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1 自動化立體倉庫調(diào)研 關(guān)于自動化立體倉庫的報告 摘要 隨著加工制造業(yè)領(lǐng)域的拓寬和生產(chǎn)規(guī)模的擴大 原材料和半成品及成品的儲 存成為企業(yè)必須解決的重要問題 采用自動化立體倉庫已成為必然的選擇 因此自動化立 體倉庫的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒏訌V泛 針對自動化立體庫的概念 特點及作用進(jìn)行了介紹 并對 發(fā)歷程及展趨勢做了簡要分析 前言 自動化立體倉庫是現(xiàn)代物流系統(tǒng)中迅速發(fā)展的一個重要組成部分 它具有 節(jié)約用地 減輕勞動強度 消除差錯 提高倉儲自動化水平及管理水平 提高 管理和操作人員素質(zhì) 降低儲運損耗 有效地減少流動資金的積壓 提高物流 效率等諸多優(yōu)點 與廠級計算機管理信息系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)以及與生產(chǎn)線緊密相連的自 動化立體倉庫更是當(dāng)今 CIMS 計算機集成制造系統(tǒng) 及 FMS 柔性制造系統(tǒng) 必 不可少的關(guān)鍵環(huán)節(jié) 一 概述 自動化立體倉庫又稱自動化高架倉庫或自動存儲系統(tǒng) AS RS 系統(tǒng) 它是 一種基于高層貨架 采用計算機進(jìn)行控制管理 自動化存取輸送設(shè)備自動化進(jìn) 行存取作業(yè)的倉儲系統(tǒng) 自動化立體倉庫是實現(xiàn)高效率物流和大容量儲藏的關(guān) 鍵系統(tǒng) 在現(xiàn)代化生產(chǎn)和商品流通中具有舉足輕重的作用 自動化立體倉庫是 當(dāng)代貨架儲存系統(tǒng)發(fā)展的最高階段 它與自動化分揀系統(tǒng)和自動導(dǎo)向車并稱為 物流技術(shù)現(xiàn)代化的三大標(biāo)志 所謂自動化高層貨架倉庫是指用高層貨架儲存貨物 以巷道堆垛起重機配 合周圍其他裝卸搬運系統(tǒng)進(jìn)行存取出入庫作業(yè) 并由計算機全面管理和控制的 一種自動化倉庫 廣義地說 自動化倉庫系統(tǒng)是在不直接進(jìn)行人工處理的情況下 能自動地 存儲和取出物料的系統(tǒng) 是一個將毛坯 半成品 配套件或產(chǎn)品 工具等物料 2 自動存取 自動檢索的系統(tǒng) 是物流系統(tǒng)的重要組成部分 自動化高層貨架倉庫主要由貨架 巷道堆垛起重機 出入庫配套機械設(shè)施 和管理控制系統(tǒng)等部分所組成 一 自動化立體倉庫的基本優(yōu)勢 1 科學(xué)存儲 提高物料調(diào)節(jié)水平 作為倉庫 立體倉庫首先應(yīng)具有儲存的 功能 系統(tǒng)應(yīng)能對物料進(jìn)行科學(xué)的管理 使物料合理存放 提高處理效率 適 應(yīng)儲存與生產(chǎn)的工藝要求 2 銜接生產(chǎn) 加快物資周轉(zhuǎn) 降低成本 作為生產(chǎn)過程的中間環(huán)節(jié) 立體 倉庫應(yīng)具有原材料 在制品和成品的緩沖存儲功能 在自動化和機械化設(shè)備處 理條件下 自動化程度提高 各種物料庫存周期縮短 從而降低了總成本 3 為企業(yè)的生產(chǎn)指揮和決策提供有效的依據(jù) 自動化倉庫是企業(yè)信息系統(tǒng) 的重要組成部分 尤其在集成化的環(huán)境下物流信息系統(tǒng)與企業(yè)信息系統(tǒng)成為有 機的整體 企業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)者根據(jù)庫存信息制定相應(yīng)的戰(zhàn)略和計劃 指揮 監(jiān)測和 調(diào)整企業(yè)的生產(chǎn)活動 二 自動化立體倉庫的社會效益和經(jīng)濟效益 1 由于使用高層貨架存儲貨物 存儲區(qū)可以大幅度地向高空發(fā)展 充分利 用倉庫地面和空間 因此節(jié)省了庫存占地面積 提高了空間利用率 目前世界 上最高的立體倉庫已達(dá) 70m 立體倉庫單位面積的存儲量是普通倉庫的 5 10 倍 采用高層貨架儲存并結(jié)合計算機管理 可以實現(xiàn)貨物的先入先出原則 防止貨 物的自然老化 變質(zhì) 生銹或發(fā)霉 2 自動存取 AS RS 使用機械和自動化設(shè)備 運行和處理速度快 提高了勞 動生產(chǎn)率 降低了操作人員的勞動強度 同時 能方便地納入企業(yè)的物流系統(tǒng) 使企業(yè)物流更趨合理化 3 計算機控制能夠始終準(zhǔn)確無誤地對各種信息進(jìn)行存儲和管理 減少了貨 物處理和信息處理過程中的差錯 而人工管理則做不到這一點 同時 借助于 計算機管理還能有效地利用倉庫儲存能力 便于清點和盤庫 合理減少庫存 加快資金周轉(zhuǎn) 節(jié)約流動資金 從而提高倉庫的管理水平 4 自動化倉庫的信息系統(tǒng)可以與企業(yè)的生產(chǎn)信息系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng) 實現(xiàn)企業(yè)信息 管理的自動化 同時 由于使用自動化倉庫 促進(jìn)企業(yè)的科學(xué)管理 減少了浪 3 費 保證均衡生產(chǎn) 從而也提高了操作人員素質(zhì)和管理人員的水平 5 自動化立體倉庫對于提升企業(yè)形象 具有巨大的社會經(jīng)濟效益 此外 自動化倉庫系統(tǒng)適于建立倉庫網(wǎng)絡(luò)群 協(xié)調(diào)區(qū)域性甚至全國范圍的 物流 有利于建立和推行國家商品物資倉儲標(biāo)準(zhǔn)體系 統(tǒng)一倉庫業(yè)務(wù)流程標(biāo)準(zhǔn) 統(tǒng)一單據(jù)格式系統(tǒng)和管理權(quán)限 規(guī)范操作 有利于實現(xiàn)倉庫 生產(chǎn)企業(yè)的電子 化處理 挖掘倉庫結(jié)點的物資銀行功能等新型業(yè)務(wù) 利于開展電子商務(wù)和物流 配送 有利于業(yè)務(wù)的開展和客戶的開發(fā) 豐富工作手段 提高企業(yè)的競爭力 二 自動化立體倉庫的分類 一 按照建筑物形式分類 按建筑形式可分為整體式和分離式兩種 1 整體式 是指貨架除了存儲貨物以外 還作為建筑物的支撐結(jié)構(gòu) 構(gòu) 成 建筑物的一部分 即庫房貨架一體化結(jié)構(gòu) 一般整體式高度在 12 米以上 這種 倉庫結(jié)構(gòu)重量輕 整體性好 抗震好 2 分離式 分離式中存貨物的貨架在建筑物內(nèi)部獨立存在 分離式高度在 12 米以下 但也有 15 米至 20 米的 適用于利用原有建筑物作庫房 或在廠房 和倉庫內(nèi)單建一個高貨架的場所 二 按照貨物存取形式分類 按照貨物存取形式分為單元貨架式 移動貨架式和揀選貨架式 1 單元貨架式 單元貨架式是常見的倉庫形式 貨物先放在托盤或集裝箱 內(nèi) 再裝入單元貨架的貨位上 2 移動貨架式 移動貨架式由電動貨架組成 貨架可以在軌道上行走 由 控制裝置控制貨架合攏和分離 作業(yè)時貨架分開 在巷道中可進(jìn)行作業(yè) 不作 業(yè)時可將貨架合攏 只留一條作業(yè)巷道 從而提高空間的利用率 3 揀選貨架式 揀選貨架式中分揀機構(gòu)是其核心部分 分為巷道內(nèi)分揀和 巷道外分揀兩種方式 人到貨前揀選 是揀選人員乘揀選式堆垛機到貨格前 從貨格中揀選所需數(shù)量的貨物出庫 貨到人處揀選 是將存有所需貨物的托盤 或貨箱由堆垛機至揀選區(qū) 揀選人員按提貨單的要求揀出所需貨物 再將剩余 的貨物送回原地 4 三 按照貨架構(gòu)造形式分類 可分為單元貨格式 貫通式 水平旋轉(zhuǎn)式和垂直旋轉(zhuǎn)式 1 單元貨格式倉庫 類似單元貨架式 巷道占去了三分之一左右的面積 2 貫通式 為了提高倉庫利用率 可以取消位于各排貨架之間的巷道 將 個體貨架合并在一起 使每一層 同一列的貨物互相貫通 形成能一次存放多 貨物單元的通道 而在另一端由出庫起重機取貨 成為貫通式倉庫 根據(jù)貨物 單元在通道內(nèi)的移動方式 貫通式倉庫又可分為重力式貨架倉庫和穿梭小車式 貨架倉庫 重力式貨架倉庫每個存貨通道只能存放同一種貨物 所以它適用于 貨物品種不太多而數(shù)量又相對較大的倉庫 梭式小車可以由起重機從一個存貨 通道搬運到另一通道 3 水平旋轉(zhuǎn)式倉庫的貨架 這類倉庫本身可以在水平面內(nèi)沿環(huán)形路線來回 運行 每組貨架由若干獨立的貨柜組成 用一臺鏈?zhǔn)絺魉蜋C將這些貨柜串連起 來 每個貨柜下方有支撐滾輪 上部有導(dǎo)向滾輪 傳送機運轉(zhuǎn)時 貨柜便相應(yīng) 運動 需要提取某種貨物時 只需在操作臺上給予出庫指令 當(dāng)裝有所需貨物 的貨柜轉(zhuǎn)到出貨口時 貨架停止運轉(zhuǎn) 這種貨架對于小件物品的揀選作業(yè)十分 合適 它簡便實用 充分利用空間 適用于作業(yè)頻率要求不太高的場合 4 垂直旋轉(zhuǎn)貨架式倉庫 與水平旋轉(zhuǎn)貨架式倉庫相似 只是把水平面內(nèi)的 旋轉(zhuǎn)改為垂直面內(nèi)的旋轉(zhuǎn) 這種貨架特別適用于存放長卷狀貨物 如地毯 地 板革 膠片卷 電纜卷等 三 自動化立體倉庫的技術(shù)性能 一 控制系統(tǒng) 技術(shù)先進(jìn) 采用現(xiàn)場控制總線直接通訊的方式 真正做到計算機只監(jiān)不控 所有的決策 作業(yè)調(diào)度和現(xiàn)場信息等均由堆垛機 出入庫輸送機等現(xiàn)場設(shè)備通 過相互間的通訊來協(xié)調(diào)完成 1 每個貨位的托盤號分別記錄在堆垛機和計算機的數(shù)據(jù)庫里 管理員可利 用對比功能來比較計算機的記錄和堆垛機里的記錄 并進(jìn)行修改 修改可自動 完成和手動完成 2 系統(tǒng)軟 硬件功能齊全 用戶界面清晰 便于操作維護 5 堆垛機有自動召回原點的功能 即無論任何情況 只要貨叉居中且水平運 行正常時 可按照下達(dá)的命令自動返回原點 這意味著操作人員和維護人員可 以盡量不進(jìn)入巷道 3 智能的控制系統(tǒng) 可以實現(xiàn)真正的自動盤庫功能 避免了以往繁重的人 工盤庫工作 減輕了倉庫管理人員的工作強度 同時保證了出庫作業(yè)的出錯率 為零 二 監(jiān)控管理系統(tǒng) 監(jiān)控管理系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)管理 入庫管理 出庫管理 查詢 報表 單據(jù)與 盤庫 報警 監(jiān)控與動畫等模塊 四 自動化立體倉庫的組成部分 1 貨架 用于存儲貨物的鋼結(jié)構(gòu) 主要有焊接式貨架和組合式貨架兩種基 本形式 2 托盤 貨箱 用于承載貨物的器具 亦稱工位器具 3 巷道堆垛機 用于自動存取貨物的設(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 4 輸送機系統(tǒng) 立體庫的主要外圍設(shè)備 負(fù)責(zé)將貨物運送到堆垛機或從堆 垛機將貨物移走 輸送機種類非常多 常見的有輥道輸送機 鏈條輸送機 升 降臺 分配車 提升機 皮帶機等 5 AGV 系統(tǒng) 即自動導(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 6 自動控制系統(tǒng) 驅(qū)動自動化立體庫系統(tǒng)各設(shè)備的自動控制系統(tǒng) 以采用 現(xiàn)場總線方式為控制模式為主 7 儲存信息管理系統(tǒng) 亦稱中央計算機管理系統(tǒng) 是全自動化立體庫系統(tǒng) 的核心 典型的自動化立體庫系統(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 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 五 自動化立體倉庫的優(yōu)越性能 6 自動化立體倉庫其優(yōu)越性是多方面的 對于企業(yè)來說 可從以下幾個方面得 到體現(xiàn) 1 提高空間利用率 早期立體倉庫的構(gòu)想 其基本出發(fā)點就是提高空間利用率 充分節(jié)約有限 且寶貴的土地 在西方有些發(fā)達(dá)國家 提高空間利用率的觀點已有更廣泛深刻 的含義 節(jié)約土地 已與節(jié)約能源 環(huán)境保護等更多的方面聯(lián)系起來 有些甚 至把空間的利用率作為系統(tǒng)合理性和先進(jìn)性考核的重要指標(biāo)來對待 立體庫的空間利用率與其規(guī)劃緊密相連 一般來說 自動化高架倉庫其空間利 用率為普通平庫的 2 5 倍 這是相當(dāng)可觀的 2 便于形成先進(jìn)的物流系統(tǒng) 提高企業(yè)生產(chǎn)管理水平 傳統(tǒng)倉庫只是貨物儲存的場所 保存貨物是其唯一的功能 是一種 靜態(tài) 儲存 自動化立體倉庫采用先進(jìn)的自動化物料搬運設(shè)備 不僅能使貨物在倉庫 內(nèi)按需要自動存取 而且可以與倉庫以外的生產(chǎn)環(huán)節(jié)進(jìn)行有機的連接 并通過 計算機管理系統(tǒng)和自動化物料搬運設(shè)備使倉庫成為企業(yè)生產(chǎn)物流中的一個重要 環(huán)節(jié) 企業(yè)外購件和自制生產(chǎn)件進(jìn)入自動化倉庫儲存是整個生產(chǎn)的一個環(huán)節(jié) 短時儲存是為了在指定的時間自動輸出到下一道工序進(jìn)行生產(chǎn) 從而形成一個 自動化的物流系統(tǒng) 這是一種 動態(tài)儲存 也是當(dāng)今自動化倉庫發(fā)展的一個明 顯的技術(shù)趨勢 以上所述的物流系統(tǒng)又是整個企業(yè)生產(chǎn)管理大系統(tǒng) 從訂貨 必要的設(shè)計 和規(guī)劃 計劃編制和生產(chǎn)安排 制造 裝配 試驗 發(fā)運等 的一個子系統(tǒng) 建立物流系統(tǒng)與企業(yè)大系統(tǒng)間的實時連接 是自動化高架倉庫發(fā)展的另一個明 顯的技術(shù)趨勢 六 自動化立體倉庫的系統(tǒng)優(yōu)點 1 節(jié)約倉庫占地面積 使倉庫的空間實現(xiàn)了充分的利用 由于自動化立體 倉庫采用大型倉儲貨架的拼裝 又加上自動化管理技術(shù)使得貨物便于查找 因 此建設(shè)自動化立體倉庫就比傳統(tǒng)倉庫的占地面積小 但是空間利用率大 在發(fā) 達(dá)國家 提高空間的利用率已經(jīng)作為系統(tǒng)合理性和先進(jìn)性的重要考核指標(biāo) 在 提倡節(jié)能環(huán)保的今天 自動化立體倉庫在節(jié)約占地資源上有著很好的效果 也 7 是必將使未來倉儲發(fā)展的一大趨勢 2 自動化管理提高了倉庫的管理水平 自動化立體倉庫采用計算機對貨品 信息進(jìn)行準(zhǔn)確無誤的信息管理 減少了在存儲貨物中可能會出現(xiàn)的差錯 提高 了工作效率 同時 立體自動化倉庫在入庫出庫的貨品運送中實現(xiàn)機動化 搬 運工作安全可靠 減少了貨品的破損率 還能通過特殊設(shè)計使一些對環(huán)境有特 殊要求的貨品能有很好的保存環(huán)境 比如有毒 易爆的貨品 也減少了人在搬 運貨品時可能會受到的傷害 3 自動化立體倉庫可以形成先進(jìn)的生產(chǎn)鏈 促進(jìn)了生產(chǎn)力的進(jìn)步 專業(yè)人 士指出 由于自動化立體倉庫的存取效率高 因此可以有效地連接倉庫外地生 產(chǎn)環(huán)節(jié) 可以在存儲中形成自動化的物流系統(tǒng) 從而形成有計劃有編排的生產(chǎn) 鏈 使生產(chǎn)能力得到了大幅度的提升 七 自動化立體倉庫的發(fā)展現(xiàn)狀 在人力資本高企的今天 降低企業(yè)的各項成本 實現(xiàn)自動化管理成為企業(yè) 研究的一個重要戰(zhàn)略課題 對于制造業(yè)來說 物流成本在其成本中比重是相當(dāng) 大的 統(tǒng)計數(shù)據(jù)顯示 物流費用通常占制造成本 50 以上的比例 因此 物料 與倉儲管理以及成本控制已經(jīng)成為影響產(chǎn)品市場競爭力的關(guān)鍵 與企業(yè)的效益 密不可分 由于自動化立體倉庫的作業(yè)效率及自動化的技術(shù)水平可以使得企業(yè)物流效 率大幅提升 立體庫的基本技術(shù)也日益成熟 因此越來越多的企業(yè)開始采用自 動化立體倉庫 很多企業(yè)不僅建設(shè)中大型的立體庫 也根據(jù)需要建設(shè)了很多中 小型自動化立體庫 據(jù) 2013 2017 年中國自動化立體倉庫行業(yè)投資需求與發(fā)展前景分析報告 顯示 2012 年是中國自動化立體庫得到較快發(fā)展的一年 2012 年初 由于眾多 物流系統(tǒng)工程項目的紛紛開工 自動化立體庫項目建設(shè)市場一片繁榮 據(jù)不完 全統(tǒng)計 2012 年建設(shè)的具有較大規(guī)模的立體倉庫在建項目有 130 多座 截至 2012 年 12 月 全國自動化立體庫保有量超過 1200 座 隨著國家經(jīng)濟的持續(xù)向好和對自動化立體倉庫需求較高的煙草 醫(yī)藥 機 械等行業(yè)的持續(xù)快速增長 未來自動化立體倉庫面臨著較大的市場需求 以醫(yī) 藥行業(yè)為例 據(jù)國家統(tǒng)計局?jǐn)?shù)據(jù)顯示 截至 2012 年 我國工業(yè)總產(chǎn)值在 2000 8 萬以上的企業(yè)數(shù)量為 6075 家 以 10 的需求量計算 醫(yī)藥行業(yè)對自動化立體倉 庫的需求量就有 607 套 而保有量不足 200 套 市場前景可觀 從這市場前景看 接下來相當(dāng)長的時間內(nèi)我國自動化立體倉庫的發(fā)展將會 大有作為 倉儲領(lǐng)域也正等著迎接一場縱向空間的革新 八 結(jié)束語 隨著我國流通體制改革的不斷深化 對外貿(mào)易的不斷發(fā)展 要求倉庫的建 設(shè)與管理要適應(yīng)新形勢的需要 還需進(jìn)一步快速發(fā)展 首先應(yīng)加強倉儲理論研 究和宣傳 提高有關(guān)人士對倉庫建設(shè)在物流 在國民經(jīng)濟發(fā)展中重要性的認(rèn)識 其次 要改革現(xiàn)行的倉儲管理體制 同時加快完善倉庫功能多元化 隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展 經(jīng)濟體制的日趨完善 生產(chǎn)水平的大大提高 自動 化立體倉庫將得到更好的應(yīng)用與發(fā)展 因此 倉儲自動化的普及是我國倉儲業(yè) 的未來趨勢