高貨位貨架的新型發展成果-自動化立體庫的介紹

（從普通高貨(huo)位重(zhong)型貨(huo)架向自動化立體倉(cang)庫的發展(zhan)趨勢）

自動化立體倉庫是高層貨架的(de)一種新型自動化形式。

高層貨架:用于存儲貨物的鋼(gang)結(jie)構(gou)。目(mu)前主(zhu)要有焊接(jie)式貨架和(he)組合式貨架兩種(zhong)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(duo)機:用于(yu)自(zi)動存(cun)取貨物的設備(bei)。按(an)結構形式分為(wei)單立(li)(li)柱(zhu)和(he)雙立(li)(li)柱(zhu)兩種基本形式；按(an)服務方式分為(wei)直道、彎道和(he)轉移車三種基本形式。

輸(shu)送(song)(song)機系統:立(li)體庫的(de)主(zhu)要外圍(wei)設備(bei)，負責將貨(huo)(huo)物(wu)運送(song)(song)到(dao)堆垛機或從堆垛機將貨(huo)(huo)物(wu)移走(zou)。輸(shu)送(song)(song)機種類非常(chang)多，常(chang)見的(de)有輥道輸(shu)送(song)(song)機，鏈(lian)條(tiao)輸(shu)送(song)(song)機，升降臺，分(fen)配車，提升機機，皮帶(dai)機等。

AGV系統:即(ji)自動導(dao)向(xiang)小(xiao)車(che)。根(gen)據(ju)其導(dao)向(xiang)方式分(fen)為感應式導(dao)向(xiang)小(xiao)車(che)和激光導(dao)向(xiang)小(xiao)車(che)。

自(zi)(zi)動控制(zhi)系(xi)(xi)統:驅(qu)動自(zi)(zi)動化立體(ti)庫系(xi)(xi)統各設備的自(zi)(zi)動控制(zhi)系(xi)(xi)統。目前以采用現場總線方(fang)式為控制(zhi)模式為主。

庫(ku)存信(xin)息管(guan)(guan)理系(xi)(xi)統:亦稱(cheng)中央計算(suan)機管(guan)(guan)理系(xi)(xi)統。是全自動(dong)化立體庫(ku)系(xi)(xi)統的(de)核心(xin)。目前(qian)典型的(de)自動(dong)化立體庫(ku)系(xi)(xi)統均(jun)采用大型的(de)數據庫(ku)系(xi)(xi)統（如(ru)ORACLE，SYBASE等）構筑典型的(de)客戶(hu)機/服務器體系(xi)(xi)，可以與其他(ta)系(xi)(xi)統（如(ru)ERP系(xi)(xi)統等）聯網或集成。

自動化立體倉庫(ku)的作用

（1）能(neng)夠(gou)大大提(ti)高(gao)倉庫的(de)單(dan)位面積利(li)用(yong)率；

（2）能夠(gou)提(ti)高(gao)勞動生產(chan)率，降低了勞動強度；

（3）能(neng)夠減少貨(huo)物處理和信息處理過程的差錯(cuo)；

（4）能夠合理有效(xiao)的進行庫存控制；

（5）能較好的滿足特殊(shu)倉儲環境(jing)的需要(yao)；

（6）能夠提高作用質(zhi)量，保證貨品(pin)在(zai)整個(ge)倉(cang)儲過程的安全運(yun)行；

（7）便于實現(xian)系統的整體優化。

自動化(hua)立體倉(cang)庫的基(ji)本設施

（1）倉庫建筑與高層貨架；

（2）巷道堆垛(duo)起重機：機架(jia)、運行機構、升降(jiang)機構、貨(huo)叉伸縮機構、電氣控制設(she)備；

（3）周邊搬運(yun)系統；

（4）控制系統。

一(yi)、自動化(hua)立(li)體庫的概念

自(zi)動化立體(ti)(ti)庫(ku)（AutomaticStorage & Retrieval System）指可以實現自(zi)動存(cun)、取(qu)貨(huo)(huo)作業功能的立體(ti)(ti)倉(cang)庫(ku)。自(zi)動化立體(ti)(ti)庫(ku)由堆(dui)垛起重(zhong)機、高層貨(huo)(huo)架(jia)、場(chang)(chang)(chang)內(nei)(nei)AGV、場(chang)(chang)(chang)內(nei)(nei)有(you)軌小車(che)、中(zhong)轉貨(huo)(huo)位、出入庫(ku)傳送軌道(dao)、場(chang)(chang)(chang)外AGV和中(zhong)轉貨(huo)(huo)倉(cang)組成(cheng)。

倉(cang)庫(ku)的(de)(de)(de)主體(ti)貨(huo)(huo)架是鋼(gang)結(jie)構(gou)或鋼(gang)筋混凝土結(jie)構(gou)的(de)(de)(de)建(jian)筑物或結(jie)構(gou)體(ti)，貨(huo)(huo)架內是標準尺寸的(de)(de)(de)貨(huo)(huo)位空間，巷道堆垛起重機(ji)穿行于(yu)貨(huo)(huo)架之間的(de)(de)(de)巷道中，完成存、取貨(huo)(huo)的(de)(de)(de)工作。管理上采用計(ji)算(suan)機(ji)及條形碼技(ji)術(shu)。

二、起源和發展

自動化立(li)體庫源(yuan)于二戰(zhan)后經濟和(he)科技(ji)的發(fa)展。

中國對自動(dong)化立(li)體庫的(de)研(yan)究起步較早，盡管中間(jian)有過短暫(zan)的(de)停頓(dun)，但后期加速(su)追趕，逐步具有了參與國際(ji)競爭的(de)實力。

進(jin)入(ru)21世紀，早期參與自動化(hua)立體(ti)庫研究的(de)蘇(su)州起重機(ji)廠、太原(yuan)五一機(ji)器廠等隨著企(qi)業改制逐步消失在人們的(de)視野。隨之催生了一大批集(ji)成方案輸(shu)出(chu)和(he)零部件供應企(qi)業，產(chan)生了蘇(su)州和(he)太原(yuan)兩大堆垛機(ji)產(chan)業基(ji)地，整個(ge)物流裝(zhuang)備行(xing)業一遍(bian)欣欣向(xiang)榮(rong)。

外資企業(ye)和合資企業(ye)更是如雨后(hou)春筍般涌(yong)現。

這些現在(zai)活躍(yue)于市場(chang)的國(guo)際性企業，幾乎(hu)同時選擇(ze)在(zai)這一時期開始在(zai)中(zhong)國(guo)落地生根。

隨(sui)著(zhu)數(shu)據感知、人工智能(neng)算法決策(ce)和(he)(he)機(ji)器人技(ji)術的(de)發展，阿里、京東等一(yi)大批互(hu)聯網和(he)(he)科技(ji)企業圍繞智慧物流動作(zuo)不斷，偶(ou)有(you)黑(hei)科技(ji)爆出。

可以預見，在不遠的將來(lai)，占地面(mian)積非常小、庫(ku)容特別(bie)大、效率特別(bie)高、能耗(hao)特別(bie)低(di)的無人化綠色(se)立體倉(cang)庫(ku)就(jiu)有可能出現。

三(san)、自(zi)動化立體(ti)庫的實施方(fang)案設計

1、收(shou)集相(xiang)關資料，明(ming)確(que)設計需求

⑴自動(dong)化立(li)體庫(ku)與上下游工序的協作過程:如驗收區、平置區、拆(chai)零庫(ku)、不合格品區、發貨區的工序業務銜(xian)接；

⑵上游(you)最(zui)大出(chu)(chu)(chu)庫(ku)量、下游(you)最(zui)大出(chu)(chu)(chu)庫(ku)量、立體庫(ku)最(zui)大庫(ku)容(rong)，出(chu)(chu)(chu)入庫(ku)和補貨、移位頻度；

⑶貨品(pin)品(pin)類、包裝(zhuang)形式、外觀尺寸、堆垛層高上(shang)限、重量(liang)和屬(shu)性要(yao)求（通常(chang)要(yao)求藥(yao)品(pin)與(yu)非藥(yao)品(pin)、內用藥(yao)與(yu)外用藥(yao)之(zhi)間間隔一個(ge)托盤(pan)位）；

⑷溫(wen)(wen)濕度(du)(du)和(he)環境要求(qiu)，通常(chang)醫(yi)藥流(liu)通領域自動化立體庫為(wei)陰涼庫，濕度(du)(du)35%-75%，溫(wen)(wen)度(du)(du)0-20攝(she)氏度(du)(du)。如果(guo)是(shi)冷庫（2-8攝(she)氏度(du)(du)），則需對堆垛(duo)機、穿(chuan)梭車(che)、輸送機、貨架等設備(bei)采用耐低溫(wen)(wen)、耐低濕處理(li)，保障其能在低溫(wen)(wen)低濕環境中穩(wen)定高效(xiao)運行；

⑸公(gong)司(si)ERP、WMS、WCS對自動化立體庫管理系統的(de)要(yao)求；

⑹倉(cang)庫管理人員的其他要求。

2、確定自動化立體(ti)倉(cang)庫的形式和相關技術參數

結合(he)第(di)1項所了解的資(zi)料計(ji)算(suan)出儲存區所需要貨架的排(pai)數(shu)、列(lie)數(shu)，巷道數(shu)目(mu)其(qi)它相關技術參數(shu)。

3、設(she)計自動(dong)化(hua)立體(ti)庫的(de)整體(ti)布局(ju)并繪制物流圖(tu)

一般(ban)來(lai)說，一家醫(yi)藥(yao)物流倉(cang)庫(ku)(ku)至少應包(bao)括(kuo)收貨(huo)(huo)(huo)區(qu)、驗收區(qu)、整板(ban)存儲區(qu)（含揀(jian)(jian)貨(huo)(huo)(huo)、復(fu)核(he)區(qu)）、整件存儲區(qu)（含揀(jian)(jian)貨(huo)(huo)(huo)、復(fu)核(he)區(qu)）、拆零區(qu)（含揀(jian)(jian)貨(huo)(huo)(huo)區(qu)和復(fu)核(he)打(da)包(bao)區(qu)、包(bao)材(cai)(cai)區(qu)）、特殊(shu)藥(yao)品庫(ku)(ku)（中藥(yao)材(cai)(cai)區(qu)、中藥(yao)飲片(pian)庫(ku)(ku)、醫(yi)療器械庫(ku)(ku)等）、冷庫(ku)(ku)、發(fa)貨(huo)(huo)(huo)區(qu)（含集(ji)貨(huo)(huo)(huo)區(qu)、理貨(huo)(huo)(huo)區(qu)和裝車(che)(che)區(qu)）和收貨(huo)(huo)(huo)、發(fa)貨(huo)(huo)(huo)、調度辦公室等區(qu)域（自(zi)動(dong)化(hua)程度不(bu)高的倉(cang)庫(ku)(ku)要規劃(hua)叉車(che)(che)、托盤、周(zhou)轉箱(xiang)、經(jing)營車(che)(che)和勞保用(yong)品擺放區(qu)及茶(cha)水間等區(qu)域），通常整板(ban)存儲區(qu)采(cai)用(yong)自(zi)動(dong)化(hua)立(li)體庫(ku)(ku)。

如果整(zheng)體規劃，就相(xiang)對比較容易，根據第一項調查(cha)的信息，合理規劃庫容，設計線路即可（注意貨(huo)品不(bu)走回頭路，整(zheng)箱和逆向貨(huo)品不(bu)要(yao)發生(sheng)交(jiao)叉(cha)和湍流(liu)）。

如果是(shi)單(dan)獨設計自動化立體庫，就要特別注意與其他各區域的協(xie)調性，以確保整體效率最高。

4、選擇設(she)備類(lei)型和參數

⑴貨架(jia)

①確定(ding)貨(huo)架形式：常(chang)用(yong)的貨(huo)架有橫梁式、牛(niu)腿式、流動式等(deng)，設計時根(gen)據貨(huo)物單元的外形尺寸(cun)、重量及其它相關因素選取。

②貨格的(de)尺寸：貨格的(de)尺寸取決于貨物單元與貨架立柱、橫梁（牛腿）之間的(de)間隙大小(xiao)，同對(dui)，在一(yi)定程度上也受到貨架結(jie)構型式及其它(ta)因素的(de)影響。

貨架的設計(ji)是立體(ti)倉庫設計(ji)的一項重(zhong)要內容，直接(jie)影響到(dao)立體(ti)倉庫面積和空間的利用率。

⑵堆(dui)垛機

①確定堆(dui)垛(duo)(duo)機形式：常見的(de)有單軌巷道式堆(dui)垛(duo)(duo)機、雙(shuang)軌巷道式堆(dui)垛(duo)(duo)機、轉巷道式堆(dui)株機、單立柱型堆(dui)垛(duo)(duo)機、雙(shuang)立柱型堆(dui)垛(duo)(duo)機等(deng)。

②確定(ding)堆垛(duo)機(ji)速(su)度(du)：根據(ju)倉庫的(de)(de)流量要求，計算(suan)出堆垛(duo)機(ji)的(de)(de)水平速(su)度(du)、提(ti)(ti)升(sheng)速(su)度(du)及貨(huo)叉速(su)度(du)，需(xu)要說明的(de)(de)是，單(dan)個設備的(de)(de)速(su)度(du)快不一定(ding)會(hui)帶來整(zheng)體速(su)度(du)和(he)(he)效率的(de)(de)提(ti)(ti)升(sheng)，關鍵是整(zheng)體的(de)(de)協調和(he)(he)配合(he)。

③其(qi)它參數(shu)及配(pei)置(zhi)(zhi)：據(ju)倉庫現(xian)場情況及公(gong)司(si)要求選(xuan)定堆垛機的定位方式、通訊方式等。堆垛機的配(pei)置(zhi)(zhi)可高(gao)可低，視具(ju)體(ti)情況而(er)定。

⑶輸送系統(tong)

根據(ju)物流圖，合理選擇輸送(song)(song)機(ji)的(de)類型，包括：輥道(dao)輸送(song)(song)機(ji)、鏈條(tiao)輸送(song)(song)機(ji)、皮帶輸送(song)(song)機(ji)、升(sheng)降移載機(ji)、提(ti)升(sheng)機(ji)等(deng)。同時，還要根據(ju)倉庫(ku)的(de)瞬時流量(liang)合理確(que)定(ding)輸送(song)(song)系統的(de)速度。

⑷其它輔助設備

根據倉庫工藝流程及用戶的一(yi)些(xie)特殊要求，可(ke)適當增加(jia)一(yi)些(xie)輔助(zhu)設備，包括：手持終(zhong)端、叉車、平衡吊等，有條件的企(qi)業也可(ke)以選用碼垛機(ji)器人、AGV等。

5、設計WCS和WMS各(ge)功能模塊(kuai)

根據倉庫(ku)的工藝流程(cheng)及(ji)(ji)公司(si)的要(yao)求(qiu)，合理設(she)計控(kong)制(zhi)系統(tong)及(ji)(ji)倉庫(ku)管理系統(tong)（WMS）。控(kong)制(zhi)系統(tong)及(ji)(ji)倉庫(ku)管理系統(tong)一般采用模塊化(hua)設(she)計，便于升級(ji)和(he)維護。

6、方案測試

在電腦上對整套系(xi)統貯運(yun)(yun)工作進行仿真(zhen)模擬(ni)，查找問題和不足，并作出(chu)相應的(de)調(diao)整，直至(zhi)整個立(li)體庫運(yun)(yun)行平穩(wen)。

7、方案細(xi)化和落地(di)

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