浅谈自动化立体仓库在现代制造企业中的应用与优势.docx

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浅谈自动化立体仓库在现代制造企业中的应用与优势

浅谈自动化立体仓库在现代制造企业中的应用与优势

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　　1自动化立体仓库的发展及现状

　　自动化立体仓库也称自动存取系统，它是一种用高层立体货架（托盘系统）存储物资，利用计算机控制管理和利用自动控制堆垛机运输车进行存储作业的智能仓库。

自动化立体仓库除了具有传统仓库的基本功能外，还具有分拣、理货的功能，以及在不直接进行人工处理的情况下，自动存储和取出货物的功能。

由于这种仓库能充分利用空间存储货物，故形象的将其称为立体仓库。

立体仓库的产生和发展是第二次世界大战之后生产和技术发展的结果。

20世纪50年代初，美国出现了采用桥式堆垛起重机的立体仓库;20世纪50年代末60年代初出现了司机操作的巷道式堆垛起重机立体仓库。

1963年美国率先在高架仓库中采用计算机控制技术，建立了第一座计算机控制的立体仓库，这也是自动化立体仓库的雏形。

此后，自动化立体仓库在美国和欧洲得到迅速发展，并形成了专门的学科。

建立自动化立体仓库系统已

　　成为现代化企业的重要标志之一。

　　我国对立体仓库及其物料搬运设备的研制开始并不晚，1963年研制成第一台桥式堆垛起重机（机械部北京起重运输机械研究所），1973年开始研制我国第一座由计算机控制的自动化立体仓库（高15m，机械部起重所负责），该库1980年投入运行。

到目前为止，自动化立体仓库已经广泛应用于医药、汽车、流通、电子、机械制造、烟草、食品、石油和化工等多个领域，有几百座自动化立体仓库正在运行使用中。

虽然我国在自动化立体仓库建设和使用上已经取得长足进步，但离国际先进水平还有一定差距。

　　2自动化立体仓库的基本构造

　　从整体上来说，自动化立体仓库主要有货物存储系统、货物存取和运输系统、管理和控制系统等3大核心系统组成，还包括与之相配套的供电系统、空调系统、消防报警系统、称重计量系统和信息通信系统等。

　　货物存储系统

（1）高层货架。

用于存储货物的钢结构，目前主要有焊接式货架和组合式货架两种，图1为华中数控公司采用的双货位横梁组合式货架，共三层;

（2）托盘。

用于承载货物的器具，即称工位器具。

根据制作材料可分为木制、塑料制和钢制三种。

钢制的成本最高，木制最低。

　　货物存取和运输系统

（1）巷道堆垛机。

属于立体仓库的核心设备，堆垛机在电动机驱动下沿高层货架间巷道轨道往返运行，升降台在电动机驱动下沿立柱上下往返运动，叉牙在电动机驱动下再出入库站或货位移载货物。

堆垛机按结构可分为单立柱和双立柱两种基本形式，一般都采用上下轨道，可以充分保证堆垛机的平稳运行。

（2）运输系统。

立体仓库的主要外围设备，负责将货物运输到堆垛机或将堆垛机上的货物移走，输送机种类很多，常见的有辊道输送机、链条输送机、升降台、分配车、提升机和皮带机等;

　　（3）AGV系统。

即自动导向小车，根据其导向方式分为激光式导向小车和感应式导向小车。

AGV是现代物流系统的关键装备，它是一个具有独立寻址功能的无人驾驶自动运输车，一般用于立体仓库进出口处进行货物周转。

　　管理和控制系统

（1）自动控制系统。

驱动自动化立体仓库系统各设备的自动控制系统;

（2）库存系统管理系统。

即称中央计算机管理系统，是自动化立体库系统的核心。

该管理系统具有以下特点：

　　·稳定的系统技术架构，实现快速、高效的全自动化管理;

　　·灵活的管理策略，对呆滞品、安全库存都有自动提醒功能;

　　·分区域多业态分层的管理体系，可兼容平面仓库的管理;

　　·充分考虑物料的先入先出、出入库作业优先级、货架的上轻下重、堆垛机最短矩离位移等原则;

　　·实用的权限与日志管理，每笔业务都有据可查;

　　·强大的查询分析及报表功能;

　　·可视化图表化的反映货位信息、物料移动信息及设备状态等;

　　·可与ERP、SAP、MRP等管理系统实现无缝连接。

　　3自动化立体仓库的显著优势

　　同传统普通仓库相比，自动化立体仓库具有节能、环保、高效、自动等很多优点，同时更能与企业信息化系统无缝对接，可大幅提升企业仓库管理水平，加快仓库货物周转速度，降低公司运营成本。

自动化立体仓库不仅仅是一种简单的工具变革，更是一种精益生产理念。

　　节省土地成本，利用率是普通仓库的2～5倍

　　传统仓库的占地面积大，仓储空间利用率低，造成大量土地资源的浪费。

自动化立体仓库最大限度的利用空间，节约土地资源，大幅度降低土地成本。

采用高层货架和叉车的平库系统，采用多层货架，增加货物的存储高度，货架间的叉车通道一般不能小于m，（叉车的转变半径最小为m，稍大一点的要3m），巷道宽度是在货物单元宽度基础上加m就可以了，所以一般自动化立库系统可以节省60%以上的土地面积。

　　节约大量人力资源成本

　　建立以自动化立体仓库为中心的物流系统，其优越性还表现在自动化高架库具有的快速的入出库能力，能快速妥善地将货物存入高架库中（入库），也能快速及时并自动地将生产所需零部件和原材料送达生产线。

这一特点是普通平库所不能达到的。

同时，自动化立体仓库在节约人力资源成本方面的优势非常明显，具体包括:

（1）采用自动巷道堆垛机取代人工存放货物和人工取货，既快捷又省力。

由于工人不必进入仓库内工作，工作环境大为改善。

（2）采用计算机管理系统对货物进行管理，大大增强了货物的管理能力，使仓库管理科学化，准确性和可靠性有质的提高，入出库管理、盘库、报表等工作量变得简单快捷，工人的劳动强度大大降低。

　　（3）立体库系统辅以库前辅助输送设备，使入出库变得简单方便。

　　（4）自动化立体库系统所需要的操作人员和系统维护人员很少，既节省了人力物力，节约了资金，又改善了工作环境，一举多得。

　　提高企业生产管理水平

　　智能作业

　　传统仓库账与实同步全部由人工作业完成，导致的管理及运作的混乱;立体仓库管理系统可以结合企业ERP系统，从生产计划到下达指令，实现全流程自动化作业，最大限度地减少人为干预。

最常见的是，账与实不符，从账面上看有实，而库存已无实为了避免急需而无实，只有加大库存，物料种类一多，都加大库存，汇集成一个非常庞大数字，严重占用公司的现金。

采用立库系统后，只需合理的库存即可，很多公司的实践结果，一般整体库存是传统仓库的40%，就可以保证生产更畅顺。

这样可以大大提高公司的现金流!

　　随机存储，自动建序

　　传统仓库为了使管理准确有序，必须将属性相同的物品归类存放，不但造成大量空间的闲置，更要经常做大量繁重的整理工作。

立体仓库的管理系统采用的是一种随机存储秩序，即使不将货物分类存储，也能够轻松从计算机中查找出货物的准确位置。

传统仓库为节省空间，一般是将物料叠放和码存等，难以实现物料的先进先出，事实上往往出现物料的先入后出。

立体仓库系统自动绑定每一物料的入库时间，自动实现物料先进先出。

先进先出对于立库系统是一个非常基本的功能，WMS（warehousemanagementsystem）仓储管理软件还可以根据自身统计的物料数据如出入库频率、质量等合理安排物料存储位置。

如重物料尽量放在下层货位，出入库频率高的物料靠进出入库口，为保证安全生产计划，同一种物料放置在不同的巷道等。

WMS系统是完全根据用户的不同需求来开发的，从而满足用户的个性化需求。

　　呆滞物料的自动盘查

　　传统仓库由于空间积压很容易造成物料的“失踪”从而造成重复备料，造成浪费。

自动化立体仓库能够很方便地对一定时期内没有进行出入库操作的货位进行自动盘点翻查，减少物料损失。

最常见的是，因物料太繁杂，且常常是叠放、码存，需要时无法及时找出，也就是出现“有用的料找不到，没用的料一大堆”情况。

随着产品的不断升级和更新或专为一两个订单而留下的物料，会有不少物料一直在睡大觉，时间久了也是一个不小的数目，仓管人员是没有多少精力来对付这部分物料。

立库系统在对一定时期内没有进行出入库的物料进行盘点翻查后，可以用做替代物料用掉，不能作替代物料的就处理掉。

　　防盗防损

　　传统仓库令企业最头疼，不仅是成本和管理的问题，还有贵重物品的丢失现象。

立体仓库的工作现场完全封闭，所有作业均由计算机系统与操作设备来完成。

大大降低了人员接触货物和物料数据的机率，从两个源头杜绝了被盗的可能性。

采用自动化的搬运，有效防止了人员作业（如叉车存取货物）失误导致的物料碰损等。

　　4华中数控公司自动化成品立体仓库的设计

　　总体规划说明

　　武汉华中数控股份有限公司自动化成品立体仓库于2014年12月建成并投入使用，主要用于公司数控系统、伺服驱动和电机等产品存放，是委托深圳日东电子发展有限公司设计制造的第一座自动化立体仓库。

该仓库库区面积1000余平方米（长84m，宽12m），货架最大高度m，托盘尺寸1000mm×1200mm，托盘承重600kg，出入库能力可达60盘/h，可分为出入库区和高架仓库区两个区域，出入库区根据华中数控公司物流方案，把整个库区规划为3个巷道，共1083个货位。

本项目设备包括一组立库货架，3台堆垛机，10台链条输送机、1台AGV输送小车。

中控室设在出入库口，用于出入库登记、管理和联机控制。

整个库区内部操作全部为自动完成，其作业流程如下：

　　入库

（1）货物从生产车间到达入库装箱区，作业人员在装箱区进行装箱。

（2）用手持条码扫描枪扫描被装箱的单一零件箱的条形码，并扫托盘条码，关联后该物料有关信息则自动被送到计算机上进行保存。

　　（3）装箱完成后，把装满物料的托盘通过叉车移送到入库链条输送机上，通过尺寸检测，质量检测及托盘条码扫描后，按下确认按钮，计算机则据一定的原则自动给该盘物料分配入库仓位（亦可人工指定）。

　　（4）装满货物的托盘则经链条输送机等输送设备到达相应巷道的库端链条输送机上。

　　（5）入库链条输送机上的外形检测装置检测到货物外形不合格，则系统会进行声光报警并提示要求重新整理，直至合格为止。

　　（6）用堆垛机把该盘物料送到指定的仓位上储存。

同时入出库口旁的电子显示屏上会显示本次作业任务的内容（包括品名、规格、物料编号、出库数量及出库暂存区编号等有关信息）。

　　出库

（1）计算机下达的出库指令把装有该物料的托盘用堆垛机从指定的仓位上取出，送到该巷道的出库输送机上。

（2）托盘则经链条输送机等输送设备到达入出库口。

如果是在线拣选作业，拣选口旁的电子显示屏上会显示本次作业任务的内容（包括品名、规格、物料编号、出库数量及出库暂存区编号等有关信息），拣选任务完成后，拣货人员按下确认按钮，该托盘返回重新入库。

如是整托盘物料出货，出库口旁的电子显示屏则提醒叉车司机将托盘叉走。

　　5结束语

　　现代化企业采用的是集约化大规模生产模式，这就要求生产过程中各环节精密相连，成为一个有机的整体，要求生产管理科学实用，做到决策科学化。

建立立体仓库系统是其有力的措施之一。

由于采用计算机管理和网络技术使企业领导宏观快速的掌握各种物资信息，且使工程技术人员，生产管理人员和生产技术人员及时了解库存信息，以便合理安排生产工艺，提高生产效率。

国际互联网和企业内部网络更为企业取得与外界在线连接，突破信息瓶颈，开阔视野及外引内联提供了广电子文件存档的现状并不乐观，还存在着一系列问题，如电子文件的原稿容易被更改、缺乏安全的电子文件档案存储方式以及缺乏电子档案管理的专业人才等等。

基于这些问题，我们认为，要想改变这一现状，使电子文件存档向着良好的趋势发展，则必须建立并不断完善记录制度、强化保密意识和制度提高档案管理人员的素质以及提高档案管理人员的素质。

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