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        自動化倉庫系統建設實施與應用

          信息來源:   發布時間:2021-09-02  點擊數:

        0 引言

        相較于傳統的倉庫管理模式,將自動化技術應用于現代倉庫系統可以有效實現物料的自動取出或存儲,雖然前期自動化建設成本投入高,但是后期作業效率以及作業準確率也是人力無法比擬的,而提高倉庫管理水平能更好地保管物料,為企業生產創造了更好的條件。所以從長期來看,進行倉庫自動化系統建設給企業帶來的好處遠遠超出其投入。隨著新技術的融入,未來自動化倉庫將朝著更加智能化的方向發展,應用前景十分廣闊。

        1 自動化倉庫介紹

        1.1 自動化倉庫的基本概念

        自動化倉庫是一種以自動化的方式取出與存儲物料的系統。該文所介紹的自動化倉庫系統為立體網格式框架,該系統一共包含13層網格框架,框架內放置有相應的料箱,頂部設置有機器人,物料入庫由控制器控制機器人將料箱輸送至Port端口完成物料入庫,物料出庫依靠機器人從頂部向下進行料箱定位,在找到對應的料箱后,直接采用挖掘方式將料箱移到最上層,并輸送到Port端口完成所需物料的出庫工作。自動化倉庫內沒有人為介入,倉庫內部不設置人行過道。系統運行過程的功能主要由2個部分進行管控,分別是自動化控制器和倉庫管理系統,前者主要負責規劃料箱存取路徑,以便機器人有序作業,而后者則主要負責發出物料出入庫指令,以便控制器執行動作有據可依[1]。自動化倉庫示意圖如圖1所示。

        1.2 自動化倉庫的建設準備

        建設與使用自動化倉庫需要滿足一定的場景條件。首先,物料出入庫要保持均衡與頻繁,自動化倉庫作業精度高,速度快,因此與出入庫較為頻繁的物料比較契合,否則自動化倉庫的優點就難以展示出來。其次,自動化倉庫要保持均衡作業,出入庫頻率不能出現過大的變化幅度,如果不滿足這項條件,作業停頓時間偏長或者出現時緊時松的情況,均會影響到自動化倉庫的使用。再者,自動倉庫中要運用大量的高層貨架,倉庫地坪承載能力必須達到標準,初期選址時就應考慮率到地質問題。此外,因為自動化倉庫的存儲空間比較密集,貨架規模比較大,所以在建設過程中還應充分考慮到物料聚集可能發生的反應,做好相關安全防火措施。

        自動化倉庫屬于綜合型自動化系統,建設時涉及多個專業的技術,包括計算機、自動化、傳動、電子、電力與信息識別等。自動化倉庫中應用的關鍵技術包括自動尋址、自動識別技術、堆垛機自動化控制技術、監控調度系統與計算機管理系統[2]

        2 倉庫設備構成

        2.1 控制器

        控制器主要由自動化倉庫服務器和備份服務器組成,細化又分為多臺小型計算機,分別進行分級控制,這樣不僅有利于快速實時化處理信息,而且還能最大程度地保障倉庫運行的連續性,即便其中一臺計算機產生故障,其他的計算機也仍然還會繼續保持正常作業,不會出現中斷的情況。控制器可以說是自動化倉庫的核心控制部分,相當于人的大腦。

        圖1 自動化倉庫示意圖

        圖1 自動化倉庫示意圖   下載原圖


        通過倉庫控制系統實現物料配送以及調度需求,設計監控調度系統,可發揮出協調的作用。通過監控系統來統一調度各個設備的運行方向、運行路徑與運行任務,使其進行物資配送與搬運工作,依照倉儲管理信息系統提出的作業命令,監控調度系統在合理配合與保持最短運行時間的原則,確定作業先后順序,進行優化組合,將優化調整后的作業命令輸送給各個控制系統,實時監控主運行設備、作業信息與作業進程。

        2.2 機器人

        機器人在存取物料中有著重要的作用,可在任意時間將物品送到任意位置,能夠在接受到控制器的指令后,自主獨立地進行導航,系統算法計算后通過網絡傳輸指令給機器人,確定機器人的行動路徑,利用導航系統指示運送貨品到目的地。值得注意的是,在這種立體網格式自動倉庫模式中,如果所需存取的物料位于網格的底層,則需要機器人進行挖掘處理,先將上部料箱移開,在完成指定料箱的存取動作之后,還要將移開的料箱歸位。機器人接收控制器發出的信號,獲取料箱的位置信息,執行存取操作,對應料箱位置的存貨信息隨之改變。

        2.3 Port輸送機及端口

        當有物料需要放入自動化倉庫或從自動化倉庫提取物料時,機器人將料箱從自動化倉庫送入端口緩沖區,Port輸送機負責將料箱送入端口,操作人員可以對料箱進行操作,將物料放入料箱或從料箱取出物料,然后Port輸送機將料箱送回緩沖區,機器人便可以將料箱送回自動化倉庫。

        3 自動化倉庫的軟件

        3.1 自動化倉庫控制程序

        自動化倉庫客戶控制程序是一種供超級用戶使用的應用程序,操作人員可以通過人為控制程序對自動化倉庫設備進行操作和維護。操作人員可使用客戶控制程序來檢查Grid、機器人和Port等各種不同的自動化參控部件的配置和性能,對部件進行維護也需要通過自動化倉庫客戶控制程序來控制部件的操作,比如對機器人的維護和檢測需要通過自動化客戶控制程序,將機器人狀態設置為維修狀態并移到維修區。安全方面,自動化倉庫運行時,操作人員進入自動化倉庫及機器人出入自動化倉庫分別需要經過維修門和機器人,自動化倉庫系統運行時,2個門必須處于關閉狀態,如果要打開,都必須通過自動化倉庫客戶控制程序來打開這2個門,打開的同時系統停止運行,此時操作人員方可進入自動化倉庫內進行檢查維修。

        3.2 倉庫管理系統

        自動化倉庫的運作離不開倉庫管理系統,倉庫管理系統通過信息技術完成倉庫的各項業務,如采購入庫、生產入庫、生產領料、銷售發貨等,并與當前的企業信息管理系統協同運行,共同完成倉庫相關的信息管理與控制。

        控制系統易于測試,維修與檢查都可便捷進行。通過電子計算機可向倉庫物資儲備、發送與訂貨以及作業定額管理工作提供必要的信息,監督與指揮倉庫的作業組織、作業手段、作業人員。另外,通過計算機實現對倉庫的控制,還可解決手工管理臺賬的問題,將倉庫的各種數據資料與賬目信息存儲到計算機中,在有使用需要時立即將其調出,信息不會產生差錯,可針對倉庫的情況進行分析,快速掌握倉庫整體庫存信息,及時降低庫存量,提升貨物的流通速度,保障自動化倉庫的生產效益。

        自動化倉庫管理系統主要有4個功能。1)向控制器發送信號,通知控制器將指定的料箱送到指定的端口。2)向控制器發送信號,通知控制器將停放在端口的料箱送回立體網格內。3)記錄每個料箱內的物料信息,如物料號、批號、數量、入庫日期。4)支持倉庫的日常業務,如采購入庫、生產入庫、生產領料、銷售發貨、庫存移位、盤虧盤盈的調整等倉庫的日常業務。

        在調度這些業務時會將需要的料箱調度到端口。以采購入庫的操作為例,通過計算查找出空的料箱,并向控制器發出調取料箱到指定端口的指令,待控制器將料箱調到端口后,操作員將物料放入料箱,并在倉庫管理系統內點擊完成放料的操作,倉庫管理系統會向控制系統發出將料箱放回網格的指令,同時倉庫管理系統會與企業信息管理系統交互,將采購入庫的信息傳入企業信息管理系統,完成入庫操作。

        自動化倉庫的管理系統還肩負性能優化的任務。由于系統是立體網格,前一天計算出第二天需要的銷售發貨或生產領料的物料,并在夜間將需要的物料先移到上層,第二天操作時會大大縮短提取物料的時間,提高了運行效率。針對物料的尺寸規格大小不一、相差懸殊的情況,每個料箱可以設置隔板,將一個料箱分割為2個~16個分料箱。同一個料箱內的多個分料箱如果存儲的物料活動頻率不一樣,會導致每天需要移動的料箱過多,自動化倉庫的自動計算可以在做入庫時,將相同活動頻率的物料放在同一個料箱內,這樣減少了料箱無效移動的次數,提高了系統的運行效率。

        4 結語

        該文主要研究了自動化倉庫的建設情況,首先對自動化倉庫進行了深入分析,而后闡述了倉庫中使用的關鍵設備,包括機器人、Port輸送機與控制器等,確定設備的應用性能與使用要點,軟件開發中主要對倉庫管理系統與配送系統設計進行了介紹,通過管理系統來滿足庫存管理的需求,啟用控制系統進行監督調度與物料配送,以此來完成自動化倉庫系統的應用。


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