题目：基于Flexsim的自动化立体仓库
仿真设计
装
订
线
基于Flexsim的自动化立体仓库仿真设计
摘要
随着计算机信息技术的发展和竞争的日益加剧，市场对企业物流系统提出了新的要求，自动化立体仓库受到了越来大的关注并得到广泛应用。其运营效率的研究也成为企业关注的焦点。Flexsim软件针对离散系统的建模和仿真，是自动化立体仓库仿真规划的理想选择。物流仿真利用计算机技术来模拟真实的物流系统，通过仿真活动和过程来验证物流项目建设的有效性，合理性和优化的效果。本文以一个公司的自动化立体仓库为例，根据自动化立体仓库基本组成和工作过程，进一步探究采用Flexsim软件进行建模仿真的一般方法。通过仿真自动化立体仓库物流系统，对仓库物流过程进行整体分析。根据各部分不同的运行特点，对仿真的整个流程进行研究，找出其不合理的地方并对其进行优化，结果显示优化后仓库作业效率得到提高。
关键词：自动化立体仓库；Flexsim；建模；仿真
AS/RS Simulation Design Based on Flexsim
ABSTRACT
With the development of computer information technology and the increasing competition, market has put new demands on enterprise logistics system and the AS/RS is paid more and more attention and widely used. The research of its operational efficiency has also become the focus of enterprise. Flexsim software, which is for discrete system modeling and simulation, is a good choice for AS/RS simulation planning. Logistics simulation use computer technology to simulate the real logistics system through simulation activities and processes and then verify that the construction of the logistics project effectiveness, rationality and optimization of the effect. This paper takes an automated warehouse of one company as an example to further explore the general method of using the Flexsim modeling and simulation, based on the basic components and work processes of the AS/RS. Warehouse logistics process is analyzed as a whole through the simulation of AS/RS logistics. Based on the various operating characteristics, researched on the simulation of the overall process, identified the unreasonable place and then optimized it, the results show that the efficiency of warehouse operations is improved after optimization.
Key words:AS/RS; Flexsim; Modeling; Simulation
目录
1 前言 (1)
1.1 课题的来源及意义 (1)
1.2 国内外的发展现状 (1)
1.3 课题研究的内容 (2)
2 自动化立体仓库概述 (3)
2.1 自动化立体仓库的定义 (3)
2.2 自动化立体仓库的组成 (3)
2.3 自动化立体仓库的分类 (3)
2.4 自动化立体仓库的特点 (4)
3 Flexsim仿真环境 (5)
3.1 软件简介 (5)
3.2 软件窗口组成 (5)
3.2.1 菜单 (5)
3.2.2 实体库 (6)
3.2.3 仿真控制栏 (6)
3.3 软件的仿真步骤 (6)
4 自动化立体仓库仿真模型和优化的实现 (8)
4.1 基本规划 (8)
4.1.1 实例要求 (8)
4.1.2 立体仓库的基本参数 (8)
4.2 仿真实验的流程 (9)
4.3 立体仓库布局 (9)
4.4 模型建立 (10)
4.4.1 设置布局 (10)
4.4.2 定义流程 (11)
4.4.3 设置参数 (11)
4.5 自动化立体仓库仿真分析 (15)
4.5.1 仿真模型运行及结果统计 (15)
4.5.2 仿真结果分析 (17)
4.6 自动化立体仓库的优化 (17)
5 总结 (21)
参考文献 (22)
致谢 (22)
1 前言
1.1 课题的来源及意义
随着经济全球化的发展，企业面临前所未有的竞争压力，储存、运输所消耗的费用在生产总成本中所占的比例越来越大。物料储存和运输等物流过程中存在着极大的潜力，作为“第三利润源”所起的作用越来越大。自动化立体仓库作为物流链上重要的环节之一，受到了前所未有的重视。它的发展正是顺应时代的要求，它是现代机械电子和物流行业相结合的产物，由具有智能的物流设备和计算机控制和管理系统构成。如何使自动化立体仓库规划和设计更加合理，如何实现仓库的高效运行，已经成为物流等行业研究的课题。
自动化立体仓库有多方面的优越性，面对日益上涨的地价，它能在有限的空间内，提高仓库的利用率；对存取节奏较快的货物，能降低工人劳动强度，起到提升生产效率的作用；现代化的企业利用自动化立体仓库，便于形成先进的物流系统，对企业管理水平的提高有重大意义。
系统仿真技术正是帮助自动化立体仓库设计人员实现上述目标的重要途径[1]。在设计之前面对众多的设计方案，利用Flexsim软件进行仿真，参照它提供的大量回馈信息，对方案的优劣进行分析论证，综合各方案的优点进行设计的修正，力求使设计的方案达到最佳的效果，避免资金、人力的浪费和时间的消耗；对于已投入使用的自动化立体仓库，在不对原系统进行任何更改的情况下，利用仿真技术尝试解决，结合其强大的数据统计功能，找出系统存在的问题，经反复修改仿真模型提出最终的解决方案，以提高仓库的利用率和仓库内设备的运行效率，使建成后的自动化立体仓库能获得良好的使用效果。
1.2 国内外的发展现状
自动化立体仓库也称高架库，通常采用几层十几层高的货架储存单元货物。美国是最早应用自动化立体仓库的国家，最初出现的是采用桥式堆垛起重机式的立体仓库。后来，由于技术的发展，计算机控制技术应用于高架仓库中并开始在美国和欧洲迅速发展。60年代中期，日本根据国内需要，紧随时代潮流开始兴建立体仓库。随着PLC等更先进技术的发展和相关技术的日趋成熟，立体仓库得到了长足的发展，成为企业生产管理的重要组成部分，因而在日本得到了广泛应用，这也使其成为当今世界上拥有立体仓库数量最多的国家之一[2]。
我国起步相对较晚，我国第一座由计算机控制的自动化立体仓库开始研制于1973年，直到七年后才投入运营。在经历了发展缓慢的起步阶段后，我们一方面引进国外先进技术，一方面进行自主研发，积累了大量经验。目前我国自动化立体仓库进入高速发展的阶段，近几年，根据相关资料统计，每年市场需求平均达90套左右，到2010年底市场保有量超过了1000套。
由于立体仓库具有高空间利用率，便于进行计算机管理等优点，使其在机械、化工、电子、医药、冶金、烟草、配送中心等行业得到了快速应用和发展。
1.3 课题研究的内容
本课题研究的主要内容包括以下几个方面：
(1)了解了自动化立体仓库的国内外发展现状，及本课题目的和意义。
(2)熟悉了自动化立体仓库的基本概况和特点。
(3)以某立体仓库为研究对象，利用Flexsim仿真软件搭建仓库模型，建立各设备之间的逻辑关系，利用它强大的数据统计功能，查看设备运行的各项参数和效率。在建模仿真过程中，掌握了Flexsim仿真软件的基本使用方法和运用Flexsim建模的一般方法。
(4)以仿真输出的数据为依据，对结果进行分析，针对配置不合理的地方，通过优化资源配置，提出可行的优化方案，与优化之前的方案相比较，验证优化之后方案的合理性，力求在一定程度上达到解决系统问题的目的。
2 自动化立体仓库概述
2.1 自动化立体仓库的定义
自动化立体仓库（AS/RS-Automated Storage and Retrieval System)，又称自动存储和检索系统或自动化仓储系统，是物流仓储中出现的新概念。自动化立体仓库技术是一种新型的仓储技术，是物料搬运和仓储科学中的一门综合科学技术工程。利用立体仓库技术和设备可使仓库高层设计趋向合理，使用简便等操作。其用计算机进行控制和管理，并使用自动控制的巷道堆垛机进行存取操作，实现了存取自动化。同时它集管理、机械、电气于一体，采用先进的PLC等计算机控制技术，凸显了立体仓库较高的技术水平。
2.2 自动化立体仓库的组成
货架、堆垛机、出/入库输送设备属于自动化立体仓库系统的主要组成部分。自动化立体仓库除了库房、货架等硬件组成外，为了实现货物的自动存储和取出，还需要相应的管理、控制以及执行等系统。下面介绍下仓库主要组成部分：
(1)货架
一般为钢铁结构构成储存商品的单元格。高层货架仓库的主要有货架高密度，高度和长度较大，排列较多，巷道较窄等特点。因为货架是一种架式结构物，它可以充分地利用仓库空间，提高仓库利用率，增加仓库吞吐能力。存入货架中的货物，分类清楚，互不挤压，是立体仓库的最佳选择。
(2)堆垛机
堆垛机是随着立体仓库的出现而发展起来的起重机，是立体仓库中重要的运输设备。堆垛机采用手动、单机自动、联机自动等控制方式。它主要在高层货架的巷道内来回行走，将入口货物存入货格，或者取出货格内的货物运送到出口。巷道式堆垛机由运行部分、起升部分、装有存取货装置的载货台、车身，和电气设备五部分组成[3]。
(3)出入库输送设备
出入库输送设备主要将货物输送到出入库指定位置和堆垛机上下料位置，可根据货物的特点和仓库结构选择相应的传送带输送机、机动辊道、链传动输送机等设备。
(4)电气控制与计算机管理设备
自动化立体仓库还拥有完成以下诸如对货物品名、货号、数量等产品信息进行识别的设备；对堆垛机等设备进行位置控制、速度控制、以及方向控制的微处理器和可编程序控制器等设备；负责协调系统中各个部分的运行监控及调度的设备；完成整个仓库的账目管理和作业管理计算机管理系统；对各设备之间进行大量信息交换的数据通信设备。
2.3 自动化立体仓库的分类
自动化立体仓库是一个复杂的系统，由控制、通信等众多子系统构成。按不同方式可以分为多种形式。正是由于它分类的多样性，易满足各方面的需求，故深入而广泛地应用
于各行各业，下面为几种常见的自动化立体仓库类型[4]：
(1)整体式仓库：即库房与货架形成一体化结构。货架除了具有存储货物的功能以外，还能作为建筑物的支撑结构，是建筑物一个组成部分。
(2)分离式仓库：即储存货物的货架单独存在。根据已有建筑物可改造为自动化立体仓库，也可以将货架拆除，而仅保留建筑物以做它用。
(3)单元货架式仓库：是最常见的一种结构，货物一般先放在托盘内，再由堆垛机等运输工具装入仓库货架的货位中。
(4)移动货架式仓库：电动货架是其主要组成部分。货架可以在铺设的轨道上行走，控制装置根据需要控制货架的聚合和分离。工作时货架分离，在巷道中进行作业。作业完后可将货架合拢，减少作业巷道，达到节省仓库面积和提高空间的利用率的目的。
自动化立体仓库的分类多种多样，除此之外还有拣选货架式，水平循环式等不同类型的自动化立体仓库。
2.4 自动化立体仓库的特点
自动化立体仓库的出现，使人们对仓储的观念发生了根本的改变。人工搬运、码放的传统仓储作业模式已经不能适应竞争日益激烈的市场需求。新型的机械化和自动化的仓储系统应运而生。这种新型的仓储作业具有传统仓储作业所不具有的优势，成为企业发展中关键因素。自动化立体仓库之所以获得了迅速的发展，主要具有以下一系列特点：货物存放集中化、立体化、提高空间利用率，同时与搬运设备(AGV小车、传送带)连接,货物出入库快速、准确；仓库作业的机械电子化和自动化确保了能够自动存取物资，降低了工人的劳动强度，节约劳力成本，提高了操作效率和准确度[5]；工件损伤和货物丢失得到了极大改善，还可以适应特殊环境下的低温作业，剧毒、和腐蚀性等物资的储存；提高仓库的安全可靠性，便于进行合理储存和科学的养护，提高保管质量，确保仓库安全；计算机控制，提高仓库管理水平，利用计算机设备对物资库存账目，物料存放位置等进行准确详细记录。
3 Flexsim仿真环境
3.1 软件简介
Flexsim是一款基于视窗，面向对象的仿真软件。它集仿真、人工智能、数据处理等技术为一体，可以用C++直接定义模型，拥有强大的3D动画、实时数据处理能力，同时提供了与其它软件的接口，能方便的读取和输出Exsel中的数据[6]。另外它的部件是向用户开放的，运用Flexsim系统仿真软件进行建模时，只要从部件库拖拽相应实体到建模窗口，操作方便，并且可移植性较好。在进行复杂的仿真设计时，团队的每个成员可以承担其中某个模块，做好的模块可以添加到用户库，方便其他人员调用，加快了设计进度。
3.2 软件窗口组成
软件主窗口由以下五部分组成：菜单、工具栏、实体库、模型视图和仿真控制栏。其中打开软件后显示的界面如图3-1所示。
图3-1 软件操作窗口界面
3.2.1 菜单
主要有文件、编辑、视图、创建、执行、统计和帮助等组成。
文件：用来打开、新建模型，将建好的模型进行保存等设置。
编辑：进行撤销和恢复，其它较少用到。
视图：可以进行一些视图的设置，如平面和3D视图的切换等功能。
创建：Flexsim脚本代码简单且编写完成后，立即生效。而C++复杂且需编译，但运行速度快。根据需要设置转换到C++，以获取高速运行。
执行：内有运行，重置等功能，功能和仿真控制栏类似。
统计：模型运行后，在此可生成报告与统计。
帮助：初学者或遇到问题时可以打开帮助下的用户手册。
3.2.2 实体库
Flexsim仿真软件拥有丰富的实体库，实体类别足以满足用户的需求，用户还可以自定实体并添加到用户库，方便以后调用[7]。实体分为固定类实体和临时类实体。临时实体是模型中临时产生的对象，随时间的运行会消失，固定实体则一直存在。固定实体又分为离散和连续实体，分别对应仿真离散和连续属性的事件。
离散型又分为资源类、执行类、网络类和图示类四种。在实体库中按从上到下的顺序从发生器到储液罐之间的实体为资源类实体，为离散仿真模型的主干对象；任务分配器和堆垛机之间的实体为执行类实体，接受资源类实体指派任务，进行货物搬运等生产操作；网络类包括网络节点和交通控制器，用来设定小车等运输工具的行走路线；图示类有可视化工具和记录器，用来实时显示指定实体的输出数据和信息。
3.2.3 仿真控制栏
仿真控制栏位于主窗口的顶部，此面板用来控制模型的运行，如图3-2所示。
图3-2 仿真控制面板
(1)重置：类似于复位的功能，模型仿真一段时间后，点击它可实现将所有实体运行的数据清零，在对实体进行的参数设置时点击重置进行设置数据的装载，以重新运行模型，实现多次统计数据的功能。
运行：用来启动模型运行，直到设定时间到达或按下停止按钮。
停止：停止模型运行，同时更新模型中所有实体的数据。如模型不被重置，点击运行则接着停止的时刻继续运行。
步进：将模型仿真钟设定到下一个事件要发生的时刻，然后这个事件发生，此功能可以以事件为单位对模型操作。
(2)仿真控制栏显示了模型的实时运行时间，用户还可以根据自己需要设定模型停止时间，时间到了模型准时停止运行；用户可以根据需要拖动速度滑动条进行设置仿真速度。
3.3 软件的仿真步骤
运用Flexsim软件进行仿真建模通常有以下步骤[8]：
(1)抽象出仿真模型：明确影响立体仓库作业的主要因素。如果所找出的因素不足以影响该模型对实际系统的仿真，则删除该因素值。再通过简化后的业务模型与Flexsim所含控件进行比较，确定所删除的参数是否影响仿真模型的实际运行。重复该简化过程，直到所有因素值被确定。
(2)设置布局：运用Flexsim软件直接导入需要生成的三维模型，通过实体库提供的各实体来匹配现实中的设备，进行模型的布局。
(3)仿真的数据建模：仿真的数据建模是整个仿真模型的数据驱动。对仿真对象的相关数据进行采集，分析采集的数据，根据分析的数据，得出近似的数据分布函数。数据建模一般分为以下步骤：第一，将实际生产操作中的数据导入ExpertFit中，得到各种数据的均值、最值；其次，比较概率分布函数找到最贴合的函数，选择最佳的概率分布函数；最后，确定其分布函数的具体参数。
(4)连接端口并设置参数：依据之前简化后的业务模型和布局，通过A或S连接建立Flexsim各实体间的关系；依据实际业务和拟合的概率分布函数对各实体涉及的参数进行设置。
(5)编写仿真程序：通过编写程序可以很方便的将实际业务的需求和设计者的不同想法或策略应用到仿真模型中，同时仿真程序提高了Flexsim实体间的关联度和二次开发能力。
(6)运行模型和生成报告: 模型的运行可以使用户很直观的透过3D动画查看系统的运行状况，或者生成运作统计报告，并对影响系统运行效率的因素进行分析，提出改进措施，达到优化的目的。
4 自动化立体仓库仿真模型和优化的实现
4.1 基本规划
4.1.1 实例要求
某公司下辖的物流子公司由于业务的发展，现需要规划建设一个新的立体仓库以满足生产要求。该仓库可以实现货物的简单处理，处理后的货物及时上货架，随订单及时出库等操作。考虑到本公司的以往生产销售及交通情况，使仓库更符合公司需求做如下要求：仓库补货在白天进行，入库产品中40%在白天发往外地，剩下60%在夜晚发送。该仓库要对三种不同的货物进行入库，每种货物分别有自己独有的货架，货物运送到仓库后, 首先要进行卸货，之后由人搬运到处理器进行简单的加工如进行包装或贴条形码等简单操作，40%进行处理后直接由堆垛机送往出库暂存区，不进行入货架操作，直接由订单提走发往外地销售。余下的经处理器处理后，由堆垛机搬运至货架，等待夜晚发送。其中垛机对货物的入货架还是送往出口的处理方式为随机。
4.1.2 立体仓库的基本参数
根据每天的实际处理能力设计该仓库的货位数量，并充分考虑到滞销等因素，适当增大仓库的容量，当滞销时能满足滞销货物及时入库，同时通知生产部门减少日产量，使企业尽量规避不可知因素带来的影响。
初步规划自动化立体仓库的主要参数如下：选取堆垛机的水平最大速度2m/s，传送带、分拣传送带速度为1m/s，处理器的处理时间为10s，货架有3排，每个10列10层, 货位数量除满足正常需求外，要有富余，以备滞销之需。初始设计时, 模型的各个主要组成设备及数量如表4-1表所示。
表4-1 初始模型各设备构成表
4.2 仿真实验的流程
图4-1 仿真实验流程图
4.3 立体仓库布局
根据自动化立体仓库的一般需求，设计该模型由入库，货物存储，出库三部分组成。基于试用版软件在实体数量上最多只能用20个实体及部分功能的限制，入库、货物存储、出库三部分设计的相对比较简单。其中入库区由发生器、入库暂存区表示；货物存储区由处理器、传送带、货架、堆垛机等表示；出库区由出库暂存区、吸收器表示。初步构建仿真模型, 如图4-2所示。
图4-2 初始模型布局图
4.4 模型建立
4.4.1 设置布局
Flexsim采用对象对实际过程中的各元素建模，利用先进的模型构造技术，将对象封装为功能强大，操作极其方便的可视化控件，极大方便了用户进行创建和配置实体[9]。根据建模前规划设计好的系统模型，将对象从“实体库”中拖曳到仿真视图窗口中的适当位置。图4-3为拖拽暂存区示意图，按此方法对其它实体进行拖拽操作，完成布局。
图4-3 将暂存区从实体库拖到视图窗口
4.4.2 定义流程
每个Flexsim 的实体都可有多个端口，并且端口数没有数量限制，实体通过端口与其它实体进行通信，端口有3种类型：输入、输出和中间端口，在设定临时实体在模型中的流动路线时，如果要设置输入和输出端口的流向，则用A连接；而中间端口通常是用来建立固定实体与可移动实体之间的相关关系，常用S连接[10]。固定实体如处理器、暂存区、输送机，可移动实体如操作员、叉车、起重机等。根据对象之间的逻辑关系，采用A或S 连接构建仿真模型的逻辑流程，完成对象间各端口的通信设置。
图4-4 定义模型流程图
4.4.3 设置参数
根据每个对象所要描述的物理系统特征，设定对象的参数。将布局后的各个实体的端口连接后，对各实体进行参数设置。在视图窗口中，双击所要设定的实体，打开对模型实体进行参数设置的属性窗口，同时进行逻辑设置。
(1)设置分拣传送带参数。鼠标左键双击分拣传送带图标，打开传送带属性对话框，点击传送带选项卡，设置速度值为1，参数设置如图4-5所示。
图4-5 分拣传送带属性框图
打开分拣传送带的临时实体流选项卡，在发送至端口设置发送条件的逻辑为按临时实体类型发送。这样能保证根据货物的类型使货物流向下游指定传送带所对应的输入端口，
实现分拣传送的目的，具体设置如图4-6。
图4-6 设置分拣传送带发送端口框图
(2)设置传送带参数。鼠标左键双击传送带，打开传送带选项卡，设置速度值为1，过
程和分拣传送带类似，打开临时实体流选项卡，发送逻辑设为按百分比，60%送往货架，
40%送往出库暂存区，同时指定使用运输工具，其他两个传送带的参数设置同上，传送带输出端口发送货物逻辑代码如图4-7。
图4-7 设置传送带输出端口框图
(3)设置处理器参数。在视图窗口中找到要设置的处理器，双击处理器图标，弹出该实体的属性设置界面。在处理器选项卡中设置加工时间为10s，根据货物离开处理器后改变颜色，点击处理器属性中的触发器选项卡，设置为离开触发，实现根据货物的类型，在其离开处理器时改变颜色，设置处理器的离开触发逻辑代码如图4-8。
图4-8 设置处理器离开触发框图
(4)设置暂存区参数。暂存区存放有三种产品，实现操作人员1搬运产品类型1，送往处理器1；操作人员2搬运产品类型2，送往处理器2；两个操作员中，当某个处于空闲时搬运类型3，送往空闲的处理器。在暂存区下的发送至端口设置发送逻辑，指定相应类型的货物流向指定的处理器，具体设置如图4-9所示。
图4-9 设置暂存区发送端口框图
在暂存区的临时实体流选项卡下设置使用运输工具，则运输工具接受暂存区指派任务，进行搬运货物等操作。设置逻辑为根据临时实体类型执行相应的操作，设置逻辑代码如图4-10所示。
图4-10 设置暂存区使用运输工具框图
(5)根据以上的方法设置货物的到达时间间隔服从uniform(15.0, 20.0, 0.0)，操作员的最大速度为2m/s,货架10层，10列，设置为随机放置到可用层，可用列。
4.5 自动化立体仓库仿真分析
4.5.1 仿真模型运行及结果统计
因为白天出入库比较频繁，对设备的运行压力最大，而夜晚所面临的处理任务相对较小，故考虑对白天的出入库情况进行仿真。建立完模型并设置好参数后，点击“重置”按钮，再点击“运行”就可以运行模型。仿真模拟自动化立体仓库一天8小时的工作情况。因为Flexsim是实时的仿真软件，在仿真过程及结束的任意时刻，点击实体属性中的“统计”选项卡，可以查看对任意实体的统计，统计有饼状图，图表等行式，如图4-11所示为状态饼图。
图4-11 处理器5的状态饼图
新款软件新增了DASHBOARD功能，该模块是实体库中记录器的延伸，较其具有操作简单，更强的数据统计和分析的优点。用户可以以多种数据的形式如表格、饼图，柱状图等同时查看多个实体的运行情况。在模型的各实体中，以堆垛机，传送带为代表，利用DASHBOARD功能，统计其在运行过程中的各种状态、所占比例。如图4-12所示，其中第一栏为2个堆垛机的状态饼图统计情况，第二栏所示为3个传送带的数据统计情况，用户还可根据需要，添加更多的实体进行统计。
摘要 随着我国国民经济的发展，自动化立体仓库的应用越来越广泛。利用立体仓库设备可实现仓库高层合理化，存取自动化，操作简便化。自动化立体仓库的主体由货架、巷道式堆垛起重机、入(出)库工作台和自动运进(出)及操作控制系统组成。本课题的电气控制主要由西门子公司的PLC、步进电机驱动器、步进电动机、直流电动机等器件组成。 对本课题进行简要的介绍，包括背景，研究意义，现状等；其次对该系统的硬件组成、结构、原理进行了阐述和分析；再次对本系统用到的器件进行分别介绍，重点对PLC程序进行了编写；最后对设计本课题所学到的知识和结论进行归纳和总结。 关键词：立体仓库电气控 PLC
Abstract With the development of computer information technology, modern enterprise production scale expanding and competition intensifies day by day, market of enterprise logistics system proposed new requirements, automated warehouse more and more by concern and has been widely used. This paper introduces the structure and features of the double column stacking machine with the rail roadway, and analyzes and discusses the main design points of the double column stacking machine with the rail roadway Keywords: automated warehouse; stacking machine; design
自动化立体仓库管理系统 1．概述 自动化立体仓库管理系统WMS（warehouse management system）就是使用计算机实现对自动化立体仓库和输送设备全面的运行过程控制、实时监视以及物流信息管理与跟踪。物流信息管理包括作业计划、作业调度、作业过程以及作业变更等，自动化立体仓库管理系统是自动化立体仓库系统中的灵魂和中枢。 2.设计原则 2.1 实用性和可行性 主要技术和产品具有实用、成熟、稳定、安全的特点。实用性以系统整体运行效率为重点。既要便于用户使用，又要便于系统管理。2.2先进性和成熟性 系统设计既要采用超前理念，先进技术和系统的工程方法，又要注意思维理性与技术的可行性，方法的正确性。不但能反映当今的先进技术和理念，而且具有拓展潜力，能保证未来若干年能占主导地位。先进性与成熟性并重，并考虑到近年来的应用发展特点，应把先进性放在重要位置。
2.3 开放性与标准化原则 应用平台应是一个开放的且符合业界主流技术标准的系统平台，并使网络的硬件环境、通信环境、软件环境、操作平台之间的相互依赖性小。 2.4可靠性和稳定性 在考虑技术先进性和开放性的同时，还应从系统结构、技术措施、系统管理等方面着手，确保系统运行的可靠性和稳定性，达到最大的平均无故障时间。 2.5可扩充性及易升级性 为适应应用不断拓展的需要，应用平台的软硬件环境必须有良好的平滑可扩充性。 2.6安全性和保密性 在应用平台设计中，充分考虑信息资源的共享，注意信息资源的保护和隔离，应分别针对不同的应用和不同的网络通信环境，采取不同的措施，包括系统安全机制、数据存取的权限控制等。 2.7可管理性和可维护性 整个应用平台是由多个部分组成的较为复杂的系统，为了便于系统的日常运行维护和管理，要求所选产品具有良好的可管理性和可维
自动化立体仓库管 理系统
自动化立体仓库管理系统 1．概述 自动化立体仓库管理系统WMS（warehouse management system）就是使用计算机实现对自动化立体仓库和输送设备全面的运行过程控制、实时监视以及物流信息管理与跟踪。物流信息管理包括作业计划、作业调度、作业过程以及作业变更等，自动化立体仓库管理系统是自动化立体仓库系统中的灵魂和中枢。2.设计原则 2.1 实用性和可行性 主要技术和产品具有实用、成熟、稳定、安全的特点。实用性以系统整体运行效率为重点。既要便于用户使用，又要便于系统管理。 2.2先进性和成熟性 系统设计既要采用超前理念，先进技术和系统的工程方法，又要注意思维理性与技术的可行性，方法的正确性。不但能反映当今的先进技术和理念，而且具有拓展潜力，能保证未来若干年能占主导地位。先进性与成熟性并重，并考虑到近年来的应用发展特点，应把先进性放在重要位置。
2.3 开放性与标准化原则 应用平台应是一个开放的且符合业界主流技术标准的系统平台，并使网络的硬件环境、通信环境、软件环境、操作平台之间的相互依赖性小。 2.4可靠性和稳定性 在考虑技术先进性和开放性的同时，还应从系统结构、技术措施、系统管理等方面着手，确保系统运行的可靠性和稳定性，达到最大的平均无故障时间。 2.5可扩充性及易升级性 为适应应用不断拓展的需要，应用平台的软硬件环境必须有良好的平滑可扩充性。 2.6安全性和保密性 在应用平台设计中，充分考虑信息资源的共享，注意信息资源的保护和隔离，应分别针对不同的应用和不同的网络通信环境，采取不同的措施，包括系统安全机制、数据存取的权限控制等。 2.7可管理性和可维护性 整个应用平台是由多个部分组成的较为复杂的系统，为了便于系统的日常运行维护和管理，要求所选产品具有良好的可管理性
案例二蒙牛乳业自动化立体仓库案例 内蒙古蒙牛乳业泰安有限公司乳制品自动化立体仓库，是蒙牛乳业公司委托太原刚玉物流工程有限公司设计制造的第三座自动化立体仓库。该库后端与泰安公司乳制品生产线相衔接，与出库区相联接，库内主要存放成品纯鲜奶和成品瓶酸奶。库区面积8323平方米，货架最大高度21米，托盘尺寸1200×1000毫米，库内货位总数19632个。其中，常温区货位数14964个；低温区货位46687年。入库能力150盘/小时，出库能力300盘/小时。出入库采用联机自动。 一、工艺流程及库区布置 根据用户存储温度的不同要求，该库划分为常温和低温两个区域。常温区保存鲜奶成品，低温区配置制冷设备，恒温4℃，存储瓶酸奶。按照生产――存储――配送的工艺及奶制品的工艺要求，经方案模拟仿真优化，最终确定库区划分为入库区、储存区、托盘（外调）回流区、出库区、维修区和计算机管理控制室6个区域。 入库区由66台链式输送机、3台双工位高速梭车组成。负责将生产线码垛区完成的整盘货物转入各入库口。双工位穿梭车则负责生产线端输送机输出的货物向各巷道入库口的分配、转动及空托盘回送。 储存区包括高层货架和17台巷道堆垛机。高层货架采用双托盘货位，完成货物的存储功能。巷道堆垛机则按照指令完成从入库输送机到目标的取货、搬运、存货及从目标货位到出货输送机的取货、搬运、出货任务。 托盘（外调）回流区分别设在常温储存区和低温储存区内部，由12台出库口输送机、14台入库口输送机、巷道堆垛机和货架组成。分别完成空托盘回收、存储、回送、外调货物入库、剩余产品，退库产品入库、回送等工作。 出库区设置在出库口外端，分为货物暂存区和装车区，由34台出库较输送机、叉车和运输车辆组成。叉车司机通过电子看板、RF终端扫描来叉车完成装车作业，反馈发送信息。
自动化立体仓库设计方案 第1章绪论 1.1 引言 当前世界经济发展的两大趋势是全球化和市场化。集扮流、信息流和资金流于一身的物流配送中心，在全球化和市场化的时代里，进一步促进了世界经济与贸易的发展。代表21世纪国林物流先进技术的物流配送中心的特征是自动化、计算机化、信．息化、两络化、智笼化、柔性化、电子商务化、标准化和社会化。自动化立体仓库在现代化的物流配送中心中起到了重大的作用，可以说没有自动化立体仓库就没有现代化的物流系统。在全球化和市场化的国际经济活动中，流通是联系生产和消费的纽带。只有通过商品流通才能体现出商品的价值及其使用价值，流通是国民经济运行的大动脉。自动化立体仓库加速了商品流通，减少了商品损坏，降低了流通成本，节约了土地面积、人力和财力。此外，它还提高了库存周转率、经营灵活性和工作效率。它以最快速度、最低价格和最佳服务来满足用户需求，从而获得最大利益。 我国加入WTO之后，加速了工业化和现代化的建设．物流配送中心和自动化立体仓库的需求量越来越大．它必将为国民经济的腾飞做出巨大的贡献。 基于这一现状提出了本课题。 自动化立体仓库由计算机控制系统、高层货架、堆垛机、输送机一和周边机械等构成，它是现代化物流配送中心的关键设备系统。 1.2 特点及其研发意义 物流系统中的自动化立体仓为又称立库、高层货架仓库、自动仓储要SA/RS，是以高层立体货架（托盘系统）储存物资，用电子计算机控制管理和自动控制堆垛运输车进行存取作业的仓库。仓库的功能从单纯地进行物资的储存保管，发展到担负物资的接受、分类、计量、包装、分拣、配送、存档等多种功能，实现高效率物流和大容量存储，以满足现代化生产和商品流通的需要。 近年来，我国为了发展经济，各地都在大力发展交通，海、路、空并举，进行大规模的基本项目的投资建设，成为现代化经济发展建设的主旋律。而交通事业发展的最终目的，就是使物资能够迅速流通，促进经济的发展。在现代社会中，
自动化立体仓库中的物流装备及应用 学院：机械工程学院 班级：物流工程0701 姓名：冯振胜学号： 070105011
自动化立体仓库中的物流装备及应用 自动化立体仓库概念 仓库是保管、仓储物品的建筑物和场所的总称。自动化仓库又被称为自动化仓储系统，它是一种利用高层立体货架（托盘系统）配以货箱或托盘储存物资，应用电子计算机控制管理和应用自动控制的堆垛机及其他机械进行存取作业的仓存。因此，自动化立体仓库可以看作是自动化仓库与立体仓库的有机结合。此外，自动化立体仓库还是高层立体货架、航道堆垛机、自动分拣系统、自动控制系统、出入库自动输送系统、计算机仓储管理系统及周边设施和设备组成的可对集装单元货物实现自动仓储过程的一个综合系统。自动化 立体库基本由以下物流设备组成: 一）货架: 1.托盘货架：又俗称横梁式货架，或称货位式货架，通常为重型货架用来储存装有货物托盘的货架。 应用：托盘式货架广泛应用于制造业、第三方物流和配送中心等领域，既适用于多品种小批量物品，又适用于少品种大批量物品。托盘式货架在高位仓库和超高位仓库中应用最多. 2.重力式货架：又称流动式货架，轨道呈一定坡度（3°左右），利用货物的自重，实现货物的先进先出，一边进另一边出。 应用：适用于大批量、同类货物的先进先出存储作业，空间利用率很高，尤其适用于有一定质保期、不宜长期积压的货物。用于对货物时差要求较高的（如保证生产线的物料不间断供给）等场合使用 3.悬臂式货架：是由在立柱上装设悬臂来构成的，悬臂可以是固定的，也可以是移动的。应用：悬臂式货架适用于存放长物料、环型物料、板材、管材及不规则货物。悬臂可以是单面或双面，悬臂式货架具有结构稳定，载重能力好、空间利用率高等特点。悬臂式货架立柱多采用H 型钢或冷轧型钢，悬臂采用方管、冷轧型钢或H 型钢，悬臂与立柱间采用插接式或螺栓连接式，底座与立柱间采用螺栓连接式，底座采用冷轧型钢或H 型钢。货物存取由叉车、行车或人工进行。货架高度通常在2.5 米以内（如由叉车存取货则可高达 6 米），悬臂长度在1.5米以内，每臂载重通常在1000KG以内。此类货架多用于机 械制造行业和建材超市等。加了搁板后，特别适合空间小，高度低的库房，管理方便，视野宽阔，与普通搁板式货架相比，利用率更高；根据承载能力可分为轻量型、中量型、重量型三种。 对于存放笨重, 零散或其它特殊的产品, 悬臂式货架是理想的解决方案悬臂式货架有单臂和双臂之分, 高效存储木料、管材、长条物等类似产品
如今，社会生产过程中，人们对基础设施的重视程度越来越高，希望在效率与运营的精准度再上一个层次。在物流设备的采购与使用上，自动化、智能化的立体仓储产品系统往往能够带来这些方面的巨大改变。越来越多的企业不再满足于传统仓储设备的运用，而更倾向于搭建自动化立体仓库系统给产品生产流通带来全新的变革。那么，自动化立体仓库系统设施是怎么搭建的呢？下面江苏六维智能物流装备股份有限公司在此做个简单解答，希望对你有所帮助。 1、货架部分：货架是自动化立体仓库的主体部分，多是高位立体货架，高度可达30米以上，实现密集型存储。立体货架的货位相当密集，能够有效的利用企业仓库的空间。立体货架多采用横梁货架的结构，使得整体更加稳固，可以有效的保证立体货架的高度延伸。 2、存储托盘：立体货架货位多指托盘的摆放位置，一个货位实际上指的就是一个托盘的摆放位置。自动化立体仓库运用的托盘规格多是根据立体货架和货物的规格确定的。 3、有轨巷道堆垛机：有轨巷道堆垛机主要是用于自动存取货物的设备，不需要人工操作，该设备能短时间帮助你更好的存取货物，同时能保证货物的安全。有轨巷道堆垛机
有不同的结构形式，分为单立柱和双立柱形式，根据不同服务方式分，可分为直线、弯轨、转轨车三种形式。因为自动化立体仓库多是高位立体货架，并且是自动化控制系统，一般的叉车很难完全适应立体货架的作业，而有轨巷道堆垛架可以合理的配合自动化立体仓库的高效作业。叉车一般由人工操作在输送线的进出口位置叉取货物。 4、自动化输送线：立体库的外围设备，一般设置在立体货架的前方，重点就是将货物运输到堆垛机上，或者是将堆垛机取下的货物输送到出口位置。输送机种类非常多，比如链条输送机、辊筒输送机升降/移载机、提升机等等。企业如何选择输送机，主要看自身的运输需求。 5、管理控制系统：管理控制系统是自动化立体仓库的软件部分，它决定了自动化立体仓库得以自动化、智能化、无人化作业。自动控制系统主要是采用现场总线的方式，控制设备工作。江苏六维公司自主研发的仓库管理WMS系统支持多模式（B2C、生产、销售），多业态（电商、制造、新兴产业等），多类型仓库的个性化需求，全面提升仓库作业效率、提升库存准确率、提升库存周转率、提供企业透明化实时化的仓库管理体验。 6、信息管理系统：信息管理系统主要是记录货物存取信息，能让人清楚的了解到货物使用情况。该系统是自动化立体仓库系统的核心为管理者总览仓库安全状况全局提供数据支撑，实时报警消息推送，主动及时捕获仓库险情，预先防范，并通知仓管人员进行险情确认和处置，是保证立体库更好使用的关键。 运输行业案例——西安地铁自动化立体仓库工程：
蒙牛乳业自动化立体仓库 案例 Last revision on 21 December 2020
案例二蒙牛乳业自动化立体仓库案例 内蒙古蒙牛乳业泰安有限公司乳制品自动化立体仓库，是蒙牛乳业公司委托太原刚玉物流工程有限公司设计制造的第三座自动化立体仓库。该库后端与泰安公司乳制品生产线相衔接，与出库区相联接，库内主要存放成品纯鲜奶和成品瓶酸奶。库区面积8323平方米，货架最大高度21米，托盘尺寸1200×1000毫米，库内货位总数19632个。其中，常温区货位数14964个；低温区货位46687年。入库能力150盘/小时，出库能力300盘/小时。出入库采用联机自动。 一、工艺流程及库区布置 根据用户存储温度的不同要求，该库划分为常温和低温两个区域。常温区保存鲜奶成品，低温区配置制冷设备，恒温4℃，存储瓶酸奶。按照生产――存储――配送的工艺及奶制品的工艺要求，经方案模拟仿真优化，最终确定库区划分为入库区、储存区、托盘（外调）回流区、出库区、维修区和计算机管理控制室6个区域。 入库区由66台链式输送机、3台双工位高速梭车组成。负责将生产线码垛区完成的整盘货物转入各入库口。双工位穿梭车则负责生产线端输送机输出的货物向各巷道入库口的分配、转动及空托盘回送。 储存区包括高层货架和17台巷道堆垛机。高层货架采用双托盘货位，完成货物的存储功能。巷道堆垛机则按照指令完成从入库输送机到目标的取货、搬运、存货及从目标货位到出货输送机的取货、搬运、出货任务。 托盘（外调）回流区分别设在常温储存区和低温储存区内部，由12台出库口输送机、14台入库口输送机、巷道堆垛机和货架组成。分别完成空托盘回收、存储、回送、外调货物入库、剩余产品，退库产品入库、回送等工作。 出库区设置在出库口外端，分为货物暂存区和装车区，由34台出库较输送机、叉车和运输车辆组成。叉车司机通过电子看板、RF终端扫描来叉车完成装车作业，反馈发送信息。 维修区设在穿梭车轨道外一侧，在某台空梭车更换配件或处理故障时，其他穿梭车仍旧可以正常工作。计算机控制室设在二楼，用于出入库登记、出入库高度、管理和联机控制。
一、自动化立体仓储与配送系统 1、什么是WMS系统，具有哪些功能？ WMS是仓库管理系统(Warehouse Management System) 的缩写，仓库管理系统是通过入库业务、出库业务、仓库调拨、库存调拨和虚仓管理等功能，综合批次管理、物料对应、库存盘点、质检管理、虚仓管理和即时库存管理等功能综合运用的管理系统，有效控制并跟踪仓库业务的物流和成本管理全过程，实现完善的企业仓储信息管理。该系统可以独立执行库存操作，与其他系统的单据和凭证等结合使用，可提供更为完整全面的企业业务流程和财务管理信息。 功能简介 货位管理 采用数据收集器读取产品条形码，查询产品在货位的具体位置，（如X产品在A货区B航道C货位），实现产品的全方位管理。 通过终端或数据收集器实时地查看货位货量的存储情况、空间大小及产品的最大容量，管理货仓的区域、容量、体积和装备限度。 产品质检 产成品包装完成并粘贴条码之后，运到仓库暂存区由质检部门进行检验，质检部门对检验不合格的产品扫描其包装条码，并在采集器上作出相应记录，检验完毕后把采集器与计算机进行连接，把数据上传到系统中；对合格产品生成质检单，由仓库保管人员执行生产入库操作， 产品入库 从系统中下载入库任务到采集器中，入库时扫描其中一件产品包装上的条码，在采集器上输入相应数量，扫描货位条码（如果入库任务中指定了货位，则采集器自动进行货位核对），采集完毕后把数据上传到系统中，系统自动对数据进行处理，数据库中记录此次入库的品种、数量、入库人员、质检人员、货位、产品生产日期、班组等所有必要信息，系统并对相应货位的产品进行累加。 物料配送
根据不同货位生成的配料清单包含非常详尽的配料信息，包括配料时间、配料工位、配料明细、配料数量等，相关保管人员在拣货时可以根据这些条码信息自动形成预警，对错误配料的明细和数量信息都可以进行预警提示，极大的提高仓库管理人员的工作效率。 产品出库 产品出库时仓库保管人员凭销售部门的提货单，根据先入先出原则，从系统中找出相应产品数据下载到采集器中，制定出库任务，到指定的货位，先扫描货位条码（如果货位错误则采集器进行报警），然后扫描其中一件产品的条码，如果满足出库任务条件则输入数量执行出库，并核对或记录下运输单位及车辆信息（以便以后产品跟踪及追溯使用），否则采集器可报警提示。 仓库退货 根据实际退货情况，扫描退货物品条码，导入系统生成退货单，确认后生成退货明细和帐务的核算等。 仓库盘点 根据公司制度，在系统中根据要进行盘点的仓库、品种等条件制定盘点任务，把盘点信息下载到采集器中，仓库工作人员通过到指定区域扫描产品条码输入数量的方式进行盘点，采集完毕后把数据上传到系统中，生成盘点报表。 库存预警 另外仓库环节可以根据企业实际情况为仓库总量、每个品种设置上下警戒线，当库存数量接近或超出警戒线时，进行报警提示，及时地进行生产、销售等的调整，优化企业的生产和库存。 质量追溯
有轨巷道堆垛起重机是随着立体仓库的出现而发展起来的专用起重机，通常简称为堆垛机。 堆垛机是立体仓库中非常重要的起重运输设备，是代表立体仓库特征的标志。其主要用途是在高层货架仓库的巷道内沿轨道运行，将位于巷道口的货物存入货格；或者相反，取出货格内的货物运送到巷道口，完成出入库作业。 堆垛机是自动化立体仓库里面的存取货设备，一般分单立柱和双立柱结构，由行走、提升和货叉三个驱动机构完成作业要求，采用国际先进的伺服控制系统和认址系统进行全闭环控制，配合条码或激光测距等高精度认址方式，实现堆垛机高精度运行。堆垛机载重量可达8吨左右，行走速度可高达400m/min。 根据轨道的走向可分为直轨型、弯轨型、转轨型和岔道型。 此外还有装有司机室的拣选堆垛机等多种类型堆垛机。 堆垛机结构稳定可靠，由矢量变频驱动和编码器位置控制，采用机械和电气双重保险装置，确保安全，采用信息传递全程跟踪技术，电气元件均采用进口产品，触摸屏界面操作简单，实现手动、单机自动和联机自动控制，与各种物流设备组合形成完整的物流系统。 堆垛机的手动控制是由操作人员通过操作面板上的按钮开关，直接操作堆垛机进行水平运行、载货台升降、货叉存取货物。 单机自动控制是由操作人员在出入库端通过堆垛机电控柜上的操作面板液晶触摸屏按钮输入出入库指令，堆垛机将自动完成出入库作业。 联机自动控制是由管理计算机自动分配出入库货位地址，通过监控计算机发出作业指令通过无线以太网将作业指令传输至堆垛机PLC，自动控制堆垛机完成作业，并将运行过程及工作状态反馈给监控计算机，显示在电脑屏幕上。 六维堆垛机主要选配SIEMENS、SEW、MIAS等全球先进供应商的标准化部件，使得产品质量更高，运行更稳定，维护成本更少。
1绪论 自动化立体仓库也称自动存取系统，它是一种用高层立体货架（托盘系统）存储物资，用自动控制堆垛机进行存取作业，用计算机控制管理的仓库。自动化立体仓库除了具有传统仓库的基本功能外，还具有分拣、理货的功能，以及在不直接进行人工处理的情况下，自动存储和取出物料的功能。 1.1国外研究背景 立体仓库的产生和发展是第二次世界大战之后生产和技术发展的结果。50年代初，美国出现了采用桥式堆垛起重机的立体仓库；50年代末60年代初出现了司机操作的巷道式堆垛起重机立体仓库；1963年美国率先在高架仓库中采用计算机控制技术，建立了第一座计算机控制的立体仓库。此后，自动化立体仓库在美国和欧洲得到迅速发展，并形成了专门的学科。60年代中期，日本开始兴建立体仓库，并且发展速度越来越快，成为当今世界上拥有自动化立体仓库最多的国家之一。 1.2我国自动化立体仓库技术的市场应用现状和企业概况 1.2.1按行业划分的市场保有量分析 我国自动化立体仓库技术的市场应用经历了漫长的过程。目前已经几乎覆盖了国民经济的各个方面。下面对市场应用作简单描述。 表1我国自动化立体仓库的应用情况表 序号行业总体应用情况2010年应用情况 1烟草最成熟的应用领域，占全部市场应用约 为17% 烟草工业自1995年开始在昆明卷烟厂开始应 用，目前已经完成约100套系统。2010年有红塔、龙岩、安徽、许昌、贵州等多个项目开工建设 烟草商业开始于2000年前后，目前已经完成约 130套系统2010年有陕西、福建、河北、江苏、安徽等多个项目启动 2医药最成熟的应用领域，占市场总量13% 医药工业最早开始于1993年羊城药业，目前市 场完成超过100套山东华鲁制药、哈尔滨三联制药等多个项目启动 医药商业最早开始于2003年中国医药集团，目 前市场完成超过110套，每年新增超过 20套系统。国药、石药、陕西、辽宁、山东、浙江、湖南等约20个项目启动 3军队自1990年开始，目前已经建设各类自 动化立体库约65套2010年约20个项目完成十二五期间将有更大发展
自动化立体仓库管理系 统 文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-MG129]
自动化立体仓库管理系统 1．概述 自动化立体仓库管理系统WMS（warehouse management system）就是使用计算机实现对自动化立体仓库和输送设备全面的运行过程控制、实时监视以及物流信息管理与跟踪。物流信息管理包括作业计划、作业调度、作业过程以及作业变更等，自动化立体仓库管理系统是自动化立体仓库系统中的灵魂和中枢。 2.设计原则 2.1 实用性和可行性 主要技术和产品具有实用、成熟、稳定、安全的特点。实用性以系统整体运行效率为重点。既要便于用户使用，又要便于系统管理。 2.2先进性和成熟性 系统设计既要采用超前理念，先进技术和系统的工程方法，又要注意思维理性与技术的可行性，方法的正确性。不但能反映当今的先进技术和理念，而且具有拓展潜力，能保证未来若干年能占主导地位。先进性与成熟性并重，并考虑到近年来的应用发展特点，应把先进性放在重要位置。 2.3 开放性与标准化原则 应用平台应是一个开放的且符合业界主流技术标准的系统平台，并使网络的硬件环境、通信环境、软件环境、操作平台之间的相互依赖性小。 2.4可靠性和稳定性
在考虑技术先进性和开放性的同时，还应从系统结构、技术措施、系统管理等方面着手，确保系统运行的可靠性和稳定性，达到最大的平均无故障时间。 2.5可扩充性及易升级性 为适应应用不断拓展的需要，应用平台的软硬件环境必须有良好的平滑可扩充性。 2.6安全性和保密性 在应用平台设计中，充分考虑信息资源的共享，注意信息资源的保护和隔离，应分别针对不同的应用和不同的网络通信环境，采取不同的措施，包括系统安全机制、数据存取的权限控制等。 2.7可管理性和可维护性 整个应用平台是由多个部分组成的较为复杂的系统，为了便于系统的日常运行维护和管理，要求所选产品具有良好的可管理性和可维护性。另外可管理性和可维护性还包括对平台的自身。 3.系统架构 WMS系统架构主要有服务层、管理层、监控层、执行层： 服务层是由服务器和数据库组成，支撑整个系统的运行，并为数据提供保障服务，实现了与业务层集成的数据共享。 管理层是是完成系统的高级管理工作，负责仓库系统的库位管理，出入库管理，查询报表分析，库存分析，系统维护，故障分析等工作，实现与服务器的信息交互与作业下达。
自动化立体仓库系统简介 自动化立体仓库系统，即AS / RS（Automated Storage / Retrieval System），使用高层货架存储货物，充分利用仓库空间，因此节省了占地面积，提高了空间使用率。目前使用最广、适应性较强的是单元货格式立体仓库，但是在这种仓库中巷道占去了三分之一左右的面积。在充分利用存储空间的原则上，为了提高仓库面积的利用率，达到能够存储更多货物的目的，近年来各种高密度自动化仓储系统逐渐发展成熟，例如：重力式货架仓库和穿梭车式货架仓库。在重力式货架仓库中，货架接通道排列，每个通道都是存货通道，并带有一定的坡度，从入库口端装入的货物单元能够在自重的作用下，自动向出库端移动，直到到达通道出库端或者碰到已存储的货物单元停住为止，通道出库端设有止动装置。当出库端的第一个货物单元被取走后，其后面的各个货物单元在重力作用下依次向出库端补位。从结构上讲，为了保证这种仓库系统的灵活性，要求每个存货通道设置减少摩擦的装置，如在货架上加滚子，或者储存托盘带滚轮。 穿梭车式货架仓库，货架也接通道排列，每个通道也都是存货通道，但没有设置坡度，每个通道都设有供穿梭车运行的轨道，穿梭车在巷道里往复运行，自动存取和搬取货物，提升了物流效率，而且穿梭车可以和堆垛机、自动叉车或AGV配合，自动进行不同列、不同层及不同通道之间的交换，调度更加灵活，自动化程度更高。 穿梭车式货架仓库的核心设备是穿梭车。穿梭车又称为轨道式自动导引车（rail guide vehicle），具有速度快、可靠性高、成本低等特点，它是立体仓库的重要设备，并与其他物流设备实现自动连接，如出入库站台、缓冲站、输送机、升降机和机器人等，按照计划进行物料的输送。穿梭车的行驶速度一定程度上决定了整个货架仓库的物流效率；穿梭车的供电方式、持续行进能力等决定了货架仓库安装施工的难度；穿梭车的智能程度决定了货架仓库的智能化程度以及设计难度。因此，对于穿梭车式货架仓库系统来讲，穿梭车本身十分值得研究和改进。
蒙牛乳业自动化立体仓库案例
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案例二蒙牛乳业自动化立体仓库案例 内蒙古蒙牛乳业泰安有限公司乳制品自动化立体仓库,是蒙牛乳业公司委托太原刚玉物流工程有限公司设计制造的第三座自动化立体仓库。该库后端与泰安公司乳制品生产线相衔接,与出库区相联接,库内主要存放成品纯鲜奶和成品瓶酸奶。库区面积8323平方米,货架最大高度２１米,托盘尺寸1200×1０00毫米，库内货位总数1963２个。其中，常温区货位数14964个；低温区货位4６６８7年。入库能力1５0盘／小时,出库能力300盘/小时。出入库采用联机自动。 一、工艺流程及库区布置 根据用户存储温度的不同要求，该库划分为常温和低温两个区域。常温区保存鲜奶成品,低温区配置制冷设备，恒温4℃,存储瓶酸奶。按照生产――存储――配送的工艺及奶制品的工艺要求，经方案模拟仿真优化,最终确定库区划分为入库区、储存区、托盘(外调）回流区、出库区、维修区和计算机管理控制室6个区域。入库区由66台链式输送机、３台双工位高速梭车组成。负责将生产线码垛区完成的整盘货物转入各入库口。双工位穿梭车则负责生产线端输送机输出的货物向各巷道入库口的分配、转动及空托盘回送。 储存区包括高层货架和17台巷道堆垛机。高层货架采用双托盘货位,完成货物的存储功能。巷道堆垛机则按照指令完成从入库输送机到目标的取货、搬运、存货及从目标货位到出货输送机的取货、搬运、出货任务。 托盘(外调）回流区分别设在常温储存区和低温储存区内部，由1２台出库口输送机、14台入库口输送机、巷道堆垛机和货架组成。分别完成空托盘回收、存储、回送、外调货物入库、剩余产品，退库产品入库、回送等工作。 出库区设置在出库口外端，分为货物暂存区和装车区,由３４台出库较输送机、叉车和运输车辆组成。叉车司机通过电子看板、ＲF终端扫描来叉车完成装车作业,反馈发送信息。
4.11.57 自动化立体仓库 1. 概述 1）设置地点：物资材料库。 2）用途：自动化立体仓库设备用于大竹林车辆段材料总库内立体仓库区1000kg以下材料及零配件的存储、发放和管理，使得材料及零配件的储运、领用、记转账、周转、点算、报废、报表等全部实现自动化处理，对材料及配件的流向进行全方位、全过程的质量跟踪，对检修质量和资金占用情况等做到精确的分析与考核。 3）工作条件 室内使用 海拔高度：≤1000m 环境温度：0～43℃ 环境最大相对湿度：≤95% 工作制度：8小时内间断工作 4）设计基础资料 （1）材料库工艺平剖面图。 （2）材料库所存贮材料的外型尺寸、重量等资料，在设计联络时提供。 2. 设备组成 自动化立体仓库设备由货架、有轨巷道堆垛机、出入库水平输送系统、穿梭车、钢制托盘货箱及计算机管理系统等组成。 全套设备的功能基于物流和信息流控制紧密结合—即在计算机控制软件中设置一套对物流运动进行动态跟踪的信息流系统，实现货物搬运及存取机械化、仓库管理自动化，使材料及配件的储存、管理、周转联成一体，确立合理的储存量，减少仓库费用，建立最佳的物流组织形式。 3. 设备主要功能 1）入库、单元出库、单元拣选出库再入库。 2）手动、半自动、自动控制（机上自动控制、控制室自动控制）。 3）出入库设定、货格地址设定、控制方式设定。
4）自动认址、准确停位，具备物品条码识别功能。 5）托盘货物外形尺寸、重量的检测及显示。 6）作业状态的监视及显示。 7）故障的检测及报警。 8）安全、联锁。 9）库存、库位的管理。 11）能实现用户编程的功能，即用户能根据使用需要在现场对控制程序进行修改。 12）立体化仓库计算机管理系统要与重庆轨道集团公司EAM系统接口。 13）计算机管理系统查询功能要求简便快捷。 4．设备主要技术要求 卖方提供的设备及方案应具有完整性及可靠性（少维修及易于维修），系统硬件需适应少维修及易于维修的要求。 系统关键部件选用元件需经业主确认。 设备所用电线电缆必须是不燃或阻燃电缆，并且不得散发有毒气体。 卖方应提供设备的外购件（系统或部件）的名称、用途、产地、厂名的清单。 1）钢结构货架的技术要求 钢结构货架是高层货架存储区中存放托盘货物的主要设备，要求有足够的强度和刚度及整体稳定性(抗震等级按8级考虑)，而且尺寸要求精度高，型式采用组合装配横梁式，货架主要由货架片、横梁、纵/横梁、斜拉筋等组成。主要构件应满足如下条件：表面处理： 钢结构货架的表面应采取化学或物理方法，以达到除锈的要求，表面处理后再静电粉末喷塑。表面涂层质量达到GB9286标准规定。 货架片： （1）立柱全长调节孔距累计误差不大于±2 mm，相邻孔距误差小于0.1mm； （2）货架全长尺寸极限偏差不大于1mm； （3）立柱片弯曲误差小于1/1000或10mm； （4）立柱与安装地面垂直偏差小于1/1000mm； （5）工作安全系数不小于1.75。 横梁： （1）横梁长度尺寸误差小于±1mm；
华为案例：自动化立体仓库 A-??|A+ 分享到： 物流搜索时间：2013-6-4 [导语]华为技术有限公司于1987年成立于中国深圳，是全球领先的电信解决方案供应商。在20多年的时间里，华为基于客户需求持续创新，在电信网络、全球服务和终端三大领域都确立了端到端的领先地位。 ? ?用户公司相关介绍： ? ?华为技术有限公司于1987年成立于中国深圳，是全球领先的电信解决方案供应商。在20多年的时间里，华为基于客户需求持续创新，在电信网络、全球服务和终端三大领域都确立了端到端的领先地位。凭借在固定网络、移动网络和IP 数据通信领域的综合优势，华为已成为全IP融合时代的领导者。目前，我们的产品和解决方案已经应用于全球140多个国家，服务全球运营商50强中的45家及全球1/3的人口。 项目介绍与分析： 华为制造业务将由深圳坂田搬迁至东莞SSH工业园，将实现华为原材料到自动立体仓库的集自动收货、质检、储存、分拣和发货为一体的配套系统。包括：自动传输系统、物料分拣系统、货架系统、堆垛机系统、输送机系统、业务管理和控制系统、条形码系统、箱输送系统等的设计、制作、运输、装卸、安装及调试验收交付、技术资料、验证文档、售后服务等全过程。 物流中心采用国际、国内领先技术及设备，集光、机、电、信息于一体的高度复杂的自动化物流系统工程。以配合华为技术有限公司的整体战略思想，展示华为技术有限公司与时俱进的形象及现代化的物流管理能力。 用户解决方案的特点： ? ?①从入库到出库的全程自动化 ? ?a.入库周转箱从月台到拆包装区的自动化搬送 ? ?b.入库托盘与周转箱的自动上架 ? ?c.补货料箱的自动化搬送与分流 ? ?d.拣选货物的自动供给 ? ?e.分拣机实现自动化分拣 ? ?②业务优化 ? ?a.GTP作业模式 ? ?b. PTL 灯光指示拣选 ? ?c. 提前拣选 ? ?d. 高价值商品的紧急应对 ? ?e. 夹层拆包、贴标业务处理 ? ?③有限空间的充分利用 ? ?a. 自动仓库实现密集存储 ? ?b. 水平旋转货架创造更多的拣选点 ? ?④空托盘/料箱收集与供应
自动化立体仓库解决方案 一、立体库简介 自动化立体仓库又称自动化高架仓库或自动存储系统( AS/RS系统) 。它是一种基于高层货架、采用计算机进行控制管理、自动化存取输送设备自动化进行存取作业的仓储系统。自动化立体仓库是实现高效率物流和大容量储藏的关键系统, 在现代化生产和商品流通中具有举足轻重的作用。自动化立体仓库是当代货架储存系统发展的最高阶段, 它与自动化分拣系统和自动导向车并称为物流技术现代化的三大标志。 所谓自动化高层货架仓库是指用高层货架储存货物, 以巷道堆垛起重机配合周围其它装卸搬运系统进行存取出入库作业, 并由计算机全面管理和控制的一种自动化仓库。 广义地说, 自动化仓库系统是在不直接进行人工处理的情况下, 能自动地存储和取出物料的系统, 是一个将毛坯、半成品、配套件或产品、工具等物料自动存取、自动检索的系统, 是物流系统的重要组成部分。 自动化高层货架仓库主要由货架、巷道堆垛起重机、出入库配套机械设施和管理控制系统等部分所组成。 自动化立体仓库的基本优势
1、科学存储, 提高物料调节水平。作为仓库, 立体仓库首先应具有储存的功能。系统应能对物料进行科学的管理, 使物料合理存放, 提高处理效率, 适应储存与生产的工艺要求。 2、衔接生产, 加快物资周转, 降低成本。作为生产过程的中间环节, 立体仓库应具有原材料、在制品和成品的缓冲存储功能。在自动化和机械化设备处理条件下, 自动化程度提高, 各种物料库存周期缩短, 从而降低了总成本。 3、为企业的生产指挥和决策提供有效的依据。自动化仓库是企业信息系统的重要组成部分, 特别在集成化的环境下物流信息系统与企业信息系统成为有机的整体。企业的领导者根据库存信息制定相应的战略和计划, 指挥、监测和调整企业的生产活动。 自动化立体仓库的社会效益和经济效益 1、由于使用高层货架存储货物, 存储区能够大幅度地向高空发展, 充分利用仓库地面和空间, 因此节省了库存占地面积, 提高了空间利用率。当前世界上最高的立体仓库已达70m。立体仓库单位面积的存储量是普通仓库的5~10倍。采用高层货架储存并结合计算机管理, 能够实现货物的先入先出原则, 防止货物的自然老化、变质、生锈或发霉。
自动化立体仓库设计方案 1 物流中心总体规划 国际物流中心的业务对象涉及纺织、家电、通讯、机械等行业,要求仓储系统具有较大的柔性。为提高土地的利用率,国际物流中心仓储系统以自动化立体库为主体,同时考虑货柜式货架、立式旋转货架、平库结合的规划设计方案,以适应不同货物存储的需求。 国际物流中心基地根据发展需要建设自动化立体仓库。自动化立体仓库设计规模为占地面积１２０0０平方米,20个巷道，层数18，共计64800个标准货位。 表1 库区规划一览表
104 国 道
２基础数据 根据物流中心业务的特点,提供每天2４小时服务,但考虑到出入库的频率，设计中按每天20小时计算。 物流中心年工作日为35０天。 货物存放周期按6天计算。 货品规格见下列各表。 方案一:入库及出库在同一平面，巷道方向及仓库长度方向平行。入出库方式采用电平叉车和辊道工艺，入库时采用叉车――积放输送机方式，叉车将货物单元运到输送机,再由输送机将货物送至立体库端部入库台,然后由堆垛机将货物单元从输送机上取走送入货位，出库时反方向运行。 方案二:货物单元作业采取在巷道一端入库，另一端出库的方式。
入库时采用――积放输送机方式，自动导引小车将货物单元运到输送机,再由输送机将货物送至立体库端部入库台,然后由堆垛机将货物单元从输送机上取走送入货位。出库时由堆垛机将货物从货位取出,送至出库端,由穿梭小车将货物送至出库作业出口。 3自动化立体库设计计算 3.１托盘设计 根据主要货品的规格并考虑托盘统一,设计托盘尺寸为(长x宽x 高):１2０0x10０0x150． 考虑存放货品的柔性,货物托盘的最大高度设计为１２80、113０和98０． 货物托盘的最大重量为:36０.实际设计设备(堆垛机及输送机等）的能力为4００。 3．2库存能力及设备配置 1)设计库存能力计算如下: 货架采用双货位方式，货架宽度为1100，每个货格长度为260０，货格高度分别为1200、13５0和1500。 货架排数：10（巷道数为５个,巷道方向及仓库长度平行） 货架列数:34列(*2) 货架层数:16层(1200货架5层、1３50货架５层和1500货架5层,及17００货架1层) 总货位数：１６*68*１０＝１088０个货位。
摘要 自动化立体仓库系统（Automated Storage and Retrieval System shorted for AS/RS）是现代物流系统的一个重要组成部分，广泛应用于各行各业中。目前，它已经成为企业生产和管理信息化的标志之一。本文在立体仓库的规划设计方面提供了利用仿真辅助设计的方法，对提高立体仓库作业的效率，合理配置立体仓库的物流设备，以及检验整个流程设计的合理性有着很大的实际应用价值。 本文内容分为以下四个部分： 第一部分是立体仓库的构成特点和功能。还有立体仓库的设计原则和步骤，是以下几个部分的研究基础，这部分内容主要体现在第1章。第一部分是对PLC 的介绍，主要体现在第2章。第三部分是立体仓库的设计阶层，阐述了自动化立体仓库的仿真与建模理论，介绍了基于三菱PLC所设计的立体仓库的功能及控制原理，主要体现在第3章。第四部分是步进电机及其驱动器，介绍了步进电机的选型和其驱动器的工作原理及其型号。主要体现在第4章。 此次设计的效果可以改变参数输入，通过模拟生产情况及波动对系统造成的冲击，从而避免了在理想化状态下系统设计所无法预料的各种因素，对系统的堵塞有着形象和直观的解决方案。 总之，立体仓库因其较小的占地面较佳空间利用率，应用正逐渐普及。为满足现代化生产和流通的需要，就必须采取以计算机控制主要手段的自动化立体仓库。 关键词：立体仓库；PLC；物流
Abstract AS/RS (Automated Storage and Retrieval System shorted for AS/RS) is an important part of modern material flow system and is widely applied to every walk of life.Presently it has become one of the signs in enterprise production automation and management information. This article puts forward the way to design and layout AS/RS assisted by computer simulation ,and it has very great practical application value to improve the operation efficient of the stereoscopic warehouse ,to distribute the logistics equipments of that warehouse rationally, and to test the whole design of the Material flow and Information flow. The content of the article is composed of the follow four parts: The first part, which is the basis of the study, concludes the statement of the structure of AS/RS, the characteristic of AS/RS, the function of the AS/RS and the principle and step of design. The first part is explained in the chapter one. The second part, which is the introduced of PLC. The second part is explained in the chapter two. The third part, which is the study of theory of design of AS/RS. expatiates on the theory of simulation and modeling, introduces the objects and modeling, and introduces the functions of the AS/RS which design of PLC. The third part is explained in the chapter three. The fourth part is introduces of stepper motor and actuator about type and Principle, The fourth part is explained in the chapter four. We can alse see the place where the block and bottle-neck have taken place and state how they develop, reflecting by the system of simulation. By changing the input of the parameters and simulating the process of production and the impulsion of system arosed by flactuation, we can avoid various unforeseen factors of system design in the state of idealization, have visual and intuitionistic solving way for the block of the system.. In conclusion, The application of automatic warehouse with less floor space and better space utilization ratio has been popularizing gradually. To meet the requirement of the modern production and negotiation, it should use the warehouse with the computer control technology Key Words: AS/RS;PLC；Logistics