一、自動化立體倉庫貨架系統簡介

　　自動化立體倉庫是現代物流系統中迅速發展的一個重要組成部分, 它具有節約用地、減輕勞動強度、消除差錯、提高倉儲自動化水平及管理水平、提高管理和操作人員素質、降低儲運損耗、有效地減少流動資金的積壓、提高物流效率等諸多優點。與廠級計算機管理信息系統聯網以及與生產線緊密相連的自動化立體倉庫更是當今CIMS(計算機集成制造系統)及FMS(柔性制造系統)必不可少的關鍵環節。

  自動化所圍繞自動化倉儲系統開發了多種自動化系統硬件設備及軟件產品, 如: 不同類型的庫存管理軟件、系統仿真軟件、圖形監控及調度軟件、堆垛機輸送機控制軟件、條形碼識別跟蹤系統、搬運機器人、碼垛機械手、自動運行小車、貨物分選系統、堆垛機認址檢測系統、堆垛機控制系統、貨位探測器、高度檢測器、輸送系統、碼垛系統、自動輸送小車等產品。

二、自動化立體倉庫應用領域

自動化立體庫在我國應用非常廣泛。概述如下：

工業生產領域：

1 醫藥生產：醫藥生產是最早應用自動化立體庫的領域之一，1993年廣州羊城制藥廠建成了國內最早的醫藥生產用自動化立體庫。此后，吉林敖東、東北制藥、揚子江制藥、石家莊制藥、上藥集團等數十個企業成功應用自動化立體庫。 

2 汽車制造：國內最早應用應用自動化立體庫的領域之一。中國二汽是最早應用自動化立體庫的單位。目前國內主要汽車制造企業幾乎無一例外的應用自動化立體庫。 

3 機械制造：是廣泛應用自動化立體庫的領域之一。如三一重工等。 

4 電子制造：聯想等電子領域在2000年后開始采用自動化立體庫系統。 

5 煙草制造業：國內采用自動化立體庫最普遍的行業。而且大量采用進口設備。典型的如紅河、長沙等。

物流領域：

1 煙草配送：廣泛采用自動化立體庫系統。 

2 醫藥配送：為了響應GSP認證，大量的自動化立體庫被應用到全國醫藥流通領域。如國藥、上藥等。 

3 機場貨運：較早采用自動化立體庫的領域。各主要機場均采用立體庫系統，用于行李處理。 

4 地鐵：隨著我國地鐵建設的蓬勃興起，自動化立體庫應用大面積展開。

商品制造領域：

1 服裝：服裝領域應用自動化立體庫是最近幾年的事情。 

2 酒：如洋河、牛欄山等 

3 牛奶：蒙牛、伊利等企業有應用。 

4 化工：最早應用自動化立體庫的行業之一。 

5 印刷、出版、圖書：也是廣泛應用的行業之一。

軍事應用：

應用自動化立體庫最普遍的領域之一。后勤、裝備等尤為普遍。

其他：

此外還有很多領域應用了自動化立體庫。如巖芯庫、輪胎庫、教學庫等。限于篇幅，不一一例舉。

三、供貨方式

項目總承包（設計、制造、安裝、調試、服務）或控制及管理系統分承包。 

四、自動化立體庫的組成 

高層貨架:用于存儲貨物的鋼結構。目前主要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。 

巷道堆垛機:用于自動存取貨物的設備。按結構形式分為單立柱和雙立柱兩種基本形式；按服務方式分為直道、彎道和轉移車三種基本形式。 

輸送機系統:立體庫的主要外圍設備，負責將貨物運送到堆垛機或從堆垛機將貨物移走。輸送機種類非常多，常見的有輥道輸送機，鏈條輸送機，升降臺，分配車，提升機機，皮帶機等。 

AGV系統:即自動導向小車。根據其導向方式分為感應式導向小車和激光導向小車。 自動控制系統:驅動自動化立體庫系統各設備的自動控制系統。目前以采用現場總線方式為控制模式為主。 庫存信息管理系統:亦稱中央計算機管理系統。是全自動化立體庫系統的核心。目前典型的自動化立體庫系統均采用大型的數據庫系統（如ORACLE，SYBASE等）構筑典型的客戶機/服務器體系，可以與其他系統（如ERP系統等）聯網或集成。 

五、自動化立體倉庫的優越性

自動化立體倉庫其優越性是多方面的，對于企業來說,可從以下幾個方面得到體現： 

1)提高空間利用率 

  早期立體倉庫的構想，其基本出發點就是提高空間利用率，充分節約有限且寶貴的土地。在西方有些發達國家，提高空間利用率的觀點已有更廣泛深刻的含義，節約土地，已與節約能源、環境保護等更多的方面聯系起來。有些甚至把空間的利用率作為系統合理性和先進性考核的重要指標來對待。 

立體庫的空間利用率與其規劃緊密相連。一般來說，自動化高架倉庫其空間利用率為普通平庫的2-5倍。這是相當可觀的。

2)便于形成先進的物流系統，提高企業生產管理水平傳統倉庫只是貨物儲存的場所，保存貨物是其唯一的功能，是一種“靜態儲存”。自動化立體倉庫采用先進的自動化物料搬運設備，不僅能使貨物在倉庫內按需要自動存取，而且可以與倉庫以外的生產環節進行有機的連接，并通過計算機管理系統和自動化物料搬運設備使倉庫成為企業生產物流中的一個重要環節。企業外購件和自制生產件進入自動化倉庫儲存是整個生產的一個環節，短時儲存是為了在指定的時間自動輸出到下一道工序進行生產，從而形成一個自動化的物流系統，這是一種“動態儲存”，也是當今自動化倉庫發展的一個明顯的技術趨勢。

六、自動化立體倉庫發展

自動化技術在倉儲領域（包括主體倉庫）中的發展可分為五個階段：人工倉儲階段、機械化倉儲階段、自動化倉儲階段、集成化倉儲階段和智能自動化倉儲階段。在90年代后期及21世紀的若干年內，智能自動化倉儲將是自動化技術的主要發展方向。

倉庫的產生和發展是 第二次世界大戰之后生產和技術發展的結果。50年代初， 美國出現了采用橋式堆垛起重機的立體倉庫；50年代末60年代初出現了司機操作的巷道式堆垛起重機立體倉庫；1963年美國率先在高架倉庫中采用 計算機控制技術，建立了第一座計算機控制的立體倉庫。此后，自動化立體倉庫在美國和 歐洲得到迅速發展，并形成了專門的學科。60年代中期， 日本開始興建立體倉庫，并且發展速度越來越快，成為當今世界上擁有自動化立體倉庫最多的國家之一。 

對立體倉庫及其 物料搬運設備的研制開始并不晚，1963年研制成第一臺橋式堆垛起重機（機械部北京 起重運輸機械研究所），1973年開始研制我國第一座由計算機控制的自動化立體倉庫（高15米，機械部起重所負責），該庫1980年投入運行。到2003年為止，我國自動化立體倉庫數量已超過200座。立體倉庫由于具有很高的空間利用率、很強的入出庫能力、采用計算機進行控制管理而利于企業實施現代化管理等特點，已成為企業 物流和生產管理不可缺少的倉儲技術，越來越受到企業的重視。 

自動化立體倉庫（AS/RS）是由 立體貨架、有軌巷道 堆垛機、出入庫 托盤輸送機系統、尺寸檢測條碼閱讀系統、通訊系統、 自動控制系統、計算機監控系統、計算機管理系統以及其他如電線電纜橋架配電柜、托盤、調節平臺、鋼結構平臺等輔助設備組成的復雜的自動化系統。運用一流的集成化物流理念，采用先進的控制、總線、通訊和 信息技術，通過以上設備的協調動作進行出入庫作業。

七、自動化立體倉庫技術性能

1、控制系統

技術先進，采用現場控制總線直接通訊的方式，真正做到計算機只監不控，所有的決策、作業調度和現場信息等均由堆垛機、出入庫輸送機等現場設備通過相互間的通訊來協調完成。 

● 每個貨位的托盤號分別記錄在堆垛機和計算機的數據庫里， 管理員可利用對比功能來比較計算機的記錄和堆垛機里的記錄，并進行修改，修改可自動完成和手動完成。 

● 系統軟、硬件功能齊全，用戶界面清晰，便于操作維護。 

● 堆垛機有自動召回原點的功能，即無論任何情況，只要貨叉居中且水平運行正常時，可按照下達的命令自動返回原點。這意味著操作人員和維護人員可以盡量不進入巷道。 

● 智能的控制系統，可以實現真正的自動盤庫功能，避免了以往繁重的人工盤庫工作，減輕了倉庫管理人員的工作強度，同時保證了出庫作業的出錯率為零。

監控管理系統監控管理系統包括數據管理、入庫管理、出庫管理、查詢、報表、單據與盤庫、報警、監控與動畫等模塊

八、自動化立體倉庫在我國較少的原因： 

1980年，我國第一座自行研制的自動化立體倉庫開始投產以來，在 汽車、化工、電子、煙草等行業的應用逐年增長。其中，最具典型意義的是我國家電龍頭企業海爾集團 國際物流中心的立體倉庫，該倉庫高22米，擁有18056個標準托盤位，包括原材料和產成品兩大自動化物流系統，全部實現了現代物流的自動化和智能化。

九、自動化立體倉庫設計步驟

自動化立體倉庫設計步驟，一般分為以下幾步： 

一、收集、研究用戶的 原始資料，明確用戶所要達到的目標，這些原始資料包括： 

1、明確自動化立體倉庫與上游、下游銜接的工藝過程， 

2、物流 要求：上游進入倉庫的最大入庫員、向下游轉運的最大出庫量以及所要求的庫容量； 

3、物料的規格參數：物料的品種數、物料包裝形式、外包裝尺寸、重量、保存方式及其它物料的其它特性； 

4、立體倉庫的現場條件及環境要求； 

5、用戶對 倉庫管理系統的功能要求； 

6、其它相關的資料及特殊要求。 

二、確定自動化立體倉庫的主要形式及相關參數 

所有原始資料收集完畢后，可根據這些第一手資料計算出設計時所需的相關參數，包括：①對整個庫區的出入庫總量要求，亦即倉庫的流量要求：②貨物單元的外形尺寸及其重量；⑤倉庫儲存區（貨架區）的倉位數量：④結合上述三點確定儲存區（貨架廠）貨架的排數、列數及巷道數目其它相關技術參數。 

三、合理布置自動化立體倉庫的總體布局及物流圖 

一般來說，自動化立體倉庫包括：入庫暫存區、檢驗區、碼垛區、儲存區、出庫暫存區、托盤暫存區、不合格品暫存區及雜物區等。規劃時，立體倉庫內不一定要把上述的每一個區都規劃進去，可根據用戶的工藝特點及要求來合理劃分各區域和增減區域。同時，還要合理考慮物料的流程，使物料的流動暢通無阻，這將直接影響到自動化立體倉庫的能力和效率。 

四、選擇機械設備類型及相關參數

1、貨架

貨架的設計是立體倉庫設計的一項重要內容，它直接影響到立體倉庫面積和空間的利用率。 

①貨架形式：貨架的形式有很多，而用在自動化立體倉庫的貨架一般有： 橫梁式貨架、牛腿式貨架、流動式貨架等。設計時，可根據貨物單元的外形尺寸、重量及其它相關因素來合理選取。 

②貨格的尺寸：貨格的尺寸取決于貨物單元與貨架立柱、橫梁（牛腿）之間的間隙大小，同對，在一定程度上也受到貨架結構型式及其它因素的影響。

2、堆垛機

堆垛機是整個自動化立體倉庫的核心設備，通過手動操作、半自動操作或全自動操作實現把貨物從一處搬運到另一處。它由機架（上橫梁、下橫梁、立柱）、水平行走機構、提升機構、載貨臺、貨叉及 電氣控制系統構成。 

①堆垛機形式的確定：堆垛機形式多種多樣，包括單軌巷道式堆垛機、雙軌巷道式堆垛機、轉巷道式堆株機、單立柱型堆垛機、雙立柱型堆垛機等等。 

②堆垛機速度的確定：根據倉庫的流量要求，計算出堆垛機的水平速度、提升速度及貨叉速度。 

③其它參數及配置：據倉庫現場情況及用戶的要求選定堆垛機的定位方式、通訊方式等。堆垛機的配置可高可低，視具體情況而定。

3、輸送系統

根據物流圖，合理選擇輸送機的類型，包括：輥道輸送機、鏈條輸送機、皮帶輸送機、升降移載機、提升機等。同時，還要根據倉庫的瞬時流量合理確定輸送系統的速度。

4、其它設備

根據倉庫的工藝流程及用戶的一些特殊要求，可適當增加一些輔助設備，包括：手持終端、 叉車、平衡吊等。 

五、初步設計控制系統及倉庫管理系統（WMS）的各功能模塊 

根據倉庫的工藝流程及用戶的要求，合理設計控制系統及倉庫管理系統（WMS）�？刂葡到y及倉庫管理系統一般采用模塊化設計，便于升級和維護。 

六、仿真 模擬整套系統 

在有條件的情況下，對整套系統進行仿真模擬，可以對立體倉庫的貯運工作進行較為直觀的描述，發現其中的一些問題和不足，并作出相應的更正，以優化整個AS/RS系統。 

七、進行設備及控制管理系統的詳細設計 

以上所述為自動化立體倉庫設計的一般過程，在具體設計中，可結合具體情況靈活運用。