精品正泰集团的自动化立体仓库.docx

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精品正泰集团的自动化立体仓库

案例一正泰集团的自动化立体仓库

正泰集团公司是中国目前低压电器行业最大销售企业。

主要设计制造各种低压工业电器、部分中高压电器、电气成套设备、汽车电器、通信电器、仪器仪表等，其产品达150多个系列、5000多个品种、20000多种规格。

"正泰"商标被国家认定为驰名商标。

该公司2002年销售额达80亿元，集团综合实力被国家评定为全国民营企业500强第5位。

在全国低压工业电器行业中，正泰首先在国内建立了3级分销网络体系，经销商达1000多家。

同时，建立了原材料、零部件供应网络体系，协作厂家达1200多家。

一、立体仓库的功能

正泰集团公司自动化立体仓库是公司物流系统中的一个重要部分。

它在计算机管理系统的高度指挥下，高效、合理地贮存各种型号的低压电器成品。

准确、实时、灵活地向各销售部门提供所需产成品。

并为物资采购、生产调度、计划制订、产销衔接提供了准确信息。

同时，它还具有节省用地、减轻劳动强度、提高物流效率、降低储运损耗、减少流动资金积压等功能。

二、立体仓库的工作流程

正泰立体库占地面积达1600平方米（入库小车通道不占用库房面积），高度近18米，3个巷道（6排货架）。

作业方式为整盘入库，库外拣选。

其基本工作流程如下：

1入库流程

仓库二、三、四层两端六个入库区各设一台入库终端，每个巷道口各设两个成品入库台。

需入库的成品经入库终端操作员键入产品名称、规格型号和数量。

控制系统通过人机界面接收入库数据，按照均匀分配、先下后上、下重上轻、就近入库、ABC分类和原则，管理计算器自动分配一个货位，并提示入库巷道。

搬运工可依据提示，将装在标准托盘上的货物由小电瓶车送至该巷道的入库台上。

监控机指令堆垛将货盘存放于指定货位。

库存数据入库处理分两种类型：

一种是需操作员在产品入库之后，将已入库托盘上的产品名称（或代码）、型号、规格、数量、入库日期、生产单位等信息在入库客户机上通过人机界面而输入；另一种是托盘入库。

2、出库流程

底层两端为成品出库区，中央控制室和终端各设一台出库终端，在每一个巷道口设有——LED显示屏幕于提示本盘货物要送至装配平台的出门号。

需出库的成品，经操作人员键入产品名称、规格、型号和数量后，控制系统按照先进先出、就近出库、出库优先等原则，查出满足出库条件且数量相当或略多的货盘，修改相应帐目数据，自动地将需出库的各类成品货盘送至各个巷道口的出库台上，经电瓶车将之取出并送至汽车上。

同时，出库系统在完成出库作业后，在客户机上形成出库单。

3、回库空盘处理流程

底层出库后的部分空托盘经人工叠盘后，操作员键入空托盘回库作业命令，搬运工依据提示用电瓶车送至底层某个巷道口，堆垛机自动将空托盘送回立体库二、三、四层的原入口处，再由各车间将空托盘拉走，形成一定的周转量。

三、立体库主要设施

1、托盘

所有货物均采用统一规格的钢制托盘，以提高互换性，降低备用量。

此种托盘能满足堆垛机、叉车等设备装卸，又可满足在输送机上下衡运行。

2、高层货架

采用特制的组合式货架，横梁结构。

该货架结构美观大方，省料实用，易安装施工，属一种优化的设计结构。

3、巷道式堆垛机

根据本仓库的特点，堆垛机采用下部支承、下部驱动、双方柱型式的结构。

该机在高层货架的巷道内按X、Y、Z三个坐标方向运行，将位于各巷道口入库台的产品存入指定的货格，或将货格内产品到运出送到巷道口出库台。

该堆垛机动性设计与制造严格按照国家标准进行，并对结构强度和刚性进行精密地计算，以保证机构运行平稳、灵活、安全。

堆垛机配备有安全运行机构，以杜绝偶发事故。

其运行速度为4—80mm/min（变频调速），升降速度为3/16mm/min（双速电机），货叉速度为2-15mm/min（变频调速），通信方位为红外线，供电方式为滑触导线方式。

四、计算机管理及监控调度系统

该系统不仅对信息流进行管理，同时也对物流进行管理和控制，集信息与物流于一体。

同时，还对立体库所有出入库作业进行最佳分配及登录控制，并对数据进行统计分析，以便对物流实现宏观调控，最大限度地降底库存量及资金的占用，加速资金周转。

在日常存取活动中，尤其库外捡选作业，难免会出现产品存取差错，因而必须定期进行盘库。

盘库处理通过对每种产品的实际清点来核实库存产品数据的准确性，并及时修正库存账目，达到账、物统一。

盘库期间堆垛机将不做其它类型的作业。

在操作时，即对某一巷道的堆垛机发出完全盘库指令，堆垛机按顺序将本巷道内的货物逐次运送到巷道外，产品不下堆垛机，待得到回库的命令后，再将本盘货物送回原位并取出下一盘产品，依此类推，直到本巷道所有托盘产品全部盘点完毕，或接收到管理系统下达的盘库暂停的命令进入正常工作状态。

若本巷道未盘库完毕便接收到盘库暂停命令，待接到新的指令后，继续完成盘库作业。

正泰集团公司高效的供应链、销售链大大降低了物资库存周期，提高了资金的周转速度，减少了物流成本和管理费用。

自动化立体仓库作为现代化的物流设施，对提高该公司的仓储自动化水平无疑具有重要的作用。

案例思考题：

1.     根据本案例分析自动化立体仓库都有那些设施？

2.     结合本案例分析自动化立体仓库的功能？

3.     自动化立体仓库作为现代化的物流设施，对提高仓储自动化水平具有怎样重要的作用？

答案：

1.     自动化立体仓库是采用高层货架储存货物，以巷道堆垛机自动存取货物，并通过周边的托盘输送设备，按照用户的需求自动进行入库出库存取作业的仓库。

自动化仓库又称自动化立体仓库、高层货架仓库等AS/RS。

2.     一般的自动化立体仓库通常由立体货架、巷道堆垛机、周边出入库配套输送机、计算机管理

控制系统以及其他辅助设备组成。

出入库输送设备自动控制系统由主控制器、通讯接口、输入及显示操作系统、传感检测系统、货物运动控制系统、控制软件等组成。

输送设备与库外运输设备之间的搬运工作可以通过叉车、伸缩式皮带机、人工搬运等等方式完成。

3.     本文中的自动化立体仓库包括三种最基本设备：

托盘、高层货架、巷道式堆垛机。

堆垛机自动控制系统由控制器、通讯接口、操作器、传感检测系统、速度、位置控制系统、控制软件等组成。

 2.立体仓库的功能是在计算机管理系统的高度指挥下，高效、合理地贮存各种产品。

准确、实时、灵活地向各销售部门提供所需产成品。

并为物资采购、生产调度、计划制订、产销衔接提供了准确信息。

同时，它还具有节省用地、减轻劳动强度、提高物流效率、降低储运损耗、减少流动资金积压等功能。

 3自动化仓库又称自动化立体仓库、高层货架仓库等AS/RS。

一般是指用货架--托盘系统储存单元化的货物，采用电子计算机人工控制的巷道式起重设备取送货物的一种新型仓库。

    自动化立体仓库主要用于家电、IT、机械、冶金、化工、航空航天、电子、医药、化妆品、食品加工、烟草、印刷、配送中心、机场、港口等几乎所有行业，对于提高仓储自动化水平具有重要的作用，表现在：

（1）自动化立体仓库管理与控制系统不仅含有对底层自动化设备的控制和管理，而且针对某一具体的自动化仓库的基本数据管理系统。

降低了工人的劳动强度，提高了物流工作的效率。

（2）自动化立体仓库管理与控制系统是比较独立的一个子系统，可以实现对立体库所有出入库作业进行最佳分配及登录控制，并对数据进行统计分析，以便对物流实现宏观调控，最大限度地降底库存量及资金的占用，加速资金周转。

（3）自动化仓库管理与控制系统对一具体仓库中的材料、货位等基本信息进行管理，优化了仓库存储的效率，管理材料的在库情况并控制仓库中的自动化设备，实现仓库中材料的自动出入库操作和存储操作。

（4）自动化立体仓库可以有效的利用空间。

分离式仓库其高度受结构厂房的限制，一般不能过高。

而自动化立体仓库实现了库架合一，能够承受较大的风载，其高度较高，能够有效合理地利用空间。

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。

维修区设在穿梭车轨道外一侧，在某台空梭车更换配件或处理故障时，其他穿梭车仍旧可以正常工作。

计算机控制室设在二楼，用于出入库登记、出入库高度、管理和联机控制。

二、设备选型及配置

（一）货架

1、货架主材。

主柱：

常温区选用刚玉公司自选轧制的126型异型材，低温区采用120型异型材。

横梁：

常温区选用刚玉公司自轧制异型材55BB区采用5BB型异型材。

天、地轨：

地轨采用30公斤/米钢轨；天要采用16＃工字钢。

2、采用的标准、规范。

JB/T5323－1991立体仓库焊接式钢结构货架技术条件；JB/T9018－1999有轨巷道式高层货架仓库设计规范；CECS　23：

90钢货架结构设计规范和Q/140100GYCC001－1999货架用异型钢材。

3、基础及土建要求。

仓库地面平整度允许念头：

仓库980长谈主，允许偏差±10毫米；在最大载荷下，货架区域基础地坪的沉降变形应小于1/1000。

4、消防空间。

货架北部有400毫米空间，200毫米安装背拉杆，200毫米安装消防管道。

（二）有轨巷道堆垛机

1、设备配置。

有要巷道堆垛超重机主要由多发结构、超升机构、货叉取货机构、载货台、断绳案例保护装置、限速装置、过载与松绳保护装置以及电器控制装置等组成。

驱动装置：

采用德国德马格公司产品，性能优良、体积小、噪音低、维护保养方便。

变频调整：

驱动单元采用变频调速，可满足堆垛机出入库平衡操作和高速运行，具有起动性能好、调速范围宽、速度变化平衡、运行稳定并有完善的过压、过流保护功能。

堆垛机控制系统：

先用分解式控制、控制单元采用模块式结构，当某个模块发生故障时，在几分钟内便可更换备用模块，使系统重新投入工作。

案例保护装置：

堆垛机超升松绳和过载、娄绳安全保护装置；载货台上、下极限位装置；运行及超升强制换速形状和紧急限位器；货叉伸缩机械限位挡块；位虚实探测、货物高度及歪斜控制；电器联锁装置；各运行端部极限设缓冲器；堆垛机设作业报警电铃和警示灯。

2、控制方式。

手动控制：

戴盆望天垛机的手动控制是由操作人员，通过操作板的按钮和万能转换形状，直接操作机械运作行，包括水平运行、载货台升降、货叉伸缩三种动作。

单机自动：

单机自动控制是操作人员在出入库端通过堆垛机电控柜上的操作板，输入入（出）库指令，堆垛机将自动完成入（出）库作业，并返回入（出）库端待令。

在线全自动控制：

操作人员在计算机中心控制室，通过操作终端输入入（出）库任务或入（出）库指令，计算机与堆垛机通过远红外通讯连接将入（出）库指令下达到堆垛机，再由堆垛机自动完成入（出）库作业。

（三）输送机。

整个输送系统由2套PLC控制系统控制，与上位监控机相联，接收监控机发出的作业命令，返回命令的执行情况和子系统的状态等。

（四）双工位穿梭车

系统完成小车的高度，其中一工位完成成品货物的接送功能，另一工位负责执行委员会的拆卸分配。

主要技术参数有：

安定载荷：

1300公斤；接送货物规格：

1200毫米×1000毫米×1470毫米（含托盘）；拆最大空托盘数：

8个；空托盘最大高度：

1400毫米；运行速度：

5－160米/分（变频调速）；输送速度：

12.4米/分。

（五）计算机管理与控制系统

依据蒙牛业泰安立库招标的具体需求，考虑企业长远目标及业务发展需求，针对立库的业务实际和管理模式，为本项目定制开了一套适合用户需求的仓储物流管理系统。

主要包括仓储物流信息管理系统和仓储物流控制与监控系统两部分。

仓储物流信息管理系统实现上层战略信息流、中层管理信息流的管理；自动化立体仓库控制与监控系统实现下层信息流与物流作业的管理。

1、仓储物流信息管理系统。

（1）入库管理。

实现入库信息采集、入库信息维护、脱机入库、条形码管理、入库交接班管理、入库作业管理、入库单查询等。

（2）出库管理。

实现出库单据管理、出库货位分配、脱机出库、发货确认、出库交接班管理、出库作业管理。

（3）库存管理。

对货物、库区、货位等进行管理，实现仓库调拨、仓库盘点、存货调价、库存变动、托盘管理、在库物品管理、库存物流断档分析、积压分析、质保期预警、库存报表、可出库报表等功能。

（4）系统管理。

实现对系统基础资料的管理，主要包括系统初始设置，系统安全管理，基础资料管理，物料管理模块，业务资料等模块。

（5）配送管理。

实现车辆管理、派车、装车、运费结算等功能。

（6）质量控制。

实现出入库物品、库存物品的质量控制管理。

包括抽检管理、复检管理、质量查询、质量控制等。

（7）批次管理。

实现入库批次数字化、库存批次查询、出库发货批次追踪。

（8）配送装车辅助。

通过电子看板、RF终端提示来指导叉车进行物流作业。

（9）RF信息管理系统。

通过RF实现入库信息采集、出库发货数据采集、盘点数据采集等。

2、仓储物流控制监控系统。

自动化立体仓库控制与监控系统是实现仓储作业自动化、智能化的核心系统，它负责管理高度仓储物流信息系统的作业队列，并把作业队列解析自动化仓储设备的指令队列，根据设备的运行状况指挥协调设备的运行。

同时，本系统以动态仿真人机交互界面监控自动化仓储设备的运行状况。

系统包括作业管理、作业高度、作业跟踪、自动联机入库、设备监控、设备组态、设备管理等几个功能模块。

案例思考题

1.     结合本案例分析自动化立体仓库由哪些设施组成？

2.     自动化立体仓库的特点是什么？

3.     分析蒙牛采用的此立体化仓库的优越性在哪？

答案：

1.   一般的自动立体化仓库由高层货架、托盘、巷道堆垛机、输送机系统、AGV系统、自动控制系统、库存信息管理系统组成。

本案例中的自动化仓库由货架、有轨巷道堆垛机、输送机、双工位穿梭车、计算机管理与控制系统组成。

2.   

（1）自动立体化仓库采用高层货架库存量大，占地面积小，本案例中的货架不仅能够达到上述要求，还具有消防空间，保证货物的安全性。

（2）采用巷道式堆垛起重设备，自动装卸货物，省人省力，工作效率高。

本案例采用有轨巷道堆垛机，具有性能优良、体积小、噪音低、维护保养方便等优点，能够实现更大程度的自动化。

（3）货架存取和仓库管理的全部活动都由计算机控制，实现全过程自动化。

本案例采用仓储物流信息管理系统和仓储物流控制监控系统，全面自动化管理仓储活动。

3.自动化立体仓库的优越性在于

（1）提高空间利用率。

本案例采用有轨巷道式高层货架，具有较大货物空间利用率，还具有消防空间，保证货物的安全性。

（2）加快货物的存取节奏，减轻劳动强度，提高生产效率。

本案例采用信息系统自动化管理仓储活动，运用输送机，双工位穿梭车等自动化装置，大大提高货物的搬运、运输等速度，提高生产率的同时也节省了人力。

（3）减少库存资金积压。

由于自动化立体仓库的生产效率高，货物存取速度快，大大地增强了货物与资金周转。

（4）便于形成先进的物流系统，提高企业生产管理水平。

本案例中采用立体货架，巷道式堆垛机，输送机，双工位穿梭车等自动化装置以及信息管理系统，形成了高效率的现代化立体仓库管理系统，大大提高了生产管理水平。