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我國自動化立體倉庫的建設(shè)與發(fā)展
中國立體倉庫的前進(jìn)
一、背景介紹
立體倉庫的產(chǎn)生和發(fā)展是第二次世界大戰(zhàn)之后生產(chǎn)和技術(shù)發(fā)展的結(jié)果。50年代初，美國出現(xiàn)了采用橋式堆垛起重機(jī)的立體倉庫；50年代末60年代初出現(xiàn)了司機(jī)操作的巷道式堆垛起重機(jī)立體倉庫；1963年美國率先在高架倉庫中采用計算機(jī)控制技術(shù)，建立了第一座計算機(jī)控制的立體倉庫。此后，自動化立體倉庫在美國和歐洲得到迅速發(fā)展，并形成了專門的學(xué)科。60年代中期，日本開始興建立體倉庫，并且發(fā)展速度越來越快，成為當(dāng)今世界上擁有自動化立體倉庫最多的國家之一。
我國對立體倉庫及其物料搬運設(shè)備的研制開始并不晚，1963年研制成第一臺橋式堆垛起重機(jī)（機(jī)械部北京起重運輸機(jī)械研究所），1973年開始研制我國第一座由計算機(jī)控制的自動化立體倉庫（高15米，機(jī)械部起重所負(fù)責(zé)），該庫1980年投入運行。到2003年為止，我國自動化立體倉庫數(shù)量已超過200座。立體倉庫由于具有很高的空間利用率、很強(qiáng)的入出庫能力、采用計算機(jī)進(jìn)行控制管理而利于企業(yè)實施現(xiàn)代化管理等特點，已成為企業(yè)物流和生產(chǎn)管理不可缺少的倉儲技術(shù)，越來越受到企業(yè)的重視。隨著科學(xué)技術(shù)、信息技術(shù)、自動化生產(chǎn)技術(shù)及商品化經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展, 生產(chǎn)中所需原材料、半成品、成品及流通環(huán)節(jié)中的各種物料的搬運、儲存、配送及相應(yīng)的信息已經(jīng)不是一個孤立的事物。事實上, 從制造資源計劃(MRPⅡ)到企業(yè)資源計劃(ERP)的發(fā)展過程中, 物流的各個環(huán)節(jié)已完成其集成化過程。自動化倉儲、物流及信息流已成為組織生產(chǎn)、連接生產(chǎn)、銷售、管理各網(wǎng)絡(luò)中的關(guān)鍵節(jié)點, 并且作為降低物流費用的重要手段在國民經(jīng)濟(jì)中起著越來越重要的作用。我國第一座全自動化立體倉庫──北京汽車制造廠自動化立體庫, 是北京起重運輸機(jī)械研究所研制生產(chǎn)的。20世紀(jì)80年代, 自動化立體庫在我國得到應(yīng)用后, 在20世紀(jì)90年代得到迅速發(fā)展和廣泛應(yīng)用。二十多年來, 北京起重所設(shè)計制造了各種形式的自動化立體倉庫100余套, 產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于機(jī)械、冶金、化工、醫(yī)藥、軍工、食品、運輸和電子等行業(yè), 領(lǐng)導(dǎo)和推進(jìn)了我國物流技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用。2000年,北京起重所又完成了我國迄今國產(chǎn)規(guī)模最大、技術(shù)水平最高的大型全自動化立體庫侖庫──聯(lián)想電腦公司集成化物流系統(tǒng)。聯(lián)想公司物流系統(tǒng)集成了當(dāng)前國際上最新的立體倉庫技術(shù), 全系統(tǒng)采用了約30余項新技術(shù)。巷道堆垛機(jī)是立體倉庫系統(tǒng)的關(guān)鍵設(shè)備之一, 其中的運行調(diào)速技術(shù)、激光測距技術(shù)、貨叉調(diào)速技術(shù)、起升機(jī)構(gòu)的認(rèn)址技術(shù), 變截面立柱技術(shù)等10余種新技術(shù)均為我國的最新研究應(yīng)用成果或國際先進(jìn)技術(shù)。輸送機(jī)設(shè)備采用了組合式結(jié)構(gòu)、懸臂式升降臺等多項新技術(shù)和托盤自動收集技術(shù)。分配車在運行調(diào)整、認(rèn)址等方面均采用了最新的研究成果。雙車避讓技術(shù)的采用使分配車達(dá)到了比設(shè)計要求更高的能力。貨架結(jié)構(gòu)采用有限元分析。表面處理采用表面噴塑新工藝, 美觀耐用。控制系統(tǒng)采用了PROFIBUS現(xiàn)場總線控制技術(shù), 與R/3系統(tǒng)的高度集成體現(xiàn)了該立體倉庫系統(tǒng)在與大型信息系統(tǒng)集成方面取得的突破成績。聯(lián)想公司自動化物流系統(tǒng)是我國自行研制的具有國際先進(jìn)水平的物, 該系統(tǒng)的成功運行標(biāo)志著我國物流自動化技術(shù)水平又上一個新臺階。
二、技術(shù)現(xiàn)狀
一個比較完善的自動化立體倉庫系統(tǒng)主要包括:
(1)貨物的存放、周轉(zhuǎn)—高層貨架及托盤、貨箱;
(2)入、出庫作業(yè)—堆垛起重機(jī);
(3)入、出庫分配系統(tǒng)—輥式、鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)、分配車、升降機(jī)等;
(4)自控系統(tǒng)—包括由計算機(jī)控制的入、出庫設(shè)備、分配系統(tǒng)以及各種檢測、保險機(jī)構(gòu)的全部電控裝置;
(5)計算機(jī)管理系統(tǒng)—倉庫的賬目管理、數(shù)據(jù)分析、合理管理貨位、設(shè)備運行又庫存情況的狀態(tài)顯示等。管理系統(tǒng)與控制系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)。
(6)入、出庫頻率不高的立體庫幾個巷道可共用一臺堆垛機(jī)，此時應(yīng)配備堆垛機(jī)轉(zhuǎn)軌設(shè)備(如轉(zhuǎn)軌車)。
我國自動化立體倉庫各主要設(shè)備的技術(shù)現(xiàn)狀大致如下:
1.高層貨架及托盤、貨箱
高層貨架是自動化立體倉庫的主體結(jié)構(gòu)部分。一般是鋼結(jié)構(gòu)采用焊接或組裝而成。每排貨架分若干列、層單元貨格，每貨格中一般存放1－－3個托盤(貨箱)。目前國內(nèi)制造的高層貨架一般在20米以下，以10－－15米居多。貨架所用型鋼，焊接式貨架多采用熱軋型鋼。組裝式貨架多采用薄型冷軋型鋼。焊接式結(jié)構(gòu)牢固、耐用，但笨重。組裝式外形美觀，拆裝性能好，運輸方便。因冷軋薄壁鋼截面力學(xué)性能好，因此重量輕省鋼材，降低成本，潛力很大。如接插部件設(shè)十分合理亦很牢固.是高層貨架的發(fā)展方向。貨架結(jié)構(gòu)型式設(shè)計一般是當(dāng)托盤(貨箱對泛寸較大時采用牛腿式結(jié)構(gòu)，每貨格存放一個托盤(貨箱)。托盤尺寸較小時采用橫梁式結(jié)構(gòu)。每貨格可存放1-3個托盤(貨箱)單元。目前橫梁式貨架結(jié)構(gòu)的使用用戶多于牛腿式.并有進(jìn)一步增加趨勢。托盤(貨箱)目前使用較多的是鋼結(jié)構(gòu)或鋼木結(jié)構(gòu)，但隨著輕型塑料工業(yè)和注塑技術(shù)的發(fā)展.塑料托盤(貨箱)以其美觀、耐腐蝕、重量輕等優(yōu)點，在較小尺寸及重量的托盤(貨箱)中將占重要地位。
2.堆垛起重機(jī)
堆垛機(jī)是自動化立體倉庫中存、取貨物作業(yè)的主要執(zhí)行設(shè)備。它在貨架的巷道中可承載貨物水平運行、升降、左右伸叉，完成入庫、出庫、倒庫等各種作業(yè)功能。為使堆垛機(jī)認(rèn)址準(zhǔn)確。水平、垂直、伸叉運動均設(shè)置正常運行速度和慢速兩種以上速度(或用變頻無級調(diào)速).以減少停車時沖擊.并能準(zhǔn)確到位，達(dá)到水平運行士lOmm、垂直升降士lOmm，左右伸叉士5mm的停準(zhǔn)精度要求。堆垛機(jī)設(shè)置貨位和載貨臺虛實檢測裝置，防止由于控制(或管理)失誤，在貨位已被占用的情況下重復(fù)入庫造成事故。堆垛機(jī)設(shè)置原位及停準(zhǔn)指示.如因慣性或其它原因未停準(zhǔn)，堆垛機(jī)將按照PC;程序控制自動“糾偏’。此外，堆垛機(jī)還設(shè)置運行、起止的終端限速、限位開關(guān)，并在最終端設(shè)機(jī)械車擋.防止堆垛機(jī)各機(jī)構(gòu)運行超過極限位置。為確保帶司機(jī)室的堆垛機(jī)司機(jī)和貨物的安全，載貨臺設(shè)斷繩保護(hù)裝置或限速防墜裝置。堆垛機(jī)電器系統(tǒng)還設(shè)有常規(guī)的電器互鎖，失壓保護(hù)、零位保護(hù)、過載保護(hù)等功能目前堆垛機(jī)各機(jī)構(gòu)運行速度為:水平運行80m/min:升降10-16m/min:貨叉8-15m/min。
3.人出庫分配系統(tǒng)
在自動控制的立體倉庫中。入、出庫分配系統(tǒng)按照計算機(jī)指令將入庫貨物分配至某一巷道口，再由該巷道堆垛機(jī)按照指令送到指定的排、列、層貨位。出庫時按照相反方向輸出。在貨物的入口處可設(shè)置稱重裝置。超高、超寬尺寸檢測裝置使進(jìn)入庫區(qū)的貨物不會出現(xiàn)超載超重或超尺寸引發(fā)事故。
目前輸送貨物大多根據(jù)貨物、托盤或貨箱的結(jié)構(gòu)、重量確定用輥式或鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)。輸送貨物的交叉路口處往往使用升降機(jī)解決高差問題。另外，應(yīng)設(shè)一個輸送通道，使重量、尺寸不合格的貨物(托盤)輸送到指定點整理后再進(jìn)入庫區(qū)。也可用于揀選入、出庫時(散件入、出庫)，將單元貨物送入該處，揀選后返回。 當(dāng)入、出庫頻率要求不高時，可考慮幾個巷道共用一臺堆垛機(jī)。此時應(yīng)配備轉(zhuǎn)軌車或其它轉(zhuǎn)軌設(shè)備。以便使堆垛機(jī)轉(zhuǎn)入另一巷道。
4.自控系統(tǒng)
庫區(qū)全部可運行設(shè)備，如堆垛機(jī)、輸送機(jī)、升降機(jī)、分配車、轉(zhuǎn)軌車等，以及這些設(shè)備的運行保障系統(tǒng)，均應(yīng)由計算機(jī)統(tǒng)一程序控制。控制系統(tǒng)有對機(jī)、電及其它故障的報警及診斷顯示功能。并對某些報警可自行處理。各設(shè)備運行實現(xiàn)自動銜接，動作可靠。一般選用高質(zhì)量的可編程控制器(PC)。為確保各機(jī)構(gòu)運行平穩(wěn)可靠、認(rèn)址準(zhǔn)確，亦應(yīng)選用高質(zhì)量的變頻器、光電元件及其它優(yōu)質(zhì)控制元件。
5.計算機(jī)管理系統(tǒng)
計算機(jī)管理系統(tǒng)應(yīng)能對全部貨位和全部庫存貨物完成以下主要管理功能:
(1)按照要求實現(xiàn)貨物的先進(jìn)先出、某巷道優(yōu)先、均勻分布等管理功能，進(jìn)行入、出庫貨位管理;
(2)按照貨位和貨物品種盤庫、查詢;
(3)打印各種統(tǒng)計報表;
(4)庫存情況分析;
(5)修改數(shù)據(jù)文件各項內(nèi)容。
管理機(jī)可選用486,586各檔微機(jī)，能與下級監(jiān)控、控制機(jī)實現(xiàn)聯(lián)機(jī)通信。通信方式可采用電纜或封閉型安全滑線，最好采用紅外線信號傳輸系統(tǒng)。安裝簡便，傳輸可靠壽命長。根據(jù)需要可在庫區(qū)顯要位置和機(jī)房內(nèi)設(shè)置設(shè)備運行和作業(yè)目標(biāo)的數(shù)字、文字或圖形模擬顯示裝置以便監(jiān)控全部作業(yè)過程。
綜上所述我國立體倉庫行業(yè)已形成一定規(guī)模和開發(fā)能力日前立庫市場的主流是:單機(jī)自動控制、變頻調(diào)速運行機(jī)構(gòu)(因水平運行和貨又伸縮不能同時動作。可使用同一變頻器)、封閉滑觸線供電、載重量600公斤以下，高度10-15米的堆垛機(jī).配以冷軋薄壁型鋼組合式貨架，入、出庫輸送機(jī)或手推車。可配備一個管理機(jī)負(fù)責(zé)庫房賬目管理的立體倉庫。但與發(fā)達(dá)國家相比還有很大差距
目前，美、日等發(fā)達(dá)國家立庫高度已達(dá)幾十米。建庫數(shù)均達(dá)數(shù)千座。堆垛機(jī)運行速度超過100m/min，具有形式繁多的入、出庫物流分配系統(tǒng)和安全保障系統(tǒng)。立庫設(shè)備的形式根據(jù)用途多種多樣。重力式貨架已在成功使用，而國內(nèi)基本上還是空白。
三、發(fā)展好于預(yù)期
1.市場發(fā)展情況
據(jù)不完全統(tǒng)計，截止到2006年底，全國自動化立體庫的保有量已超過500座。2006年建設(shè)的自動化立體庫在80座以上，主要集中在機(jī)械制造、汽車、煙草、食品加工、服裝生產(chǎn)、醫(yī)藥生產(chǎn)及流通等行業(yè)，與2005年相比，整個市場有了很大發(fā)展。主要表現(xiàn)在:
(1) 煙草行業(yè)建設(shè)的自動化立體庫數(shù)量有所下降，新建立體庫約10座。目前，煙草制造行業(yè)還有上一輪全面技改項目中部分尚未完成的項目。煙草銷售企業(yè)多采用簡易平庫或叉車立體庫，基本不采用自動化立體庫。如希望煙草行業(yè)出現(xiàn)大的市場需求，則要等待煙草制造、經(jīng)銷企業(yè)的進(jìn)一步升級改造和設(shè)備更新?lián)Q代;
(2)醫(yī)藥行業(yè):醫(yī)藥生產(chǎn)企業(yè)對自動化立體庫的需求依然穩(wěn)定，2006年建設(shè)的自動化立體庫為1020座，像三九制藥、揚子江制藥等企業(yè)隨著生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大都建設(shè)了自動化立體庫。在GSP認(rèn)證的推動下，醫(yī)藥經(jīng)銷企業(yè)對自動化立體庫的需求依然很大，2006年新建自動化立體倉庫超過10座;
(3)機(jī)械行業(yè)中的一些標(biāo)準(zhǔn)件、緊固件生產(chǎn)企業(yè)、閥門、水泵制造企業(yè)紛紛建設(shè)自動化立體庫;
(4)汽車生產(chǎn)企業(yè)雖然在車身及配套件存儲方面均采用了自動化立體庫，但基本采用國外產(chǎn)品，每年汽車行業(yè)新建自動化立體庫在10-20座之間;
(5)伊利、蒙牛等大型乳品企業(yè)建設(shè)自動化立體庫的熱情高漲，2006年該行業(yè)建設(shè)的自動化立體庫超過15座，而且普遍規(guī)模較大，2007年規(guī)劃建設(shè)的項目還很多，其中包含一定數(shù)量的冷凍庫;
(6)雖然家電制造業(yè)對自動化立體庫的需求依然不旺，但家電銷售企業(yè)如蘇寧等企業(yè)紛紛建設(shè)自動化物流配送中心，擴(kuò)大了自動化立體庫的市場;
(7)2006年服裝行業(yè)巨頭雅戈爾公司率先建設(shè)了服飾自動化物流中心，其中包含1座自動化立體庫。隨著使用效果的凸顯和企業(yè)間的傳播，其他企業(yè)必然效仿，該行業(yè)孕育著巨大的市場;
(8)軍隊自動化立體倉庫建設(shè)速度加快，近兩年全軍列入建設(shè)計劃的自動化立體庫有幾十座，各供應(yīng)廠商格外重視該市場領(lǐng)域，今后的競爭將日趨激烈。
2.技術(shù)和產(chǎn)品發(fā)展情況
面向冷飲生產(chǎn)企業(yè)、工作溫度在一20℃以下的自動化立體庫在國內(nèi)有一定需求，目前國內(nèi)供應(yīng)商還不能提供完全符合要求的解決方案和相關(guān)產(chǎn)品，只是簡單置換為適用于低溫條件的元器件，或者采取一些局部加熱保溫措施，勉強(qiáng)滿足用戶使用要求，但效果不理想，急需供應(yīng)商攻關(guān)研究，從總體設(shè)計和設(shè)備研制上全面著手，提供適合行業(yè)需要的整體解決方案。
3.供應(yīng)商發(fā)展情況
行業(yè)企業(yè)總體數(shù)量變化不大，除有個別企業(yè)經(jīng)營不善淡出市場外，也有幾家國外廠家加入國內(nèi)市場競爭，同時出現(xiàn)了國外企業(yè)并購國內(nèi)企業(yè)的現(xiàn)象2007年市場需求看好。
2006年自動化立體倉庫市場總體發(fā)展是穩(wěn)健快速雖然總體利潤下降，但各廠家均生產(chǎn)訂單飽滿售結(jié)果好于預(yù)期。預(yù)計2007年形勢會更好，全年自動化立體庫建設(shè)規(guī)模將接近100座。今后 ，隨著中國企業(yè)規(guī)模的擴(kuò)大和數(shù)量的增加，以及重視與合理應(yīng)用土地這一稀缺資源的意識不斷增強(qiáng)，具有節(jié)約土地資源優(yōu)勢、提高企業(yè)管理水平的自動化立體庫必將得到更廣泛使用。應(yīng)用領(lǐng)域的進(jìn)一步擴(kuò)大，將對相應(yīng)設(shè)備和技術(shù)提出新的、更高的要求，中國企業(yè)必須進(jìn)行全面技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)品升級，才能抓住時代賦予的機(jī)遇。
四、適應(yīng)國情，適度發(fā)展
目前我國已基本確立市場經(jīng)濟(jì)。技術(shù)的發(fā)展無疑受市場的促進(jìn)或制約。但由于市場還不十分完善和規(guī)范，它又往往不只取決于是否需求。尤其對于立體庫這樣的較大項目(少則幾十萬，多則幾百萬或更多)。資金往往成為關(guān)鍵。 但隨著各行各業(yè)的發(fā)展，我國的立體倉庫事業(yè)也必將獲得長足進(jìn)步。今后幾年，管理機(jī)與堆垛機(jī)及入、出庫分配系統(tǒng)聯(lián)網(wǎng)實現(xiàn)全自控的立體倉庫將日益增多.成為立體倉庫市場的主流。隨著市場的擴(kuò)大，新型式、更高檔次管理、控制系統(tǒng)的立體倉庫將不斷出現(xiàn)，設(shè)計、制造適用于各種貨物的專用堆垛機(jī)和物流輸送系統(tǒng)將成為立體倉庫生產(chǎn)廠家的重要任務(wù)之一。更加輕型、組裝性能更好、穩(wěn)定性更好的貨架生產(chǎn)工藝和貨架型材軋制工藝也將得到開發(fā)和完善。總之，我國自動化倉庫技術(shù)將隨著國內(nèi)市場變化而不斷更新發(fā)展.同時.立體倉庫設(shè)計制造單位的專業(yè)經(jīng)驗亦將引導(dǎo)促進(jìn)我國立體倉庫事業(yè)的進(jìn)步。
五、引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，邁上新臺階
從立體倉庫設(shè)計、制造和使用的現(xiàn)狀來看。發(fā)達(dá)國家走在我們的前面。引進(jìn)、消化、吸收國外先進(jìn)產(chǎn)品與技術(shù)，最終國產(chǎn)化成為自己的產(chǎn)品，這無疑是一條捷徑。先決條件是要引進(jìn)先進(jìn)的、并適合國內(nèi)市場的項目。決非盲目引進(jìn)。目前針對立體庫主要設(shè)備進(jìn)行全套技術(shù)引進(jìn)的在國內(nèi)很少，某種意義上講，誰先走一步。誰將有可能領(lǐng)先一步，占領(lǐng)市場。引進(jìn)應(yīng)掌握以下幾點:
(1) 要引進(jìn)先進(jìn)的實用產(chǎn)品的全面技術(shù)，即不僅引進(jìn)產(chǎn)品、還應(yīng)引設(shè)計、工藝技術(shù)。新穎的設(shè)計與先進(jìn)的工藝手段同樣重要，而工藝技術(shù)的提高往往更為耗資費力。
(2)消化吸收要快.盡快掌握成為自己的技術(shù)。
(3)盡快國產(chǎn)化.不能長期靠進(jìn)口配件維持。但要掌握一個原則.即國產(chǎn)替代配套件的質(zhì)量不應(yīng)低于進(jìn)口配件.否則又部分地失去了引進(jìn)的意義。
(4)引進(jìn)技術(shù)不僅要看到當(dāng)前市場需求，還要看到未來市場的發(fā)展。消化吸收后，產(chǎn)品應(yīng)是當(dāng)前市場的先進(jìn)產(chǎn)品。確立一個較高起點，在此基礎(chǔ)上培養(yǎng)出自己的開發(fā)能力。市場變化后，仍處于領(lǐng)先地位。如能達(dá)到以上幾點，引進(jìn)就是成功的。
現(xiàn)代自動立體倉庫貨柜都有哪些光電開光或傳感器，都有神馬用
堆垛機(jī)、穿梭車、提升機(jī)等有軌或鋼絲繩牽引設(shè)備，需要用激光或條碼實時確認(rèn)自身位置
AGV通過地面磁條、磁釘、二維碼等對自身進(jìn)行實時定位
輸送機(jī)各出入口，合流、分流口需要掃碼器，掃描托盤、料箱、紙箱上的條碼確認(rèn)貨物身份信息，從而知道將貨物往哪里送。
堆垛機(jī)光電認(rèn)址原理？
每個堆垛都有固定的地址編碼,堆垛機(jī)其實是認(rèn)碼不認(rèn)“人”，根據(jù)地址碼找到相應(yīng)堆垛的。打個比方，電視遙控器每個按鍵相當(dāng)一個堆垛，按下某個鍵，那個鍵的特定編碼使電視機(jī)知道你讓它做什么，不會出錯。
堆垛機(jī)光電分布的介紹就聊到這里吧，感謝你花時間閱讀本站內(nèi)容，更多關(guān)于堆垛機(jī)光電分布示意圖、堆垛機(jī)光電分布的信息別忘了在本站進(jìn)行查找喔。