自动化仓储管理和智能自动化仓储技术的5个阶段

自动化技术在仓储领域（包括主体仓库）中的发展可分为5个阶段：人工仓储阶段、机械仓储阶段、自动化仓储阶段、集成化仓储阶段和智能自动化仓储阶段。在20世纪90年代后期的若干年内，智能自动化仓储将是自动化技术的主要发展方向。
第1阶段，物资的输送、存储、管理和控制主要靠人工实现，其实时性和直观性是其主要优点，其人工仓储技术在初期设备投资的经济指标也具有一定的优越性。
第2阶段，物料通过各种各样的传送带、工业输送车、机械手、吊车、堆垛机和升降机进行移动和搬运。用货架托盘和可移动货架存储物料，通过人工对机械操作存取设备，用限位开关、螺旋机械制动和机械监视器等控制设备的运行。机械化满足了人们速度、精度、高度、重量、重复存取和搬运等的要求。
第3阶段是自动化仓储技术阶段（自动化技术对仓储技术的发展起了重要的促进作用）。20世纪50年代末和60年代，人们相继研制和采用了自动导引小车（AVG）、自动货架、自动存取机器人、自动识别和自动分拣等系统。
20世纪70年代和80年代，旋转体式货架、移动式货架、巷道式堆垛机和其他搬运设备都加入了自动控制的行列（但这时只是各个设备的局部自动化并各自独立应用，被称为“自动化孤岛”）。
随着计算机技术的发展，人们的重点逐步转向物资的控制和管理，要求实时、协调和一体化：计算机之间、数据采集点之间、机械设备的控制器之间以及它们与主计算机之间的通信可以及时地汇总信息，仓库计算机能及时地记录订货和到货时间，显示库存量，计划人员可以方便地作出供货决策（他们知道正在生产什么货、订什么货、什么时间发什么货），管理人员可以随时掌握货源的供应及需求。信息技术的应用已成为仓储技术的重要支柱。
第4阶段是集成自动化仓储技术阶段。在20世纪70年代末和80年代初，自动化技术被越来越多地应用到生产和分配领域。
显然，“自动化孤岛”需要集成化，于是便形成了“集成系统”的概念。在集成化系统中，整个系统的有机协作，使总体效益和生产应变能力大大超过了各部分独立效益的总和集成化仓库技术作为计算机集成制造系统中物资存储的中心越来越受到人们的重视（虽然人们在20世纪80年代已经注意到系统集成化，但至今在我国已建成的集成化仓储系统还不多）。20世纪70年代初，我国开始研究采用巷道式堆垛机的立体仓库； 0年，由北京机械工业自动化研究所等单位研制建成的我国第l座自动化立体仓库在北京汽车制造厂投产；从此以后，自动化立体仓库在我国得到了迅速的发展。
现在，我国的自动化仓库技术已实现了与其他信息决策系统的集成，正在做智能控制和模糊控制的研究工作。第5阶段是智能自动化仓储技术阶段。人工智能技术的发展正推动自动化库房向智能自动化方向发展。射频数据通信、条形码技术、扫描技术和数据采集技术将更多地应用于仓库堆垛机、自动导引车和传送带等运输设备上。仓储中的物流将必然伴随并行的信息流；信息技术将必然成为仓储自动化技术的核心；移动式机器人也将作为柔性物流工具在仓储中发挥日益重要的作用。无疑，自动化库房和建设要更加注重实用性和安全性，在满足仓储要求的条件下，将会更加力求其建筑规模小、反应速度快、功能用途广。
自动化立体仓库的特点
1．高层货架储存
使用高层货架储存货物，其存储区可以大幅度地向高空发展，在仓库地面有限的情况下，可充分利用其空间，由此可节约库存占地面积，提高空间的利用率。目前世界上最高的立体库高度已达50m，立体仓库单位面积的储存量已达7.5t／m。，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，容易实现“先进先出”，防止货物的自然老化、变质、生锈或发霉，也便于防止货物的丢失和损坏，有利于防止火灾及盗窃等灾难的发生。
2．自动存取
自动化立体仓库使用机械和自动化设备，运行和处理速度快，能大大提高劳动生产率和降低操作人员的劳动强度，同时能方便地纳入企业的物流系统，使企业的物流更趋合理化。
采用自动化技术，还能较好地适应黑暗、低温、污染、有毒和易暴等特殊场合的物品存储。如国内已有的冷冻物品自动化仓库和储存胶片的自动化仓库，其库房内的环境是低温和完全黑暗的，而由计算机控制，就很容易实现了货物的出入库作业，不但改善了工作环境而且保证了安全操作，实现了文明生产。
3．计算机控制
计算机能够始终如一并且准确无误地对各种信息进行存储和管理，因此能减少货物处理和信息处理过程中的差错。而人工管理是很不容易做到这一点的同时借助于计算机管理还能有效地利用仓库的储存能力，便于清点和盘库，从而提高仓库的管理水平。将射频识别技术应用于自动化智能仓库货物的管理，能有效地解决货物流动有关信息的处理，不但可增加出入货物的速度，还可监视、跟踪货物的一切信息。
４、自动化立体仓库管理系统的实现
现代自动化立体仓库从建筑形式上看，可分为整体式和分体式2种。整体式是库房货、架合一的仓库结构形式，仓库建筑物与高层货架相互连接，形成一个不可分开的整体。分离式仓库是库、架分离的仓库结构形式，货架单独安装在仓库建筑物内。目前，国外自动化立体仓库的发展趋势之一是由整体式向分离式发展，因为整体式自动化立体仓库的建筑物与货架是固定的，一经建成便很难更改，应变能力差，而且投资高，施工周期长。
自动化立体仓库主要由库房、巷道堆垛起重机、出入库运输机、控制计算机、状态检测器等部分组成，必要时还配有信息输入设备如条形码扫描器等。库房内由一些货架组成，货架之问留有巷道，巷道的多少视需要而定。一般入库和出库布置在巷道的某一端，有时也由巷道的两端入库和出库。每个巷道都有自己专有的堆垛起重机。堆垛机可采用有轨和无轨方式，巷道的长度、货架的高度视厂房高度和需求而定，货架通常由一些尺寸一致的货格组成。进入高仓位的零件通常先装入标准的货箱内，然后再将货箱装入高仓位的货格中，每个货格存放的零件或货箱的重量一般不宜过重、过大。超重型零件因搬运提升困难，一般不贮存入自动化化立体仓库中。
1．货架和托盘
在一定的面积内建造一座库房，为了提高货物的存储数量，采用堆垛方式无疑比平铺在地面要优越的多。由于货物堆积起来，出库时若需从底部或里面取出货物，必然要花费很多的时间和劳力用来移开上面的货物，即做到“先入先出”是很困难的，若将不同的货物均放在标准托盘里，而后将其存放到立体的货架上，就解决了以上的困难。
托盘作为一种储存和装卸用设备，在现代自动化立体仓库里有着举足轻重的地位。在现代自动化立体仓库里必须实现全托盘化作业。
2．巷道式堆垛机
堆垛机是一种安装了起重机的有轨或无轨小车，是自动化仓库中最重要的设备。它是随立体自动化仓库的出现而发展起来的。堆垛机上装有电动机，带动堆垛机移动和托盘的升降，一旦堆垛机找到需要的货位，就可以将零件或货箱自动从货架中推入或拉出。堆垛机上有检测横向移动和升降高度的传感器，辩认货位的位置和高度，有时还可以阅读货箱内零件的名称以及其他有关零件信息。
3．检测装置及信息识别设备
为了实现自动化立体仓库中各种作业设备的控制，并保证系统安全可靠的运行，系统必须具有多种检测手段，使之能检测各种物理参数和响应的化学参数。
对货物的外观检测及称重，机械设备及货物运行位置和方向的检测、对运行设备状态的检测、对系统参数的检测和对设备故障情况的检测都是极为重要的。通过对这些检测数据的判断、处理，为系统决策提供最佳依据，使系统处于理想工作状态。
信息识别设备是自动化仓库中必不可少的，它完成对货物品名、类别、货号、数量、等级、目的地、生产厂，甚至货位地址的识别。在自动化仓库中为了完成物流信息的采集，通常采用条形码、磁条、光学字符和射频等识别技术。
4．控制装置、监控及调度设备
控制系统是自动化仓库运行成功的关键，没有好的控制，系统运行成本就会很高，而且效率很低。为了实现自动运转，自动化仓库内所用的各种存取设备和输送设备本身必须配置各种控制装置。这些控制装置种类很多，从普通开关和继电器，到微处理器、单板机和可编程序控制器，根据各自设计的功能，它们都能完成一定的控制任务。如巷道式堆垛机的控制就包括了位置控制、速度控制、货叉控制以及方向控制等。
监控系统是自动化仓库的信息枢纽，它在整个系统中起着举足轻重的作用，负责协调系统中各部分的运行。各运行设备的运行任务、运行途径、运行方向都需要监控系统来统一调度，按照指挥系统的命令进行货物搬运活动。通过监控系统的监视画面可以直观看到各系统的运行情况。
5．计算机控制系统及数据通讯设备
计算机管理系统是自动化仓库的指挥中心，相当于人的大脑，它指挥着仓库中各设备的运行，主要完成整个仓库的帐目管理和作业管理，并担负与上级系统的通讯任务入库时将货箱合理分配到各个巷道作业区，出库时能按“先进先出”的原则，或其他排队原则出库，同时还要定期地或不定期地打印报表。当系统出现故障时，可以通过总控制台的操作按钮进行运行中的动态改帐及信息修正，并判断出发生故障的巷道，及时封锁发生故障的巷道，暂停该巷道的出入库作业等。
自动化仓库是一个复杂的自动化系统，它是由众多的子系统组成的，在自动化仓库中，为了完成规定的任务，各系统之问、各设备之间要进行大量的信息交流。例如，自动化仓库中的主机与监控系统、监控系统与控制系统之间的通讯及仓库管理计算机通过计算机网络与其他信息系统的通信等。信息传递的媒介有电缆、远红外光、光纤和电磁波等。
五、结束语
自动化立体仓库是一个综合物资供应系统，也是集物资储存、输送、分配等功能于一体的集成自动化系统。通过对物资储存的特点（尺寸、重量、收发频率）及存取需要的综合处理，确定出整个系统分为储存区、输送区、分拣区、暂存区和控制室的区域；储存区又分为大件区、小件区及微小件区。大件区及小件区采用高层固定货架存放，采用堆垛机存取，大件采用托盘整进整出，小件采用货箱，可用单元或拣选作业；微小件区采用多层旋转货架及液压升降台，采用拣选作业，从而使得物资供应系统实现了仓库标准化、识别条码化、输送机械化、管理微机化和控制自动化。








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