自动化立体仓库主体由货架、巷道堆垛起重机、入(出)库工作台、自动入(出)库及作业控制系统等组成。货架为钢结构或钢筋混凝土结构的建筑物或构筑物,货架内设有标准尺寸的货位,巷道堆垛起重机在货架间的巷道间穿行,完成货物的存取,管理由WCS系统控制。
1.自动化仓库的组成部件
1、货架:用于储存货物的钢结构。基本类型有两种:焊接货架和组合货架。
2、托盘(货箱):用来承载货物的设备,又称工位设备。
3、巷道堆垛机:用于自动存取货物的设备。按结构形式分为单柱式、双柱式两种基本形式;按服务方式分为直线式、曲线式和转运车式三种基本形式。
4、输送系统:立体仓库的主要周边设备,负责将货物输送到堆垛机上或从堆垛机上取下货物。输送机的种类很多,最常见的有滚筒输送机、链式输送机、升降台、配送车、升降机、皮带输送机等。
5、AGV系统:自动导引车。按其导引方式可分为感应导引车和激光导引车。
6、WCS自动控制系统:驱动自动化立体仓库系统中各种设备的自动控制系统。主要采用现场总线作为控制方式。
7、WMS信息管理系统:是全自动立体仓库系统的核心,可与其他系统(如ERP系统等)联网或集成。
2.自动化仓库设计
立体仓库的设计步骤一般分为以下几个步骤:
1)收集和研究用户的原始数据,明确用户想要实现的目标。这些原始数据包括:
1、明确自动化仓库与上下游的衔接流程;
2、物流需求:上游进仓最大数量、下游转仓最大出仓量、所需仓库容量;
3、物料规格:物料品种数量、物料包装形式、外包装尺寸、重量、储藏方式及其他物料特性等;
4、立体仓库的场地条件及环境要求;
5.用户对仓库管理系统的功能需求;
6.其他有关资料及特殊要求。
2)确定自动化仓库的主要形式及相关参数
当所有的原始数据收集完毕之后,就可以根据这些第一手资料来计算设计所需的相关参数,包括:
①整个仓区内进出仓流量总量,即仓库的流量要求;
② 货物单元的外形尺寸和重量;
③仓库存储区域(货架区域)的存储空间数量;
④结合以上三点确定存储区域的行数、列数、过道数等相关技术参数(货架厂)。
3)合理安排自动化立体仓库的总体布局和物流图
一般来说,自动化立体仓库包括:入库暂存区、检验区、码垛区、仓储区、出库暂存区、托盘暂存区、不良品暂存区、杂物区。规划时,并不需要将立体仓库中上述每个区域都规划好,可以根据用户的工艺特点和要求,合理划分区域、增减区域。同时还要合理考虑物料流,保证物料的流通顺畅,这将直接影响到自动化立体仓库的产能和效率。
4)选择机械设备类型及相关参数
搁架:
货架设计是高层仓库设计的重要组成部分,直接影响高层仓库的面积和空间利用率。
①货架形式:货架的种类很多,自动化仓库中采用的货架一般有:横梁式货架、支架式货架、移动式货架等。设计时可根据货物单元的尺寸、重量等相关因素进行选择。
②货格尺寸:货格尺寸取决于货物单元与货架立柱、横梁(牛腿)之间的间隙,同时还在一定程度上受货架结构类型等因素的影响。
堆垛机:
堆垛机是整个自动化仓库的核心设备,通过手动、半自动或全自动操作将货物从一处搬运到另一处。它由框架(上横梁、下横梁、立柱)、水平行走机构、举升机构、货台、货叉及电气控制系统等组成。
①堆料机形式的确定:堆料机形式多种多样,有单轨巷道堆料机、双轨巷道堆料机、旋转巷道堆料机、单立柱堆料机、双立柱堆料机等等。
②堆垛机速度的确定:根据仓库的流动性要求,计算堆垛机的水平速度、起升速度和货叉速度。
③其他参数及配置:根据仓库现场情况及用户要求,选择堆垛机的定位方式、通讯方式等。堆垛机的配置可高可低,视具体情况而定。
输送系统:
根据物流图,应合理选择输送机的类型,包括:滚筒输送机、链式输送机、带式输送机、提升转运机、升降机等,同时应根据仓库瞬时流量,合理确定输送系统的速度。
其他设备:
根据仓库的工艺流程和用户的一些特殊要求,可以适当增加一些辅助设备,包括:手持终端、叉车、平衡吊等。
5)设计WCS控制系统和WMS仓库管理系统的功能模块
根据仓库工艺流程及用户要求立体仓库焊接式钢结构货架技术条件,合理设计控制系统及仓库管理系统,控制系统及仓库管理系统一般采用模块化设计,方便升级和维护。
VI)模拟整个系统
在条件允许的情况下,对整个系统进行仿真,可以对高架仓库的存储和运输工作有更直观的描述,发现一些问题和不足,并进行相应的修正立体仓库焊接式钢结构货架技术条件,以优化整个AS/RS系统。
VII) 进行设备和控制管理系统的详细设计
以上就是自动化仓库设计的大致流程,在具体设计时,可以根据具体情况灵活运用。
3、自动化仓库投资收益
自动化仓库的优势是多方面的,对于企业来说可以体现在以下几个方面:
1.提高空间利用率
早期立体仓库理念的基本出发点是提高空间利用率,充分节省有限而宝贵的土地。在西方一些发达国家,提高空间利用率的理念有着更广泛、更深层次的含义,节省土地已经与节能环保等更多方面联系起来,有的甚至把空间利用率作为考核体系合理性和先进性的重要指标。
立体仓库的空间利用率和其规划息息相关,一般来说,自动化高架仓库的空间利用率是普通平面仓库的2-5倍,相当可观。
2.促进形成先进的物流体系,提高企业生产管理水平
传统仓库只是储存货物的场所,保管货物是其唯一的功能,是一种“静态储存”。自动化仓库采用先进的自动化物料搬运设备,不仅使货物在仓库内能够根据需要自动存取,而且可以与仓库外的生产环节有机地联系起来。通过计算机管理系统和自动化物料搬运设备,仓库成为企业生产物流中的重要环节。自动化仓库中外购件、自制件的存放是整个生产中的一个环节,短期存放是在规定的时间内自动输出到下一道工序进行生产,从而形成自动化物流系统。这是一种“动态储存”,是当今自动化仓库发展的一个明显的技术趋势。
总结:
自动化是仓库管理发展的必然趋势,自动化立体仓库的运行效率和自动化技术水平可以大大提高企业物流的效率,立体仓库的基础技术也日趋成熟,目前越来越多的企业开始采用自动化立体仓库,企业可以根据实际情况建设中大型立体仓库,也可以根据需要建设中小型自动化立体仓库。