自动化立体仓库解析与优化,

1.定义和分类

自动化立体仓库又称自动仓储系统、立体仓库、高层货架仓库，为一种用电子计算机控制管理和用自动控制堆垛运输车进行存取作业、用高层立体货架储存货物的仓库。

根据自动化立体仓库存储不同形式货物的需求，不同仓库的建筑形式、仓库高度以及货架形式等方面也不同。根据仓库建筑形式、货架形式以及建筑高度等可以将立体仓库划分为不同类型。

（1）建筑形式

依据自动化立体仓库的建筑体形式可以将其划分为分离式和整体式。分离式自动化立体仓库的立体货架与仓库的外围建筑体是相互独立的，立体式高层货架的作用仅是存储物资。分离式自动化立体仓库的高度一般低于15米，其总体成本费用较低，原因在于此种类型的立体仓库建筑形式较为灵活，部分公司可根据实际情况在现有仓库条件下进行改建。整体式自动化立体仓库中的立体式高层货架的作用除了存储货物之外，还与仓库外围建筑体融合为整体作为仓库的支撑结构。整体式自动化立体仓库高度通常都高于15米，但后期改造成本则高于分离式立体仓库，因为其在整体结构上不但稳定性好，而且实现了整个仓库的轻量化设计。

（2）货架形式

依据自动化立体仓库的货架形式可以将其划分为单元货格式、旋转式以及贯通式三种。

单元货格式立体仓库的主要特点为每个货位的空间规格尺寸均相同，主要存储单元标准化的货物。为了使作业货物标准化，每个货位的开口方向均朝向高层货架之间的巷道，所有货物组成作业单元存储在货架相对应的货位。旋转式立体仓库以其旋转方向的不同划分为水平式和竖直式旋转货架。旋转式立体仓库的货架与单元货格式立体仓库货架相比存在差异。单元货格式立体仓库的货架同层为直列式，但旋转式货架结构为环形，旋转式货架适用于存储品种少、频率小的小件货物且存取作业都在同一位置。贯通式立体仓库将高层货架之间的巷道取消并将高层货架合并，使同一层货架上的货物互相贯通，主要是针对单元货格式立体仓库面积利用率较低的问题而产生的。

（3）建筑高度

自动化立体仓库按照建筑高度主要划分为低层立体仓库、中层立体仓库和高层立体仓库。低层立体仓库的建筑高度通常在5米左右，主要是在原有仓库的基础上进行改造得到的，进行存储作业通常需要叉车等机械化搬运设备。中层立体仓库与低层立体仓库相比，货架的层数与列数普遍增多，仓库的存储容量明显提升，建筑高度通常在15米左右，配套机械化、自动化设备进行存储作业，作业效率也明显提高。高层立体仓库的建筑高度一般在20米以上，库容量较前两种类型的立体仓库明显提高。

2.自动化立体仓库的构成

自动化立体仓库系统主要由立体货架、房屋建筑、出入库传输设备、托盘／料箱／周转箱、巷道堆垛起重机、GV系统、自动化控制以及自动化管理系统等部分组成，外加与之配套的供电、空调、消防、称量计量、包装、网络通信系统等。

（1）立体货架

立体货架是自动化立体仓库中的重要组成部分，主要功能为存放货物，按照形式的不同分为钢制结构货架和钢筋混凝土结构货架。

（2）房屋建筑

房屋建筑是自动化立体仓库的支撑，可区分为整体式房屋建筑和分离式房屋建筑。货架与房屋建筑融为一体的为整体式房屋建筑，货架在房屋建筑内部独立存在的为分离式房屋建筑。

（3）出入库传输设备

出入库传输设备的作用为将自动化立体仓库的组成部分进行作业连接，将相应货物从相应货架的存储位置存入或取走的一种输送系统，即将货物运输至堆垛机处或将货物从堆垛机处移走，主要分为链式运输机、升降运输机以及皮带运输机等。

（4）托盘＼料箱＼周转箱

托盘＼料箱＼周转箱的主要作用为承载货物，其主要目的为将货物码放在托盘或托箱上，便于成盘、成箱或成板的叠放以及运输。

（5）巷道堆垛起重机

巷道堆垛起重机分为单立柱和双立柱两种，可在巷道内垂直升降、直行或弯行。它在进行存取作业时可在高层货架的巷道上往返穿梭，将预存货物放置于指定的货格或从货格中取出指定货物放置于巷道上，是自动化立体仓库的核心组成部分，如图3.6所示。

（6）GV系统(www.zuozong.com)

GV系统即自动导向小车，主要分为感应式导向小车和激光式导向小车。

（7）自动化控制系统

自动化控制系统（Warehouse Control System，WCS）的功能为驱动自动化立体仓库各设备进行作业，主要由可编程逻辑控制器、操作终端及检测元件等组成，在自动化立体仓库中通常采用现场总线方式作为主要控制模式。

（8）自动化管理系统

自动化管理系统（Warehouse Management System，WMS）是自动化立体仓库的核心，由硬件、操作系统、数据库等组成。硬件又由数据库服务器、不间断电源、条码阅读器、手持终端、图形监控服务器、交换机、管理工作站、电子屏、LED显示器等组成。

图3.6　堆垛起重机

3.自动化立体仓库的功能

自动化立体仓库（图3.7）的功能由收货、存货、取货、发货等几部分组成。

图3.7　自动化立体仓库

收货指立体仓库从原材料供应方接收各种货物以供公司生产或加工装配。收货时需要提供场地以便于车辆在站台停靠，并运用装卸设备完成货物的装卸作业。卸货后企业应检查货物的质量、数量以及货物的品种是否符合要求，确认无误后入库存储。

存货是将车辆上卸下的货物放置于自动化立体仓库的存储区域，通常存放于高层货架的货格中。货物存储之前首先需要确定货物的存放位置，存货作业通常由装卸机械如堆垛机来完成。存储期间，应对存储货物定期盘查，控制存储环境以减少货物受损程度。

取货指根据客户的订单需求从仓库的存储区域取出需出库的货物。企业一般选用先入先出的方式进行取货，即先存入的货物先被取出。对于出库频率较高的自动化仓库，必须有一套科学和规范的作业方式能够随时存取任意货位的货物。

发货指将从仓库存储区域取出的货物按照客户需求出库并发出的过程。部分企业发货功能同时包括配货，即根据客户要求对货物进行配套供应。

此外，仓库内各种信息查询装置同样具有重要作用。信息查询是指仓库系统能查询仓库的有关信息，如库存以及作业信息等。

4.自动化立体仓库的特点

自动化立体仓库具备如下几个特点：

①大幅度提高出入库作业率以及仓库的周转能力，实现了仓库作业的自动化，能够明显节省劳动力并减轻劳动强度。

②库容量大且节省占地面积，显著提高仓库面积的利用率以及空间利用率。

③提高货物存储质量。采用立体货架存储使每件货物分别放置于不同货格，进而保证了货物的完好性。

④使货物的出入库作业更迅速、便捷，工作效率明显提高。

⑤增大经济效益。自动化立体仓库可显著提高库存管理的准确性，减少库存资金，进一步降低存储成本。