當前位置: 首頁 ﹥ 技術文檔

解析:自動化倉儲管理和智能自動化倉儲技術的5個階段

自動化技術在倉儲領域(包括主體倉庫)中的發展可分為5個階段:人工倉儲階段、機械倉儲階段、自動化倉儲階段、集成化倉儲階段和智能自動化倉儲階段。在20世紀90年代後期的若幹年内,智能自動化倉儲将是自動化技術的主要發展方向。

第1階段,物資的輸送、存儲、管理和控制主要靠人工實現,其實時性和直觀性是其主要優點,其人工倉儲技術在初期設備投資的經濟指标也具有一定的優越性。

第2階段,物料通過各種各樣的傳送帶、工業輸送車、機械手、吊車、堆垛機和升降機進行移動和搬運。用貨架托盤和可移動貨架存儲物料,通過人工對機械操作存取設備,用限位開關、螺旋機械制動和機械監視器等控制設備的運行。機械化滿足了人們速度、精度、高度、重量、重複存取和搬運等的要求。

第3階段是自動化倉儲技術階段(自動化技術對倉儲技術的發展起了重要的促進作用)。20世紀50年代末和60年代,人們相繼研制和采用了自動導引小車(AVG)、自動貨架、自動存取機器人、自動識别和自動分揀等系統。

20世紀70年代和80年代,旋轉體式貨架、移動式貨架、巷道式堆垛機和其他搬運設備都加入了自動控制的行列(但這時隻是各個設備的局部自動化并各自獨立應用,被稱為“自動化孤島”)。

随着計算機技術的發展,人們的重點逐步轉向物資的控制和管理,要求實時、協調和一體化:計算機之間、數據采集點之間、機械設備的控制器之間以及它們與主計算機之間的通信可以及時地彙總信息,倉庫計算機能及時地記錄訂貨和到貨時間,顯示庫存量,計劃人員可以方便地作出供貨決策(他們知道正在生産什麼貨、訂什麼貨、什麼時間發什麼貨),管理人員可以随時掌握貨源的供應及需求。信息技術的應用已成為倉儲技術的重要支柱。

第4階段是集成自動化倉儲技術階段。在20世紀70年代末和80年代初,自動化技術被越來越多地應用到生産和分配領域。

顯然,“自動化孤島”需要集成化,于是便形成了“集成系統”的概念。在集成化系統中,整個系統的有機協作,使總體效益和生産應變能力大大超過了各部分獨立效益的總和集成化倉庫技術作為計算機集成制造系統中物資存儲的中心越來越受到人們的重視(雖然人們在20世紀80年代已經注意到系統集成化,但至今在我國已建成的集成化倉儲系統還不多)。20世紀70年代初,我國開始研究采用巷道式堆垛機的立體倉庫;1980年,由北京機械工業自動化研究所等單位研制建成的我國第l座自動化立體倉庫在北京汽車制造廠投産;從此以後,自動化立體倉庫在我國得到了迅速的發展。

現在,我國的自動化倉庫技術已實現了與其他信息決策系統的集成,正在做智能控制和模糊控制的研究工作。第5階段是智能自動化倉儲技術階段。人工智能技術的發展正推動自動化庫房向智能自動化方向發展。射頻數據通信、條形碼技術、掃描技術和數據采集技術将更多地應用于倉庫堆垛機、自動導引車和傳送帶等運輸設備上。倉儲中的物流将必然伴随并行的信息流;信息技術将必然成為倉儲自動化技術的核心;移動式機器人也将作為柔性物流工具在倉儲中發揮日益重要的作用。無疑,自動化庫房和建設要更加注重實用性和安全性,在滿足倉儲要求的條件下,将會更加力求其建築規模小、反應速度快、功能用途廣。

自動化立體倉庫的特點

1.高層貨架儲存

使用高層貨架儲存貨物,其存儲區可以大幅度地向高空發展,在倉庫地面有限的情況下,可充分利用其空間,由此可節約庫存占地面積,提高空間的利用率。目前世界上最高的立體庫高度已達50m,立體倉庫單位面積的儲存量已達7.5t/m。,是普通倉庫的5~10倍。采用高層貨架儲存,并結合計算機管理,容易實現“先進先出”,防止貨物的自然老化、變質、生鏽或發黴,也便于防止貨物的丢失和損壞,有利于防止火災及盜竊等災難的發生。

2.自動存取

自動化立體倉庫使用機械和自動化設備,運行和處理速度快,能大大提高勞動生産率和降低操作人員的勞動強度,同時能方便地納入企業的物流系統,使企業的物流更趨合理化。

采用自動化技術,還能較好地适應黑暗、低溫、污染、有毒和易暴等特殊場合的物品存儲。如國内已有的冷凍物品自動化倉庫和儲存膠片的自動化倉庫,其庫房内的環境是低溫和完全黑暗的,而由計算機控制,就很容易實現了貨物的出入庫作業,不但改善了工作環境而且保證了安全操作,實現了文明生産。

3.計算機控制

計算機能夠始終如一并且準确無誤地對各種信息進行存儲和管理,因此能減少貨物處理和信息處理過程中的差錯。而人工管理是很不容易做到這一點的同時借助于計算機管理還能有效地利用倉庫的儲存能力,便于清點和盤庫,從而提高倉庫的管理水平。将射頻識别技術應用于自動化智能倉庫貨物的管理,能有效地解決貨物流動有關信息的處理,不但可增加出入貨物的速度,還可監視、跟蹤貨物的一切信息。

4、自動化立體倉庫管理系統的實現

現代自動化立體倉庫從建築形式上看,可分為整體式和分體式2種。整體式是庫房貨、架合一的倉庫結構形式,倉庫建築物與高層貨架相互連接,形成一個不可分開的整體。分離式倉庫是庫、架分離的倉庫結構形式,貨架單獨安裝在倉庫建築物内。目前,國外自動化立體倉庫的發展趨勢之一是由整體式向分離式發展,因為整體式自動化立體倉庫的建築物與貨架是固定的,一經建成便很難更改,應變能力差,而且投資高,施工周期長。

自動化立體倉庫主要由庫房、巷道堆垛起重機、出入庫運輸機、控制計算機、狀态檢測器等部分組成,必要時還配有信息輸入設備如條形碼掃描器等。庫房内由一些貨架組成,貨架之問留有巷道,巷道的多少視需要而定。一般入庫和出庫布置在巷道的某一端,有時也由巷道的兩端入庫和出庫。每個巷道都有自己專有的堆垛起重機。堆垛機可采用有軌和無軌方式,巷道的長度、貨架的高度視廠房高度和需求而定,貨架通常由一些尺寸一緻的貨格組成。進入高倉位的零件通常先裝入标準的貨箱内,然後再将貨箱裝入高倉位的貨格中,每個貨格存放的零件或貨箱的重量一般不宜過重、過大。超重型零件因搬運提升困難,一般不貯存入自動化化立體倉庫中。

1.貨架和托盤

在一定的面積内建造一座庫房,為了提高貨物的存儲數量,采用堆垛方式無疑比平鋪在地面要優越的多。由于貨物堆積起來,出庫時若需從底部或裡面取出貨物,必然要花費很多的時間和勞力用來移開上面的貨物,即做到“先入先出”是很困難的,若将不同的貨物均放在标準托盤裡,而後将其存放到立體的貨架上,就解決了以上的困難。

托盤作為一種儲存和裝卸用設備,在現代自動化立體倉庫裡有着舉足輕重的地位。在現代自動化立體倉庫裡必須實現全托盤化作業。

2.巷道式堆垛機

堆垛機是一種安裝了起重機的有軌或無軌小車,是自動化倉庫中最重要的設備。它是随立體自動化倉庫的出現而發展起來的。堆垛機上裝有電動機,帶動堆垛機移動和托盤的升降,一旦堆垛機找到需要的貨位,就可以将零件或貨箱自動從貨架中推入或拉出。堆垛機上有檢測橫向移動和升降高度的傳感器,辯認貨位的位置和高度,有時還可以閱讀貨箱内零件的名稱以及其他有關零件信息。

3.檢測裝置及信息識别設備

為了實現自動化立體倉庫中各種作業設備的控制,并保證系統安全可靠的運行,系統必須具有多種檢測手段,使之能檢測各種物理參數和響應的化學參數。

對貨物的外觀檢測及稱重,機械設備及貨物運行位置和方向的檢測、對運行設備狀态的檢測、對系統參數的檢測和對設備故障情況的檢測都是極為重要的。通過對這些檢測數據的判斷、處理,為系統決策提供最佳依據,使系統處于理想工作狀态。

信息識别設備是自動化倉庫中必不可少的,它完成對貨物品名、類别、貨号、數量、等級、目的地、生産廠,甚至貨位地址的識别。在自動化倉庫中為了完成物流信息的采集,通常采用條形碼、磁條、光學字符和射頻等識别技術。

4.控制裝置、監控及調度設備

控制系統是自動化倉庫運行成功的關鍵,沒有好的控制,系統運行成本就會很高,而且效率很低。為了實現自動運轉,自動化倉庫内所用的各種存取設備和輸送設備本身必須配置各種控制裝置。這些控制裝置種類很多,從普通開關和繼電器,到微處理器、單闆機和可編程序控制器,根據各自設計的功能,它們都能完成一定的控制任務。如巷道式堆垛機的控制就包括了位置控制、速度控制、貨叉控制以及方向控制等。

監控系統是自動化倉庫的信息樞紐,它在整個系統中起着舉足輕重的作用,負責協調系統中各部分的運行。各運行設備的運行任務、運行途徑、運行方向都需要監控系統來統一調度,按照指揮系統的命令進行貨物搬運活動。通過監控系統的監視畫面可以直觀看到各系統的運行情況。

5.計算機控制系統及數據通訊設備

計算機管理系統是自動化倉庫的指揮中心,相當于人的大腦,它指揮着倉庫中各設備的運:行,主要完成整個倉庫的帳目管理和作業管理,并擔負與上級系統的通訊任務入庫時将貨箱合理分配到各個巷道作業區,出庫時能按“先進先出”的原則,或其他排隊原則出庫,同時還要定期地或不定期地打印報表。當系統出現故障時,可以通過總控制台的操作按鈕進行運行中的動态改帳及信息修正,并判斷出發生故障的巷道,及時封鎖發生故障的巷道,暫停該巷道的出入庫作業等。

自動化倉庫是一個複雜的自動化系統,它是由衆多的子系統組成的,在自動化倉庫中,為了完成規定的任務,各系統之問、各設備之間要進行大量的信息交流。例如,自動化倉庫中的主機與監控系統、監控系統與控制系統之間的通訊及倉庫管理計算機通過計算機網絡與其他信息系統的通信等。信息傳遞的媒介有電纜、遠紅外光、光纖和電磁波等。

五、結束語

自動化立體倉庫是一個綜合物資供應系統,也是集物資儲存、輸送、分配等功能于一體的集成自動化系統。通過對物資儲存的特點(尺寸、重量、收發頻率)及存取需要的綜合處理,确定出整個系統分為儲存區、輸送區、分揀區、暫存區和控制室的區域;儲存區又分為大件區、小件區及微小件區。大件區及小件區采用高層固定貨架存放,采用堆垛機存取,大件采用托盤整進整出,小件采用貨箱,可用單元或揀選作業;微小件區采用多層旋轉貨架及液壓升降台,采用揀選作業,從而使得物資供應系統實現了倉庫标準化、識别條碼化、輸送機械化、管理微機化和控制自動化。