立體倉(cāng)庫(kù)

立體倉(cāng)庫(kù)的出現(xiàn)與發(fā)展，是與工業(yè)、科技發(fā)展相適應(yīng)的�，F(xiàn)代化大生產(chǎn)，越來(lái)越促使工業(yè)生產(chǎn)社會(huì)化、專業(yè)化、集中化。生產(chǎn)的高度機(jī)械化,自動(dòng)化必然要求物資的供應(yīng)分發(fā)及時(shí)、迅速、準(zhǔn)確。這就促使立體倉(cāng)庫(kù)技術(shù)得到迅速的發(fā)展，并已成為工廠設(shè)計(jì)中高科技的一個(gè)象征。 立體倉(cāng)庫(kù)的分類： 按高度劃分：低層（貨架高度5M以下）/中層（貨架高度5-12M）/高層（貨架高度12M以上）； 按規(guī)模劃分：小型（庫(kù)容量2000個(gè)托盤(pán)以下）/中型（庫(kù)容量2000-5000個(gè)托盤(pán)）/大型（庫(kù)容量5000個(gè)托盤(pán)以上）； 按形式劃分：自動(dòng)化有軌倉(cāng)庫(kù)/無(wú)軌倉(cāng)庫(kù)（窄通道三向堆垛叉車(chē)）。 自動(dòng)化有軌倉(cāng)庫(kù)： 　　近幾年來(lái)，自動(dòng)化搬運(yùn)的概念已出現(xiàn)了很久，但自動(dòng)化搬運(yùn)實(shí)施的時(shí)間并不長(zhǎng)。自動(dòng)化搬運(yùn)開(kāi)始實(shí)施時(shí)主要用在紙箱的揀選上，目前自動(dòng)化搬運(yùn)已經(jīng)轉(zhuǎn)向高層倉(cāng)庫(kù)自動(dòng)化存取系統(tǒng)（ASRS）。自動(dòng)化的優(yōu)勢(shì)在于：它將資金投資于自動(dòng)化設(shè)備，而不是將資金用來(lái)作為機(jī)械化搬運(yùn)系統(tǒng)的人工費(fèi)用投資。除了減少直接的人員數(shù)量以外，自動(dòng)化系統(tǒng)還提高了操作的速度和準(zhǔn)確性。自動(dòng)化的缺點(diǎn)是：投資大，開(kāi)發(fā)和應(yīng)用復(fù)雜。根據(jù)國(guó)際自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)會(huì)議（International Conference on Automatic Warehousing）的定義，所謂自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)就是采用高層貨架存放貨物，以巷道堆垛起重機(jī)為主、并結(jié)合入出庫(kù)周邊設(shè)備來(lái)進(jìn)行作業(yè)的一種倉(cāng)庫(kù)。其基本系統(tǒng)有四個(gè)組成部分：儲(chǔ)存貨架、存取設(shè)備、輸入輸出設(shè)備、控制系統(tǒng)。自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)的形式有整體式倉(cāng)庫(kù)（Building tyue:Building in rack supported）和分離式倉(cāng)庫(kù)（Unit type:Building is freestanding front rack structure）兩個(gè)基本類型。自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)起始于12米以上的高層貨架倉(cāng)庫(kù)，這種倉(cāng)庫(kù)的貨架結(jié)構(gòu)不但用于存放貨物，同時(shí)又是倉(cāng)庫(kù)基筑的柱子和倉(cāng)庫(kù)側(cè)壁的支撐，即倉(cāng)庫(kù)建筑與貨架結(jié)構(gòu)成為一個(gè)不可分開(kāi)的整體，顧稱整體式倉(cāng)庫(kù)。整體式倉(cāng)庫(kù)具有技術(shù)水平高、投資大和建設(shè)周期長(zhǎng)等問(wèn)題，適用于大型企業(yè)和流通中心。相反，貨架結(jié)構(gòu)自成一個(gè)單元與建筑無(wú)關(guān)的倉(cāng)庫(kù)，則稱分離式倉(cāng)庫(kù)。分離式倉(cāng)庫(kù)與整體式倉(cāng)庫(kù)比較有下述優(yōu)點(diǎn)： （1） 因與建筑無(wú)關(guān)，所以利用車(chē)間內(nèi)部一隅就可建設(shè)與生產(chǎn)工藝密切連接的倉(cāng)庫(kù)，也可把現(xiàn)有建筑改造成為倉(cāng)庫(kù)； （2） 當(dāng)現(xiàn)有建筑地面耐壓為3噸/平方米、不平度為30-50毫米時(shí)，地面無(wú)需處理即可建設(shè)分離式倉(cāng)庫(kù)。而整體式倉(cāng)庫(kù)地基和地面的處理較為　　　復(fù)雜，費(fèi)用約占總費(fèi)用的5-15%； （3） 建設(shè)周期短，整體式倉(cāng)庫(kù)的建設(shè)周期一般需1.5-2年，但分離式倉(cāng)庫(kù)的建設(shè)周期則較短； （4） 分離式倉(cāng)庫(kù)的貨架、巷道式堆垛起重機(jī)和自動(dòng)化控制等機(jī)械設(shè)備易標(biāo)準(zhǔn)化、系列化，可實(shí)現(xiàn)批量化生產(chǎn)，達(dá)到價(jià)廉的效果。　 　　由于上述原因，國(guó)外小型分離式倉(cāng)庫(kù)的發(fā)展速度要比大型整體式倉(cāng)庫(kù)更為迅速，約占總量的80%。而大型整體式倉(cāng)庫(kù)隨著科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)力的發(fā)展，倉(cāng)庫(kù)技術(shù)有進(jìn)一步向系統(tǒng)化、自動(dòng)化、無(wú)人化方向發(fā)展，倉(cāng)庫(kù)管理向計(jì)算機(jī)化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展的趨勢(shì)，不但追求倉(cāng)庫(kù)的經(jīng)濟(jì)效益，而且希望為進(jìn)一步提高企業(yè)的綜合經(jīng)濟(jì)效益作出重要貢獻(xiàn)。例如：年銷(xiāo)售量大200萬(wàn)臺(tái)、多種型號(hào)的豐田汽車(chē)公司為了在減少庫(kù)存、減少積壓資金的同時(shí)，及時(shí)向世界各用戶供應(yīng)配件以提高服務(wù)質(zhì)量。加強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)建造了庫(kù)存容量是13570個(gè)貨位、庫(kù)存品種3000余種、倉(cāng)庫(kù)高為22米的自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)。該倉(cāng)庫(kù)采用FACOM270-30計(jì)算機(jī)進(jìn)行倉(cāng)庫(kù)的在線控制和帳目管理，并通過(guò)通信網(wǎng)絡(luò)直接與總公司的IBM360-50大型計(jì)算機(jī)連接，因此它不但提高了倉(cāng)庫(kù)的經(jīng)濟(jì)效益，而且由于總公司具備了正確掌握庫(kù)存量，及時(shí)地部署生產(chǎn)，正確、迅速地調(diào)整接受訂貨的交貨期，及時(shí)地對(duì)遲誤的交貨進(jìn)行督促；快速地向生產(chǎn)部門(mén)指出急需安排的產(chǎn)品等條件，從而使庫(kù)存、生產(chǎn)、銷(xiāo)售、服務(wù)等成為一個(gè)有機(jī)的整體，大大提高了企業(yè)的經(jīng)營(yíng)效果和經(jīng)濟(jì)效益。高層倉(cāng)庫(kù)的設(shè)施是鋼制的，可達(dá)40米高。典型的高層倉(cāng)庫(kù)設(shè)施是由一排排儲(chǔ)存架組成，每排儲(chǔ)存架被30-200米的通道隔開(kāi)，主要的存取作業(yè)都在這些通道里完成。存取機(jī)在通道里來(lái)回行走，把商品搬運(yùn)到儲(chǔ)存架上或搬離儲(chǔ)存架。倉(cāng)庫(kù)中有許多存取機(jī)可供使用。為了達(dá)到水平移動(dòng)和垂直升降所需的一定的穩(wěn)定性，多數(shù)存取機(jī)自始至終都需要引導(dǎo)，存取機(jī)水平移動(dòng)的速度可達(dá)90-120米/分，升降速度可達(dá)30米/分或更高。存取機(jī)的第一個(gè)作用是快速到達(dá)指定的儲(chǔ)存位置，第二個(gè)作用是存取商品。多數(shù)情況小，存取商品都是由穿梭運(yùn)輸?shù)姆帕媳P(pán)（shuttle tables）完成的。當(dāng)前，大量的轉(zhuǎn)運(yùn)規(guī)劃和布局安排已得到發(fā)展。轉(zhuǎn)運(yùn)車(chē)有專用的和非專用的兩種：專用的轉(zhuǎn)運(yùn)車(chē)總是配備在通道的一端；非專用的轉(zhuǎn)運(yùn)車(chē)在幾個(gè)通道中作業(yè)，按計(jì)劃提取貨物，這種轉(zhuǎn)運(yùn)車(chē)設(shè)備可達(dá)到最大利用率。關(guān)于是否要在高層倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)的通道之間轉(zhuǎn)運(yùn)，要視生產(chǎn)率和整個(gè)系統(tǒng)的通道數(shù)量而定。高層倉(cāng)庫(kù)的輸入、輸出系統(tǒng)與將貨物移入移出貨架區(qū)有關(guān)。這里要涉及兩種移動(dòng)：第一種是貨物從收貨區(qū)（或商品線）運(yùn)到儲(chǔ)存區(qū)；第二種是在貨架最接近的外圍區(qū)域內(nèi)，貨物的進(jìn)出移動(dòng)安置。這里最大的潛在的搬運(yùn)問(wèn)題出在外圍區(qū)。為了充分利用存取設(shè)備，一般要使分揀和卸貨站為每個(gè)通道提供足夠的貨物供應(yīng)。為了實(shí)現(xiàn)高績(jī)效的輸入、輸出工作，對(duì)于同一個(gè)通道要設(shè)置幾個(gè)不同的站點(diǎn)以完成貨物的輸入和輸出工作。分揀和卸貨站與搬運(yùn)系統(tǒng)連接在一起，搬運(yùn)系統(tǒng)可將商品轉(zhuǎn)運(yùn)到儲(chǔ)存區(qū)或運(yùn)出儲(chǔ)存區(qū)。高層倉(cāng)庫(kù)的控制系統(tǒng)與自動(dòng)化揀選系統(tǒng)是相似的。在高層倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)中，為了充分利用設(shè)備以及達(dá)到快速系統(tǒng)循環(huán)的目的，編程要求和控制方法十分復(fù)雜。近期，由于微處理器的速度提高且成本下降，ASRS已經(jīng)大量使用計(jì)算機(jī)。高層倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)如圖所示，該中心的大型ASRS包括一個(gè)高達(dá)30余米的倉(cāng)庫(kù)。商品自動(dòng)堆垛形成一個(gè)單位荷載，然后單位荷載由電力輸送機(jī)將其運(yùn)送到相應(yīng)的分選站，最后由存取設(shè)備把貨物放置到計(jì)劃儲(chǔ)存位置上。除了對(duì)貨物到達(dá)和定位以外，控制系統(tǒng)還搬運(yùn)用于盤(pán)存和周轉(zhuǎn)的存貨，命令控制系統(tǒng)可以指導(dǎo)貨物的提取。電力和重力輸送機(jī)將單位載荷從輸出站運(yùn)送到相應(yīng)的出運(yùn)區(qū)。在提取和輸出貨物工作正在所需的文件工作也正在完成。目前國(guó)內(nèi)的自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)主要應(yīng)用于煙草、汽車(chē)及機(jī)械行業(yè)。 無(wú)軌高架倉(cāng)庫(kù)（窄通道三向堆垛叉車(chē)） 　　無(wú)軌高架立體倉(cāng)庫(kù)在制藥、家電、機(jī)械/汽車(chē)零配件倉(cāng)庫(kù)和超市配送中心的應(yīng)用最為廣泛，并具有以下優(yōu)點(diǎn)： 1）大幅度增加儲(chǔ)存密度，提高倉(cāng)容利用率，以降低成本。立體高架庫(kù)與中低位存取模式相比，通過(guò)以下方法增加庫(kù)容： a）采用高垛的方法，增加存儲(chǔ)的高度以海爾國(guó)際物流中心庫(kù)中采用的無(wú)軌三向堆垛叉車(chē)為例，其提升高度為12890mm，在單層貨架高度1400mm的情況下，貨架層數(shù)布置高達(dá)10層；若采用平衡重式叉車(chē)低位堆垛的傳統(tǒng)存儲(chǔ)模式，由于提升能力的限制，一般而言其堆垛層高僅為3層。由此可見(jiàn)，高架庫(kù)模式較之中低位貨架方案，其空間利用率提高3-4倍。 b）縮小庫(kù)內(nèi)通道寬度以增加存儲(chǔ)有限面積。由于無(wú)軌堆垛機(jī)具有三向堆垛作業(yè)特性，無(wú)需作90度直角堆垛，其通道寬度僅為1750mm（貨架間距1950mm），遠(yuǎn)低于傳統(tǒng)的平衡重式叉車(chē)（以1.5噸電瓶車(chē)為例，通道寬度2950mm，貨架間距3150mm）。單位托盤(pán)平均投影占地面積降低38%（尚未考慮層高因素）。 2）作業(yè)效率極大提高由于高架倉(cāng)庫(kù)的地面及空間的利用率得到極大地提高，因此在滿足客戶一定貨物周轉(zhuǎn)量的前提下，采用無(wú)軌窄通道堆垛機(jī)方案使得庫(kù)區(qū)面積及庫(kù)內(nèi)通道數(shù)量均大大減少，其直接結(jié)果是使得叉車(chē)的單位循環(huán)中的行駛距離縮短，從而使得作業(yè)效率明顯高于傳統(tǒng)叉車(chē)。 3）作業(yè)安全性得到進(jìn)一步的提高，由于在高架庫(kù)中使用的K15采用高位駕駛操作方式，無(wú)論任何高度操作者均能極好的地控制貨物的存取作業(yè)，與傳統(tǒng)的低位駕駛平衡重式叉車(chē)相比較，貨物及操作人員相可減少貨物的存儲(chǔ)損耗。 4）具有撿選功能并方便貨物檢視和盤(pán)點(diǎn)高位駕駛窄通道叉車(chē)還具有揀選作業(yè)功能，是傳統(tǒng)叉車(chē)不具備的，對(duì)于零配件管理及貨物的檢視盤(pán)點(diǎn)非常重要，并為將來(lái)作業(yè)方式的變化具有極大的靈活性。 5）良好的可靠性、擴(kuò)展性及經(jīng)濟(jì)性與無(wú)軌ASRS自動(dòng)控制倉(cāng)庫(kù)相比較，無(wú)軌VNA叉車(chē)具有較高的可靠性，工程的總體投資較小，且可根據(jù)企業(yè) 　　生產(chǎn)規(guī)模的發(fā)展具有良好的可擴(kuò)展性，如上海Glaxo制藥成品庫(kù)的VNA立體倉(cāng)庫(kù)的建設(shè)就分階段進(jìn)行。 　　　VNA無(wú)軌立體倉(cāng)庫(kù)主要由貨架、無(wú)軌高架堆垛機(jī)、物料搬運(yùn)輔助設(shè)備和必要的信息處理系統(tǒng)構(gòu)成。VNA叉車(chē)提升能力為1.0-1.5噸，最大堆垛高度可達(dá)1，根據(jù)用戶不同的作業(yè)要求，有低位駕駛和高位揀選兩種不同的形式供選。VNA車(chē)主要在高層貨架區(qū)域內(nèi)作業(yè)，作業(yè)通道內(nèi)安裝有導(dǎo)軌，單臺(tái)VNA可負(fù)責(zé)多個(gè)巷道，巷道轉(zhuǎn)換靈活機(jī)動(dòng)，叉車(chē)具有巷道自動(dòng)確認(rèn)功能，及定位系統(tǒng)。貨架區(qū)至進(jìn)出貨暫存區(qū)的喂料工作一般由少量普通叉車(chē)來(lái)實(shí)現(xiàn)。 　　為了提高倉(cāng)庫(kù)作業(yè)的自動(dòng)化管理水平，越來(lái)越多的現(xiàn)代化立體倉(cāng)庫(kù)普遍運(yùn)用了信息引導(dǎo)系統(tǒng)，這一系統(tǒng)的倉(cāng)庫(kù)布置和設(shè)計(jì)，與使用機(jī)械化操作的設(shè)施是一樣的，不同之處在于所有的叉車(chē)移動(dòng)由計(jì)算機(jī)指導(dǎo)和監(jiān)控。在作業(yè)時(shí)，所有的搬運(yùn)移動(dòng)都被輸入計(jì)算機(jī)，由計(jì)算機(jī)來(lái)分析搬運(yùn)需求和安排設(shè)備，這樣可以確保有效的移動(dòng)和減少空載移動(dòng)。叉車(chē)移動(dòng)由安裝在叉車(chē)上的終端來(lái)安排，計(jì)算機(jī)與叉車(chē)之間的通信則利用射頻（RF）波來(lái)完成，叉車(chē)上的天線和倉(cāng)庫(kù)高處的天線可以接受和發(fā)射射頻。信息引導(dǎo)搬運(yùn)系統(tǒng)具有明顯的優(yōu)勢(shì)，因?yàn)樵撓到y(tǒng)在不需大量投資的情況下，可獲得自動(dòng)化分選的益處，并提高生產(chǎn)率。