚轮。 穿梭车式货架仓库，货架也接通道排列，每个通道也都是存货通道，但没有设置坡度，每个通道都设有供穿梭车运行的轨道，穿梭车在巷道里往复运行，自动存取和搬取货物，提升了物流效率，而且穿梭车可以和堆垛机、自动叉车或AGV配合，自动进行不同列、不同层及不同通道之间的交换，调度更加灵活，自动化程度更高。 穿梭车式货架仓库的核心设备是穿梭车。穿梭车又称为轨道式自动导引车（rail guide vehicle），具有速度快、可靠性高、成本低等特点，它是立体仓库的重要设备，并与其他物流设备实现自动连接，如出入库站台、缓冲站、输送机、升降机和机器人等，按照计划进行物料的输送。穿梭车的行驶速度一定程度上决定了整个货架仓库的物流效率；穿梭车的供电方式、持续行进能力等决定了货架仓库安装施工的难度；穿梭车的智能程度决定了货架仓库的智能化程度以及设计难度。因此，对于穿梭车式货架仓库系统来讲，穿梭车本身十分值得研究和改进。
题目：基于Flexsim的自动化立体仓库 仿真设计 装 订 线
基于Flexsim的自动化立体仓库仿真设计 摘要 随着计算机信息技术的发展和竞争的日益加剧，市场对企业物流系统提出了新的要求，自动化立体仓库受到了越来大的关注并得到广泛应用。其运营效率的研究也成为企业关注的焦点。Flexsim软件针对离散系统的建模和仿真，是自动化立体仓库仿真规划的理想选择。物流仿真利用计算机技术来模拟真实的物流系统，通过仿真活动和过程来验证物流项目建设的有效性，合理性和优化的效果。本文以一个公司的自动化立体仓库为例，根据自动化立体仓库基本组成和工作过程，进一步探究采用Flexsim软件进行建模仿真的一般方法。通过仿真自动化立体仓库物流系统，对仓库物流过程进行整体分析。根据各部分不同的运行特点，对仿真的整个流程进行研究，找出其不合理的地方并对其进行优化，结果显示优化后仓库作业效率得到提高。 关键词：自动化立体仓库；Flexsim；建模；仿真
AS/RS Simulation Design Based on Flexsim ABSTRACT With the development of computer information technology and the increasing competition, market has put new demands on enterprise logistics system and the AS/RS is paid more and more attention and widely used. The research of its operational efficiency has also become the focus of enterprise. Flexsim software, which is for discrete system modeling and simulation, is a good choice for AS/RS simulation planning. Logistics simulation use computer technology to simulate the real logistics system through simulation activities and processes and then verify that the construction of the logistics project effectiveness, rationality and optimization of the effect. This paper takes an automated warehouse of one company as an example to further explore the general method of using the Flexsim modeling and simulation, based on the basic components and work processes of the AS/RS. Warehouse logistics process is analyzed as a whole through the simulation of AS/RS logistics. Based on the various operating characteristics, researched on the simulation of the overall process, identified the unreasonable place and then optimized it, the results show that the efficiency of warehouse operations is improved after optimization. Key words:AS/RS; Flexsim; Modeling; Simulation
1绪论 自动化立体仓库也称自动存取系统，它是一种用高层立体货架（托盘系统）存储物资，用自动控制堆垛机进行存取作业，用计算机控制管理的仓库。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。 1.1国外研究背景 立体仓库的产生和发展是第二次世界大战之后生产和技术发展的结果。50年代初，美国出现了采用桥式堆垛起重机的立体仓库；50年代末60年代初出现了司机操作的巷道式堆垛起重机立体仓库；1963年美国率先在高架仓库中采用计算机控制技术，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，并形成了专门的学科。60年代中期，日本开始兴建立体仓库，并且发展速度越来越快，成为当今世界上拥有自动化立体仓库最多的国家之一。 1.2我国自动化立体仓库技术的市场应用现状和企业概况 1.2.1按行业划分的市场保有量分析 我国自动化立体仓库技术的市场应用经历了漫长的过程。目前已经几乎覆盖了国民经济的各个方面。下面对市场应用作简单描述。 表1我国自动化立体仓库的应用情况表 序号行业总体应用情况2010年应用情况 1烟草最成熟的应用领域，占全部市场应用约 为17% 烟草工业自1995年开始在昆明卷烟厂开始应 用，目前已经完成约100套系统。2010年有红塔、龙岩、安徽、许昌、贵州等多个项目开工建设 烟草商业开始于2000年前后，目前已经完成约 130套系统2010年有陕西、福建、河北、江苏、安徽等多个项目启动 2医药最成熟的应用领域，占市场总量13% 医药工业最早开始于1993年羊城药业，目前市 场完成超过100套山东华鲁制药、哈尔滨三联制药等多个项目启动 医药商业最早开始于2003年中国医药集团，目 前市场完成超过110套，每年新增超过 20套系统。国药、石药、陕西、辽宁、山东、浙江、湖南等约20个项目启动 3军队自1990年开始，目前已经建设各类自 动化立体库约65套2010年约20个项目完成十二五期间将有更大发展
自动化立体仓库管理系统 1．概述 自动化立体仓库管理系统WMS（warehouse management system）就是使用计算机实现对自动化立体仓库和输送设备全面的运行过程控制、实时监视以及物流信息管理与跟踪。物流信息管理包括作业计划、作业调度、作业过程以及作业变更等，自动化立体仓库管理系统是自动化立体仓库系统中的灵魂和中枢。 2.设计原则 2.1 实用性和可行性 主要技术和产品具有实用、成熟、稳定、安全的特点。实用性以系统整体运行效率为重点。既要便于用户使用，又要便于系统管理。 2.2先进性和成熟性 系统设计既要采用超前理念，先进技术和系统的工程方法，又要注意思维理性与技术的可行性，方法的正确性。不但能反映当今的先进技术和理念，而且具有拓展潜力，能保证未来若干年能占主导地位。先进性与成熟性并重，并考虑到近年来的应用发展特点，应把先进性放在重要位置。 2.3 开放性与标准化原则 应用平台应是一个开放的且符合业界主流技术标准的系统平台，并使网络的硬件环境、通信环境、软件环境、操作平台之间的相互依赖性小。 2.4可靠性和稳定性 在考虑技术先进性和开放性的同时，还应从系统结构、技术措施、系统管理等方面着手，确保系统运行的可靠性和稳定性，达到最大的平均无故障时间。 2.5可扩充性及易升级性
为适应应用不断拓展的需要，应用平台的软硬件环境必须有良好的平滑可扩充性。 2.6安全性和保密性 在应用平台设计中，充分考虑信息资源的共享，注意信息资源的保护和隔离，应分别针对不同的应用和不同的网络通信环境，采取不同的措施，包括系统安全机制、数据存取的权限控制等。 2.7可管理性和可维护性 整个应用平台是由多个部分组成的较为复杂的系统，为了便于系统的日常运行维护和管理，要求所选产品具有良好的可管理性和可维护性。另外可管理性和可维护性还包括对平台的自身。 3.系统架构 WMS系统架构主要有服务层、管理层、监控层、执行层： 服务层是由服务器和数据库组成，支撑整个系统的运行，并为数据提供保障服务，实现了与业务层集成的数据共享。 管理层是是完成系统的高级管理工作，负责仓库系统的库位管理，出入库管理，查询报表分析，库存分析，系统维护，故障分析等工作，实现与服务器的信息交互与作业下达。 监控层负责接收和转发，协调管理系统的出入库指令，完成作业指令的分解，排队和下达，控制物流设备的各部执行机构，跟踪和处理控制系统各种信息的实时采集和动画跟踪。 执行层通过各环节执行机构，执行、跟踪并依次完成作业指令规定的任务。4软件环境
基于 Fl exs i m的自动化立体仓库仿真设计 摘要 随着计算机信息技术的发展和竞争的日益加剧，市场对企业物流系统提出了新的要求，自动化立体仓库受到了越来大的关注并得到广泛应用。其运营效率的研究也成为企业关注的焦点。Fl exs i m软件针对离散系统的建模和仿真，是自动化立体仓库仿真规划的理想选择。物流仿真利用计算机技术来模拟真实的物流系统，通过仿真活动和过程来验证物流项目建设的有效性，合理性和优化的效果。本文以一个公司的自动化立体仓库为例，根据自动化立体仓库基本组成和工作过程，进一步探究采用Fl exs i m 软件进行建模仿真的一般方法。通过仿真自动化立体仓库物流系统，对仓库物流过程进行整体分析。根据各部分不同的运行特点，对仿真的整个流程进行研究，找出其不合理的地方并对其进行优化，结果显示优化后仓库作业效率得到提高。 关键词：自动化立体仓库；Fl exs i m；建模；仿真
AS/RS Si mul a t i on D e s i gn Ba s ed on Fl exs i m ABSTRACT W i t h t he devel opme nt of comput er i nf or m a t i on t echnol ogy and t he i ncr eas i ng compe t i t i on, m a r ket has put new de m a nds on ent er pr i s e l ogi s t i cs s ys t em a nd t he AS/RS i s pai d mor e a nd mor e a t t ent i on and wi del y us ed. The r es ea r ch of i t s oper a t i ona l ef f i c i ency ha s a l s o become t he f ocus of ent e r pr i s e . Fl exs i ms of t wa r e , whi ch i s f or di s cr e t e s ys t em mode l i ng and s i mul a t i on, i s a good choi ce f or AS/RS s i mul a t i on pl a nni ng. Logi s t i cs s i mul a t i on us e comput er t echnol ogy t o s i mul a t e t he r eal l ogi s t i cs s ys t em t hr ough s i mul a t i on a ct i vi t i es and pr oces s es and t hen ver i f y t hat t he cons t r uct i on of t he l ogi s t i cs pr oj ect ef f ect i venes s , r a t i ona l i t y and opt i m i zat i on of t he ef f ect . Thi s paper t a kes an a ut oma t ed wa r ehous e of one compa ny as an exa mpl e t o f ur t her expl or e t he gener a l m e t hod of us i ng t he Fl exs i m mode l i ng and s i mul a t i on, bas ed on t he bas i c compone nt s a nd wor k pr oces s es of t he AS/RS. W a r ehous e l ogi s t i cs pr oces s i s anal yzed a s a whol e t hr ough t he s i mul a t i on of AS/RS l ogi s t i cs . Ba s ed on t he va r i ous oper a t i ng char act er i s t i cs , r es ear ched on t he s i mul a t i on of t he over a l l pr oces s , i dent i f i ed t he unr eas onabl e pl ace and t hen opt i m i zed i t , t he r es ul t s s how t ha t t he ef f i c i ency of wa r ehous e oper a t i ons i s i mpr oved a f t er opt i m i za t i on.
本科毕业设计（论文） 基于PLC的自动化立体仓库设计 I
摘要 自动化立体仓库也称自动化存取系统AS/RS(Automatic Storage& Retrieval System)，是在不直接进行人工参与的情况下自动地存储和取出货物的系统。自动化立体仓库采用高层仓库货架存储货物，用专门的仓储搬运机械设备进行货物出入库作业。用可编程控制器PLC控制的自动化立体仓库实现了物流机械和计算机技术的完美结合，推动了仓储技术的全面自动化。 基于PLC的自动化立体仓库系统是根据自动化立体仓库运行的基本原理而设计的。在整个控制系统中，以三菱FX2N系列的PLC作为系统中的核心控制元件，控制面板作为人机接口部件，采用3*3+1的仓库货架来存储货物，由两个步进电机来驱动巷道式堆垛机在水平和竖直方向上的运动，由一个直流电机完成货叉的取放货操作。另外，为了保证整个控制系统运行的稳定性和可靠性，在每一个仓位上设置光电传感器进行货物检测，并采用了限位开关在故障状况下进行断电急停保护。 通过理论研究和逻辑推理，表明本论文所研究的自动化立体仓库技术具有一定的先进性和实用性，具备广阔的应用前景。 关键词自动化立体仓库；可编程控制器（PLC）；步进电机 II
III
Abstract Automated warehouse, also known as automated retrieval system AS / RS (Automatic Storage & Retrieval System), is a system which automatically store and retrieve goods without direct human involvement. Automated warehouse uses high-level storage shelves to store goods, and completes storage operations with a special cargo warehouse handling machinery and equipment. Automated warehouse which is based on PLC achieves the perfect combination of logistics and computer technology, and promotes the fully automation of Storage Technology. PLC-based automated warehouse system is based on the basic principles of automated warehouse designed to run on. In the control system, the PLC Mitsubishi FX2N series is as the core of the system control element, the control panel member is as a human interface, a 3*3+1 warehouse shelves is for storing goods, the stepper motor is to drive the two roadway stacker movement in the horizontal and vertical directions, a DC motor forks take delivery of the goods to complete the operation. Further, in order to ensure the stability and reliability of the operation of the control system, a position detecting photoelectric sensor is provided on each cargo, and the limit switch trip is used in the emergency power-off protection at the fault conditions. This thesis warehouse automation technology has certainly advancement、practicability and broad application prospects, through theoretical and logical reasoning. Keywords automated warehouse；programmable logic controller (PLC) ； stepper motor III
摘要 自动化立体仓库系统（Automated Storage and Retrieval System shorted for AS/RS）是现代物流系统的一个重要组成部分，广泛应用于各行各业中。目前，它已经成为企业生产和管理信息化的标志之一。本文在立体仓库的规划设计方面提供了利用仿真辅助设计的方法，对提高立体仓库作业的效率，合理配置立体仓库的物流设备，以及检验整个流程设计的合理性有着很大的实际应用价值。 本文内容分为以下四个部分： 第一部分是立体仓库的构成特点和功能。还有立体仓库的设计原则和步骤，是以下几个部分的研究基础，这部分内容主要体现在第1章。第一部分是对PLC 的介绍，主要体现在第2章。第三部分是立体仓库的设计阶层，阐述了自动化立体仓库的仿真与建模理论，介绍了基于三菱PLC所设计的立体仓库的功能及控制原理，主要体现在第3章。第四部分是步进电机及其驱动器，介绍了步进电机的选型和其驱动器的工作原理及其型号。主要体现在第4章。 此次设计的效果可以改变参数输入，通过模拟生产情况及波动对系统造成的冲击，从而避免了在理想化状态下系统设计所无法预料的各种因素，对系统的堵塞有着形象和直观的解决方案。 总之，立体仓库因其较小的占地面较佳空间利用率，应用正逐渐普及。为满足现代化生产和流通的需要，就必须采取以计算机控制主要手段的自动化立体仓库。 关键词：立体仓库；PLC；物流
Abstract AS/RS (Automated Storage and Retrieval System shorted for AS/RS) is an important part of modern material flow system and is widely applied to every walk of life.Presently it has become one of the signs in enterprise production automation and management information. This article puts forward the way to design and layout AS/RS assisted by computer simulation ,and it has very great practical application value to improve the operation efficient of the stereoscopic warehouse ,to distribute the logistics equipments of that warehouse rationally, and to test the whole design of the Material flow and Information flow. The content of the article is composed of the follow four parts: The first part, which is the basis of the study, concludes the statement of the structure of AS/RS, the characteristic of AS/RS, the function of the AS/RS and the principle and step of design. The first part is explained in the chapter one. The second part, which is the introduced of PLC. The second part is explained in the chapter two. The third part, which is the study of theory of design of AS/RS. expatiates on the theory of simulation and modeling, introduces the objects and modeling, and introduces the functions of the AS/RS which design of PLC. The third part is explained in the chapter three. The fourth part is introduces of stepper motor and actuator about type and Principle, The fourth part is explained in the chapter four. We can alse see the place where the block and bottle-neck have taken place and state how they develop, reflecting by the system of simulation. By changing the input of the parameters and simulating the process of production and the impulsion of system arosed by flactuation, we can avoid various unforeseen factors of system design in the state of idealization, have visual and intuitionistic solving way for the block of the system.. In conclusion, The application of automatic warehouse with less floor space and better space utilization ratio has been popularizing gradually. To meet the requirement of the modern production and negotiation, it should use the warehouse with the computer control technology Key Words: AS/RS;PLC；Logistics