自动化立体仓库毕业论文应用中的问题及解决方法

一.背景介绍

立体仓库的出现和发展是二战后生产和技术发展的结果。50年代初，afe59b9ee7ad出现了桥式堆垛机立体仓库。50年代末60年代初，出现了由司机操作的巷道堆垛机立体仓库。1963年，美国率先在高架仓库中采用计算机控制技术，建立了第一个计算机控制的立体仓库。此后，自动化仓库在美国和欧洲迅速发展，并形成了一门专门的学科。20世纪60年代中期，日本开始建设立体仓库，发展速度越来越快，成为世界上自动化立体仓库数量最多的国家之一。

中国发展立体仓库及其物料搬运设备还为时不晚。1963年研制出第一台桥式堆垛机(机械部北京起重运输机械研究所)，1973年研制出国内第一台计算机控制自动化立体仓库(高度15米，机械部起重办公室负责)，1980年仓库投入运行。到2003年，中国自动化立体仓库的数量已经超过200个。立体仓库因其空间利用率高、进出库能力强、利用计算机进行控制和管理，有利于企业实施现代化管理，已成为企业物流和生产管理不可缺少的仓储技术，越来越受到企业的重视。随着科学技术、信息技术、自动化生产技术和商业经济的飞速发展，生产中所需的原材料、半成品、成品以及流通中的各种物料的搬运、储存、分配以及相应的信息都不是一个孤立的东西。事实上，从制造资源计划(MRPⅱII)到企业资源计划(ERP)，物流的各个环节都已经完成了它们的整合过程。自动化仓储、物流和信息流已经成为组织生产、连接生产、销售和管理网络的关键节点，作为降低物流成本的重要手段，在国民经济中发挥着越来越重要的作用。中国第一座全自动立体仓库——北京汽车厂自动化立体仓库，由北京起重运输机械研究所研制生产。自动化立体图书馆自20世纪80年代在中国应用后，迅速发展，并在90年代得到广泛应用。20年来，北京起重机研究所设计制造了65，438+000多套各种形式的自动化立体仓库。产品广泛应用于机械、冶金、化工、医药、军工、食品、交通和电子等领域，引领和推动了我国物流技术的发展和应用。2000年，北京举院建成国内规模最大、技术水平最高的大型全自动立体仓库联想电脑公司综合物流系统。联想的物流系统集成了国际最新的立体仓库技术，整个系统采用了约30项新技术。巷道堆垛机是立体仓库系统的关键设备之一，其中运行调速技术、激光测距技术、货叉调速技术、升降机构地址识别技术、变截面立柱技术等10多项新技术是国内最新研究应用成果或国际先进技术。输送设备采用了组合结构、悬臂升降台、自动托盘收集技术等多项新技术。最新的研究成果已被用于配送车辆的运行调整和地址识别。采用双车避让技术，使配送车达到比设计要求更高的通行能力。用有限元法对货架结构进行了分析。表面处理采用表面喷塑新工艺，美观耐用。控制系统采用PROFIBUS现场总线控制技术，与R/3系统的高度集成体现了立体仓库系统与大型信息系统集成的突破。联想自动化物流系统是具有国际先进水平的自主研发产品，它的成功运行标志着我国物流自动化技术达到了一个新的水平。

二、技术现状

一个比较完善的自动化仓库系统主要包括:

(1)货物的存储和周转——高层货架、托盘、集装箱；

(2)进出港作业——堆垛机；

(3)进出分配系统-滚筒、链式输送机、分配车、升降机等。

(4)自动控制系统——包括计算机控制的进出设备、配电系统及各种检测和保险机构的所有电子控制装置；

(5)计算机管理系统——仓库的帐务管理、数据分析、存储空间的合理管理、设备运行和库存的状态显示等。管理系统与控制系统联网。

(6)立体仓库进出频率低的几个车道可以使用一台堆垛机，此时应配备堆垛机过渡设备(如过渡车)。

我国自动化仓库主要设备的技术状况大致如下:

1.高层货架、托盘和集装箱

高层货架是自动化立体仓库的主要结构部分。一般钢结构都是焊接或者组装。每排货架又分为若干排若干层单元托盘，每个托盘一般存放1-3个托盘(集装箱)。目前国内高层货架普遍小于20米，多为10-15米。货架和焊接货架使用的钢材多采用热轧钢材。组装式货架大多由薄冷轧钢制成。焊接结构坚固耐用，但是很重。组装式外形美观，拆卸性能好，运输方便。由于冷轧薄壁型钢具有良好的力学性能，在节约钢材、降低成本方面有很大的潜力。如果插件非常合理牢固，就是高层货架的发展方向。一般在托盘(集装箱)比较大的情况下，采用支架结构，每个货舱存放一个托盘(集装箱)。当托盘尺寸较小时，采用梁式结构。每个集装箱可储存1-3个托盘(集装箱)单位。目前，横梁式货架结构的用户比支架式结构多，并有进一步增加的趋势。目前托盘(集装箱)多为钢结构或钢木结构。但随着轻型塑料工业和注塑技术的发展，塑料托盘(集装箱)因其外形美观、耐腐蚀、重量轻，将在尺寸和重量更小的托盘(集装箱)中发挥重要作用。

2.码垛起重机

堆垛机是自动化仓库存取货物的主要设备。可以水平搬运货物，在货架的巷道内左右升降和叉起，完成入库、入库、倾倒等各种作业功能。为了使堆垛机准确地识别地址。水平、垂直、叉接长动作均设置为两种或两种以上速度(正常运行速度和慢速)(或变频无级调速)，以减少停车时的冲击，并能精确定位，满足水平操作手lOmm、垂直升降器lOmm、左右叉接长5mm停车精度要求。堆垛机配备了货位和货台的真假检测装置，以防止由于控制(或管理)失误导致货位被占用时重复入库造成的事故。堆垛机应设置原位和停止指令。如果由于惯性或其他原因没有停止，堆垛机将按照PC；程序控制自动“纠正偏差”。此外，堆垛机还配有终端限速和限位开关，用于运行和启动/停止，并在终端设置机械停止，以防止堆垛机的运行超过极限位置。为了保证带司机室的堆垛机司机和货物的安全，货物平台上装有断绳保护装置或限速防坠装置。堆垛机的电气系统还配有常规功能，如电气联锁、失压保护、零位保护、过载保护等。目前堆垛机各机构运行速度为:水平运行80m/min，提升10-16m/min，货叉8-15m/min。

3.人员出站分配系统

在自动控制的仓库里。出入库分配系统根据计算机指令将入库货物分配到一个巷道口，然后巷道堆垛机根据指令将货物送到指定的行、列、层货位。出库时反方向输出。可以在货物的入口处设置称重装置。超高、超宽尺寸检测装置将防止进入库区的货物超载、超重或尺寸过大造成事故。

目前，大多数货物根据货物、托盘或集装箱的结构和重量，采用滚筒或链式输送机运输。电梯常用来解决货物运输的路口高度差问题。此外，还应设置运输通道，将重量和尺寸不合格的货物(托盘)运送到指定地点进行分拣，然后再进入库区。也可用于进出库(零件进出库)时，将单位货物送到此处，拣货后返回。当进出频率不高时，考虑几条巷道用一台堆垛机。此时，应配备过渡车或其他过渡设备。以便将堆垛机转入另一条道路。

4.自动控制系统

库区的所有操作设备，如堆垛机、输送机、升降机、配送车辆、过渡车辆等。，这些设备的运行保障系统应由统一的计算机程序控制。控制系统具有机械、电气等故障的报警、诊断和显示功能。而且有些报警可以自己处理。所有设备自动连接，运行可靠。一般选用高质量的可编程控制器(PC)。为保证各机构运行平稳可靠，地址识别准确，还应选用优质变频器、光电元件等优质控制元件。

5.计算机管理系统

计算机管理系统应能完成所有货位和所有库存货物的以下主要管理功能:

(1)根据需求，实现货物先进先出、一条巷道优先、均匀配送等管理功能。，并管理货物的出入库；

(2)根据位置和商品品种进行盘点和查询；

(三)打印各种统计报表；

(4)库存分析；

(5)修改数据文件的内容。

管理计算机可选择486，586档微机，可实现与下级监控计算机的在线通讯。通讯方式可以是有线或封闭式安全滑线，最好使用红外信号传输系统。安装简单，传动可靠，使用寿命长。根据需要，可在库区和机房的显著位置设置设备运行和运行目标的数字、文字或图形模拟显示装置，以监控整个运行过程。

综上所述，我国立体仓库行业已经形成了一定的规模和发展能力。最近垂直仓市场的主流是:单机自动控制，变频调速运行机构(因为水平运行和货物伸缩不能同时动作。可使用同一变频器)，封闭式滑触线供电，负荷600公斤以下，高度10-15米。它配备了一个冷轧薄壁钢的组合货架，以及一个用于进出的输送机或手推车。可配备管理机负责立体仓库的仓库台帐管理。但与发达国家相比仍有较大差距。

目前，美国、日本等发达国家的仓库高度已经达到几十米。图书馆的数量已经达到数千个。堆垛机运行速度超过100m/min，具有多种进出物流配送系统和安全保障系统。垂直存储设备的形式根据它们的用途而不同。重力货架已经成功使用，但国内市场基本空白。

第三，发展好于预期

1.市场开发

据不完全统计，到2006年底，中国自动化立体仓库的数量已经超过500个。2006年建成自动化立体仓库80余座，主要分布在机械制造、汽车、烟草、食品加工、服装生产、药品生产流通等领域。与2005年相比，整个市场有了很大的发展。主要表现在:

(1)烟草行业自动化立体仓库数量减少，新建立体仓库约10。目前，烟草制造业在上一轮综合技术改造项目中仍有一些未完成的项目。烟草销售企业多采用简易平仓或叉车仓，基本不采用自动化仓库。如果烟草行业有大的市场需求，就要等待烟草制造和流通企业的进一步升级改造和设备的更新换代；

(2)医药行业:医药生产企业对自动化立体仓库的需求依然稳定。2006年有1020个自动化立体仓库，三九制药、杨紫茳制药等企业都随着生产规模的扩大建设了自动化立体仓库。在GSP认证的带动下，医药流通企业对自动化立体仓库的需求仍然很大。2006年建成自动化立体仓库10多座。

(3)机械行业的一些标准件、紧固件生产厂家、阀门、水泵生产厂家都建有自动化立体库；

(4)汽车生产企业虽然在车身和附件的入库上采用了自动化立体库，但基本采用国外产品，汽车行业每年新增自动化立体库数量在10-20之间；

(5)伊利、蒙牛等大型乳企建设自动化立体仓库热情高涨。2006年，该行业建成自动化立体仓库15多座，规模普遍较大。2007年还有很多计划项目，包括一定数量的冰柜。

(6)虽然家电制造业对自动化立体仓库的需求仍然不强，但苏宁等家电销售企业纷纷建设自动化物流配送中心，扩大了自动化立体仓库的市场；

(7)2006年，服装行业巨头雅戈尔率先建设了服装自动化物流中心，其中包括1自动化立体仓库。随着使用效果的凸显和在企业间的传播，其他企业必然会跟进，这个行业孕育着巨大的市场；

(8)军用自动化仓库建设速度加快。近两年，已有数十个自动化仓库列入全军建设计划。供应商特别重视这个市场领域，未来竞争将会越来越激烈。

2.技术和产品开发

我国工作温度在-20℃以下的冷饮生产企业对自动化立体仓库有一定的需求。目前国内供应商无法提供完全符合要求的解决方案和相关产品，只是简单的更换成适合低温条件的组件，或者采取一些局部加热保温措施勉强满足用户要求，但效果并不理想。迫切需要供应商进行攻关和研究，从整体设计和设备开发入手，提供适合行业的整体解决方案。

3.供应商开发

行业内企业整体数量变化不大。除了一些经营不善的，几家国外厂商也加入了国内市场竞争，同时出现了国外企业与国内企业合并的现象。2007年市场需求看好。

2006年，自动化立体仓库市场整体发展平稳快速。虽然整体利润下降，但各厂商全销的结果好于预期。预计2007年情况会更好，自动化立体库建设规模将接近100。未来，随着我国企业规模的扩大和数量的增加，以及重视和合理利用土地这一稀缺资源的意识的增强，具有节约土地资源、提高企业管理水平等优势的自动化立体仓库将会得到更加广泛的应用。应用领域的进一步拓展，将对相应的设备和技术提出新的更高的要求。中国企业必须进行全面的技术创新和产品升级，才能抓住时代赋予的机遇。

第四，适应国情，适度发展

目前，中国已经基本建立了市场经济。技术的发展无疑是受市场推动或制约的。但由于市场不完善、不规范，往往不仅仅取决于需求。尤其是立体图书馆这样的大型项目(从几十万到几百万甚至更多)。钱往往是关键。但是随着各行各业的发展，中国的立体仓库行业也会有很大的进步。未来几年，管理机、堆垛机和进出分配系统联网实现全自动控制的立体仓库会越来越多，将成为立体仓库市场的主流。随着市场的扩大，具有管理和控制系统的新型、更高档的立体仓库将不断出现，设计和制造适用于各种货物的专用堆垛机和物流运输系统将成为立体仓库制造商的重要任务之一。装配性能和稳定性更好的更轻的货架生产技术和货架型材轧制技术也将得到发展和改进。总之，中国的自动化仓库技术会随着国内市场的变化而不断更新和发展。同时，立体仓库设计和制造单位的专业经验也将引导和推动中国立体仓库行业的进步。

动词 （verb的缩写）将先进技术引入新水平

从立体仓库的设计、制造和使用现状来看。发达国家走在我们前面。引进、消化、吸收国外的先进产品和技术，并最终将其本土化为我们自己的产品，无疑是一条捷径。前提是引进适合国内市场的先进项目。绝不是瞎介绍。目前，立体图书馆主要设备的成套技术引进在国内并不多见。从某种意义上说，谁应该先走？谁大概会领先一步，占领市场？引言应把握以下几点:

(1)需要引进先进实用产品的综合技术，即不仅是产品，还有设计和技术。新颖的设计和先进的工艺手段一样重要，工艺技术的改进往往更费钱费力。

(2)消化吸收快。尽快掌握技术。

(3)尽快国产化。不能长期靠进口零件维持。但一定要掌握一个原则，就是国产替代配件的质量不能低于进口配件，否则就部分失去了引进的意义。

(4)技术的引进既要看到当前的市场需求，也要看到未来的市场发展。经过消化吸收，该产品应该是目前市场上的先进产品。建立更高的起点，在此基础上培养自己的开发能力。市场变化后，仍处于领先地位。如果能做到以上几点，引进就成功了。