高貨位貨架的新型發展成果-自動化立體庫的介紹

（從(cong)普(pu)通(tong)高(gao)貨位(wei)重型貨架向自動化立體倉庫的(de)發展趨勢）

自動化立體倉庫是高層貨架的(de)一種新型(xing)自動化形(xing)式(shi)。

高層貨架:用于存儲貨物的鋼結(jie)構。目(mu)前主(zhu)要(yao)有焊接式貨架和組合式貨架兩種基本形式。

托盤（貨箱）：用于承載貨物的器具，亦稱工位器具。

巷道(dao)(dao)堆垛機(ji):用于自(zi)動存(cun)取貨物的設(she)備。按(an)結(jie)構形式分為單立柱和(he)雙立柱兩種(zhong)基(ji)本(ben)形式；按(an)服務(wu)方式分為直道(dao)(dao)、彎(wan)道(dao)(dao)和(he)轉移車三(san)種(zhong)基(ji)本(ben)形式。

輸(shu)(shu)(shu)送(song)機(ji)系統(tong):立(li)體庫的主(zhu)要外圍設備，負責將貨物運(yun)送(song)到堆(dui)垛(duo)機(ji)或從(cong)堆(dui)垛(duo)機(ji)將貨物移(yi)走。輸(shu)(shu)(shu)送(song)機(ji)種類非常多，常見(jian)的有輥(gun)道輸(shu)(shu)(shu)送(song)機(ji)，鏈條(tiao)輸(shu)(shu)(shu)送(song)機(ji)，升(sheng)降臺，分配(pei)車，提升(sheng)機(ji)機(ji)，皮帶(dai)機(ji)等。

AGV系(xi)統:即自動導(dao)(dao)(dao)向(xiang)小(xiao)車(che)。根據其導(dao)(dao)(dao)向(xiang)方式分為感應式導(dao)(dao)(dao)向(xiang)小(xiao)車(che)和激光導(dao)(dao)(dao)向(xiang)小(xiao)車(che)。

自動控(kong)制系(xi)統:驅動自動化立體(ti)庫(ku)系(xi)統各設備的自動控(kong)制系(xi)統。目(mu)前以(yi)采(cai)用現場總(zong)線方式為(wei)(wei)控(kong)制模式為(wei)(wei)主。

庫(ku)(ku)存信(xin)息管(guan)(guan)理系(xi)(xi)統(tong)(tong):亦稱中央計算機管(guan)(guan)理系(xi)(xi)統(tong)(tong)。是全自(zi)動化(hua)立(li)體(ti)庫(ku)(ku)系(xi)(xi)統(tong)(tong)的核心。目前典型的自(zi)動化(hua)立(li)體(ti)庫(ku)(ku)系(xi)(xi)統(tong)(tong)均采用大型的數據庫(ku)(ku)系(xi)(xi)統(tong)(tong)（如(ru)(ru)ORACLE，SYBASE等(deng)）構(gou)筑(zhu)典型的客(ke)戶機/服務(wu)器體(ti)系(xi)(xi)，可(ke)以(yi)與其他系(xi)(xi)統(tong)(tong)（如(ru)(ru)ERP系(xi)(xi)統(tong)(tong)等(deng)）聯(lian)網(wang)或(huo)集成。

自(zi)動(dong)化立體倉庫的作用

（1）能夠大大提高倉庫的單位(wei)面(mian)積(ji)利用(yong)率；

（2）能夠(gou)提(ti)高勞動生產率，降低了勞動強度；

（3）能夠減少貨物(wu)處(chu)理(li)和信息(xi)處(chu)理(li)過程(cheng)的差(cha)錯；

（4）能夠合理有效(xiao)的進(jin)行庫存控制(zhi)；

（5）能(neng)較好的(de)滿(man)足(zu)特殊倉儲環境的(de)需要；

（6）能夠提(ti)高作用(yong)質量，保證(zheng)貨品在(zai)整個倉(cang)儲過程(cheng)的安全運行；

（7）便(bian)于(yu)實現系統的整體優化(hua)。

自動化立(li)體倉庫的基本設施

（1）倉庫建筑與高層貨架；

（2）巷(xiang)道堆(dui)垛(duo)起重機：機架、運行機構(gou)、升(sheng)降機構(gou)、貨叉伸縮機構(gou)、電氣控制設備；

（3）周邊搬運系統；

（4）控制(zhi)系統。

一、自動化立體庫的概念

自(zi)動化(hua)(hua)立體(ti)庫(ku)(ku)（AutomaticStorage & Retrieval System）指可以實現自(zi)動存、取貨(huo)(huo)作(zuo)業功能的立體(ti)倉庫(ku)(ku)。自(zi)動化(hua)(hua)立體(ti)庫(ku)(ku)由堆垛起(qi)重機、高(gao)層貨(huo)(huo)架(jia)、場(chang)內AGV、場(chang)內有軌(gui)小(xiao)車(che)、中(zhong)轉(zhuan)貨(huo)(huo)位、出入庫(ku)(ku)傳送軌(gui)道(dao)、場(chang)外(wai)AGV和中(zhong)轉(zhuan)貨(huo)(huo)倉組成。

倉庫(ku)的(de)主體(ti)貨(huo)(huo)架是(shi)鋼(gang)結構或(huo)鋼(gang)筋混凝土(tu)結構的(de)建筑物或(huo)結構體(ti)，貨(huo)(huo)架內是(shi)標準尺寸的(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)巷道中，完成存、取貨(huo)(huo)的(de)工(gong)作。管(guan)理(li)上采(cai)用計(ji)算機(ji)及(ji)條形碼技術。

二、起源和發展

自動化立體庫源(yuan)于二戰后經(jing)濟(ji)和(he)科(ke)技的發展。

中國對自動化立體庫的(de)(de)研究起步較早，盡管中間有過短暫(zan)的(de)(de)停頓，但后期加(jia)速追趕(gan)，逐步具有了參與國際競(jing)爭的(de)(de)實力。

進入21世紀，早期參與自動化立(li)體庫研究的蘇(su)州起重機廠(chang)、太(tai)原五一機器廠(chang)等(deng)隨(sui)著企(qi)業(ye)改制逐步消失在人們的視野。隨(sui)之催(cui)生(sheng)了一大批(pi)集成方案輸出和零部件供應企(qi)業(ye)，產生(sheng)了蘇(su)州和太(tai)原兩大堆垛機產業(ye)基地，整個物(wu)流裝備行(xing)業(ye)一遍(bian)欣(xin)欣(xin)向榮。

外資企業和合(he)資企業更是如雨(yu)后(hou)春筍般涌現。

這些現在活躍于市場的國際性企(qi)業，幾乎(hu)同(tong)時選擇在這一時期(qi)開始在中國落地生(sheng)根。

隨著數據感知、人工智能(neng)算法(fa)決策和機(ji)器人技(ji)術的發展，阿里、京東等一大批(pi)互(hu)聯網(wang)和科技(ji)企業圍(wei)繞智慧物流動作不斷，偶有黑科技(ji)爆(bao)出。

可以預見(jian)，在不遠的將來(lai)，占地面積非常小、庫容特(te)別(bie)大、效率特(te)別(bie)高(gao)、能耗特(te)別(bie)低的無人化綠色立(li)體倉庫就有可能出現(xian)。

三、自(zi)動化(hua)立體庫的(de)實施方案設(she)計

1、收集相關資料，明確設計(ji)需(xu)求(qiu)

⑴自(zi)動化立體庫與(yu)上下游工序(xu)的協作(zuo)過程(cheng):如驗(yan)收區(qu)、平置區(qu)、拆零庫、不合(he)格品區(qu)、發(fa)貨(huo)區(qu)的工序(xu)業(ye)務(wu)銜接；

⑵上(shang)游最大(da)出(chu)庫量(liang)、下游最大(da)出(chu)庫量(liang)、立體庫最大(da)庫容，出(chu)入庫和補貨、移位頻度；

⑶貨(huo)品品類、包裝形式(shi)、外(wai)觀尺寸、堆垛層高上限、重量和屬性要(yao)求（通常要(yao)求藥品與非藥品、內用藥與外(wai)用藥之間(jian)間(jian)隔一(yi)個托盤位）；

⑷溫濕度(du)和環(huan)境(jing)要(yao)求，通常醫藥流通領(ling)域自動化立體庫(ku)(ku)為陰涼(liang)庫(ku)(ku)，濕度(du)35%-75%，溫度(du)0-20攝氏(shi)(shi)度(du)。如果是(shi)冷庫(ku)(ku)（2-8攝氏(shi)(shi)度(du)），則需對堆垛(duo)機(ji)、穿梭(suo)車、輸送機(ji)、貨架(jia)等設備采用耐低溫、耐低濕處理，保(bao)障其(qi)能在低溫低濕環(huan)境(jing)中穩定(ding)高效運行；

⑸公司ERP、WMS、WCS對自(zi)動化立體庫(ku)管理系統的要求；

⑹倉庫(ku)管(guan)理人員的其他要求。

2、確(que)定自動化(hua)立體倉庫的形式和相關技術參(can)數

結(jie)合第1項所(suo)了解(jie)的資料計算出儲(chu)存區(qu)所(suo)需要貨架的排數、列數，巷(xiang)道數目其它相關技術參數。

3、設計自動(dong)化立體庫的整體布局并(bing)繪(hui)制物流圖

一(yi)般來說，一(yi)家醫藥物流倉庫(ku)(ku)至(zhi)少(shao)應(ying)包(bao)(bao)(bao)括收貨(huo)區(qu)、驗收區(qu)、整(zheng)板存儲區(qu)（含揀貨(huo)、復(fu)核(he)(he)區(qu)）、整(zheng)件存儲區(qu)（含揀貨(huo)、復(fu)核(he)(he)區(qu)）、拆零區(qu)（含揀貨(huo)區(qu)和復(fu)核(he)(he)打包(bao)(bao)(bao)區(qu)、包(bao)(bao)(bao)材區(qu)）、特殊藥品庫(ku)(ku)（中藥材區(qu)、中藥飲片(pian)庫(ku)(ku)、醫療器械(xie)庫(ku)(ku)等(deng)）、冷庫(ku)(ku)、發(fa)貨(huo)區(qu)（含集貨(huo)區(qu)、理貨(huo)區(qu)和裝車區(qu)）和收貨(huo)、發(fa)貨(huo)、調(diao)度辦公室等(deng)區(qu)域（自動化(hua)程度不高的倉庫(ku)(ku)要(yao)規(gui)劃(hua)叉車、托盤、周轉箱、經營車和勞保用品擺(bai)放區(qu)及茶水間等(deng)區(qu)域），通常整(zheng)板存儲區(qu)采用自動化(hua)立(li)體庫(ku)(ku)。

如果整體(ti)規劃，就相對比較容易，根據第一項調查的信(xin)息，合理規劃庫容，設計線(xian)路即可（注意(yi)貨(huo)品不走回頭路，整箱(xiang)和(he)逆向貨(huo)品不要發生交叉和(he)湍(tuan)流）。

如果是單獨設計自動化立體庫，就要特(te)別注意與(yu)其他(ta)各區(qu)域的協調性，以確保整體效率最高。

4、選(xuan)擇設備(bei)類型和參(can)數

⑴貨架

①確定貨(huo)(huo)(huo)架(jia)形(xing)式(shi)(shi)：常用(yong)的貨(huo)(huo)(huo)架(jia)有橫梁式(shi)(shi)、牛腿式(shi)(shi)、流動式(shi)(shi)等(deng)，設計時(shi)根據貨(huo)(huo)(huo)物單元(yuan)的外形(xing)尺寸、重量及其它相(xiang)關因(yin)素選取。

②貨(huo)(huo)格的尺寸(cun)(cun)：貨(huo)(huo)格的尺寸(cun)(cun)取(qu)決(jue)于貨(huo)(huo)物(wu)單元與貨(huo)(huo)架立(li)柱、橫梁（牛(niu)腿(tui)）之間的間隙(xi)大小，同對，在一定程度(du)上也受(shou)到(dao)貨(huo)(huo)架結構型式及其它因素的影(ying)響。

貨架的設計是(shi)立(li)體(ti)倉庫設計的一項重要(yao)內容(rong)，直(zhi)接影響到立(li)體(ti)倉庫面積和(he)空間的利用率。

⑵堆垛機

①確定堆(dui)垛(duo)機(ji)形式：常見(jian)的有單(dan)軌巷道(dao)式堆(dui)垛(duo)機(ji)、雙軌巷道(dao)式堆(dui)垛(duo)機(ji)、轉巷道(dao)式堆(dui)株機(ji)、單(dan)立(li)柱型堆(dui)垛(duo)機(ji)、雙立(li)柱型堆(dui)垛(duo)機(ji)等。

②確定(ding)堆(dui)垛機速(su)度(du)(du)：根據(ju)倉庫的(de)流量要求，計算出堆(dui)垛機的(de)水(shui)平速(su)度(du)(du)、提(ti)升速(su)度(du)(du)及貨(huo)叉速(su)度(du)(du)，需要說(shuo)明的(de)是(shi)，單個(ge)設(she)備的(de)速(su)度(du)(du)快不(bu)一定(ding)會帶來整體速(su)度(du)(du)和(he)效率的(de)提(ti)升，關(guan)鍵是(shi)整體的(de)協調和(he)配(pei)合。

③其(qi)它參(can)數及配置：據倉庫(ku)現場情況(kuang)及公司要求(qiu)選定堆垛(duo)機的(de)(de)定位(wei)方式、通訊方式等(deng)。堆垛(duo)機的(de)(de)配置可高可低，視(shi)具體情況(kuang)而定。

⑶輸送系統

根(gen)據(ju)物流(liu)圖，合(he)理(li)選(xuan)擇輸(shu)送(song)機(ji)(ji)的類型，包(bao)括：輥道輸(shu)送(song)機(ji)(ji)、鏈條輸(shu)送(song)機(ji)(ji)、皮(pi)帶輸(shu)送(song)機(ji)(ji)、升降(jiang)移載機(ji)(ji)、提升機(ji)(ji)等。同時，還要根(gen)據(ju)倉庫的瞬時流(liu)量合(he)理(li)確定(ding)輸(shu)送(song)系統的速(su)度。

⑷其它輔助設備

根據倉庫工藝流程及用戶(hu)的一(yi)(yi)些特殊要求，可適當(dang)增加一(yi)(yi)些輔(fu)助設備，包(bao)括：手持終端、叉車、平衡(heng)吊等(deng)，有條(tiao)件的企業也(ye)可以選用碼垛(duo)機(ji)器人、AGV等(deng)。

5、設計WCS和WMS各(ge)功能(neng)模塊

根據倉(cang)庫的(de)工(gong)藝流(liu)程及(ji)公司(si)的(de)要(yao)求，合理(li)(li)設計控制系(xi)統(tong)(tong)(tong)及(ji)倉(cang)庫管理(li)(li)系(xi)統(tong)(tong)(tong)（WMS）。控制系(xi)統(tong)(tong)(tong)及(ji)倉(cang)庫管理(li)(li)系(xi)統(tong)(tong)(tong)一般采用模塊化設計，便(bian)于升級和維護。

6、方案(an)測試

在電腦上對整(zheng)套系(xi)統貯運(yun)工(gong)作進行仿真模擬，查找問題和不足，并作出(chu)相應的調整(zheng)，直至(zhi)整(zheng)個立體庫(ku)運(yun)行平穩。

7、方案(an)細化(hua)和落地

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