高貨位貨架的新型發(fā)展成果-自動(dòng)化立體庫的介紹

（從普通高貨位重型貨架向自動(dòng)化立體倉庫的發(fā)展趨勢）

自動(dòng)化立體倉庫是高層貨架的一種新型自動(dòng)化形式。

高層貨架:用于存儲(chǔ)貨物的鋼結(jié)構(gòu)。目前主要有焊接式貨架和組合式貨架兩種基本形式。

托盤（貨箱）：用于承載貨物的器具，亦稱工位器具。

巷道堆垛機(jī):用于自動(dòng)存取貨物的設(shè)備。按結(jié)構(gòu)形式分為單立柱和雙立柱兩種基本形式；按服務(wù)方式分為直道、彎道和轉(zhuǎn)移車三種基本形式。

輸送機(jī)系統(tǒng):立體庫的主要外圍設(shè)備，負(fù)責(zé)將貨物運(yùn)送到堆垛機(jī)或從堆垛機(jī)將貨物移走。輸送機(jī)種類非常多，常見的有輥道輸送機(jī)，鏈條輸送機(jī)，升降臺，分配車，提升機(jī)機(jī)，皮帶機(jī)等。

AGV系統(tǒng):即自動(dòng)導(dǎo)向小車。根據(jù)其導(dǎo)向方式分為感應(yīng)式導(dǎo)向小車和激光導(dǎo)向小車。

自動(dòng)控制系統(tǒng):驅(qū)動(dòng)自動(dòng)化立體庫系統(tǒng)各設(shè)備的自動(dòng)控制系統(tǒng)。目前以采用現(xiàn)場總線方式為控制模式為主。

庫存信息管理系統(tǒng):亦稱中央計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)。是全自動(dòng)化立體庫系統(tǒng)的核心。目前典型的自動(dòng)化立體庫系統(tǒng)均采用大型的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)（如ORACLE，SYBASE等）構(gòu)筑典型的客戶機(jī)/服務(wù)器體系，可以與其他系統(tǒng)（如ERP系統(tǒng)等）聯(lián)網(wǎng)或集成。

自動(dòng)化立體倉庫的作用

（1）能夠大大提高倉庫的單位面積利用率；

（2）能夠提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度；

（3）能夠減少貨物處理和信息處理過程的差錯(cuò)；

（4）能夠合理有效的進(jìn)行庫存控制；

（5）能較好的滿足特殊倉儲(chǔ)環(huán)境的需要；

（6）能夠提高作用質(zhì)量，保證貨品在整個(gè)倉儲(chǔ)過程的安全運(yùn)行；

（7）便于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的整體優(yōu)化。

自動(dòng)化立體倉庫的基本設(shè)施

（1）倉庫建筑與高層貨架；

（2）巷道堆垛起重機(jī)：機(jī)架、運(yùn)行機(jī)構(gòu)、升降機(jī)構(gòu)、貨叉伸縮機(jī)構(gòu)、電氣控制設(shè)備；

（3）周邊搬運(yùn)系統(tǒng)；

（4）控制系統(tǒng)。

一、自動(dòng)化立體庫的概念

自動(dòng)化立體庫（AutomaticStorage & Retrieval System）指可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)存、取貨作業(yè)功能的立體倉庫。自動(dòng)化立體庫由堆垛起重機(jī)、高層貨架、場內(nèi)AGV、場內(nèi)有軌小車、中轉(zhuǎn)貨位、出入庫傳送軌道、場外AGV和中轉(zhuǎn)貨倉組成。

倉庫的主體貨架是鋼結(jié)構(gòu)或鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的建筑物或結(jié)構(gòu)體，貨架內(nèi)是標(biāo)準(zhǔn)尺寸的貨位空間，巷道堆垛起重機(jī)穿行于貨架之間的巷道中，完成存、取貨的工作。管理上采用計(jì)算機(jī)及條形碼技術(shù)。

二、起源和發(fā)展

自動(dòng)化立體庫源于二戰(zhàn)后經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展。

中國對自動(dòng)化立體庫的研究起步較早，盡管中間有過短暫的停頓，但后期加速追趕，逐步具有了參與國際競爭的實(shí)力。

進(jìn)入21世紀(jì)，早期參與自動(dòng)化立體庫研究的蘇州起重機(jī)廠、太原五一機(jī)器廠等隨著企業(yè)改制逐步消失在人們的視野。隨之催生了一大批集成方案輸出和零部件供應(yīng)企業(yè)，產(chǎn)生了蘇州和太原兩大堆垛機(jī)產(chǎn)業(yè)基地，整個(gè)物流裝備行業(yè)一遍欣欣向榮。

外資企業(yè)和合資企業(yè)更是如雨后春筍般涌現(xiàn)。

這些現(xiàn)在活躍于市場的國際性企業(yè)，幾乎同時(shí)選擇在這一時(shí)期開始在中國落地生根。

隨著數(shù)據(jù)感知、人工智能算法決策和機(jī)器人技術(shù)的發(fā)展，阿里、京東等一大批互聯(lián)網(wǎng)和科技企業(yè)圍繞智慧物流動(dòng)作不斷，偶有黑科技爆出。

可以預(yù)見，在不遠(yuǎn)的將來，占地面積非常小、庫容特別大、效率特別高、能耗特別低的無人化綠色立體倉庫就有可能出現(xiàn)。

三、自動(dòng)化立體庫的實(shí)施方案設(shè)計(jì)

1、收集相關(guān)資料，明確設(shè)計(jì)需求

⑴自動(dòng)化立體庫與上下游工序的協(xié)作過程:如驗(yàn)收區(qū)、平置區(qū)、拆零庫、不合格品區(qū)、發(fā)貨區(qū)的工序業(yè)務(wù)銜接；

⑵上游最大出庫量、下游最大出庫量、立體庫最大庫容，出入庫和補(bǔ)貨、移位頻度；

⑶貨品品類、包裝形式、外觀尺寸、堆垛層高上限、重量和屬性要求（通常要求藥品與非藥品、內(nèi)用藥與外用藥之間間隔一個(gè)托盤位）；

⑷溫濕度和環(huán)境要求，通常醫(yī)藥流通領(lǐng)域自動(dòng)化立體庫為陰涼庫，濕度35%-75%，溫度0-20攝氏度。如果是冷庫（2-8攝氏度），則需對堆垛機(jī)、穿梭車、輸送機(jī)、貨架等設(shè)備采用耐低溫、耐低濕處理，保障其能在低溫低濕環(huán)境中穩(wěn)定高效運(yùn)行；

⑸公司ERP、WMS、WCS對自動(dòng)化立體庫管理系統(tǒng)的要求；

⑹倉庫管理人員的其他要求。

2、確定自動(dòng)化立體倉庫的形式和相關(guān)技術(shù)參數(shù)

結(jié)合第1項(xiàng)所了解的資料計(jì)算出儲(chǔ)存區(qū)所需要貨架的排數(shù)、列數(shù)，巷道數(shù)目其它相關(guān)技術(shù)參數(shù)。

3、設(shè)計(jì)自動(dòng)化立體庫的整體布局并繪制物流圖

一般來說，一家醫(yī)藥物流倉庫至少應(yīng)包括收貨區(qū)、驗(yàn)收區(qū)、整板存儲(chǔ)區(qū)（含揀貨、復(fù)核區(qū)）、整件存儲(chǔ)區(qū)（含揀貨、復(fù)核區(qū)）、拆零區(qū)（含揀貨區(qū)和復(fù)核打包區(qū)、包材區(qū)）、特殊藥品庫（中藥材區(qū)、中藥飲片庫、醫(yī)療器械庫等）、冷庫、發(fā)貨區(qū)（含集貨區(qū)、理貨區(qū)和裝車區(qū)）和收貨、發(fā)貨、調(diào)度辦公室等區(qū)域（自動(dòng)化程度不高的倉庫要規(guī)劃叉車、托盤、周轉(zhuǎn)箱、經(jīng)營車和勞保用品擺放區(qū)及茶水間等區(qū)域），通常整板存儲(chǔ)區(qū)采用自動(dòng)化立體庫。

如果整體規(guī)劃，就相對比較容易，根據(jù)第一項(xiàng)調(diào)查的信息，合理規(guī)劃庫容，設(shè)計(jì)線路即可（注意貨品不走回頭路，整箱和逆向貨品不要發(fā)生交叉和湍流）。

如果是單獨(dú)設(shè)計(jì)自動(dòng)化立體庫，就要特別注意與其他各區(qū)域的協(xié)調(diào)性，以確保整體效率最高。

4、選擇設(shè)備類型和參數(shù)

⑴貨架

①確定貨架形式：常用的貨架有橫梁式、牛腿式、流動(dòng)式等，設(shè)計(jì)時(shí)根據(jù)貨物單元的外形尺寸、重量及其它相關(guān)因素選取。

②貨格的尺寸：貨格的尺寸取決于貨物單元與貨架立柱、橫梁（牛腿）之間的間隙大小，同對，在一定程度上也受到貨架結(jié)構(gòu)型式及其它因素的影響。

貨架的設(shè)計(jì)是立體倉庫設(shè)計(jì)的一項(xiàng)重要內(nèi)容，直接影響到立體倉庫面積和空間的利用率。

⑵堆垛機(jī)

①確定堆垛機(jī)形式：常見的有單軌巷道式堆垛機(jī)、雙軌巷道式堆垛機(jī)、轉(zhuǎn)巷道式堆株機(jī)、單立柱型堆垛機(jī)、雙立柱型堆垛機(jī)等。

②確定堆垛機(jī)速度：根據(jù)倉庫的流量要求，計(jì)算出堆垛機(jī)的水平速度、提升速度及貨叉速度，需要說明的是，單個(gè)設(shè)備的速度快不一定會(huì)帶來整體速度和效率的提升，關(guān)鍵是整體的協(xié)調(diào)和配合。

③其它參數(shù)及配置：據(jù)倉庫現(xiàn)場情況及公司要求選定堆垛機(jī)的定位方式、通訊方式等。堆垛機(jī)的配置可高可低，視具體情況而定。

⑶輸送系統(tǒng)

根據(jù)物流圖，合理選擇輸送機(jī)的類型，包括：輥道輸送機(jī)、鏈條輸送機(jī)、皮帶輸送機(jī)、升降移載機(jī)、提升機(jī)等。同時(shí)，還要根據(jù)倉庫的瞬時(shí)流量合理確定輸送系統(tǒng)的速度。

⑷其它輔助設(shè)備

根據(jù)倉庫工藝流程及用戶的一些特殊要求，可適當(dāng)增加一些輔助設(shè)備，包括：手持終端、叉車、平衡吊等，有條件的企業(yè)也可以選用碼垛機(jī)器人、AGV等。

5、設(shè)計(jì)WCS和WMS各功能模塊

根據(jù)倉庫的工藝流程及公司的要求，合理設(shè)計(jì)控制系統(tǒng)及倉庫管理系統(tǒng)（WMS）?？刂葡到y(tǒng)及倉庫管理系統(tǒng)一般采用模塊化設(shè)計(jì)，便于升級和維護(hù)。

6、方案測試

在電腦上對整套系統(tǒng)貯運(yùn)工作進(jìn)行仿真模擬，查找問題和不足，并作出相應(yīng)的調(diào)整，直至整個(gè)立體庫運(yùn)行平穩(wěn)。

7、方案細(xì)化和落地

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