高货位货架的新型发展成果-自动化立体库的介绍

（从普通高货位重型货架向自动化立体仓库的发展趋势）

自动化立体仓库是高层货架的一种新型自动化形式。

高层货架:用于存储货物的钢结构。目前主要有焊接式货架和组合式货架两种基本形式。

托盘（货箱）：用于承载货物的器具，亦称工位器具。

巷道堆垛机:用于自动存取货物的设备。按结构形式分为单立柱和双立柱两种基本形式；按服务方式分为直道、弯道和转移车三种基本形式。

输送机系统:立体库的主要外围设备，负责将货物运送到堆垛机或从堆垛机将货物移走。输送机种类非常多，常见的有辊道输送机，链条输送机，升降台，分配车，提升机机，皮带机等。

AGV系统:即自动导向小车。根据其导向方式分为感应式导向小车和激光导向小车。

自动控制系统:驱动自动化立体库系统各设备的自动控制系统。目前以采用现场总线方式为控制模式为主。

库存信息管理系统:亦称中央计算机管理系统。是全自动化立体库系统的核心。目前典型的自动化立体库系统均采用大型的数据库系统（如ORACLE，SYBASE等）构筑典型的客户机/服务器体系，可以与其他系统（如ERP系统等）联网或集成。

自动化立体仓库的作用

（1）能够大大提高仓库的单位面积利用率；

（2）能够提高劳动生产率，降低了劳动强度；

（3）能够减少货物处理和信息处理过程的差错；

（4）能够合理有效的进行库存控制；

（5）能较好的满足特殊仓储环境的需要；

（6）能够提高作用质量，保证货品在整个仓储过程的安全运行；

（7）便于实现系统的整体优化。

自动化立体仓库的基本设施

（1）仓库建筑与高层货架；

（2）巷道堆垛起重机：机架、运行机构、升降机构、货叉伸缩机构、电气控制设备；

（3）周边搬运系统；

（4）控制系统。

一、自动化立体库的概念

自动化立体库（AutomaticStorage & Retrieval System）指可以实现自动存、取货作业功能的立体仓库。自动化立体库由堆垛起重机、高层货架、场内AGV、场内有轨小车、中转货位、出入库传送轨道、场外AGV和中转货仓组成。

仓库的主体货架是钢结构或钢筋混凝土结构的建筑物或结构体，货架内是标准尺寸的货位空间，巷道堆垛起重机穿行于货架之间的巷道中，完成存、取货的工作。管理上采用计算机及条形码技术。

二、起源和发展

自动化立体库源于二战后经济和科技的发展。

中国对自动化立体库的研究起步较早，尽管中间有过短暂的停顿，但后期加速追赶，逐步具有了参与国际竞争的实力。

进入21世纪，早期参与自动化立体库研究的苏州起重机厂、太原五一机器厂等随着企业改制逐步消失在人们的视野。随之催生了一大批集成方案输出和零部件供应企业，产生了苏州和太原两大堆垛机产业基地，整个物流装备行业一遍欣欣向荣。

外资企业和合资企业更是如雨后春笋般涌现。

这些现在活跃于市场的国际性企业，几乎同时选择在这一时期开始在中国落地生根。

随着数据感知、人工智能算法决策和机器人技术的发展，阿里、京东等一大批互联网和科技企业围绕智慧物流动作不断，偶有黑科技爆出。

可以预见，在不远的将来，占地面积非常小、库容特别大、效率特别高、能耗特别低的无人化绿色立体仓库就有可能出现。

三、自动化立体库的实施方案设计

1、收集相关资料，明确设计需求

⑴自动化立体库与上下游工序的协作过程:如验收区、平置区、拆零库、不合格品区、发货区的工序业务衔接；

⑵上游最大出库量、下游最大出库量、立体库最大库容，出入库和补货、移位频度；

⑶货品品类、包装形式、外观尺寸、堆垛层高上限、重量和属性要求（通常要求药品与非药品、内用药与外用药之间间隔一个托盘位）；

⑷温湿度和环境要求，通常医药流通领域自动化立体库为阴凉库，湿度35%-75%，温度0-20摄氏度。如果是冷库（2-8摄氏度），则需对堆垛机、穿梭车、输送机、货架等设备采用耐低温、耐低湿处理，保障其能在低温低湿环境中稳定高效运行；

⑸公司ERP、WMS、WCS对自动化立体库管理系统的要求；

⑹仓库管理人员的其他要求。

2、确定自动化立体仓库的形式和相关技术参数

结合第1项所了解的资料计算出储存区所需要货架的排数、列数，巷道数目其它相关技术参数。

3、设计自动化立体库的整体布局并绘制物流图

一般来说，一家医药物流仓库至少应包括收货区、验收区、整板存储区（含拣货、复核区）、整件存储区（含拣货、复核区）、拆零区（含拣货区和复核打包区、包材区）、特殊药品库（中药材区、中药饮片库、医疗器械库等）、冷库、发货区（含集货区、理货区和装车区）和收货、发货、调度办公室等区域（自动化程度不高的仓库要规划叉车、托盘、周转箱、经营车和劳保用品摆放区及茶水间等区域），通常整板存储区采用自动化立体库。

如果整体规划，就相对比较容易，根据第一项调查的信息，合理规划库容，设计线路即可（注意货品不走回头路，整箱和逆向货品不要发生交叉和湍流）。

如果是单独设计自动化立体库，就要特别注意与其他各区域的协调性，以确保整体效率最高。

4、选择设备类型和参数

⑴货架

①确定货架形式：常用的货架有横梁式、牛腿式、流动式等，设计时根据货物单元的外形尺寸、重量及其它相关因素选取。

②货格的尺寸：货格的尺寸取决于货物单元与货架立柱、横梁（牛腿）之间的间隙大小，同对，在一定程度上也受到货架结构型式及其它因素的影响。

货架的设计是立体仓库设计的一项重要内容，直接影响到立体仓库面积和空间的利用率。

⑵堆垛机

①确定堆垛机形式：常见的有单轨巷道式堆垛机、双轨巷道式堆垛机、转巷道式堆株机、单立柱型堆垛机、双立柱型堆垛机等。

②确定堆垛机速度：根据仓库的流量要求，计算出堆垛机的水平速度、提升速度及货叉速度，需要说明的是，单个设备的速度快不一定会带来整体速度和效率的提升，关键是整体的协调和配合。

③其它参数及配置：据仓库现场情况及公司要求选定堆垛机的定位方式、通讯方式等。堆垛机的配置可高可低，视具体情况而定。

⑶输送系统

根据物流图，合理选择输送机的类型，包括：辊道输送机、链条输送机、皮带输送机、升降移载机、提升机等。同时，还要根据仓库的瞬时流量合理确定输送系统的速度。

⑷其它辅助设备

根据仓库工艺流程及用户的一些特殊要求，可适当增加一些辅助设备，包括：手持终端、叉车、平衡吊等，有条件的企业也可以选用码垛机器人、AGV等。

5、设计WCS和WMS各功能模块

根据仓库的工艺流程及公司的要求，合理设计控制系统及仓库管理系统（WMS）。控制系统及仓库管理系统一般采用模块化设计，便于升级和维护。

6、方案测试

在电脑上对整套系统贮运工作进行仿真模拟，查找问题和不足，并作出相应的调整，直至整个立体库运行平稳。

7、方案细化和落地

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