福劳地_全面详细介绍自动化立体仓库（智能仓储系统AS/RS）设计规划纲要与案例

——工厂/电商/零售物流自动化智能立体库仓储系统AS/RS(Automated Storage and Retrieval System)“管理中枢、自动作业；立体存取、省地减员”。

——工厂/电商/零售物流自动化立体仓库智能仓储系统AS/RS：智能立体库仓储系统AS/RS+出入库/进出仓自动存取穿梭车+堆垛机+换层提升机+RGV /AGV运输系统/机器人码垛技术+货到人拣货系统+货物信息复检稽核系统+自动分拣系统（交叉带式高速分拣技术+滑块/摆轮高速分流导向技术）。

——工厂/电商/零售物流自动化立体仓库智能仓储系统AS/RS应用：货物出/入库的“货上/下架”存取、“货到人”拣选、“货出仓”分拣等自动化作业。主要用于工厂原/辅材料存放，物料配送，成品储存及配送，物流中心配送等。适用于机械、电子、医药、食品、化工、物流仓储等行业。

自动化立体仓库智能仓储系统AS/RS重要性调查

调查1（物流成本占总生产成本比例数据）1979年英国的第一次调查表明，在从原材料获取到把产品送到用户的整个生产流通过程中，只有72%的费用是生产成本，其它(剩余的28%)的63%都消耗在运输和仓储过程中。在第五次国际物流会议上，美国产业界人士明确指出，当前美国全部生产过程中只有5%的时间用于加工制造，95%的时间用于搬运、储存等物流过程。在这种情况下，企业将主要力量花费在降低生产成本上是“不得要领”的,明智而有效的方法是改善物流。

调查2（欧美日国家与中国所拥有的自动化立体仓库/仓储数量比对数据）自动化功能齐全的立体仓库取代传统的普通方式仓库已成为世界仓储建设发展的潮流。据不完全统计，美国拥有各种类型的自动化立体仓库20000多座，日本拥有38000多座，德国拥有10000多座，英国有4000多座，前苏联有1500多座。高度达40米以上的巨型立体仓库数量越来越多。我国进入80年代以来，一些交通运输部门，物资储存部门以及现代大中型企业对老式仓库进行了技术改造，开始采用自动化立体仓库。据不完全统计，截止2016年，我国拥有立体仓库3600余座，其中高度在15米以上的大型立体仓库300多座。

简介:自动化立体仓库包括:输送系统、出入库台、巷道堆垛机、货架等几部分。其中输送系统负责将经过分拣的货物送至各巷道的入库台以及将各出库台的货物送出立体合库。每巷道内有一台堆垛机在巷道内运行，将货物从货架取...

自动化立体仓库包括:输送系统、出入库台、巷道堆垛机、货架等几部分。其中输送系统负责将经过分拣的货物送至各巷道的入库台以及将

各出库台的货物送出立体仓库。每一巷道内有一台堆垛机在巷道内运行，将货物从货架取出放在出库台或将入库台的货物放入货架。

一、自动化立体仓库作业流程

(1)入库

根据不同客户建立客户及货品信息，每个客户在WMS系统中设有独立的档案。系统管理员根据客户送货单按产品名称批号、数量、规格等信息在WMS系统中建立货品入库单，此时此单相关信息自动传入PDA掌上电脑中，理货员按客户送货单核对PDA中新建单据信息，并根据实际货物扫描托盘号码，叉车将已扫措托盘放到期送机上自动入库，入库后堆垛机将该托盘按系统指令送入存储库位，入库完成后，货物的货位信息、托盘号码信息和货品信息对应绑定，作为库存信息，系统出具该作业单据。

(2)存储

根据产品特性选择入库，不同产品分区存放。入库产品均可做到隔离存放，根据不同产品特性及客户需要，WMS系统将产品存放状态分为台格品、待检、不台格品等。库存产品可通过品规、批次、供应商等相关信息在线查询，做到储存商品全程监控。

(3)拣选

系统管理员根据客户订单建立货品出库单，按客户的个性化需求在系统中进行设置。系统可对产品的批次进行“先入先出”或选择性出库。

(4) 出库

单据拣选完成后，系统管理员点击出库，此时堆垛机按单据信息自动寻找出库产品库位并出库，理货员根据出货口显示屏安排发货作业，作业完成后系统出具该作业单据。

二、立体仓库规划设计规划主要包括以下几个阶段

1、规划的准备阶段

2、规划设计阶段

确定仓库的结构类型和作业方式

确定贷物单元的形式、尺寸和重量

确定堆垛机械和配套设备的主参数

确定仓库总体尺寸

确定合库的总体布置

选定控制方式

选择管理方式

得出土建，公用设施的要求

投空感信

进度计划

三，单元式立体仓库的设计

1、货架尺寸

[1]横梁式货果货格尺寸

[2]牛港式货架货格尺寸

2、仓库总体尺寸的确定

确定仓库总体尺寸的关键是确定货架的总体尺寸，也就是货架的长、宽、高等尺寸，当货格尺寸确定后，只要知道货架的排数。列数层数和

巷道宽度，即可计算出其总体尺寸

长度L=赁格长度x列数

宽度B=(赁格宽度x2十巷道宽度)x排数/2

高度H=H0+其中H0为鹿层高度，Hi(i=1，2，......n)为各层高度，共n层。

巷道宽度=堆垛机最大外形宽度+(150~200mm)

值得注意的是，总体尺寸的确定除取决于以上因素外，还受用地情况、空间制约、投资情况和自动化程度的影响。故需根据具体情况和设计

者的实际经验来综合考虑，统筹设计，而且在设计过程中需要不断地修改和完善。

货架总体尺寸的确定方法

①静态法

②动态法

动态法确定货架尺寸

根据所要求的出入库频率和所选堆垛机的速度参数来确定

原理:由于库容量[总货格]Q和货架高H(或层数NH)、出入库频率PO、堆垛机的速度V参数(V运、V起、V又)已定，只要求出能满足出入库频率要求的最小的巷道数(NB)，就可以确定货架尺寸。

计算方法:试算法。

[1]假定巷道数(NB)=1，2,3...则

货架列数NL=库容量Q/(2x巷道数NBx层数NH)

(货位总数Q=排(2NB)x列NLx层NH)

[2]根据层数NH和列数NL以及堆垛机的速度参数，计算每台堆垛机平均作业周期tm

[3]计算整个仓库的出入库能力P(盘/小时)=NBx3600S/tm

1小时=3600S(秒);tm=平均作业周期

[4]比较P和要求的入库频率P0，直到PzP0，此时的巷道数(NB)为最佳。

3、计算平均作业周期

平均单一作业周期的计算

平均复合作业周期的计算

平均复合作业周期的计算

案例:

某自动化仓库,有4条巷道,每巷道配备一台堆垛机,若堆垛机的运行速度为100m/min,升降速度为20m/min,又取货物时间为25S,附加时间

Ta=5S.货架总长L=80M,高H=15M,假设货位存储概率相同.试分别计算用单作业和复合作业方式时的本库出入库能力?

(1)根据单作业公式:tms=tP1+tP2+2tf+ta

由 tP1=max[P1x/Vx,P1y/Vy]

=max[(1/5x80)/100,(2/3x15)/20]=0.5min= 30s

tP2=max[P2x/Vx,P2y/Vy]

=max[(2/3x80)/100, (1/5x15)/20]=0.54min=32s

故 tms=tP1+tP2+2tf+ta=30S+32S+2x25S+5S=117S

出入库能力P=4P1= 4x(3600/tms)=4x(3600/117)=123盘/小时

(2)根据复合作业公式:tmd=tP1+tP2+tP1P2+4tf+2ta

由 TP1P2=max[(P2x-P1x)/Vx,(P2y-P1y)/Vy]

=max{[(2/3x80)/100-(1/5x80)/100]

[(2/3x15)/20- (1/5x15)/20]}

=max[0.373,0.35]

=0.373min

=22.4S

tmd=tP1+tP2+tP1P2+4tf+2ta

=30S+32S+22.4S+4x25+2x5-194.45

出入车能力P=4P1= 4x(3600/tmd) x2= 4x(3600/1944) x2

=141盘/小时

四、立体自动化仓库的总体布置

1、进出入方式

同端出入式:货物的入库和出库在巷道同一端的布置，包括同层同端出入式和多层同端出入式两种。

贯通式:货物从巷道的一端入，从另一端出库。

旁流式:货物是从仓库的一端(或侧面)入库，从侧面(或一端)出库。

2、高架区的布置

在单元货格式自动化仓库中，其主要作业设备是有轨巷道式堆垛机，简称堆垛机。

自动化仓库中堆垛机的布置方式

-直线式：每个巷道配备一台堆垛机。

-U型轨道式：每台堆垛机可服务于多条巷道，通过U型轨道实现堆垛机的换巷道作业。

-转轨车式：堆垛机通过转轨车服务于多条巷道。

3、出入库输送系统

——高层货架区与作业区的衔接方式

叉车一出入库台方式：最简单

连续输送机方式：大型自动化库最常,

AGV方式图：系统柔性最好

穿梭车方式：最经济、高效

4、自动化仓库总体布置方案

——AS/RS标准化布置模式

5、基于标准化方案的AS/RS系统布置流程

自动化立体仓车由于具有节约占地、提毫储存效率、提高仓库管理及时性和准确性等诸多优点，因此得到越来越广泛地应用。由于篇幅所限，本文对立体仓库的形式及分关等介绍内容不再赘述，主要就自动化立体仓库的规划设计、选购事项做相关介绍。

一、主要设计原则

好的自动化仓车系统般都遵循以下几个原则:

1、系统高性能，低造价(高性价比);

2、尽量使用简单合适的设备，使用设备最少，简化整个物流系统;

3、物品处理次数量少，整体运行效率最高；

4、充分考虑人员和系统的安全;

5、无人化程竞高，尽量减少人工干预;

6、满足国家和行业有关标佳，尽量采用标准的导部件和系统;

7、操作、维护简单、方便;

8、降低使用和维护成本;

9、系统集成意较高的服务质量;

10、天活性高，系统易于改进、扩充和升级。

此外，还有降低能耗、环保等方面的要求。

在具体特定的场合下，以上原则有些可能是互相影响的，甚至互相制约的。为了做出最好的设计，设计人员必须具有扎实的理论基础、丰富的实际经验和对买方要求的深入了解，并做出取舍，对相关的原则进行修正和补充。

二、主要性能参数

1、库存容量:立体仓库的容量，包括所有需储存和暂存在该立体仓库中的物品总量；

2、系统工作能力:立体仓库物流系统出库、入库和操作的能力；

3、信息处理:立体仓库信息处理的能力，包括信息采集、信息加工、信息查询、信息通信、甚至业务信息处理等方面的能力；

4、周边物流处理:如何将货物卸车、检验、组盘、运送到高层货架的巷道口，货物从高层货架取出后拆查、台并、持选、搬运、装车等处理；

5、人机衔接能力:操作人员与该系统的制接、人机界面，信息录入、检验不合格品的处理、进入自动搬运线等。

三、规划设计步骤

为完成一个自动化立体仓库的设计，应组织相关有经验的技术人员进行如下工作:

1、需求分析:对买方提出的要求和数据进行归纳、分析和整理，确定设计目标和设计标准，还应认真研究工作的可行性、时间进度、组织措施及影响设计的其他因素；

2、确定货物单元形式及规格:根据凝查和统计结果，并综合考虑多种因素，确定合理的单元形式及规格。这一步很重要，因为它是以下各步设计和实施的基础；

3、确定自动化仓库的形式、作业方式和机械设备参数:立体仓库的形式有很多种，一般多采用单元货格形式，根据工艺要求确定作业方式，选择或设计台适的物流搬运设备，确定它们的参数；

4、建立模型:确定名物流设备的数量、尺寸、安放位置，运行范围等仓库内的布置，以及相互间的街接；

5、确定工艺流程，对仓库系统工作能力进行仿真计算:确定仓库存取模式，以及工艺流程。通过物流仿真软件和计算，得出物流系统作业周期和能力的数据；

根据仿真计算的结果，调整各有关参数和配置(重复第2~5步骤)，直到满足要求为止。

6、确定控制方式和仓库管理方式:控制方式有多种，主要是根据以上的没备选择合理的方式，并满足买方需求。一般是通过计算机信息系统进行仓库管理，建定涉及哪些业务部门、计算机网络及数据处理的方式、相互之间的接口和操作等；

7、确定自动化系统的技术参数和配量:根据设计确定自动化设备的配置和技术参数，例如，选择什么样的计算机，控制器等问题；

8、确定边界条件:明确有关各方的工作范围，工作界面以及界面间的街接；

9、提出对土建及公用工程的要求:提出对基础承载、动力供电、照明、通风采暖、给排水、报警、温湿度、洁争度等方面的要求；

10、形成完整的系统技术方案:考虑其他各种有关因素，与买方讨论，综合调整方案，最后形成切实可行的初步技术方案。

四、采购要求

采的者事先应明确对设备的具体要求，如第二节所列各项内容，

1、功能要求:入库、出库、搬运、信息处理、人员操作维护等；

2、自动化程度的要求:手动、半自动、全自动等；

3、辅助要求:视频监视、温湿度测控、门禁、人工搬运车辆等；

4、系统工作范围和采购范围:为完成立体仓库的采购，买卖双方一定要签订合同，因此一定要明确双方的工作范里，明确实方的供货范国；

5、边界条件:场地条件(长、竞高等)、供电、地五基础等；

6、工期要求:从采购者的心理来讲工期越短越好，但事情往往要有个过程，况且是多专业，多工种、具有一定规模的立体仓库，签合同以后要经历设计、采购、制造、加工、组装、控制及管理等软件的开发、检验、包装、运输、现场安装、请试、验收和培训等多个环节，时间太短难以保证较高的质量；

7、服务要求:售前、售中、售后，培训、保修、系统升级问题、服务响应时间等。

五、应注意的几个问题

1、不要过分追求单台(种)设备的高性能，而忽视了整体系统的性能。

2、各种要求应适当，关键是要满足自己的使用要求，要求太低满足不了使用需要，过毫地要求将可能使系统造价过高、可靠性降低、实施医准、维护不便或灵活性变差等；

3、德定工期要实事求是，过短的工期可能会造成系统质量的下降，或不可能按期交工；

4、系统日常维护十分主要，和我们保养汽车的道理一样，应经常对系统进行保养，使系统保持良好的工作状态，延长系统使用寿命，及时发现故障湾主；

5、为使用好自动化立体仓库，需有高素质的管理和维护人才，需要有相应的配在措施。