自动化立体仓库设计与优化
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专业：信息管理和信息系统
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题目：关于对自动化立体仓库优化的研究
提交论文（报告）时间：2014 年12 月31日
关于对自动化立体仓库优化的研究
信息管理和信息系统专业学生学号
一、自动化立体仓库设计
自动化立体仓库作为现代物流行业的重中之重，发挥着十分重要的作用。实现这些功能的直接机构包括：
（1）自动仓储设备（自动化立体仓库）（2）其它货架（乎面托盘货架与流动货架等）（3）各种输送机（辊道输送机、链条输送机、皮带输送机、升降移载机、提升机等）（4）各种分拣设备（5）无人台车（AGV、RGV、LGV）（6）其它各种辅助设备
它的设计步骤，一般分为以下几步：
一、收集、研究用户的原始资料，明确用户所要达到的目标，这些原始资料包括：1、明确自动化立体仓库与上游、下游衔接的工艺过程，2、物流要求：上游进入仓库的最大入库员、向下游转运的最大出库量以及所要求的库容量；3、物料的规格参数：物料的品种数、物料包装形式、外包装尺寸、重量、保存方式及其它物料的其它特性；4、立体仓库的现场条件及环境要求；5、用户对仓库管理系统的功能要求。
二、确定自动化立体仓库的主要形式及相关参数：所有原始资料收集完毕后，可根据这些第一手资料计算出设计时所需的相关参数，包括：①对整个库区的出入库总量要求，亦即仓库的流量要求：②货物单元的外形尺寸及其重量；⑤仓库储存区（货架区）的仓位数量：④结合上述三点确定储存区（货架厂）货架的排数、列数及巷道数目其它相关技术参数。
三、合理布置自动化立休仓库的总体布局及物流图：一般来说，自动化立体仓库包括：入库暂存区、检验区、码垛区、储存区、出库暂存区、托盘暂存区、不合
格品暂存区及杂物区等。规划时，立体仓库内不一定要把上述的每一个区都规划进去，可根据用户的工艺特点及要求来合理划分各区域和增减区域。同时，还要合理考虑物料的流程，使物料的流动畅通无阻，这将直接影响到自动化立体仓库的能力和效率。
四、选择机械设备类型及相关参数
1、货架：货架的设计是立体仓库设计的一项重要内容，它直接影响到立体仓库面积和空间的利用率。
①货架形式：货架的形式有很多，而用在自动化立体仓库的货架一般有：横梁式货架、牛腿式货架、流动式货架等。设计时，可根据货物单元的外形尺寸、重量及其它相关因素来合理选取。
②货格的尺寸：货格的尺寸取决于货物单元与货架立柱、横梁（牛腿）之间的间隙大小，同对，在一定程度上也受到货架结构型式及其它因素的影响。
2、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。它由机架（上横梁、下横梁、立柱）、水平行走机构、提升机构、载货台、货叉及电气控制系统构成。
①堆垛机形式的确定：堆垛机形式多种多样，包括单轨巷道式堆垛机、双轨巷道式堆垛机、转巷道式堆株机、单立柱型堆垛机、双立柱型堆垛机等等。
②堆垛机速度的确定：根据仓库的流量要求，计算出堆垛机的水平速度、提升速度及货叉速度。
③其它参数及配置：据仓库现场情况及用户的要求选定堆垛机的定位方式、通讯方式等。堆垛机的配置可高可低，视具体情况而定。
3、输送系统：根据物流图，合理选择输送机的类型，包括：辊道输送机、链条输送机、皮带输送机、升降移载机、提升机等。同时，还要根据仓库的瞬时流量合理确定输送系统的速度。
4、其它辅助设备：根据仓库的工艺流程及用户的一些特殊要求，可适当增加一些辅助设备，包括：手持终端、叉车、平衡吊等。
五、初步设计控制系统及仓库管理系统（WMS）的各功能模块：根据仓库的工艺流程及用户的要求，合理设计控制系统及仓库管理系统（WMS）。控制系统及仓库管理系统一般采用模块化设计，便于升级和维护。
六、仿真模拟整套系统：在有条件的情况下，对整套系统进行仿真模拟，可以对立体仓库的贮运工作进行较为直观的描述，发现其中的一些问题和不足，并作出相应的更正，以优化整个AS/RS系统。
以大众电器的仓库设计为例，大众电器的仓库仍然是老式的仓库管理。采用货物分开码放，全部放在库房，没有什么系统的分类摆放方式，是一种老式的，
以经验为主要手段的仓储管理模式。缺乏自动化的立体仓库的管理模式。其发货的模式也是当有订单时，从仓库里找到产品然后再搬到车里的货物发放形式。针对现行仓库效率不高，人力管理成本较高，出货量低以及因此造成的出货量少。现在，给北京大中的仓库设计立体自动化仓库。因为大中电器主要是电子类产品。不能受潮，所以仓库本身要求通风好，干燥。各种电子产品的大小相差很大，所以各个货架的规格要尽量大些。又因为大中是送货上门的。必须把去同一个方向的货物放在同一个货车送出。大中的规模本身就是很大，仓库本身要设计的稍大些。针对一个稍大型的仓库，尺寸大小为50m*30m*10m.鉴于每天的货物流量有大约500到600件，仓库的流量就定位550.仓库设各种不同区域。入库暂存区、检验区、码垛区、储存区、出库暂存区、托盘暂存区、不合格品暂存区及杂物区。
内部的货架采用横梁式货架比较合适。堆垛机用双轨道运行方式。选择输送机的类型。包括：辊道输送机、链条输送机、皮带输送机、升降移载机、提升机等。。内部需要与之相匹配的电子与电子设备。用于检测各种作业设备的物理参数和相应的化学参数的检测设备，用于检测各种作业设备的物理参数和相应的化学参数信息识别设备，实现自动化运转的控制设备，主要负责协调系统中各部分的运行的监控及调节设备，主要负责协调系统中各部分的运行的计算机设备，还必须具有信息传输的信息传输设备。
立体仓库的关键在于堆垛机能否有效的，快速的搬入搬出货物，实现效率的提高与成本的大幅降低。如何提高堆垛机的效率呢？原来设计堆垛机的载货台提升控制是由提升电机直接驱动，由于是直接驱动，载货台与成品在堆垛机运行起步时有一个速度突变，即从0m/min到最高速的60m/min。根据物体运动的规律，相邻的两个物体在速度突变时，会产生相对位移，在此主要是成品与成品之间会产生滑动，造成倒塌。二是在减速阶段，在即将到达预存取货位时，堆垛机的速度又从60m/min到0m/min，由于又是突变，产品与托盘之间又会产生相对滑动。同时，堆垛机在水平和垂直方向上也造成定位误差。堆垛机的伸叉伸出时会顶在货架上，也造成倒塌。在实际使用中，尽管发生这种现象的频率不太高，但每次倒塌却造成很大的损失，一方面损坏了产品，另一方面给库区设备及工作人员的人身安全带来极大威胁。堆垛机提升系统控制的主要问题是没有速度过度。为了解决这个问题，经过方案论证和查阅相关资料，决定选定罗克韦尔(rockwell)公司的1336FORCE为备选变频器。
变频器的工作原理：1336FORCE变频器由主电路和控制电路构成，主电路包括整流电路和逆变电路，主电路把工频电流（50HZ或60HZ）变换成工作所需频率的交流电流，以实现电机的变速运行。变频器输入输出波形是由其工作原
理决定的，变频器的工作原理与电机的选择、周围设备的配置及其电流、电压的测量等有紧密的关系。经过改造后，堆垛机的提升速度控制过程从原来的一个变成三个，即低频启动阶段、正常提升阶段、低频停止阶段。从而避免了速度突变，保障了设备和成品的安全。加装变频器改造后堆垛机具有以下优点:避免了电压和频率的突变，减少了工频电压对电机的冲击；提高了堆垛机提升时的平稳性；增加了系统的安全性。如此，就能有效的解决货物倾倒和堆垛机效率的问题。
其次为了提高仓储货物入出库的流量问题，必须提高入出库的效率问题。自动化仓库的作业管理，是负责合理安排出/入作业，完成立体仓库在生产线与平面仓库之间运送物料的任务。其具体作业是：毛坯出库、成品加库、毛坯入库、成品出库。毛坯出库任务——为了满足生产线加工的实时需要，将所需的毛坯送至指定的缓冲站。其出库申请来自缓冲站。出库申请提出对物料品种、型号、数量、以及供料时限的要求。接到申请后，立体仓库结合当前库存情况查询到所需物料的货位，根据货位管理原则确定出库的货位号，并立即形成毛坯出库任务。下面分述各自的功能。成品回库任务——通过条码扫描得到的。当加工好的成品回到立体库的入库台前时，条形码阅读器将成品的信息读入，并提出入库申请。立体仓库结合当前货位情况，根据货位管理原则为该成品寻找一合适的空货位，同时形成成品回库任务单。毛坯入库任务—通过入库条形码阅读器得到的。其入库任务形成过程与成品回库相同。成品出库—MRP-II制订提货计划并通知立体仓库后，根据厂外提货计划确定成品出库的时间、数量、种类等，立体仓库按照计划要求，确定每一个待出库成品的货位号，并形成出库任务单。①出库任务优先执行一优先执行出库任务。在同时存在数条出库任务时，最紧急者先执行。
②当入库任务的执行不影响任何出库任务的按时完成时方执行入库任务。出库优先于入库并非因为入库不重要。而是由于一般企业生产，可以把入库安排在班后进行。而在生产班次上入库只插空进行。③若某一出库任务的终点工位缓冲站所在小车环线有故障时，暂不执行该出库任务，或将该出库任务的终点改至出库台。调度原则确定后，通过一定的算法，可计算出各任务的执行时刻。首先将任务排队。对每台堆垛机设入库任务队列。入库任务按申请时刻排队．，每次下发队头任务，出库任务按以下公式算出的最迟执行时刻排序：最迟执行时刻＝最迟送达缓冲站时刻一(出库任务所需执行时间×估算出库任务预计完成时刻的安全系数) 然后再通过如下方法加以调整。若相邻两个出库任务的最迟执行时刻之差小于堆垛机平均作业时间，则提前前一任务的最迟执行时刻，使其差距为堆垛机平均作业时间。循环操作直至所有任务的最迟执行时刻的差距不小于堆垛机平均时间。在有多项出库和入库申请时，适当把出库任务与入库任务进行优化组合。使满足条件的出库任务和入库任务组合成出／入库联合作业任务，可缩短存
取周期，提高存取效率。在出库台和入库台设在仓库的同一端时，最简便的作法是使入库申请与出库申请分别排序。将第一个出库作业与第一个入库作业组合为一个联合作业任务。这种组合一般情况下在效率上都不会有损失。当立体仓库的出库台与入库台分设在仓库两端，则需考虑入库货位的位置与出库货位的位置。原则上是选取入／出库同时作业时，堆垛机在巷道中运行路径不重复或重复路线最短。
在自动化立体仓库中，实行了高效的自动化管理，产品的入出只需在人为的监控下就可自动完成。
参考文献：
（第一篇）:
自动化立体仓库主要由三大类设施组成：
(一)土建及公用工程设施
1．库房。库存容量和货架规格是库房设计的主要依据。
2．消防系统。对于自动化立体仓库而言，由于库房规模大，存储的货物和设备较多且密度大，而仓库的管理和操作人员较少，所以仓库内一般都采用自动消防系统。
3．照明系统。
4．动力系统。
5．通风及采暖系统。
6．其他设施。如排水设施、避雷接地设施和环境保护设施等。
(二)机械设备
1．货架。构铸货架的材料一般选用钢材或钢筋混凝土，钢货架的优点是构件尺寸小，制作方便，安装建设周期短，而且可以提高仓库的库容利用率。钢筋混凝土货架的优点在于其防火性能较好，抗腐蚀能力较强，维护保养也相对简单。自动化立体仓库的货架一般都分隔成一个个的单元格，单元格是用于存放托盘或直接存放货物的。
2．货箱与托盘。货箱和托盘的基本功能是装小件的货物，以便于叉车和堆垛机的叉取和存放。采用货箱和托盘存放货物可以提高货物装卸和存取的效率。
3．巷道机。巷道机是自动化立体仓库中最重要的设备，它是随自动化立体仓库的出现而发展起来的专用起重机。巷道机可在高层货架间的巷道内来回运动，其升降平台可作上下运动，升降平台上的货物存取装置可将货物存入货格或从货格中取出。
4．周边搬运设备。搬运设备一般是由电力来驱动，由自动或手动控制，把货物从一处移到另一处。这类设备包括输送机、自动导向车等，设备形式可以是单机、双轨、地面的、空中的、一维运行(即沿水平直线或垂直直线运行)、二维运行、三维运行等。其作用是配合巷道机完成货物的输送、转移、分拣等作业。在仓库内的主要搬运系统因故停止工作时，周边设备还可以发挥其作用，使作业继续进行。
(三)电气与电子设备
1．检测装置。检测装置是用于检测各种作业设备的物理参数和相应的化学参数，通过对检测数据的判断和处理可为系统决策提供最佳依据，以保证系统安全可靠地运行。
2．信息识别设备。在自动化立体仓库中，这种设备必不可少，它是用于采集货物的品名、类别、货号、数量、等级、目的地、生产厂、货物地址等物流信息。这类设备通常采用条形码、磁条、光学字符和射频等识别技术。
3．控制装置。自动化立体仓库内所配备的各种存取设备和输送设备必须具有控制装置，以实现自动化运转。这类控制装置包括普通开关、继电器、微处理器、单片机和可编程序控制器等等。
4．监控及调度设备。监控及调度设备主要负责协调系统中各部分的运行，它是自动化立体仓库的信息枢纽，在整个系统中举足轻重。
5．计算机管理系统。计算机管理系统用于进行仓库的账目管理和作业管理，并可与企业的管理系统交换信息。
6．数据通信设备。自动化立体仓库是一个构造复杂的自动化系统，它由众多的子系统组成。各系统、各设备之间需要进行大量的信息交换以完成规定的任务，因此需要大量的数据通信设备作为信息传递的媒介，这类设备包括电缆、远红外光、光纤和电磁波等。
7．大屏幕显示器。这是为了仓库内的工作人员操作方便，便于观察设备情况而设置的。
（第二篇）
巷道堆垛机的运行周期堆垛机的运行周期是自动化立体仓库总体规划的一个重要参数，它决定了系统是否能满足出、入库能力的需要和堆垛机性能参数的选择。堆垛机的出、入库搬运可分为单一作业循环和复合作业循环两种。我们可以对堆垛机在单一作业循环和复合作业循环两种情况下的运行周期进行计算：①单一作业循环周期计算单一作业循环周期的计算式：TimeS＝②复合作业循环周期计算复合作业循环周期的计算式：TimeD＝
式中：TimeS─堆垛机单一作业循环周期；TimeD─堆垛机复合作业循环周期；H─立体仓库货架区总高；L─立体仓库货架区总长；Vx堆垛机水平运行速度；Vy─堆垛机垂直运行速度；ax─堆垛机水平运行加速度；ay─堆垛机垂直运行加速度；Tf─堆垛机货叉伸叉时间；
3立体仓库规划设计方法自动化立体仓库的规划设计就是根据用户的需求对货架进行总体
工艺设计，使其既能满足货位数的要求又能满足立库出、入库能力的要求，同时降低整个立库的造价。这里所研究的设计方法就是在有空间限制和无空间限制两种条件下，根据堆垛机的能力和存储量的需求来进行布局规划。我们将堆垛机的使用效率作为目标，对货架的长度和高度进行估算，以达到一个最合理的结果。另外，货架的高度是一个非常重要的参数。它
对加工手段、安装条件、运输成本等都有很大的影响，从而高度也直接关系到整个系统的成本。
3。有空间限制的设计方法由于在设计时空间尺寸已经被限制了，实际上货架的行数和层数都已经基本确定了。因此根据出、入库的能力来确定巷道数，采用下面的公式可以计算出满足出、入库能力下的堆垛机最小台数，即巷道数。n ＝当堆垛机的台数n确定了以后，n是单伸货架的行数，4n是双伸货架的行数。
3。无空间限制的设计方法无空间限制就是在没有提出空间限制的情况下，根据出、入库流量来计算，然后通过验证、比较得到最终的设计方案。下面是该设计方法的计算步骤：①推荐立体仓库的经济使用高度。②确定堆垛机期望使用效率。③计算堆垛机的运行周期。④堆垛机使用效率的计算表达式：＝⑤估算货架的长度。将公式（）和（）带入公式
中得到堆垛机期望使用效率的表达式如下：＝对（5）式进行整理，就得到了货架长度的估算公式：L＝a －、b、c、d、e均为中间变量，其中：a＝b＝c＝d＝e＝在以上的各式中：p──每天托盘出入库总量Prop──堆垛机运行中单循环所占比例Prop──堆垛机运行中双循环所占比例堆垛机期望使用效率n──堆垛机的台数⑥在得到了货架长度的估算公式以后，我们就可以将n＝、、3、4、5带入到公式（6）中来得到n组关于堆垛机台数、使用效率、货架长度的解。其中有最接近期望值的一组，作为总体参数。⑦将上面得到的一组值再次带入公式（3）中进行反算就可以计算出需要的工艺布局参数了。以上所研究的两种方法解决了目前立体仓库设计中的总体规划问题，已经在实际工作中得到了检验。
4结论采用本文所述方法得到的设计结果与AUOTOMOD仿真软件进行了对照，最大计算误差为3。4。另外，我们还对多个立体仓库的平面设计进行了验证计算，误差均在5以内。说明该设计方法达到了较高的精度要求。
（第三篇）
任务预计完成时刻的安全系数) 然后再通过如下方法加以调整。若相邻两个出库任务的最迟执行时刻之差小于堆垛机平均作业时间，则提前前一任务的最迟执行时刻，使其差距为堆垛机平均作业时间。循环操作直至所有任务的最迟执行时刻的差距不小于堆垛机平均时间。图6．9为出库任务排队算法的一个例子。图中任务下标为最迟执行时刻。这里假设堆垛机平均作业时间为00：04。(3)物流系统各项作业的实时性要求是不同的，因此对物流作业管理应考虑设置优先级。毛坯出库直接影响生产线加工，因此实时性要求高。成品回库影响装夹工作站的工作，实时性要求也较高。毛坯入库和成品出库实时性要求较低。由于作业的产生互不关联，因此同时产生多种请求的可能性很大。在自动仓库的作业中有一个排序的问题。排序原则应该是在保证实时性高的作业优先被执行的前提下，合理安排其它作业。也就是采用基于优先级的作业管理原则。基于优先级的作业管理原则包含两个内容：①作业调度时，按优先级顺序服务，以保证总是首先响应当前优先级最高的作业任务，亦即实时性要求最高的作业任务。例如，在所有的作业任务中，首先响应缓冲站提出的出库申请。②考虑到有的作业执行时间较长或很多情况下为提高效率采取联合作业，这样仍会有优先级最高的任务受到延误的可能。所以在作业执行时，还采取可中断抢先的原则。即在作业执行时，将作业任务分为若干执行单元。如堆垛机的一次出入库任务，从入库台取货存入指定货位一另一空位取货一放到出库台。可以分成为取一存和取一存两个执行单元。每一作业执行单元完成后，都再次进行作业调度。从而保证优先级较高的作业任务可以抢先中断尚未完成的、级别较低的作业任务而被执行。待抢先的任务完成后，再继续执行被中断的、尚未完成的作业任务。当然，这个级别高的任务也可能被级别更高的作业任务所抢先中断。为了提高存取效率，一般避免单项出库。而多采用出／入库联合作业。(4)在有多项出库和入库申请时，适当把出库任务与入库任务进行优化组合。使满足条件的出库任务和入库任务组合成出／入库联合作业任务，可缩短存取周期，提高存取效率。在出库台和入库台设在仓库的同一端时，最简便的作法是使入库申请与出库申请分别排序。将第一个出库作业与第一个入库作业组合为一个联合作业任务。这种组合一般情况下在效率上都不会有损失。当立体仓库的出库台与入库台分设在仓库两端，则需考虑入库货位的位置与出库货位的位置。原则上是选取入／出库同时作业时，堆垛机在巷道中运行路径不重复或重复路线最短。2．货位管理对自动化立体仓库的货位进行管理，是要合理地分配和使用货位。即考虑如何提高货位的利用率，又要保证出库效率。货位分配包含有两层意义，一是为出／入库的物料分配最佳货位(因为可能同时存在多个空闲的货位)即入库货位分配；二是要选择待出库物料的货位(因为同种物料可能同时存放在多个货位里)。货位分配考虑的原则是很多的。专门用于仓储的立体仓库，其货位分配原则是：①货架受力情况良好上轻下重一重的物品存在下面的货位，较轻的物品存放在高处的货位。使货架受力稳定。分散存放，物料分散存放在仓库的不同位置。避免因集中存放造成货格受力不均匀。②加快周转，先入先出一同种物料出库时，先入库者，先提取出库。以加快物料周转。避免因物料长期积压产生锈蚀、变形、变质及其他损坏造成的损失。③提高可靠性，分巷道存放一仓库有多个巷道时，同种物品分散在不同的巷道进行存放。以防止因某巷道堵塞影响某种物料的出库，造成生产中断。
④提高效率，就近入／出库。在线自动仓库，为保证快速响应出库请求，一般将物料就近放
置在出库台附近。
摘要 随着我国国民经济的发展，自动化立体仓库的应用越来越广泛。利用立体仓库设备可实现仓库高层合理化，存取自动化，操作简便化。自动化立体仓库的主体由货架、巷道式堆垛起重机、入(出)库工作台和自动运进(出)及操作控制系统组成。本课题的电气控制主要由西门子公司的PLC、步进电机驱动器、步进电动机、直流电动机等器件组成。 对本课题进行简要的介绍，包括背景，研究意义，现状等；其次对该系统的硬件组成、结构、原理进行了阐述和分析；再次对本系统用到的器件进行分别介绍，重点对PLC程序进行了编写；最后对设计本课题所学到的知识和结论进行归纳和总结。 关键词：立体仓库电气控 PLC
Abstract With the development of computer information technology, modern enterprise production scale expanding and competition intensifies day by day, market of enterprise logistics system proposed new requirements, automated warehouse more and more by concern and has been widely used. This paper introduces the structure and features of the double column stacking machine with the rail roadway, and analyzes and discusses the main design points of the double column stacking machine with the rail roadway Keywords: automated warehouse; stacking machine; design
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
自动化立体仓库设计方案 第1章绪论 1.1 引言 当前世界经济发展的两大趋势是全球化和市场化。集扮流、信息流和资金流于一身的物流配送中心，在全球化和市场化的时代里，进一步促进了世界经济与贸易的发展。代表21世纪国林物流先进技术的物流配送中心的特征是自动化、计算机化、信．息化、两络化、智笼化、柔性化、电子商务化、标准化和社会化。自动化立体仓库在现代化的物流配送中心中起到了重大的作用，可以说没有自动化立体仓库就没有现代化的物流系统。在全球化和市场化的国际经济活动中，流通是联系生产和消费的纽带。只有通过商品流通才能体现出商品的价值及其使用价值，流通是国民经济运行的大动脉。自动化立体仓库加速了商品流通，减少了商品损坏，降低了流通成本，节约了土地面积、人力和财力。此外，它还提高了库存周转率、经营灵活性和工作效率。它以最快速度、最低价格和最佳服务来满足用户需求，从而获得最大利益。 我国加入WTO之后，加速了工业化和现代化的建设．物流配送中心和自动化立体仓库的需求量越来越大．它必将为国民经济的腾飞做出巨大的贡献。 基于这一现状提出了本课题。 自动化立体仓库由计算机控制系统、高层货架、堆垛机、输送机一和周边机械等构成，它是现代化物流配送中心的关键设备系统。 1.2 特点及其研发意义 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，
分析建立自动化立体仓库的必要性 自动化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高架仓库；50年代末60年代初出现了司机操作的巷道式堆垛起重机高架仓库；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高架仓库。此后，自动化高架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，日本开始兴建高架仓库，并且发展速度越来越快，成为当今世界上拥有自动化高架仓库最多的国家之一。 时至今日，沃尔玛、Coles、亚马逊、耐克整个仓库都是立体的，有自动传输拣选带，窄巷道拣选机，高位仓储及自动送装货，揪差，打包直至装车。在拣选流程中大多在单件装货部分能看到人工，在装卸过程中也根据MHE的不同性能搭配使用以求得最佳成本效益，系统的跟踪应用也非常到位。 我国对高架仓库及其物料搬运设备的研制开始并不晚，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负责），1973年开始研制我国第一座由计算机控制的自动化高架仓库（高15米，机械部北京起重运输机械研究所负责），该库1980年投入运行。然而，今日的中国电商在2012年的销售额就已经达到了1.2万亿元人民币，更预计在2015年左右上升至2.57万亿元人民币。但以“一号店”为例，仓库装卸拣选更多的依靠人工，一些系统跟踪也非常滞后，同属于沃尔玛的大家族，从广义的自动化而言，设备、信息、信息传输等各种节约成本提高效益的手段，在国外应用如此之高，在国内如此之低，让人不禁迷惑不已，疑问重重而来： 1、国内人工成本也在增长，风险也很高，但是为什么还是人海战术呢？ 2、除了人工成本的问题，什么制约了我们仓库应用高效的自动化管理手段来提高效益降低成本呢？ 3、自动化的成本：如果是项目形式的管理仓库，期初投入的确比较高，仓库中是否有半机械化、半自动化的改进应用案例？ 一、哪些因素在影响仓库自动化的实施？ 总结了大家的观点，影响仓库自动化实施的因素可以归纳为以下几点： 1、人工和自动化哪一个成本更低直接影响是否实施自动化。人工成本相对较低，设备投资金额巨大，投资者更愿意以低投资获取高收益。去年高呼全面启动机器人代替人工制造的富士康也暂停了“机器人军队编制计划”；
自动化立体仓库现场施工要点 自动化立体仓库具有节省占地面积、提高空间利用率及存取效率、优化存储环境、提高仓储管理水平等特点，具有广泛的发展空间和市场推广价值。由于立体仓库系统组成较为复杂，在现场安装过程中必须重视施工的流程和要点，提高施工精度，这样才能保证立体仓库在交付使用后最大限度地发挥其优势。 自动化立体仓库现场施工主要包括：基础部分、货架系统、天轨及地轨、堆垛机、输送机等周边设备等方面。下面分别介绍其施工要点。 基础部分 基础部分安装的主要工作包括货架和地轨基础板的安装及电气预埋管线的铺设。此项工作一般属土建范畴，由业主负责，但考虑其在立体仓库总体安装质量中所处的重要地位，在基础部分安装时，承建方应派驻技术人员进行现场协调指导，配合土建（业主）完成此项工作。 货架和地轨基础板的常见类型包括： 1.水平梁施工要点为： 图（一）水平梁施工 业主方进行基础挖掘，打水泥垫层，开始编制钢筋网，在钢筋网编制2/3时，承建方开
始进行水平梁的安装，业主方继续进行钢筋网的编制工作； 承建方将支撑立在水泥垫层上，上部与调整角钢连接，并与钢筋网点焊。在调整角钢上铺设槽钢，并用水平仪超平后与调整角钢焊接； 承建方水平梁铺设完成后，业主方进行混凝土浇注。浇注后混凝土表面与槽钢上表面平齐，不允许高出槽钢上表面。养生后，承建方进行水平梁整体检测，达到安装要求后进行货架等安装工作。 2.预埋板施工要点为： 图（二）预埋板 业主方进行基础挖掘，打水泥垫层，开始编制钢筋网，在钢筋网编制2/3时，承建方开始进行预埋板的安装，业主方继续进行钢筋网的编制工作； 承建方将预埋板连接好后与钢筋网点焊； 承建方预埋板铺设完成后，业主方进行混凝土浇注工作； 待货架、地轨安装调整完成后，业主方进行混凝土的二次回填。 3.使用膨胀螺栓或化学锚栓固定 施工要点为：
自动化立体库规划和设计方案 1、库场的选择，规划与设计 库场的选择和布置对于仓储系统的基建投资，物流费用，劳动条件，生产管理，环境保护等都有重要的意义，因此我们需首要考虑。其次就是确定库场各部分相关位置，并画出平面布置图。 2、确定仓库形式，作业方式和机械设备参数 立体仓库的形式有很多种，一般多用单元货格形式。根据工艺要求确定作业方式，选择或设计合适的物流搬运设备，确定他们的参数。 品种单一或品种较少：单元货格式仓库 特殊要求的货物：冷藏，防潮，恒温仓库 自动化立体仓库使用的机械设备有很多种，一般包括巷道堆垛机，连续输送机，高层货架和自动导向车。设计师需要根据仓库的规模，货物的品种，出入库频率选择最合适的机械设备进行设计。 3、确定货物单元形式及规格 根据调查和统计结果，并综合考虑多种因素，确定合理的单元形式及规格。对于那种形状和尺寸比较特殊或者很重的货物，可以单独处理。 货物单元尽量采用标准推荐的尺寸，以便于与其他物料搬运和运输机具相匹配。 货格尺寸取决于在货物单元四周需留出的净空尺寸和货架构件的尺寸。 4、确定库容量，合理规划库房面积 和其他面积的分配 库容量是指同一时间仓库可容纳的货物单元数，这对自动化立体仓库是一个非常重要的参数。由于在库存周期会受到许多来自外界因素的影响，所以在设计的过程中应合理安排货架区与缓存区之间的容纳面积关系。 由于总面积是一定的，所以在设计立体仓库的时候，应将办公，实验的面积与库房面积相结合，从而减少许多不必要的投入和麻烦。 5、自动化立体仓库的布置 （1）U型布置 特点：物流路线合理，进出口码头资源可以充分利用，便于越库作业，便于扩展。 适用类型：工业制造行业居多，如汽车零部件库和家电企业零部件库。 （2）直径穿越式布置 特点：非常适合纯粹的越库作业，便于解决高峰时同时进出货库作业。 适用类型：产品品种较为单一的成品库，如电子产品，香烟和医药行业的成品库。 （3）模块化干线布置 特点：可满足多种功能，适合多样化的产品存放。 适用类型：综合类的商品分拨中心，如大型商超物流中心。 6、自动化立体仓库的控制方式和管理方式，以及人员与设备的匹配 不管自动化立体仓库的自动化程度有多高，具体操作时仍需要一定的人力劳动，因此在选择员工的时候，既要保证质量，也要确保数量。人员不够会造成仓库的效率降低，太多又会浪费。由于自动化立体仓库采用了大量的先进化设备，因此需要对员工进行培训，以此来将智能仓库的使用效率达到最大效果。 人员和设备投入可以考虑以下因素： 人员投入：仓库管理和操作岗位，系统处理岗位等，高峰低谷时人员该如何配置；
自动化立体仓库的发展及优越性 在全球化和物流一体化的推动下，伴随科学技术的飞速发展，以储存为主业的传统仓储已经不再能够满足社会的需求，仓储技术逐步向系统化、自动化、无人化方向发展。因此，在许多大型制造企业中，自动化立体仓库技术越来越受欢迎。与此同时，现代配送作为一种先进的流通方式，得到了广泛的推广。仓储与配送单独运营、互相独立的局面已成为历史，他们的结合不仅是现代物流一体化的要求，也是仓储业和配送业在现代社会获得进一步生存和发展的需要。 现代化企业采用的是集约化大规模生产模式，这就要求生产过程中各环节紧密相连，成为一个有机整体，要求生产管理科学实用，做到决策科学化。为此，建立自动化高架仓库系统是其有利的措施之一。如前所述，自动化仓库系统在最大限度地利用空间，最大限度地满足生产要求，减轻工人劳动强度，提高生产效率，加强生产和物资管理，减少库存积压资金等方面具有无可比拟的优势，这正是一个现代化企业所要求和追求的。 自动化立体仓库其优越性是多方面的，对于企业来说，可从以下几个方面得到体现： 1.提高空间利用率 早期立体仓库的构想，其基本出发点就是提高空间利用率，充分节约有限且宝贵的土地。在西方有些发达国家，提高空间利用率的观点已有更广泛深刻的含义，节约土地，已与节约能源、环境保护等更多的方面联系起来。有些甚至把空间的利用率作为系统合理性和先进性考核的重要指标来对待。 立体库的空间利用率与其规划紧密相连。一般来说，自动化立体仓库其空间利用率为普通平库的2.5倍，这是相当可观的。
2．便于形成先进的物流系统，提高企业生产管理水平 传统仓库只是货物储存的场所，保存货物是其唯一的功能，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，不仅能使货物在仓库内按需要自动存取，而且可以与仓库以外的生产环节进行有机的连接，并通过计算机管理系统和自动化物料搬运设备使仓库成为企业生产物流中的一个重要环节。企业外购件和自制生产件进入自动化仓库储存是整个生产的一个环节，短时储存是为了在指定的时间自动输出到下一道工序进行生产，从而形成一个自动化的物流系统，这是一种“动态储存”，也是当今自动化仓库发展的一个明显的技术趋势。 3.加快货物的存取节奏，减轻劳动强度，提高生产效率 建立以自动化立体仓库为中心的物流系统，其优越性还表现在自动化立体仓库具有的快速的入库能力，能快速妥善地将货物存入高架库中，也能快速及时并自动地将生产所需零部件和原材料送达生产线。这一特点是普通仓库所不能达到的。同时，自动化立体仓库的实现可以极大地减轻工人劳动强度，具体包括：（1）采用自动巷道堆垛机取代人工存放货物和人工取货，既快捷又省力。由于工人不必进入仓库内工作，工作环境大为改善。 （2）采用计算机管理系统对货物进行管理，大大增强了对货物的管理能力，使仓库管理科学化，准确性和可靠性有质的提高，入出库管理、盘库、报表等工作变得简单快捷，管理人员的劳动强度大大降低。 （3）立体仓库系统辅以库前辅助输送设备，使入出库变得简单方便。 （4）自动化立体仓库系统所需要的操作人员和系统维护人员很少，既节省了人力物力，节约了资金，又改善了工作环境，一举多得。
有轨巷道堆垛起重机是随着立体仓库的出现而发展起来的专用起重机，通常简称为堆垛机。 堆垛机是立体仓库中非常重要的起重运输设备，是代表立体仓库特征的标志。其主要用途是在高层货架仓库的巷道内沿轨道运行，将位于巷道口的货物存入货格；或者相反，取出货格内的货物运送到巷道口，完成出入库作业。 堆垛机是自动化立体仓库里面的存取货设备，一般分单立柱和双立柱结构，由行走、提升和货叉三个驱动机构完成作业要求，采用国际先进的伺服控制系统和认址系统进行全闭环控制，配合条码或激光测距等高精度认址方式，实现堆垛机高精度运行。堆垛机载重量可达8吨左右，行走速度可高达400m/min。 根据轨道的走向可分为直轨型、弯轨型、转轨型和岔道型。 此外还有装有司机室的拣选堆垛机等多种类型堆垛机。 堆垛机结构稳定可靠，由矢量变频驱动和编码器位置控制，采用机械和电气双重保险装置，确保安全，采用信息传递全程跟踪技术，电气元件均采用进口产品，触摸屏界面操作简单，实现手动、单机自动和联机自动控制，与各种物流设备组合形成完整的物流系统。 堆垛机的手动控制是由操作人员通过操作面板上的按钮开关，直接操作堆垛机进行水平运行、载货台升降、货叉存取货物。 单机自动控制是由操作人员在出入库端通过堆垛机电控柜上的操作面板液晶触摸屏按钮输入出入库指令，堆垛机将自动完成出入库作业。 联机自动控制是由管理计算机自动分配出入库货位地址，通过监控计算机发出作业指令通过无线以太网将作业指令传输至堆垛机PLC，自动控制堆垛机完成作业，并将运行过程及工作状态反馈给监控计算机，显示在电脑屏幕上。 六维堆垛机主要选配SIEMENS、SEW、MIAS等全球先进供应商的标准化部件，使得产品质量更高，运行更稳定，维护成本更少。
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。
自动化立体仓库及其优缺点 自动化立体仓库简称立体仓库。一般是指采用几层、十几层乃至几十层高的货架储存单元货物，用相应的物料搬运设备进行货物入库和出库作业的仓库。由于这类仓库能充分利用空间储存货物，故常形象地将其称为“立体仓库”。 １.自动化立体仓库的主要优点： （１）采用高层货架储存、巷道堆垛机作业，可大幅度增加仓库的有效高度，充分利用仓库的有效面积和储存空间，使货物储存集中化、立体化，减少占地面积，降低土地购置费用。 （２）可实现仓库作业的机械化，自动化，能大大提高工作效率。 （３）由于物资在有限空间内集中储存，便于进行温湿度控制。 （４）利用计算机进行控制和管理，作业过程和信息处理迅速、准确、及时，可加速物资周转，降低储存费用。 （５）由于货物的集中储存和计算机控制，有利于采用现代科学技术和现代化管理方法 ２.自动化立体仓库的主要缺点： （１）仓库结构复杂，配套设备多，需要大量的基建和设备投资。 （２）货架安装要求精度高，施工比较困难，施工周期长。 （３）计算机控制系统是仓库的“神经中枢”。一旦出现故障，将会使整个仓库处于瘫痪状态，收发作业就要中断。 （４）由于高层货架是利用标准货格进行单元储存的，所以对储存货物的种类有一定的局限性。 （５）由于仓库实行自动控制与管理，技术性比较强，对工作人员的技术业务素质要求比较高，必须具有一定的文化水平和专业知识，而且经过专门培训的人员才能胜任。 自动化立体仓库的主要优点： （1）仓库作业全部实现机械化和自动化 （2）采用高层货架、立体储存，能有效地利用空间，减少占地面积，降低土地购置费用。 （3）采用托盘或货箱储存货物，货物的破损率显著降低。 （4）货位集中，便于控制与管理，特别是使用电子计算机，不但能够实现作业过程的 自动控制，而且能够进行信息处理。 自动化立体仓库的缺点： (1)结构复杂，配套设备多，需要的基建和设备投资高。 (2)货架安装精度要求高，施工比较困难，而且施工周期长。 (3)储存货物的品种受到一定限制，对长大笨重货物以及要求特殊保管条件的货物，必须单独设立储存系统。 (4)对仓库管理和技术人员要求较高，必须经过专门培训才能胜任。 (5)工艺要求高，包括建库前的工艺设计和投产使用中按工艺设计进行作业。 (6)弹性较小，难以应付储存高峰的需求。 (7)必须注意设备的保管保养并与设备提供商保持长久联系。
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
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.
自动化立体仓库的优点 作者: DHL 时间:03月24日 08:38 (1)由于能充分利用仓库的垂直空间，使其单位面积储存量远大于普通的单层仓库，一般是单层仓库的4—7倍。目前，世界上最高的立体仓库达40多米，容量超过数万个甚至10多万个货位。 (2)立体仓库采用巷道堆垛机，它沿着廊道上的轨道运行，不会与货架碰撞也无其他障碍物，因此，行驶速度较快，一般可达80一120米／分钟，升降速度)15.25米／分钟，货又取贷速度一般为15米／分钟。如果借助于计算机控制，5以准确无误地完成货物库内搬运工作。货物的搬运效率远比一般仓库高。 (3)立体仓库采用计算机进行仓储管理，可以方便地做到“先进先出”，防止货物自然老化、变质、生锈，也能避免货物的丢失。在库存管理中采用计算机，随时可以迅速、准确地清点盘库，由此大大提高了货物的仓储质量。 (4)立体仓库采用能堆存较高货位的占用较窄巷道的堆垛机，使仓库面积和空间位置的利用串大大提高。据统计，比单层仓库可节约用地约 I1／5到I1／3，节省劳力70％。因此，经济性较好。 (5)采用自动化立体仓库后，能较好地适应黑暗、低温、有毒等特殊环境的需要。例如，胶片厂储存放片卷轴的自动化仓库，在完全黑暗的条件下，通过计算机控制可以自动实现胶片卷轴的入库和出库。 自动化立体仓库的主要优点： (1)仓库作业全部实现机械化和自动化 (2)采用高层货架、立体储存，能有效地利用空间，减少占地面积，降低土地购置费用。 (3)采用托盘或货箱储存货物，货物的破损率显著降低。 (4)货位集中，便于控制与管理，特别是使用电子计算机，不但能够实现作业过程的自动控制，而且能够进行信息处理。 自动化立体仓库的缺点： (1)结构复杂，配套设备多，需要的基建和设备投资高。 (2)货架安装精度要求高，施工比较困难，而且施工周期长。 (3)储存货物的品种受到一定限制，对长大笨重货物以及要求特殊保管条件的货物，必须单独设立储存系统。 (4)对仓库管理和技术人员要求较高，必须经过专门培训才能胜任。
自动化立体仓库设计方案 1 物流中心总体规划 国际物流中心的业务对象涉及纺织、家电、通讯、机械等行业,要求仓储系统具有较大的柔性。为提高土地的利用率,国际物流中心仓储系统以自动化立体库为主体,同时考虑货柜式货架、立式旋转货架、平库结合的规划设计方案,以适应不同货物存储的需求。 国际物流中心基地根据发展需要建设自动化立体仓库。自动化立体仓库设计规模为占地面积１２０0０平方米,20个巷道，层数18，共计64800个标准货位。 表1 库区规划一览表
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２基础数据 根据物流中心业务的特点,提供每天2４小时服务,但考虑到出入库的频率，设计中按每天20小时计算。 物流中心年工作日为35０天。 货物存放周期按6天计算。 货品规格见下列各表。 方案一:入库及出库在同一平面，巷道方向及仓库长度方向平行。入出库方式采用电平叉车和辊道工艺，入库时采用叉车――积放输送机方式，叉车将货物单元运到输送机,再由输送机将货物送至立体库端部入库台,然后由堆垛机将货物单元从输送机上取走送入货位，出库时反方向运行。 方案二:货物单元作业采取在巷道一端入库，另一端出库的方式。
入库时采用――积放输送机方式，自动导引小车将货物单元运到输送机,再由输送机将货物送至立体库端部入库台,然后由堆垛机将货物单元从输送机上取走送入货位。出库时由堆垛机将货物从货位取出,送至出库端,由穿梭小车将货物送至出库作业出口。 3自动化立体库设计计算 3.１托盘设计 根据主要货品的规格并考虑托盘统一,设计托盘尺寸为(长x宽x 高):１2０0x10０0x150． 考虑存放货品的柔性,货物托盘的最大高度设计为１２80、113０和98０． 货物托盘的最大重量为:36０.实际设计设备(堆垛机及输送机等）的能力为4００。 3．2库存能力及设备配置 1)设计库存能力计算如下: 货架采用双货位方式，货架宽度为1100，每个货格长度为260０，货格高度分别为1200、13５0和1500。 货架排数：10（巷道数为５个,巷道方向及仓库长度平行） 货架列数:34列(*2) 货架层数:16层(1200货架5层、1３50货架５层和1500货架5层,及17００货架1层) 总货位数：１６*68*１０＝１088０个货位。
自动化立体仓库规划方案 利用立体仓库设备可实现仓库高层合理化，存取自动化，操作简便。自动化立体仓库如何规划呢？ 一、设计前的准备工作 1、要了解建库的现场条件，包括气象、地形、地质条件、地面承载能力、风及雪载荷、地震情况以及其他环境的影响。 2、在自动化立体仓库的总体设计中，机械、结构、电气、土建等多专业相互交叉、相互制约，这就要求第三方物流企业在进行设计时必须考虑到各专业的需要。例如，机械的运动精度要根据结构制作的精度和土建的沉降精度而选定。 3、要制定出第三方物流企业对仓储系统的投资、人员配置等计划，以此来确定仓储系统的规模和机械化、自动化的程度。 4、要对与第三方物流企业仓储系统有关的其他方面的条件进行调查了解，例如，货物的来源，连结库场的交通情况，货物的包装，搬运货物的方法，货物的最终去向和运输工具等等。 二、库场的选择与规划 库场的选择和布置对于仓储系统的基建投资、物流费用、劳动条件等都有重要的意义。考虑到城市规划、第三方物流企业的整体运作，自动化立体仓库最好选在靠近港口、码头、货运站等交通枢纽，或靠近生产地或原材料产地，或靠近主要的销售市场，这样可以大大地降低第三方物流企业的费用。库场地址是否合理对于环境保护、城市规划等也有一定的影响。例如，选择在受到交通限制的商业区建立自动化立体仓库，一方面与繁华的商业环境不协调，另一方面要花高价购买地皮。最重要的是，由于受到交通限制，只能每天半夜来运送货物，这显然是极不合理的。 三、确定仓库形式、作业方式和机械设备参数 仓库的形式需要在调查入库货物品种的基础上确定。一般都采用单元货格式仓库，如果存储的货物品种单一或很少，而且货物批量较大，可以采用重力式货架或者其他形式的贯通式仓库。根据出入库的工艺要求(整单元或零散出入库)来决定是否需要堆垛拣选作业，如果需要拣选作业，再确定拣选作业的方式。 在自动化立体仓库中还有一种作业方式常被采用，这就是所谓的"自由货位"方式，即货物可以就近入库，特别是对于出入库频繁和超长、超重的货物，应当尽量在到货和发货的地点附近作业，这样做不但可以缩短出入库时间，还节省了搬运费用。 自动化立体仓库所使用的机械设备有很多种，一般都包括巷道堆垛机、连续输送机、高层货架，自动化程度高的还有自动导向车。在进行仓库的总体设计时，要根据仓库的规模、货物的品种、出入库频率等选择最适合的机械设备，并确定这些设备的主要参数。 四、确定货物单元形式及规格 由于自动化立体仓库的前提是单元化的搬运，所以确定货物单元的形式、尺寸和重量是一个非常重要的问题。它会影响到第三方物流企业对仓库的投资，而且会影响到整个仓储系统的配备、设施等问题。因此，为了合理确定货物单元的形式、尺寸和重量，应根据调查和统计的结果，列出所有可能的货物单元形式和规格，并做出合理的选择。对于那些形状和尺寸比较特殊或者很重的货物，可以单独处理。 五、确定库容量(包括缓存区) 库容量是指在同一时间仓库可容纳的货物单元数，这对自动化立体仓库来说是一个非常重要的参数。由于在库存周期会受到许多预料之外因素的影响，因此库存量的波峰值有时会大大超出自动化立体仓库的实际库容量。除此之外，有的自动化立体仓库仅仅考虑了货架区的容量，而忽视了缓存区的面积，结果造成缓存区的面积不足，使得货架区的货物出不来，库房
自动化立体仓库，也叫自动化立体仓储，物流仓储中出现的新概念，利用立体仓库设备可实现仓库高层合理化，存取自动化，操作简便化：自动化立体仓库，是当前技术水平较高的形式。自动化立体仓库的主体由货架，巷道式堆垛起重机、入（出）库工作台和自动运进（出）及操作控制系统组成。货架是钢结构或钢筋混凝土结构的建筑物或结构体，货架内是标准尺寸的货位空间，巷道堆垛起重机穿行于货架之间的巷道中，完成存、取货的工作。管理上采用计算机及条形码技术。 定义 自动化立体仓库，也叫自动化立体仓储，物流仓储中出现的新概念，利用立体仓库设备可实现仓库高层合理化，存取自动化，操作简便化：自动化立体仓库，是当前技术水平较高的形式。自动化立体仓库的主体由货架，巷道式堆垛起重机、入(出)库工作台和自动运进(出)及操作控制系统组成。货架是钢结构或钢筋混凝土结构的建筑物或结构体，货架内是标准尺寸的货位空间，巷道堆垛起重机穿行于货架之间的巷道中，完成存、取货的工作。管理上采用计算机系统，采用条形码技术或RFID射频识别物料信息。 编辑本段基本介绍 自动化立体仓库 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。 对立体仓库及其物料搬运设备的研制开始并不晚，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
自动化立体仓库设计步骤 立体仓库设计，一般分为以下几步： 一）、收集、研究用户的原始资料，明确用户所要达到的目标，这些原始资料包括： 1、明确自动化立体仓库与上游、下游衔接的工艺过程； 2、物流要求：上游进入仓库的最大入库流量、向下游转运的最大出库流量以及所要求的库容量； 3、物料的规格参数：物料的品种数、物料的包装形式、外包装尺寸、重量、保存方式及其它物料的其它特征； 4、立体仓库的现场条件及环境要求； 5、用户对仓库管理系统的功能要求； 6、其它相关的资料及特殊要求。 二）、确定自动化立体仓库的主要形式及相关参数 所有原始资料收集完毕后，可根据这些第一手资料计算出设计时所需的相关参数，包括： 1、对整个库区的出入库问题要求，即仓库的流量要求； 2、货物单元的外形尺寸及其重量； 3、仓库储存区（货架区）的仓位数量； 4、结合上述三点确定储存区（货架厂）货架的排数、列数及巷道数目其它相关技术参数。三）、合理布置自动化立体仓库的总体布局及物流图 一般来说，自动化立体仓库包括：入库暂存区、检验区、码垛区、储存区、出库暂存区、托盘暂存区、不合格品暂存区及杂物区等。规划时，立体仓库内不一定要把上述的每一个区都规划进去，可根据用户的工艺特点及要求来合理划分各区域和增减区域。同时，还要合理考虑物料的流程，使物料的流动畅通无阻，这将直接影响到自动化立体仓库的能力和效率。四）、选择机械设备类型及相关参数 货架： 货架的设计是立体仓库设计的一项重要内容，它直接影响到立体仓库面积和空间的利用率。 1、货架形式：货架的形式有很多，而用在自动化立体仓库的货架一般有：横梁式货架、牛腿式货架、流动式货架等。设计时，可根据货物单元的外形尺寸、重量及其它相关因素来合理选取。 2、货格的尺寸：货格的尺寸取决于货物单元与货架立柱、横梁（牛腿）之间的间隙大小，同对，在一定程度上也受到货架结构型式及其它因素的影响。 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。它由机架（上横梁、下横梁、立柱）、水平行走机构、提升机构、载货台、货叉及电气控制系统构成。 1、堆垛机形式的确定：堆垛机形式多种多样，包括料箱式堆垛机、托盘式堆垛机、弯轨堆垛机、轨巷道式堆垛机、单立柱堆垛机、双立柱堆垛机等等。 2、堆垛机速度的确定：根据仓库的流量要求，计算出堆垛机的水平速度、提升速度及货叉速度。 3、其它参数及配置：据仓库现场情况及用户的要求选定堆垛机的定位方式、通讯方式等。堆垛机的配置可高度低，视具体情况而定。 输送系统： 根据物料及流通要求，合理选择输送设备的类型，包括：辊道输送机、链式输送机、皮带输送机、升降移载机、提升机、RGV、AGV等。同时，还要根据仓库的瞬时流量峰值合理确定