自动化仓库系统建设实施与应用

姜艳华

摘  要：随着现代制造业的发展，自动化技术逐渐渗入各个领域中，彻底颠覆了传统的工作模式，极大地解放了人力劳动成本，给行业带来了很大便利。该文主要针对自动化仓库系统建设的实施和应用情况进行了分析。首先介绍了自动化仓库的基本概念和应用条件，然后分析了自动化仓库设备的构成因素，包括机器人、Port输送机以及控制器等，最后对自动化仓库的软件设计开发部分进行了简要说明，以期能够为相关行业工作者提供些许参考。

关键词：自动化仓库;系统构成;仓库管理软件;机器人

中图分类号：TP23        文献标志码：A

0 引言

相较于传统的仓库管理模式，将自动化技术应用于现代仓库系统可以有效实现物料的自动取出或存储，虽然前期自动化建设成本投入高，但是后期作业效率以及作业准确率也是人力无法比拟的，而提高仓库管理水平能更好地保管物料，为企业生产创造了更好的条件。所以从长期来看，进行仓库自动化系统建设给企业带来的好处远远超出其投入。随着新技术的融入，未来自动化仓库将朝着更加智能化的方向发展，应用前景十分广阔。

1 自动化仓库介绍

1.1 自动化仓库的基本概念

自動化仓库是一种以自动化的方式取出与存储物料的系统。该文所介绍的自动化仓库系统为立体网格式框架，该系统一共包含13层网格框架，框架内放置有相应的料箱，顶部设置有机器人，物料入库由控制器控制机器人将料箱输送至Port端口完成物料入库，物料出库依靠机器人从顶部向下进行料箱定位，在找到对应的料箱后，直接采用挖掘方式将料箱移到最上层，并输送到Port端口完成所需物料的出库工作。自动化仓库内没有人为介入，仓库内部不设置人行过道。系统运行过程的功能主要由2个部分进行管控，分别是自动化控制器和仓库管理系统，前者主要负责规划料箱存取路径，以便机器人有序作业，而后者则主要负责发出物料出入库指令，以便控制器执行动作有据可依[1]。自动化仓库示意图如图1所示。

1.2 自动化仓库的建设准备

建设与使用自动化仓库需要满足一定的场景条件。首先，物料出入库要保持均衡与频繁，自动化仓库作业精度高，速度快，因此与出入库较为频繁的物料比较契合，否则自动化仓库的优点就难以展示出来。其次，自动化仓库要保持均衡作业，出入库频率不能出现过大的变化幅度，如果不满足这项条件，作业停顿时间偏长或者出现时紧时松的情况，均会影响到自动化仓库的使用。再者，自动仓库中要运用大量的高层货架，仓库地坪承载能力必须达到标准，初期选址时就应考虑率到地质问题。此外，因为自动化仓库的存储空间比较密集，货架规模比较大，所以在建设过程中还应充分考虑到物料聚集可能发生的反应，做好相关安全防火措施。

自动化仓库属于综合型自动化系统，建设时涉及多个专业的技术，包括计算机、自动化、传动、电子、电力与信息识别等。自动化仓库中应用的关键技术包括自动寻址、自动识别技术、堆垛机自动化控制技术、监控调度系统与计算机管理系统[2]。

2 仓库设备构成

2.1 控制器

控制器主要由自动化仓库服务器和备份服务器组成，细化又分为多台小型计算机，分别进行分级控制，这样不仅有利于快速实时化处理信息，而且还能最大程度地保障仓库运行的连续性，即便其中一台计算机产生故障，其他的计算机也仍然还会继续保持正常作业，不会出现中断的情况。控制器可以说是自动化仓库的核心控制部分，相当于人的大脑。

通过仓库控制系统实现物料配送以及调度需求，设计监控调度系统，可发挥出协调的作用。通过监控系统来统一调度各个设备的运行方向、运行路径与运行任务，使其进行物资配送与搬运工作，依照仓储管理信息系统提出的作业命令，监控调度系统在合理配合与保持最短运行时间的原则，确定作业先后顺序，进行优化组合，将优化调整后的作业命令输送给各个控制系统，实时监控主运行设备、作业信息与作业进程。

2.2 机器人

机器人在存取物料中有着重要的作用，可在任意时间将物品送到任意位置，能够在接受到控制器的指令后，自主独立地进行导航，系统算法计算后通过网络传输指令给机器人，确定机器人的行动路径，利用导航系统指示运送货品到目的地。值得注意的是，在这种立体网格式自动仓库模式中，如果所需存取的物料位于网格的底层，则需要机器人进行挖掘处理，先将上部料箱移开，在完成指定料箱的存取动作之后，还要将移开的料箱归位。机器人接收控制器发出的信号，获取料箱的位置信息，执行存取操作，对应料箱位置的存货信息随之改变。

2.3 Port输送机及端口

当有物料需要放入自动化仓库或从自动化仓库提取物料时，机器人将料箱从自动化仓库送入端口缓冲区，Port 输送机负责将料箱送入端口，操作人员可以对料箱进行操作，将物料放入料箱或从料箱取出物料，然后Port输送机将料箱送回缓冲区，机器人便可以将料箱送回自动化仓库。

3 自动化仓库的软件

3.1 自动化仓库控制程序

自动化仓库客户控制程序是一种供超级用户使用的应用程序，操作人员可以通过人为控制程序对自动化仓库设备进行操作和维护。操作人员可使用客户控制程序来检查Grid、机器人和Port等各种不同的自动化参控部件的配置和性能，对部件进行维护也需要通过自动化仓库客户控制程序来控制部件的操作，比如对机器人的维护和检测需要通过自动化客户控制程序，将机器人状态设置为维修状态并移到维修区。安全方面，自动化仓库运行时，操作人员进入自动化仓库及机器人出入自动化仓库分别需要经过维修门和机器人，自动化仓库系统运行时，2个门必须处于关闭状态，如果要打开，都必须通过自动化仓库客户控制程序来打开这2个门，打开的同时系统停止运行，此时操作人员方可进入自动化仓库内进行检查维修。

3.2 仓库管理系统

自动化仓库的运作离不开仓库管理系统，仓库管理系统通过信息技术完成仓库的各项业务，如采购入库、生产入库、生产领料、销售发货等，并与当前的企业信息管理系统协同运行，共同完成仓库相关的信息管理与控制。

控制系统易于测试，维修与检查都可便捷进行。通过电子计算机可向仓库物资储备、发送与订货以及作业定额管理工作提供必要的信息，监督与指挥仓库的作业组织、作业手段、作业人员。另外，通过计算机实现对仓库的控制，还可解决手工管理台账的问题，将仓库的各种数据资料与账目信息存储到计算机中，在有使用需要时立即将其调出，信息不会产生差錯，可针对仓库的情况进行分析，快速掌握仓库整体库存信息，及时降低库存量，提升货物的流通速度，保障自动化仓库的生产效益。

自动化仓库管理系统主要有4个功能。1）向控制器发送信号，通知控制器将指定的料箱送到指定的端口。2）向控制器发送信号，通知控制器将停放在端口的料箱送回立体网格内。3）记录每个料箱内的物料信息，如物料号、批号、数量、入库日期。4）支持仓库的日常业务，如采购入库、生产入库、生产领料、销售发货、库存移位、盘亏盘盈的调整等仓库的日常业务。

在调度这些业务时会将需要的料箱调度到端口。以采购入库的操作为例，通过计算查找出空的料箱，并向控制器发出调取料箱到指定端口的指令，待控制器将料箱调到端口后，操作员将物料放入料箱，并在仓库管理系统内点击完成放料的操作，仓库管理系统会向控制系统发出将料箱放回网格的指令，同时仓库管理系统会与企业信息管理系统交互，将采购入库的信息传入企业信息管理系统，完成入库操作。

自动化仓库的管理系统还肩负性能优化的任务。由于系统是立体网格，前一天计算出第二天需要的销售发货或生产领料的物料，并在夜间将需要的物料先移到上层，第二天操作时会大大缩短提取物料的时间，提高了运行效率。针对物料的尺寸规格大小不一、相差悬殊的情况，每个料箱可以设置隔板，将一个料箱分割为2个～16个分料箱。同一个料箱内的多个分料箱如果存储的物料活动频率不一样，会导致每天需要移动的料箱过多，自动化仓库的自动计算可以在做入库时，将相同活动频率的物料放在同一个料箱内，这样减少了料箱无效移动的次数，提高了系统的运行效率。

4 结语

该文主要研究了自动化仓库的建设情况，首先对自动化仓库进行了深入分析，而后阐述了仓库中使用的关键设备，包括机器人、Port输送机与控制器等，确定设备的应用性能与使用要点，软件开发中主要对仓库管理系统与配送系统设计进行了介绍，通过管理系统来满足库存管理的需求，启用控制系统进行监督调度与物料配送，以此来完成自动化仓库系统的应用。

参考文献

[1]于新平.自动化立体仓库系统与控制分析[J].中国储运， 2019 （8）：127-129.

[2] 余黎.自动化立体仓库在物流工程中的应用及发展[J]. 黑龙江科技信息，2019（7）：177-178.