自动化立体仓库技术的应用

刘德文，梁敏

（长岭炼化岳阳工程设计有限公司，湖南 岳阳 414000）

1 概述

自动化立体仓库其储存单元货物采用的是几层、十几层乃至几十层的货架，并以巷道堆垛起重机结合入库出库、周边等设备在不需人工处理的情况下自动存入和取出货物。因其能充分利用空间、节约用地、储存货物多、减少人工、分拣准确度高、入库出库速度快、增值收益巨大而越来越受到各行各业的青睐(图1）。

图1

2 自动化立体仓库系统主要组成

自动化立体仓库系统主要由房屋建筑、立体货架、托盘料厢周转箱、出入库传输设备、巷道堆垛起重机、GV系统、自动化控制以及自动化管理系统等部分组成，还有与之配套的供电、空调、消防、称量计量、包装、网络通信系统等。

2.1 房屋建筑

房屋建筑是立体仓库的围护结构，可设计成整体式和分离式，整体式是货架和房屋建筑一体化，货架兼作房屋建筑的支撑结构；分离式则是货架在房屋建筑内部独立存在。

2.2 立体货架

立体货架是立体仓库中的重要构筑物，是用于存放货物的场所，分钢制结构货架和钢筋混凝土结构货架，可固定、可组装拆卸和分层。

2.3 托盘料厢周转箱

托盘料厢周转箱承载货物的器具，就是将货物码放在托盘上、卡板上、或托箱中，便于成盘、成板、成箱地叠放和运输。

2.4 出入库传输设备

传输设备是把仓库的各个部分连接起来将货物送到相应的货架的存储位置或从相应货架存储位置的货物送出的输送系统，即将货物运送到堆垛机或从堆垛机处的货物移走。有辊式运输机、链式运输机、升降运输机和皮带运输机等。

2.5 巷道堆垛起重机

是立体化仓库的核心部件，在高层货架的巷道上来回穿梭，将巷道上的货物放入指定高架货格，或从高架货架上取出指定货物放置巷道上。分单立柱和双立柱两种，可在巷道内直行、弯行、垂直升降。

2.6 GV系统

即自动导向小车，有感应式导向小车和激光导向小车两种。

2.7 自动化控制系统（WCS）

自动控制系统驱动自动化立体仓库内各设备工作，主要由PLC、操作终端、电机驱动装置、检测元件等组成，目前主要采用的控制模式是现场总线方式。分为手动控制、随机自动控制、远距离自动控制和计算机自动控制等。

2.8 自动化管理系统（WMS）

自动化管理系统是自动化立体仓库的核心，由硬件、操作系统、数据库等组成。硬件又由数据库服务器、图形监控服务器、管理工作站、UPS、条码阅读器、手持终端、电子屏枰、LED显示器、交换机等组成；目前操作系统有服务器WindowsServer2008和工作站Windows7，数据库目前有SQLserver2008和Oracle10g，一般采用大型的数据库系统（如ORACLE，SYBASE，ERP系统等）联网或集成。

自动化控制和管理系统是整个仓库的中枢神经，负责所有存储设备的系统管理和调度。自动化控制系统通过货物传输设备来控制逻辑计算机和动作执行，在仓库管理系统（WMS）的协调下，实现设备的集中控制和指挥。自动化管理系统通过计算机、软件、及库房网络对信息、资源、行为、存货和分拣等进行自动化管理，最大限度满足货物出入的精确度要求。

3 自动化立体库房的功能

自动化立体仓库的功能主要是货物自动收入库、出库、盘点库存、货物倒库、货位管理、存货管理、查询和统计、运行监控等。

3.1 货物入库流程

录入入库任务→生成入库任务→指令下发，输送设备输送货物，分配货位→指令下发，堆垛起重机搬运货物→货物上架，WMS更新数据（入库任务完成）。

3.2 货物出库流程

搜索出库的货物→生成出库任务→指令下发，堆垛起重机及传输设备将货物搬运至交接台→LED显示出库信息→货物搬离输送设备，WMS更新数据（出库任务完成）。（1）盘点库存：可按货物量盘库，也可按货位量盘库。（2）货物倒库：定期优化存储货位，保证系统响应效率。（3）货位管理：可均匀存放，也可按指定规则划分存储区域，还可按锁定条件存放货物。（4）库存管理：根据原库存情况和出入库完成信息，盘点和统计库存、统计货位的利用率。

3.3 查询和统计

随时查取仓库的存货信息、作业信息以及其他相关的信息，并伴随查询各种作业信息和报表单据、日志、统计作业能力等。这种查询可以在仓库范围内进行，也可通过联网在其他地点进行。

3.4 运行监控

监控系统可提供整个仓库中设备运行的模拟画面，实时监视到整个立体仓库中各部分的运行情况，例如各设备的运行状态、货物运行的位置、货位的占有等情况，还可监视到所有任务的当前运行状态、出错报警情况，实时掌握控制设备的运行。

4 投入成本对比

表1是国内某物流系统项目中自动化立体仓库与传统仓库的投入成本对比。

从表1中可知，假定人工成本和土地成本一定的前提条件下，目前，自动立体仓库建设投资比传统仓库稍低，但随着土地价格和人工成本的上升，自动化立体仓库投资成本与传统仓库相比将大幅度降低，从长远来看更经济。

表1

5 结语

随着现代制造业和物流业等的高速发展，自动化程度高、容量大的立体仓库将成为一种趋势，在计算机及网络通信技术、信息技术的推动下，各仓库的管理可不独立、资源共享，运行成本大大降低，仓库的整体运行效率可以达到最优，再加上近几年国家已经制定和推行了一系列与国际接轨的自动化立体仓库技术标准，大力推动和规范了自动化立体仓库市场。对于推动构建成本节约、循环经济、节能节地、绿色环保等，自动化立体仓库技术的应用具有重要的意义。

[1]张志.自动化立体仓库中输送控制系统研究[J].起重运输机械,2008,12.