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智能物流仓储技术
2025-10-02 15:07:43 责编:小OO
文档
智能物流仓储技术

第01讲 智能物流仓储技术(一)

第02讲 智能物流仓储技术(二)

第03讲 智能物流仓储技术(三)

第04讲 智能物流仓储技术(四)

第05讲 智能物流仓储技术(五)

第06讲 智能物流仓储技术(六)

第07讲 智能物流仓储技术(七)

第一节 基本概念及设计方法

  第一节 基本概念及设计方法

  1.1 前言

  ■物流是社会经济的基础活动,是连接生产系统各环节、消费系统各环节以及生产和消费的纽带。是供给方向需求方的转移,这种转移既要通过运输或搬运来解决空间位置的变化,又要通过存储保管来调节双方在时间节奏和数量品种方面的要求。

  ■为实现高效、快捷、准确、安全的物流服务,要求智能物流仓储系统的各个环节必须实现高度的机械化、自动化和信息化。因此,没有现代化物流设施与设备的支撑,就没有现代物流的实施和运作。现代物流设施与设备在现代物流系统之中具有重要的地位和不可替代的基础作用。

  1.2 智能物流仓储技术概念

  ■传统物流是包括了运输、存储、搬运、分拣、包装、加工等多个环节在内的活动,即物质的实体流动。

  ■智能物流仓储技术是相对于传统物流而言的。在传统物流的基础上,引入了高科技手段,即运用计算机进行信息联网,并对物流信息以及物流实体系统实施科学管理,从而使物流速度加快、准确率提高、库存减少、成本降低。

  在智能物流仓储技术活动中,广泛使用了先进的运输、仓储、装卸搬运、包装等自动化手段,能够及时采集实物信息流,使之在相关的生产企业、流通企业以及消费者之间不受空间的进行及时的信息交互,形成一个完整的最优化系统。

  由此可见,智能物流仓储技术的特点在于:信息化、系统化与智能化。

  1.3 物流的分类

  1.3.1 生产型企业物流

  生产型企业一般拥有一套从原料进厂到工厂下线,再到送达客户,贯穿采购、生产、销售过程的一体化物流服务体系。其物流活动多涵盖了供应物流、生产物流、销售物流、逆向物流等企业物流的四大子系统。

  当然,根据企业生产种类的不同,主体物流活动也有差异,对四大子系统的需求亦有不同的侧重。

  (1)侧重供应物流的系统

  此类系统供应物流突出,其他物流较为简单。例如汽车制造企业便是如此。几万个零部件来自全国各地乃至国外,供应物流范围广,物流组织操作难度大。某类车型相应零件较为标准,生产物流只需关注及时性即可。组成整车后,销售物流较为简单。

  (2)侧重生产物流的系统

  此类系统生产物流突出,其他物流较为简单。例如冶金企业就是典型的例子。冶金企业采购和销售的都是大宗货物,反而是原料转化为产品的生产过程伴随的生产物流过程较为复杂。

  (3)侧重销售物流的系统

  此类系统销售物流突出,其他物流较为简单。例如小商品、小五金等,销售遍及国内外广泛区域,且较为零散。

  1.3.2 流通型企业物流

  ■流通型企业是指向社会提供物流服务的企业。其物流活动不再大而全,而是专注于某一物料环节。

  ■流通型企业包括批发企业、零售企业、运输企业、仓储企业和第三方物流企业。

  (1)批发企业

  批发企业与生产型企业的不同在于,其供应物流和销售物流占据重要位置,即使有生产物流,也为简单加工,不是企业物流的主体活动。

  (2)零售企业

  零售企业凭借集团采购的优势,简化了供应物流的难度。但其销售物流面对的是最终消费者,对客户的服务水平,如商品配送的要求较高。故而,销售物流占据主导地位。

  (3)运输企业

  运输企业提供运输服务,是渗透到企业的供应物流和销售物流中的一种外包物流形式。

  (4)仓储企业

  仓储企业通过提供货物的存储服务而获得利润的企业,储存保管是主要的物流服务,部分提供简单的包装加工服务。

  (5)第三方物流企业

  第三方物流企业可以向生产型企业提供供应物流、生产物流、销售物流和逆向物流中所涉及的各种专业物流服务(运输、仓储、配送以及包装)。拥有先进的物流信息系统是其实现运输、仓储和配送最优模式的必要条件。

  1.4 物流系统的设计

  1.4.1 系统设计内容

  企业物流系统的设计就是根据物流系统的功能要求,以提高系统综合效益、服务水平、运作效率为目的,确定各种要素的配置方案。主要包括如下五点:

  (1)物流网络设计

  物流网络设计是指在一定的层次和地区范围内确定物流网络合理的空间布局方案,包含物流设施选址和物流线路设计两大部分。

  此部分设计要注意充分平衡和利用业已形成的物流网络,对其进行合理的补充改造,以拓展其服务功能。

  (2)物流设施平面布局 

  物流设施平面布局是根据物流设施的功能,作业流程以及服务质量等方面要求,确定物流设施内部各种功能区域的平面布局方案。例如物流园区的功能区布局、配送中心的仓储区、分拣区、加工区、内部通道等布局。

  (3)物流设备选择

  根据物流系统的作用要求和特点,选择合适的物流设备并制定其布置方案,以提高物流作业的效率。例如仓储设备、输送设备、分拣设备的选择和平面布置设计。下文将具体分析每类设备的选型方法。

  (4)物流信息系统设计

  物流信息系统设计包含企业物流信息系统、物流节点信息系统和公共物流信息系统三个层次的设计。各系统具体设计内容因服务对象的不同而有较大的差异。

  (5)物流运作系统设计

  对企业物流而言,物流运作系统设计主要包括运作流程、管理组织结构、品牌管理、订单管理等方面的内容。

  1.4.2 系统设计步骤

  (1)确定设计目标

  企业物流系统设计之前,必须明确系统设计的目标以及各种,这是影响物流系统的设计内容、系统规模、资源可得性等方面的决定性要素。即明确该企业物流系统属于哪一类的企业物流,其设计目标是偏重于供应物流、生产物流、销售物流以及逆向物流的哪一或者哪些子项。即先确定一个总体的框架,在此基础上采用系统分析的方法对整个系统的各个部分进行设计,最终将各个部分结合成一个整体。

  (2)基础资料的收集与分析

  基础资料的收集与分析是企业物流系统设计的基石。企业物流系统设计要进行大量的相关基础资料的调查收集,以作为系统设计的依据。基础资料的收集与分析包括确定所需数据及数据来源、确定样本容量、分析所得数据的全面性和准确性、对数据进行分类汇总、对特殊数据进行估计、对数据进行统计分析等方面内容。

  供应物流、生产物流、销售物流以及逆向物流对基础数据的要求都有不同。例如生产物流关注的是基于明确的生产目标下的生产物流计划。其所需的基础数据有:未来的生产目标、物料清单(BOM)、原料及半成品的包装标准、运输标准以及存储标准。销售物流则关注的是分销需求计划。其所需的基础数据有:历史销售数据、未来销售预测、成品的包装标准、运输标准以及存储标准。

  侧重生产物流的系统设计特别需要设计人员熟悉了其企业的生产工艺流程,这是理清数据、抓住主线的基础。

  (a)基本运行资料 业务类型、人员、车辆、用户数量等

  (b)商品资料 商品的类型、分类、品项、来源、保管要求等

  (c)订单资料 订单的种类、名称、组成方式等

  (d)特殊要求 物态、气味、温度、湿度等

  (e)销售资料 地区、客户、时间周期等

  (f)作业流程 进货、流通加工、存储、拣选、发货、盘点等

  (g)流程单据 信息流的内容、起始点和结束点

  (h)厂房设施资料 大小、型式、地理环境、交通方案、结构规格

  (i)人力与作业时间 人员组织结构、各作业区人数、工作时数、作业时间与分布

  (j)其他 车辆物流资料、配送资料、供货商资料

  (3)设计方案的指定

  通过对基础资料的分析,根据整体考虑、各部分设计、再将其结合成整体的思想指导下,分别进行物流网络设计、物流设施平面布局、物流设备选择与布置,最终形成整体的企业物流系统设计方案。

  a)设施规划与选择

  容器     托盘、周转箱、袋子等

  存储设备   货架、自动化库、密集库等

  订单拣取设备 人工、分拣机等 

  物料搬运设备 输送机、AGV、手动车等

  流通加工设备 裹膜机、称重设备、拆箱设备

  物流周边配套 卸货平台、废料处理设备、办公、厕所等

  b)信息化系统规划

  根据各项作业功能特性及物流配送中心主管对管理程度的要求,进行功能的整理,建立功能需求表。根据需求表交由软件开发商进行模块的开发,实现高效的信息化管控。

  c)厂房工程的规划

  根据土地情况、规划指标、厂房形式、周边道路情况进行总图的初步布置,主要满足厂区物流动线需求、物流中心出入库能力需求、物流车辆停车需求、厂区办公需求。

  根据初步的总图方案进行厂房内部物流规划,实现具体功能要求,根据内部规划对厂房大小以及总图提出新的要求。

  根据新要求,进一步调整和完善总图,确定总图的版本。

  进一步细化厂房内部设计,完成内部平面布置图并提出土建需求后,开始厂房的工程设计阶段。

  

  

  

  (4)设计方案的仿真

  对设计方案的仿真的目的在于利用人为控制的环境条件,通过改变特定的物流参数,观察系统模型的反应,以预测分析设计方案在现实中实施的过程,进而对设计方案进行评价、选择和修正。计算机仿对于解析法能够更全面、准确的描述复杂系统,是复杂的企业物流系统设计的重要方法。

  软件:FLEXSIM、DEMO3D等

  

  DEMO3D:

  

  分析及改善:

  

  

  在实施仿真之前,工艺设计主要由二维静态AutoCAD完成,直观性较弱,通过flexsim动态三维建模发现工艺上可优化的部分,在项目上通过对各个工位负荷率的实时数据展示时发现瓶颈单元和空闲单元,为设计的改善指明的方向。

第二节 自动化物流技术

  物流自动化是指物流作业过程的设备和设施自动化。如:自动识别系统、自动检测系统、自动分拣系统、自动输送系统、自动跟踪系统等。

  输送设备 各种输送设备的分类和特点 

  AGV 概念、分类、技术参数和使用注意事项

  分拣设备概念、分类、技术参数

  电子信息设备 电子标签拣货系统、条码技术、RFID技术

  2.1 输送设备

  2.1.1 概念

  连续输送设备简称输送机,是指以连续的方式、沿着一定的线路、从装货点到卸货点均匀输送散料和成件包装货物的机械装置。

  由于连续输送机能在一个区间内连续搬运大量货物,搬运成本较低、搬运时间容易控制,因而被广泛应用于现代物流系统中,特别是自动化立体仓库系统中。其搬运系统一般都是由连续输送机组成的,如进出库输送系统、自动分拣系统等,整个搬运系统由计算机统一控制,形成了一个完整的货物输送与搬运系统,大量货物或物料的进出库、装卸、分类、分拣、识别、计量等工作都是由输送机系统来完成的。

  在仓储系统中,搬运作业以集装单元化搬运最为普遍,因此,搬运中用的连续输送机也以单元负载式输送机为主。单元负载式输送机主要用于输送托盘、箱包件或其他有固定尺寸的集装单元货物。

  2.1.2 特点

  连续输送设备是沿着一定的输送路线运输货物的机械。与间歇动作的起重机械相比,连续输送机械具有以下特点。

  ■连续作业,效率较高。连续输送设备可以不间断地搬运货物,不必因空载回程而引起运货间断,同时由于不必经常启动和制动,可保持较高的工作速度。连续和高速的输送使连续输送机械能够达到很高的生产率。

  ■结构简单、经济便捷。连续输送设备一般沿固定的路线输送货物,动作单一,所以结构简单,便于实现自动控制。在同样生产率的条件下,由于其载荷均匀、速度稳定、功耗较小,较为经济实惠。但当输送路线复杂或变化时,会造成结构复杂或需要按新的路线重新布置输送机。

  ■通用性较差。每种机型只适用一定类型的货种,只能按照固定线路输送货物,并且一般不适于运输重量很大的单件物品。

  ■大多数连续输送机不能自行取货,因而需要采用一定的供料设备。

  2.1.3 分类

  连续输送机械的形式、构造和工作原理多种多样。由于生产发展的要求,新的机型正在不断增加。

  ■按照有无动力源,输送机可分为重力式和动力式两种。重力式输送机因滚动体的不同,又可分为滚轮式、辊筒式及滚珠式三种;动力式输送机一般以电动机为动力。

  ■按照所运货物的种类,输送机可分为输送件货的输送机和输送散货的输送机两种;

  ■按照输送机的传动特点,输送机可分为有挠性牵动构件的输送机和无挠性牵动构件的输送机两种;

  ■按照输送机的结构形式还可分为辊式、链式、轮式、胶带式、滑板式及悬挂式等多种。

  2.1.4 应用

  连续输送设备在现代物流系统中,特别是在港口、车站、库场、货栈内,承担了大量的货物运输任务,同时也是现代化立体仓库中的辅助设备,它具有把各物流站点衔接起来的作用。物料输送是装卸搬运活动的主要组成部分,在物流各阶段、环节、功能之间,都必须进行输送作业。

  连续输送设备是生产物流中的重要设备。在生产车间,输送设备起着衔接人与工位、工位与工位、加工与储存、加工与装配的作用,具有物料的暂存和缓冲功能。通过对输送设备的合理运用,可使各工序之间的衔接更加紧密,提高生产效率。

  2.1.5 带式输送机

  带式输送机是用连续运动的无端输送带输运货物的机械。其中用胶带作为输送带的称胶带输送机,简称胶带机,俗称皮带机。

  带式输送机工作时,输送带既是承载货物的构件,又是传递牵引力的牵引构件,由输送带与辊筒之间的摩擦力平稳地进行驱动。

  

  带式输送机可用于输送散货或件货。根据工作需要,带式输送机可制成工作位置不变的固定式和装有轮子的移动式,输送方向可改变的可逆式(如斗轮堆取料机的悬臂胶带机),通过机架伸缩改变输送距离的伸缩式(如装船机的悬臂段胶带机)等各种形式。

  带式输送机不仅是使用最普通的一种连续输送机,而且是最典型的一种连续输送机。在各种连续输送机中,它的生产率最高、输送距离最长,而且其工作平稳可靠、能量消耗少、自重轻、噪声小、操作管理容易,是最适于在水平或接近水平的倾斜方向上连续输送散件和小型件货的输送机。但在用其运送粉末状物料时,需采取防尘措施。

  2.1.5.1 基本构成

  带式输送机基本构成为:机架、清扫器、传动辊筒、安全保护装置、输送带、托辊、导料槽、改向辊筒、拉紧装置、驱动装置等。

  

  

  1.驱动装置

  驱动装置是带式输送机动力部分,由安装在架上的电机、偶合器、减速器、联轴器、制动器等组成。

  2.传动辊筒

  传动辊筒是带式输送机传递动力的主要部件,由辊筒、轴承座和轴承等组成。

  3.改向辊筒

  改向辊筒用于改变输送带的运行方向或增加输送带与传动辊筒的围包角。

  4.托辊

  托辊用于支承输送带及输送带上所承载的物料、保证输送带稳定运行。

  托辊种类有槽形托辊、平等托辊、调心托辊、缓冲托辊、回程托辊、过渡托辊、梳形托辊和螺旋托辊等。

  5.拉紧装置

  拉紧装置是使输送带具有足够的张力,保证输送带和传动辊筒间产生磨擦力使输送带不打滑,并输送带在各托辊间的下垂度,使输送机正常运行。

  6.清扫器

  清扫器用于清扫输送带上粘附的物料。

  7.机架

  机架是支承辊筒及随输送带张力的装置。

  8.安全保护装置

  安全保护装置是输送机工作中出现故障时能进行监测和报警的设备,包括输送带跑偏监测、打滑监测、沿线紧急停机拉绳开关等。

  2.1.6 链式输送机

  链式输送机是利用链条牵引、承载,或由链条上安装的板条、金属网带和辊道等承载物料的输送机。可分为链条式、链板式、链网式和板条式等。

  

  根据链条上安装的承载面的不同,可分为:链条式/链板式/链网式/板条式/链斗式/托盘式/台车式,此外,也常与其他输送机、升降装置等组成各种功能的生产线。

  应用范围:广泛用于食品、罐头、药品、饮料、化妆品和洗涤用品、纸制品、调味品、乳业及烟草等的自动输送、分配、和后道包装的连线输送。

  2.1.6.1 组成:

  1、原动机

  原动机是输送机的动力来源,视需要可以采用普通的交流异步电动机,或采用交流调速电动机。可调速的电动机有变极式的小范围内有级调速的电动机,也有能无级调速的变频、滑差交流电动机。采用可调速电机,电动机本身成本较高,但驱动装置的结构却比较简单。

  2、驱动装置

  驱动装置,又称为驱动站。通过驱动装置将电动机与输送机头轴连接起来,驱动装置的组成取决于其要实现的功能。

  3、线体

  链式输送机的线体是直接实现输送功能的关键部件。它主要由输送链条、附件、链轮、头轴、尾轴、轨道、支架等部分组成。

  正确设计线体一定要注意输送链条与传动链条的区别,尽管两者在结构上有时可能很相似,甚至完全一样(例如短节距精密滚子链既可作传动用又可作输送用),但在功能上仍然是有区分的。输送链需要具备承载物品以及在轨道上运行的功能,所以,正确分析输送链的受力情况及其力流(即物料重力传送到输送的支承轨道上所流经的路程)分布是很重要的,设计线体时应遵循力流路线最短与力流路线所经过的各零件尽可能等强度的原则。

  4、张紧装置

  张紧装置用来拉紧尾轴,保持输送链条在一定的张紧状态下运行,消除因链条松弛使链式输送机运行时出现跳动、振动和异常噪声等现象。当输送链条因磨损而伸长时,通过张紧装置补偿,保持链条的预紧度。张紧装置有重锤张紧与弹簧张紧两种方法,张紧装置应安装于链式输送机线路中张力最小的部位。

  5、电控装置

  2.1.7 辊子输送机

  辊子输送机即在两侧框架间排列若干辊子的连续输送机。主要用于输送平直底部的箱品、托盘等物品。辊子输送机可分为无动力辊子输送机和有动力辊子输送机两大类。通过一系列齿轮传动驱动辊子转动,从而使物品移动到指定位置。

  具有结构简单、运行可靠、维护方便、可输送高温物品、节能等特点,适合于运送成件物品。辊子输送机分动力型和无动力型,可以实现直线、曲线、水平、倾斜运行,并能完成分流、合流等要求,实现物品在机上加工、装配、试验、包装、挑选等工艺。

  

  2.1.7.1 特点:

  (1)布置灵活,容易分段和连接,可以根据需要,由直线、圆弧、水平、倾斜、分支、合流等区段以及辅助装置,组成开式、闭式、平面、立体等各种形式的输送路线。

  (2)功能多样,可以按无动力式、动力式、积放式等多种输送方式输送或积存物品,可以在输送过程中升降、移动、翻转物品,可以结合辅助装置,按直角、平行、上下等方式实现物品在辊子输送机之间或辊子输送机与其他输送机之间的转运。

  (3)便于和工艺设备衔接配套,衔接方式简易紧凑,有时可以直接作为工艺设备的物料输入和输出段。辊子间的空隙部位便于布置各种装置和设备。

  (4)物品输送平稳,便于对输送过程中的物品进行加工、装配、试验、分拣、包装、储存等各种工艺性操作,便于对输送过程实现自动控制。

  (5)两台辊子输送机的连接尺寸小,可以转运较小尺寸的物品。

  (6)双排或数排辊子输送机可以并排组成大宽度的辊子输送机,以运送大型成件物品。

  (7)允许输送高温物品。 

  (8)辊子输送机标准化、系列化、通用化程度高,易于拼装组成不同的生产线,同时不需要特殊土建基础。由于辊子输送机在输送成件物品时具有明显优点,因而在各生产部门和行业的物件输送中,尤其是在各种流水生产线中得到了广泛的应用。

  2.1.7.2 分类:按输送动力分类

  

  (1)无动力辊子输送机此输送机没有动力装置,辊子转动呈被动状态。物品依靠人力、重力或外部推拉装置移动。按布置方式有水平和倾斜两种。水平布置依靠人力或外部推拉装置移动物品,适用于物品重量轻、输送距离小、作业不频繁的情况。倾斜布置依靠物品自重移动物品,结构简单、经济适用。适用于短距离的物品输送。

  (2)动力辊子输送机动力式辊子输送机的辊子具有驱动装置,其传动方式有链传动、带传动和齿轮传动三种

  ■链传动:承载能力大,通用性好,布置方便,对环境适应性强,可在经常接触油、水及温度较高的地方工作,是常用的一种动力式辊子输送机。但在多尘环境中工作时链条容易磨损,高速运行时噪声较大。链传动分单链传动和双链传动,单链传动结构布置紧凑,适用于轻载、低速、持续运行的场合;双链传动适用于载荷较大、速度较高,启动制动较为频繁的场合。

  

  ■带传动:运转平稳,噪声小,对环境污染少,允许高速运行,但不宜在油污环境下工作。带传动分平带传动、V带传动、O带传动。平带传动承载能力最大,V带传动次之,O带传动最小。V带和O带传动均可适用于辊子输送机圆弧段。O带传动布置最为灵活。

  ■齿轮传动:承载能力大,传动精度高,使用寿命长,对环境适应性强。适用于重载,运动精度要求高,启动制动频繁,经常逆转的场合。

  2.1.7.2 分类:按辊子形状分类

  

  (1)圆柱形辊子输送机:圆柱形棍子输送机的通用性好,可以输送具有平直底部的各类物品,如板、棒、管、托盘、箱类等物品;容许物品宽度在较大范围内变化。一般用于输送线路的直线段。

  (2)圆锥形辊子输送机:此输送机主要用于输送线的弧形段,多用于圆柱形辊子输送机的直线段配合使用。

  (3)滚轮或短辊输送机:辊子沿机架两侧布置,输送机中间部位可以布置其他设备,用于输送底部刚度较大的物品。有轮缘的边辊输送机具有导向作用,用于输送规格统一的箱品和托盘。

  2.1.7.3 常用换向装置

  ■垂直换向装置

  (1)万向球台:有许多钢球组成的万向球台换向装置,物品依靠人力或机械力推动到球台面上做任意方向的移动和转动。适用于转运质量轻、输送量少的平底物品沿垂直方向移动。

  

  (2)转台:转台台面设有圆柱形长辊,物品进入转台后,随转台作90度旋转后改变物品输送方向,转运前后的座向一致,宽度不变。转台分机动和手动,分别与动力式和无动力式辊子输送机配套使用。

  (3)升降转运台:分为链式升降转运台和辊筒式升降转运台。

  

  ■平行换向装置

  平行换向装置为运转小车,车轨道与辊子输送机成直角布置,运转车延轨道运行,可以在多台平行布置的辊子输送机之间运转物品。按台面辊子和行走机构的驱动方式,分手动和机动,分别与无动力式和动力式辊子输送机配套使用,其台面辊子形式与所配套的辊子输送机相一致。

  ■上下转运装置

  辊子输送机线路中可以升降的区段,用于高差较小的两层辊子输送机之间的物品转运。

  

  ■岔道转运装置

  固定式岔道:结构简单,布置紧凑,可以连续的通过物品,但物品通过岔道时存在滑动和错位,适用于轻载。固定式岔道按其作用方式分手动和机动,分别与无动力式和动力式辊子输送机配套使用。

  活动式岔道:可以改变物品通过岔道时发生的活动和错位现象,但是结构复杂,多用于重载物品的转运。

  2.1.8 垂直输送机

  垂直输送机能连续的垂直输送不同楼层高度的物料,是把不同楼层间的输送机系统连接成一个更大的连续输送机系统的重要设备。其中包括摆动支架垂直输送机、臂链式空中输送机、垂直平板输送机、垂直往复输送机和螺旋垂直输送机。

  ■垂直平板连续输送机:Z形输送机是异侧直线搬运,C形输送机是同侧直线搬运,这两种输送机主要用于高效率的1~2层或1~3层之前的物品垂直输送。

  ■其主要部件包括:驱动装置、内侧主动链条、外侧主动链条、受货平台、自动出/入输送机、安全装置

  

  ■垂直螺旋输送机:主要用于输送粉状及颗粒物,工作时,锥齿轮机构主动轴通过链轮机构驱动水平送料螺旋机构转动,把来自于进料口的物料送到垂直螺旋输送机构的下面,并由通过垂直螺旋输送机构送到出料口。

  ■主要用于袋状及包装物,通过链板循环,依托链板和物品之间的摩擦力,完成物品的连续性上下输送。

  

  ■垂直往复式输送机:有C、Z、E、F和L形,搬运方向较多。除了进出货同侧和异侧的直线搬运之外,L形还可以实现进出货的直角搬运。这种输送机主要用于多层之间的物资搬运。因为受货台不能连续运动,所以没有连续运动的垂直输送机效率高。但是这种往复运动又比一般电梯的垂直搬运效率高得多。

  

  2.1.9 悬挂输送机

  悬挂式输送机广泛应用于成件物品或装载单元物料的空中输送,可以构成三维空间闭环物料自动化连续输送系统。在货架制造、机械加工、汽车制造、轧钢、炼铝、轻工、家电、化工、橡胶、建材、邮电、核辐射等现代工业及食品、肉类加工等行业中应用广泛。

  1.主要适用于衔接工序繁多、生产节拍紧凑、工艺稳定的生产过程。

  2.具有良好的空间性,根据工艺流程合理布线,线路长度可达1500~2000m,可穿越几米乃至几十米的楼房,将各个的专业化生产环节配套成线,把物品运往指定工位。

  3.适应性强,可使物件连续经过高温烘道、有害气体区、酸洗磷化池、电泳槽、喷漆室、解冻区等,完成人工难以完成的高难作业,改善劳动条件。

  4.输送机的布置对地面设备和工艺操作影响甚小。输送机本身就是一个“活动仓库”,可减少存储面积,提高生产面积。

  5.速度范围广(0.3~25m/min),可实现无级变速和间歇运行。

  6.运输距离可有几十米到几百米,多级驱动时可达5000m以上。

  7.输送物品范围宽,运载物最大质量可达2000kg,物件长度可达4~5m。

  8.工作温度范围加大,整机环境温度20~45,牵引构件和轨道的工作温度-20~180。

  9.动力消耗小(单位牵引力150~300N/t),维护费用低。

 2.2 AGV

  AGV是(Automated Guided Vehicle)的缩写,意即“自动导引运输车”,根据美国物流协会的定义,是指具有电磁或光学导引装置,能够按照预定的导引路线行走,具有小车运行和停车装置、安全保护装置以及具有各种移载功能的运输小车,是自动化物流系统中的关键设备之一

  

  AGV在工作时,由控制台通过计算机网络接受下达的搬运任务,通过无线局域网通信系统实时采集各AGV的状态信息。根据当前AGV运行情况,将调度命令传递给选定的AGV。对运行中的AGV,控制台将通过无线局域网通信系统与其交换信息,实现AGV间的避碰调度、工作状态检测、任务调度,使其完成货物的搬运。地面移载设备可实现AGV的自动移载、加载、交换空托盘。

  AGV是一种以电池为动力,装有非接触导向装置的无人驾驶机器人车辆。它的主要功能表现为能在计算机监控下,按路径规划和作业要求,使小车较为精确地行走并停靠到指定地点,完成一系列作业功能。由于AGV是采用电池作为动力的,当电量不足时,自己会向地面控制系统发出充电请求,在得到允许后,前往充电站自动充电,在充电期间,地面控制系统不会向此辆AGV分配任务,就像汽车要加满油才能去载客。

  2.2.1 基本结构

  (1)车体

  车体即AGV的基本骨架,包括底盘、车架、壳体和控制室和相应的机械电气结构如减速箱、电机、车轮等所组成,是AGV的基础部分。具有电动车辆的结构特征和无人驾驶自动作业的特殊要求,要有足够的强度和刚度,以满足小车运行和加速的需要。一般情况下,车体由钢结构焊接而成,上面用1~3mm厚的钢板或硬铝板覆盖,以安装移载装置、液压装置、电控系统、按键和显示屏,板下空间安装驱动装置、转向装置和蓄电池,以降低车体的重心。

  (2)车轮

  AGV的车轮有卧式结构的驱动轮和立式结构的驱动轮两种。车轮采用实心橡胶轮胎。车体后面两主动轮为固定式驱动轮,与轮毂式电机相连。前面两个随动轮为旋转式随动轮,起支承和平衡小车的作用。

  (3)移载装置

  移载装置是与所搬运货物接触的装置,根据货物的不同,所采用的移载装置也不同。

  (4)安全装置

  安全装置的主要作用是为AGV运行或故障急停时提供一定的安全保证。AGV设置有接触缓冲器、接近探知器、导向传感器、警示灯和报警音响等多种安全保障装置。其中,接触缓冲器设在车体运行方前端的下部,有多种结构类型,如弹性胶垫式、杠杆机构式、弹性薄板式和摆动撑杆式等。当触及障碍物时,感压导电橡胶薄板呈低阻抗导通状态,可发出触碰障碍信号使车辆急停。支撑弹簧保证车辆制动过程的缓冲行程。接近探知器设在车体运行方的前端,常采用红外式或超声式向其运行前方发出遥测信号,并接收回波以进行安全确认。

  确认信号输入数据处理器,经分析判断后采取相应措施。探知器的发射部分定时发出探测脉冲信号,随之将接收部分的停车回波选通接收门和减速回波选通接收门依次打开,以判断车辆运行前方有无障碍物,若有障碍物,其距离如何,车辆应采取减速还是停车措施。导向传感器引导AGV的行驶路线,保证搬运车处于设定的通道。

  (5)蓄电池和充电系统

  AGV由电机驱动,采用直流工业蓄电池作为动力,用来驱动车体、车上附属装置,如控制、通讯、安全等,常用直流电压为24V或48V。蓄电池在额定的电流下,一般应保证8h以上的工作需要,对于两班制工作环境,要求蓄电池有17h以上的工作能力。

  (6)驱动装置

  驱动装置是驱动AGV运行并具有速度控制和制动能力的子系统。它由车轮、减速器、制动器、电机和速度控制器组成。驱动系统一般为闭环方式与开环方式,前者以伺服直流电机为主,后者以步进电机为主。驱动装置及制动装置的控制命令由计算机或人工控制器发出。

  (7)转向控制装置

  AGV的方向控制是通过转向装置来实现的。一般情况下,AGV被设计成三种运动方式,即向前、向前与向后和万向运行。

  (8)信息传输及处理装置

  信息传输及处理装置主要的功能是对AGV进行监控,监控AGV所处的地面状态,包括手动控制、安全装置启动、蓄电池状态、转向和驱动电机的控制情况,然后将车上控制器的监控信息与地面控制器所发出的信息进行传递,以达到控制AGV运行的目的。

  

  2.2.2 分类

  2.2.2.1 按导引方式分类

  ■电磁导航方式

  电磁导航是较为传统的导航方式之一,目前仍被采用,它是在地面上沿预先设定的行驶路径埋设电线,当高频电流流经导线时,导线周围产生电磁场,AGV上左右对称安装有两个电磁感应器,它们所接收的电磁信号的强度差异可以反映AGV偏离路径的程度。AGV的自动控制系统根据这种偏差来控制车辆的转向,连续的动态闭环控制能够保证AGV对设定路径的稳定自动跟踪。这种电磁感应引导式导航方法目前在绝大多数商业化的AGV上使用,尤其是适用于大中型的AGV。

  ■光学导航方式

  磁导航方式

  与电磁导引相比,用在路面上贴磁条替代在地面下埋设金属线,通过磁感应信号实现导航,其灵活性比较好,改变或扩充路径较容易,磁条铺设简单易行,但此导航方式会受环路通过的金属等硬物的机械损伤,对导航有一定的影响。

  ■激光导航方式

  激光导航是在AGV行驶路径的周围安装位置精确的激光反射板,AGV通过发射激光束,同时采集由反射板反射的激光束,来确定其当前的位置和方向,并通过连续的三角几何运算来实现AGV的导航。

  目前,该种AGV的应用越来越普遍。并且依据同样的引导原理,若将激光扫描器更换为红外发射器、或超声波发射器,则激光引导式AGV可以变为红外引导式AGV和超声波引导式AGV。

  此项技术最大的优点是,AGV定位精确;地面无需其他定位设施;行驶路径可灵活多变,能够适合多种现场环境,它是目前国外许多AGV生产厂家优先采用的先进导航方式,缺点是制造成本高,对环境要求相对苛刻(外界光线,地面要求,能见度要求等)。

  ■光学导航方式

  采用光学检测技术引导AGV的运行方向,在AGV的行驶路径上涂漆或粘贴色带,车上没有光源发射和接受反射光的光电传感器,通过对摄像机采入的色带图象信号进行简单处理而实现导航,其灵活性比较好,地面路线设置简单易行,但对色带的污染和机械磨损十分敏感,对环境要求过高,导航可靠性较差,且很难实现精确定位。

  ■惯性导航方式

  惯性导航是在AGV上安装陀螺仪,在行驶区域的地面上安装定位块,AGV可通过对陀螺仪偏差信号的计算及地面定位块信号的采集来确定自身的位置和方向,从而实现自动导航。

  此项技术在军方较早运用,其主要优点是技术先进,定位准确性高,灵活性强,便于组合和兼容,适用领域广,已被国外的许多AGV生产厂家采用。其缺点是制造成本较高,导引的精度和可靠性与陀螺仪的制造精度及使用寿命密切相关。

  ■图象识别导航方式

  对AGV行驶区域的环境进行图象识别,实现智能行驶,这是一种具有巨大潜力的导航技术,此项技术已被少数国家的军方采用,将其应用到AGV上还只停留在研究中,主要是实时性差和运行路径周围环境信息库的建立困难。

  采用图像识别技术有2种方法,其一就是利用CCD系统动态摄取运行路径周围环境图像信息,并与拟定的运行路径周围环境图像数据库中的信息进行比较,从而确定当前位置及对继续运行路线做出决策。这种方法不要求设置任何物理路径,因此,在理论上是最佳的柔性导向。其二就是标识线图像识别方法,它是在AGV运行所经过的地面上画1条标识明显的导向标线,利用CCD系统动态摄取标线图像并识别出AGV相对于标线的方向和距离偏差,以控制车辆沿着设定的标线运行。

  ■GPS(全球定位系统)导航方式

  通过卫星对非固定路面系统中的控制对象进行跟踪和制导,目前此项技术还在发展和完善,通常用于室外远距离的跟踪和制导,其精度取决于卫星在空中的固定精度和数量,以及控制对象周围环境等因素。由此发展出来的是iGPS(室内GPS)和dGPS(用于室外的差分GPS),其精度要远远高于民用GPS,但地面设施的制造成本是一般用户无法接受的。

  ■SLAM(即时定位与地图构建)导航方式

  SLAM技术能够在不具备周围环境信息的前提下,根据自身携带的传感器和对周围环境的感知进行自身定位,同时增量式构建周围环境地图。SLAM可以提高自主能力和环境适应能力,实现在未知环境中进行自主定位和导航。SLAM运用在AGV物流小车上,可以不用预先铺设任何轨道,方便工厂生产线的升级改造和导航路线的变更,实时避障,环境适应能力强,更好地实现多AGV小车的协制。

  2.2.2.2 按移栽方式分类

  (1)推挽式

  

  推挽式AGV装卸货物是通过自身的推挽机构与地面的无动力辊道站台实现的,如图所示。作业时,AGV停靠在站台侧边,通过推挽机构左、右侧向移动伸臂推拉完成装卸货物,货物在AGV辊道与地面站台辊道之间滚动,载荷转移巧妙,地面站台不需要连锁信号和动力传动,适合同高度站台之间的搬运场合。但对作业点的定位精度以及与移载系统关联的部分要求较高,特别对多辆车和多个站台的场合,要保证其可靠性难度较大。

  (2)辊道式

  辊道式AGV装卸货物是通过自身辊道与地面站台辊道对接之后实现的,如图所示。地面站台是带动力传动的辊道,AGV准确停靠在地面站台侧边,车上和站台上的辊道对接无误后同步传动完成移载。故要求滚动体规范,传动高度一致,传动速度吻合。可左、右双向装卸托盘货物,作业效率高,AGV安全性好。

  

  移载机构与原理简单,可靠性好,但站台需要有连锁信号和动力传动。适合于站台数少,车间或库区入、出口RS/AS之间往返作业。辊道式常用于可滚动的各式托盘或物体的移载场合,包括大的纸箱、木箱、板材、集装箱等,特别适用于重载物料的搬运。

  (3)链式

  链式AGV除了货物传动方式是链条或链板不同外,其余与辊道式类似。链式主要适用于不能滚动物体的移载场合。

  (4)带式

  带式AGV除了货物传动方式是传送带不同外,其余与辊道式类似。带式主要适用于较轻较小物料的移载场合,如纸盒、纸箱、各式袋装品等。

  

  (5)驮举式

  驮举式AGV通过驮举来移载物料,如图所示。一般移载机构位于AGV车体上方,作业时AGV停在货物正下方,通过升降机构驮起或降下实现货物的移载,动作简单,作业效率高,安全性好。适合多种货物形式和笨重物体两地之间往返搬运,也可作为柔性装配线、加工线使用。常用于车身、车架、集装箱、大型机件等物体搬运。

  

  (6)叉式

  叉式AGV与人工叉车在式样上基本类似,有侧叉式、正向叉式、落地叉式、三向叉式等多种车型。叉式AGV基本采用托盘堆放货物进行作业,目前正随着物流产业标准托盘的逐步推广而迅速发展。

  

  (7)拣选式

  拣选式AGV是在传统人工拣选车的基础上改造成的自动导引拣选车。作业时,人只要站在AGV拣选台上,当接到拣选指令后,AGV会按照最优的次序自动行驶,逐一地准确停位在目标位置,升降拣选台到适合人拣选的高度,人就可以按照车载终端的信息提示,进行拣选,然后确认该项完成,接着AGV会前往下一目标点,继续下一项拣选,依次进行。常用于低层平库中巷道货架的多品种小件货物场合,如药品、图书、档案、备件等的拣选。

  

  (8)龙门式

  龙门式AGV外形类似龙门结构,能全方位行驶,移载过程是通过左右侧向伸缩移动货叉和升降来完成装卸货物。作业灵活性强,行驶安全性好。对地面站台要求简单,但自身移载机构复杂,适合狭窄区域或苛刻路径。多用于生产车间,如食品加工的原料运送。

  

  (9)机器人式

  机器人式AGV上装备机械手,可根据指令自动行驶,准确停位,自动完成抓举、装配、装卸、堆码、拆垛等一系列作业功能,是一个智能移动式工业机器人。但结构、控制复杂,成本较高。常用于条件特殊、要求高,或某些无人的场合,如辅料自动搭配、危险品自动抓取等。

  (10)拖拽式

  以牵引车的模式,将所牵引的料车按任务计划进行工位间的移动和转运。

  

  2.2.3 主要技术参数

  (1)额定载重

  额定载重是指AGV所能承载货物的最大重量。AGV的载重量以中小型吨位居多。据调查,目前使用的AGV载重量在100kg以下的占19%,载重量在100kg~300kg占22%,300kg~500kg占9%,500kg~1000kg的占18%,1000kg~2000kg的占21%,2000kg~5000kg的占8%,而5000kg以上的数量极少。

  (2)自重

  自重是指AGV与电池加起来的总重量。

  (3)车体尺寸

  车体尺寸是指AGV车体的外形尺寸。该尺寸应该与所承载货物的尺寸和作业场地相适应。

  (4)停位精度

  停位精度指AGV作业结束时所处的位置与程序设定的位置之间的偏差值(mm)。这一参数很重要,是确定移载方式的主要依据,不同的移载方式要求不同的停位精度。

  (5)最小转弯半径

  最小转弯半径指AGV在空载低速行驶、偏转程度最大时,瞬时转向中心距AGV纵向中心线的距离。它是确定车辆弯道运行所需空间的重要参数。

  (6)运行速度

  运行速度指AGV在额定载重量下行驶的最大速度。它是确定车辆作业周期和搬运效率的重要参数。

  (7)电池电压

  电池电压有两种规格,分别为24V和48V。

  (8)工作周期

  工作周期指AGV完成一次工作循环所需的时间。

项目AGV输送机
搬运效率30次/h3000个/小时
搬运质量5-5000kg5-1000kg
行走速度20-100m/min5-50m/min
搬运距离30-500m30-300m
旋转空间一般通道专用通道
输送中的分流合流容易较容易
设备拓展性容易改造量大
改变设计路线容易改造量大
故障排除局部减产,较容易全面停机,待维修
日常维护电池及充电作业检查作业前检查
特点适用频率低、输送目标分散适用固定、高频、量大的输送
  2.2.4 调度系统和信息化系统

  AGV调度系统是指以特定的系统参数为优化目标,对运输任务和车辆进行权重化排列,在此基础上确定合理的分配方案,实现运输任务和车辆间的最佳匹配,从而达到提升系统整体效率、降低运行成本的目的

  

  AGV运输系统的调度主要包括以下三个方面:

  (1)确定调度目标参数;

  对于AGV调度系统的选择,主要分为单一指标和复合指标两类。单一指标根据唯一的指标或标准进行任务调度,通常其参数为行驶距离(基于距离),队列长度(基于工作负载),等待时间(基于时间),或其他的参数。复合指标同时考虑多个指标或标准进行任务调度,其参数为单一调度参数的复合,大体而言,调度效果优于单一参数的调度方式。

  (2)对运输任务和车辆按照权重进行优先性排列;

  对运输任务和车辆的优先性排列,是在调度目标的基础上,考虑具体任务及车辆特点(如车辆故障、电量不足等),对其进行排序,是对调度目标的进一步扩展,以保证最终调度方案的可执行性。

  (3)确定调度方案,实现运输任务和对应车辆的匹配。

  确定调度方案,即在前两步的基础上,最终实现运输任务和执行任务车辆的一一对应,保证无重复、无冲突的系统调度。

  AGV系统作为未来自动化物流的重要组成部分,拥有广阔的发展前景,调度技术作为AGV自动运输系统的核心技术,应进一步加强其研究,为提升系统效率、降低运行成本提供理论支持。

  2.2.5 工程实施要点

  对行驶地面的要求

  1 平整度

  参照GB/T 20721-2006标准,AGV行走路径上的坡度(H/L)定义为在100mm以上(不小于AGV车身长度)的长度范围内,路面水平高度差(H)与路线长度(L)的最大比值。当AGV运行的路面坡度在最大允许值以内时,AGV应能实现可控的额定速度行驶。路面坡度的最大允许值需小于0.05(含0.05),对AGV需精确定位的停车点,必须小于0.01(含0.01)。根据选择的车型不同,AGV可以在5%以下的凹凸路面行驶。但是,在接近凹凸地点时的路径坡度不得大于1.5%,同时过渡距离不得短于车身。

  2 接缝

  由于建筑设计要求或施工方式影响,AGV行驶路面可能存在变形缝、伸缩缝、沉降缝、抗震缝及分割缝,对于这些接缝有一定的设计要求:

  ■应尽力避免在AGV行驶路径上出现接缝,需要综合考虑具体的面层接缝的位置、尺寸以及AGV路径的规划。

  ■在无需特别处理的情况下,智能AGV最大可以通过35mm以下的接缝。

  ■对于宽度为35mm以上的接缝,可在缝内上部嵌填沥青油膏沫塑料条或嵌填水泥砂浆。

  ■对于宽度为50-450mm的接缝,可利用金属盖板进行处理。

  3 地面承重

  与叉车不同,AGV使用固定的行驶路径,而且AGV用实心硅橡胶类轮胎取代充气轮胎,所以AGV行驶路面必须满足一定的承重要求:

  ■地面单位面积的负荷需高于AGV水平投影面积内单位面积的负荷,需保持地面完好并不得承受破坏性损伤,AGV行走对地面产生的压力应能有效的传导给水泥承重层,复合地面较为适宜。地面抗压数据应考虑车轮的小面积压强所引起的负荷。

  ■如现场地面存在隐藏空洞,无论其尺寸大小都可能对AGV使用造成严重后果。而此类空洞一经发现,施工方需对AGV行走的全部区域的面层进行探伤,同时不合格的地面必须返工以至达标。

  4 地面摩擦系数

  对于类似橡胶轮胎而言,地面滑动磨擦系数应不小于0.5。基于刹车安全距离及搬运定位精度的需要,地面摩擦系数大小对此极为重要,无论是地面污浊、清扫或清洁剂都可能对此造成影响。

  5 地面电气特性

  为避免AGV车体累积静电(静电敏感环境下使用),对于AGV行驶路面的地表导电阻抗应保持在106到109(参照德国DIN 51953标准)。

  6 安全刹车与地面清洁

  刹车距离对AGV的安全至关重要,但这与不同地面材质及清洁程度密切相关。AGV日常行驶时,地面必须保持清洁干燥,任何地板接头、垃圾、液体、地板清洁剂、化合物都可能损害AGV的行走能力。

  7 地面材质

  AGV的行驶路面可选择硬质水泥地面或导电塑胶地面。

  8 地面构造

  AGV行驶路面原则上应采用混凝土结构,但如使用磁导航方式的传统AGV必须明确最上端的钢筋与地面的距离应大于30mm;智能AGV磁导航传感器经过底层数据信号优化,钢筋与地面磁条的距离应大于10mm即可。

  2.2.6 工程实施要点

  对环境的一般要求

  温度:-10℃~40℃。

  相对湿度:50%~90%。

  具备合适的充电电源要求。

 2.3 分拣设备

  分拣设备的作业过程可以简单描述如下:物流中心每天接收成百上千家供应商或货主通过各种运输工具送来的成千上万种商品,在最短的时间内将这些商品卸下并按商品品种、货主、储位或发送地点进行快速准确地分类,将这些商品运送到指定地点(如指定的货架、加工区域、出货站台等),同时,当供应商或货主通知物流中心按配送指示发货时,自动分拣系统在最短的时间内从庞大的高层货存架存储系统中准确找到要出库的商品所在位置,并按所需数量出库,将从不同储位上取出的不同数量的商品按配送地点的不同运送到不同的理货区域或配送站台集中,以便装车配送。

  2.3.1 特点

  1、能连续、大批量地分拣货物。由于采用大生产中使用的流水线自动作业方式,自动分拣系统不受气候、时间、人的体力等的,可以连续运行,同时由于自动分拣系统单位时间分拣件数多,因此自动分拣系统的分拣能力是连续运行100个小时以上,每小时可分拣7000件包装商品,如用人工则每小时只能分拣150件左右,同时分拣人员也不能在这种劳动强度下连续工作8小时。

  2、分拣误差率极低。自动分拣系统的分拣误差率大小主要取决于所输入分拣信息的准确性大小,这又取决于分拣信息的输入机制,如果采用人工键盘或语音识别方式输入,则误差率在3%以上,如采用条形码扫描输入,除非条形码的印刷本身有差错,否则不会出错。因此,目前自动分拣系统主要采用激光扫描条形码输入技术来进行分拣信息输入。激光扫描条码输入的精度非常高,除非条码的印刷有误或条码受到污损,否则是不会出错的。据美国一项调查,采用激光扫面条码输入126.6万项信息,仅错4项,差错率仅为0.003%,扫描速度较高,与输送带的传送速度相当,最大可达每小时7500件。

  3、分拣作业基本实现无人化。国外建立自动分拣系统的目的之一就是为了减少人员的使用,减轻工员的劳动强度,提高人员的使用效率,因此自动分拣系统能最大限度地减少人员的使用,基本做到无人化。

  分拣作业本身并不需要使用人员,人员的使用仅局限于以下工作:

  ■送货车辆抵达自动分拣线的进货端时,由人工接货。

  ■由人工控制分拣系统的运行。

  ■分拣线末端由人工将分拣出来的货物进行集载、装车。

  ■自动分拣系统的经营、管理与维护。

  2.3.2 作用

  我国分拣设备最早、用量最大、使用种类较多的行业非邮政行业莫属。各种分拣机已经有百余台。其中,推式悬挂分拣机主要用来处理邮袋的路向分拣。使用OBR条形码识别技术的交叉带式高速分拣机及小车翻盘式分拣机主要用来处理邮政中普通包裹及印刷品类物品的分拣;使用OCR文字识别技术的信函分拣机主要处理标准的信件;使用OBR技术以及OCR技术的扁平件分拣机主要是处理速递公文类邮件。

  在图书出版发行行业和医药行业,主要应用的是交叉带、滑靴式分拣机等对物品进行分拣传输。在智能化仓储物流系统中,也需要用到挡板式和滚筒式分拣设备对条烟、整箱烟、药品、货物、物料等,按用户、地名、品名进行自动分拣、装箱、封箱的连续作业。机械输送设备根据输送物品的形态、体积、重量而设计定制。分拣输送机是工厂自动化立体仓库及物流配送中心对物流进行分类、整理的关键设备之一,通过应用分拣系统可实现物流中心准确、快捷的工作。随着国民经济的持续增长,现代物流的理念强调流动而不是存储。随着规模经营的进一步扩大,使用分拣传输的需求量也会越来越大。

  2.3.3 工作流程

  自动分拣机系统的工作流程大致可分为合流、分拣识别、分拣分流和分运四个分段。

  

  1.合流

  商品通过多条输送线进入分拣系统,经过合流逐步将各条输送线上输入的商品合并于一条合流输送机上。有时需将商品在输送机上的方位进行调整,以适应分拣识别和分拣的要求。合流输送机具有自动停止和启动的功能。如果前端分拣识别装置偶然发生事故,或商品和商品连结在一起,或输送机上商品已经满载时,汇集输送机就会自动停止,等恢复正常后再自行启动,所以它也起缓冲作用。

  高速分拣要求分拣输送机高速运行,在到达商品在进入分拣识别装置之前,有一个使商品逐渐加速到分拣机输送机的速度,同时商品之间保持一定间距,有利于保证分拣精度。当前的微型计算机和程序控制器已能将间距减小到只有几英寸。

  2.分拣识别

  商品接受激光扫面器对其条形码标签扫描、计算机录入、无线射频识别、声音形状识别等方式,将商品分拣信息输入计算机。

  3.分拣分流

  商品离开分拣识别装置后在分拣输送机上移动时,根据不同商品分拣信号所确定的移动时间,使商品行走到指定的分拣道口,由该出的分拣机构按照上述的移动时间自行启动,将商品排离主输送机进入分流滑道排出。

  4.分运

  分拣出的商品离开主输送机,在经过滑道到达分拣系统的终端。分运所经过的滑道一般是无动力的。

  2.3.4 分类

  1、交叉带分拣机

  交叉带分拣机有很多种型式,通常比较普遍的为一车双带式,即一个小车上面有两段垂直的皮带,既可以每段皮带上搬送一个包裹也可以两段皮带合起来搬送一个包裹。

  在两段皮带合起来搬送一个包裹的情况下,可以通过在分拣机两段皮带方向的预动作,使包裹的方向与分拣方向相一致以减少格口的间距要求。

  

  交叉带分拣机的优点就是噪音低、可分拣货物的范围广,通过双边供包及格口优化可以实现单台最大能力约2万件每小时。但缺点也是比较明显的,即造价比较昂贵、维护费用高。它具有以下优点:

  (1)适宜于分拣各类小件商品,如食品、化妆品、衣物等。

  (2)分拣出口多,可左右两侧分拣。

  (3)分拣能力,一般达6000~7700个/时。

  2、翻盘式分拣机

  翻盘式分拣机是通过托盘倾翻的方式将包裹分拣出去的,该分拣机在快递行业也有应用,但更加多的是应用在机场行李分拣领域。最大能力可以达到1万2千件每小时。标准翻盘式分拣机由木托盘、倾翻装置、底部框架组成,倾翻分为机械倾翻及电动倾翻两种。

  

  3、滑块式分拣机

  滑块式分拣机如图所示,它也是一种特殊形式的条板输送机。输送机的表面用金属条板或管子构成,如竹席状,而在每个条板或管子上有一枚用硬质材料制成的导向滑块,能沿条板作横向滑动。

  

  平时滑块停止在输送机的侧边,滑块的下部有销子与条板下导向杆联结,通过计算机控制,当被分拣的货物到达指定道口时,控制器使导向滑块有序地自动向输送机的对面一侧滑动,把货物推人分拣道口,从而商品就被引出主输送机。这种方式是将商品侧向逐渐推出,并不冲击商品,故商品不容易损伤,它对分拣商品的形状和大小适用范围较广,是目前国外一种最新型的高速分拣机。

  滑块式分拣机也是在快递行业应用非常多的一种分拣机。滑块式分拣机是一种非常可靠的分拣机,故障率非常低,在大的配送中心,就使用了大量的滑块式分拣机来完成预分拣及最终分拣。滑块式分拣机可以多台交叉重叠起来使用,以满足单一滑块式分拣机无法达到能力要求的目的。

  它具有以下优点:

  (1)对物品的适应性强。只要物品质量在30kg一下,不管物品大小、形状、袋状物、长型物,甚至小型物品、信封等薄物品都可准确分类;

  (2)分拣时轻柔、准确,不损伤分类物品;

  (3)可向左、右两侧分拣,占地空间小;

  (4)分拣时所需商品间隙小,分拣能力高,噪声低。在搬运速度为100m/min、物品长度为150mm、搬运物品间隔为600mm的条件下,效率可达到8000件/h、当搬运速度为100m/min时,噪声值大约为70dB;

  (5)优良的力学性能,清洁搬运,耐用性好。在搬运机构内部设计有滑块机构,滑块和搬运物之间有间隙。这样即使机构上粘有异物也能平稳作业。此外,设计有安全监测装置,可以检查出链条松紧程度和滑块脱轨问题。滑块材料是特殊树脂,滑轨材料是耐酸铝。

  4、挡板式分拣机

  挡板式分拣机是利用一个挡板(挡杆)挡住在输送机上向前移动的商品,将商品引导到一侧的滑道排出。挡板的另一种形式是挡板一端作为支点,可作旋转。挡板动作时,像一堵墙似地挡住商品向前移动,利用输送机对商品的摩擦力推动,使商品沿着挡板表面而移动,从主输送机上排出至滑道。平时挡板处于主输送机一侧,可让商品继续前移;如挡板作横向移动或旋转,则商品就排向滑道。

  

  图 挡板式分拣机

  挡板一般是安装在输送机的两侧,和输送机上平面不相接触,即使在操作时也只接触商品而不触及输送机的输送表面,因此它对大多数形式的输送机都适用。就挡板本身而言,也有不同形式,如有直线型、曲线型,也有的在挡板工作面上装有滚筒或光滑的塑料材料,以减少摩擦阻力。

  5、胶带浮出式分拣机

  这种分拣结构用于辊筒式主输送机上,将有动力驱动的两条或多条胶带或单个链条横向安装在主输送辊筒之间的下方。当分拣机结构接受指令启动寸,胶带或链条向上提升,接触商品底回把商品托起,并将其向主输送饥一侧移出。

  

  6、辊筒浮出式分拣机

  这种分拣机构用于辊筒式或链条式的主输送机上,将一个或数十有动力的斜向辊简安装在主输送机表面下方,分拣机构启动时,斜向辊筒向上浮起,接触商品底部,将商品斜向移出主输送机-这种上浮式分拣机,有一种是采用一排能向左或右旋转的辊筒,以气缸提升,可将商品向左或向右排出。它具有以下优点:

  

  (1)对商品冲击力小,分拣轻柔;

  (2)分拣快速准确;

  (3)适应各类商品,只要是硬纸箱、塑料箱等平底面商品;

  (4)分拣出口数量多。

  7、条板倾斜式分拣机

  这是一种特殊型的条板输送机,商品装载在输送机的条板上,当商品行走到需要分拣的位置时,条板的一端自动升起,使条板倾斜,从而将商品移离主输送机.商品占用的条板数足随不同商品的长度而定,经占用的条板数如同一个单元,同时倾斜,因此,这种分拣机对商品的长度在一定范围内不受。

  

  8、落袋式分拣机

  分拣能力达到5000-30000件/小时

  适用服装、书籍、邮政、医药行业

  0.5-10kg/托

  适用于很难处理的产品(形状不固定、圆的、无包装、软产品)

  

  2.4 电子信息设备

  2.4.1 电子标签辅助拣货系统

  电子标签辅助拣货系统是通过一组安装在货架储位上的电子标签座位拣货指示装置,引导拣货人员或者堆垛机正确、快速地完成拣货作业的一种人机交互系统。

  

  优点有:

  (1)提高拣货速度及效率,降低误拣错误率。减少拣货人员思考及判断的时间,降低拣错率并节省拣货人员寻找货物存放位置所花的时间和品种核对的时间。

  (2)提升出货配送物流效率。电子标签系统可以实现快速拣选,极大提高了拣选的速度。降低了因发货不准确造成的退货、投诉和财产损失,提高了企业的信誉度。

  (3)降低作业成本。除了拣货效率提高之外,因拣货作业所需熟练度降低,操作简便。人员无需特别培训即可上岗工作。降低了分拣的劳动强度,提高工作效率。

  类型:

  1.摘果式电子标签拣货系统

  ■摘果式电子标签间或系统是在拣货操作区中的所有货架上,为每一种货物安装一个电子标签,控制计算机以订单为单位进行拣货信息处理,根据订单所需货物的位置发出拣货指示,并使货架上的电子标签指示灯亮起,拣货作业人员根据电子标签所显示的数量及时、准确地完成以“件”或“箱”为单位的商品拣货作业。

  ■一般应用于一次只为一个用户配货,配送订单多,货品储位不经常移动的情况。优点有:作业方法单纯,前置准备时间短,倒入容易且弹性大,作业员责任明确,派工容易、公平,拣货后不用再进行分类作业,适用于大量订单的处理。缺点有:商品品相多时,拣货行走路径加长,捡取效率降低;少量多次捡取时,造成拣货路径重复费事,效率降低。

  2.播种式电子标签拣货系统

  ■播种式电子标签拣货系统是利用电子标签实现播种式拣货出库的一种辅助拣货系统。在这种系统中,每一储位代表一个客户,在每一个储位上都设置电子标签。拣货作业人员先通过条码扫描器把将要分拣的货物信息输入系统中,需要该货品的客户相应的分货位置所在的电子标签就会亮灯并发出蜂鸣声,同时显示出该位置所需要货品的数量;拣货作业人员根据这些信息快速地将货物分放在相应的客户分货位置。

  ■一般应用于商品种类少或是商品的相似性大、商品储位经常移动的情况下使用。优点有:适合订单数量庞大而商品品相少的系统,可以缩短捡取时行走搬运的距离,货物量越少,配送次数越多,就越有效。缺点有:对订单的到来无法做即刻的反应,必须等订单累积到一定数量时才做一次处理,因此会有停滞的时间产生。只有根据订单到达的状况做等候分析,确定出适当的批量大小,才能将停滞时间减到最低。

  2.4.2 条码及自动识别技术

  条码是将线条与空白按照一定的编码规则组合起来的符号,用以代表一定的字母、数字等资料。在进行辨识的时候,是用条码阅读机(即条码扫描器又叫条码扫描或条码阅读器)扫描,得到一组反射光信号,此信号经光电转换後变为一组与线条、空白相对应的电子讯号,经解码后还原为相应的文数字,再传入电脑。

  

  优点:

  ■输入速度快:与键盘输入相比,条形码输入的速度是键盘输入的5倍,并且能实现"即时数据输入"。

  ■可靠性高:键盘输入数据出错率为三百分之一,利用光学字符识别技术出错率为万分之一,而采用条形码技术误码率低于百万分之一。

  ■采集信息量大:利用传统的一维条形码一次可采集几十位字符的信息,二维条形码更可以携带数千个字符的信息,并有一定的自动纠错能力。

  ■灵活实用:条形码标识既可以作为一种识别手段单独使用,也可以和有关识别设备组成一个系统实现自动化识别,还可以和其他控制设备联接起来实现自动化管理。

  ■条形码标签易于制作,对设备和材料没有特殊要求,识别设备操作容易,不需要特殊培训,且设备也相对便宜。

  识别技术:

  扫码

  读码器

  相机拍照技术

  

  2.4.3 RFID技术

  射频识别(RFID)是 Radio Frequency Identification 的缩写

  无线射频识别即射频识别技术(Radio Frequency Identification,RFID),是自动识别技术的一种,通过无线射频方式进行非接触双向数据通信,利用无线射频方式对记录媒体(电子标签或射频卡)进行读写,从而达到识别目标和数据交换的目的,其被认为是21世纪最具发展潜力的信息技术之一。

  

  优点:

  ■射频识别在实时更新资料、存储信息量、使用寿命、工作效率、安全性等方面都具有优势

  ■射频识别能够在减少人力物力财力的前提下,更便利的更新现有的资料,使工作更加便捷

  ■射频识别技术依据电脑等对信息进行存储,最大可达数兆字节,可存储信息量大,保证工作的顺利进行

  ■射频识别技术的使用寿命长,只要工作人员在使用时注意保护,它就可以进行重复使用

  ■射频识别技术改变了从前对信息处理的不便捷,实现了多目标同时被识别,大大提高了工作效率

  缺点:

  ■技术成熟度不够。RFID技术出现时间较短,在技术上还不是非常成熟。由于超高频RFID电子标签具有反向反射性特点,使得其在金属、液体等商品中应用比较困难。

  ■成本高。RFID电子标签相对于普通条码标签价格较高,为普通条码标签的几十倍,如果使用量大的话,就会造成成本太高,在很大程度上降低了市场使用RFID技术的积极性。

  ■安全性有待提升。RFID技术面临的安全性问题主要表现为RFID电子标签信息被非法读取和恶意篡改。

  ■技术标准不统一

  在物流行业的应用

  物流仓储是RFID最有潜力的应用领域之一,UPS、DHL、Fedex等国际物流巨头都在积极实验RFID技术,以期在将来大规模应用于提升其物流能力。可应用的过程包括:物流过程中的货物追踪、信息自动采集、仓储管理应用、港口应用、邮政包裹、快递等。

3.3.6 货架: 

  用于存储货物的钢结构。主要有焊接式货架和组合式货架两种基本形式。

  自动立体仓库货架可分为横梁式自动库货架、牛腿式自动库货架、穿梭式自动库货架,是自动化立体仓库实现货物存储的基础。此类货架存储货物载体一般有托盘(钢托盘、塑料托盘)或货箱,托盘制造精度、整体刚度等关键指标要求相对较高。特别适合大批量、多品种、整箱整盘货物存储。

  

  自动立体仓库货架的制造精度、安装精度要求相对较高,对设备、制造工艺要求严格,生产企业一般采用高精度全进口全自动连冲连轧货架立柱冷弯成型生产线,采用有限元仿真分析,结合货架施工经验,完成货架的生产制造。

  

  3.3.7 输送系统:

  输送机系统:立体库的主要外围设备,负责将货物运送到堆垛机或从堆垛机将货物移走。输送机种类非常多,常见的有辊道输送机,链条输送机,升降台,分配车,提升机,皮带机等。

  

  

  3.3.8 信息化系统:

  即WMS系统。是全自动化立体库系统的核心。

  WMS(Warehouse Management System):仓储管理系统;

  

  3.3.9 自动化立体库的设计:

  ①收集、研究用户的原始资料,明确用户所要达到的目标,这些原始资料包括:

  ■明确自动化立体仓库与上游、下游衔接的工艺过程;

  ■物流要求:上游进入仓库的最大入库量、向下游转运的最大出库量以及所要求的库容量;

  ■物料的规格参数:物料的品种数、物料包装形式、外包装尺寸、重量、保存方式及其它物料的其它特性;

  ■立体仓库的现场条件及环境要求;

  ■用户对仓库管理系统的功能要求;

  ■其它相关的资料及特殊要求。

  ② 确定自动化立体仓库的主要形式及相关参数

  所有原始资料收集完毕后,可根据这些第一手资料计算出设计时所需的相关参数,包括:①对整个库区的出入库总量要求,亦即仓库的流量要求:②货物单元的外形尺寸及其重量;⑤仓库储存区(货架区)的仓位数量:④结合上述三点确定储存区(货架厂)货架的排数、列数及巷道数目其它相关技术参数。

  ③ 合理布置自动化立体仓库的总体布局及物流图

  一般来说,自动化立体仓库包括:入库暂存区、检验区、码垛区、储存区、出库暂存区、托盘暂存区、不合格品暂存区及杂物区等。规划时,立体仓库内不一定要把上述的每一个区都规划进去,可根据用户的工艺特点及要求来合理划分各区域和增减区域。同时,还要合理考虑物料的流程,使物料的流动畅通无阻,这将直接影响到自动化立体仓库的能力和效率。

  四、选择机械设备类型及相关参数

  3.3.10 案例:

  

  建设目的:

  1.提高空间利用率

  2.加快货物存取,减轻劳动强度,提高生产效率

  3.提高企业生产管理水平

  (1)数据分析

  多层立库物流中心承担两大功能:存储及分拣发货;

  多层立库物流中心实行整体规划,分期实施;

  存储单元按12000货位的目标来规划,核定货物的存储周期规划为15天;

  直发的货物由工厂直接发运,海外、国内代存仓放在本物流中心。

发出总托数4000托
日发出高峰托数800托
日发出平均托数400托
外销托数占比50%
内销托数占比50%
每托平均箱数60
外销整托率(整托/总托)25%
外销拼托时货物种类2
内销整托率(整托/总托)25%
内销拼托时货物种类3
成品车辆码头数量需求5个
平均库存周期25天
平均入库效率30托盘/小时
平均出库效率30托盘/小时
最大入库值60托盘/小时
最大出库值70托盘/小时
日处理订单数目300单/日
日工作小时11
  (2)方案设计

  

  (3)物流动线设计

  

  

  

  

  

  入库:

  ■叉车将货物通过月台送达入库口,自动检测货物尺寸、重量,符合要求方可进入立库进行存储。

  ■输送线自动扫托盘条码,根据系统分配,将货物运送到货架存储区相应巷道,最后通过堆垛机自动把货物存放在指定立库货架上。

  

  拣选:

  ■拣选按系统指令自动将需拣选的母盘出库至U型拣选台,人工拣选货物至子盘;

  ■该母盘在该拣选工位使用完毕,自动流转到下一个需要其的拣选工位;

  ■若下一个拣选工位无位置,自动在环形输送线上流转等待;

  ■拣选完毕的母盘自动回库存储;

  ■子盘拣选完成,进行包装后暂存二楼,等待从提升机下楼出库。

  

  出库:

  一楼:整托出库。

  二楼:拣选出库。

  

  (4)设备选择

  

  一期

设备需求

(均值的1.3倍)

能力设备负荷率
堆垛机161托/小时 

(MAX入效率)

200托/小时

(复合效率)

80.5%
环形输送线(一层)入:31托/小时

出:13.5托/小时

360托/小时满足
入库口(一层)31托/小时120托/小时满足
出库口(一层)13.5托/小时60托/小时满足
环形输送线(二层)入:130托/小时

出:126托/小时

360托/小时满足
拣拼口(二层)21托/小时28托/小时75%
  二期:二期的捡拼口要求优化作业方式,由一期的同时捡拼1个托盘变成3-4个托盘,降低对超负荷设备的需求。

设备需求

(均值的1.3倍)

能力设备负荷率
堆垛机322托/小时 

(MAX入效率)

400托/小时

(复合效率)

80.5%
环形输送线(一层)入:62托/小时

出:27托/小时

360托/小时满足
入库口(一层)62托/小时120托/小时满足
出库口(一层)27托/小时60托/小时满足
环形输送线(二层)入:260托/小时

出:252托/小时

360托/小时142%
拣拼口(二层)42托/小时42托/小时100%
  (5)投资分析及比较

设备名称技术要求概算价格(万元)
立库货架2536个1t货位,4358个500kg货位,21.975m高,含天地轨 
堆垛机系统堆垛机高度:21975mm

载货单元重量:1000kg/500kg

行走速度:160m/min(变频调速)

提升速度:30m/min(变频调速)

货叉速度:30m/min(变频调速)

变频器:西门子/施耐德/丹弗斯。光电开关及行程开关:劳易测或倍加福;激光测距/光通讯:劳易测;SEW电机

 
一层环形出入库系统2入2出 
二层环形出入库系统4个U型分拣口 
包装设备2套输送、裹膜、捆扎机 
提升设备提升高度7m,速度40m/min,1200mm(W)X1100mm(L)X1700mm(H) 
装卸设备登车桥 
辅助设备钢平台、供电柜、备品备件、电缆、线缆、桥架、标识、安全护栏、参观钢走道、手持系统 
控制系统WCS,含软硬件 
管理系统WMS,含软硬件 
运费、安调、税费  
共计 xxx
  

 平库区立库区备注
建筑面积16950m2

4680m2

约3.6倍
搬运设备数量80堆垛机/叉车

不考虑外围搬运

人员数量242 
自动化程度 
差错率 
补贴 
土建造价2288万842万差额1446万
其他还需增加普通货架、货梯、叉车、人员投资等 
  3.4 其他

  3.4.1 AGV平层密集仓

  ■适用拣选多的场所

  ■适用多层厂房

  ■布置灵活、投资见效快

  

  3.4.2 穿梭车自动化库

  ■穿梭车式仓储系统,原则上一个巷道只能放置一种货物(SKU),特殊应用时(两端存取,先进后出)一个巷道可放置两种货物,所以,这种系统比较适合单品种数量较大的商品。

  穿梭车是一种智能机器人,可以编程实现取货、运送、放置等任务,并可与上位机或WMS系统进行通讯,结合RFID、条码等识别技术,实现自动化识别、存取等功能。

  

  ■穿梭车式仓储系统,将传统货架加上高精度导轨,可以让穿梭车在上面平稳运行,导轨同时承担货物输送和货物存储功能,从而极大提高仓储空间利用率。

  ■穿梭车式仓储系统由瑞典EAB公司发明,因为叉车不用驶入到货架内部存取货物,而是由穿梭车来完成,取消叉车通道所以能实现非常高的空间利用率。

  ■穿梭车式仓储系统,将传统货架加上高精度导轨,可以让穿梭车在上面平稳运行,导轨同时承担货物输送和货物存储功能,从而极大提高仓储空间利用率。

  拓展应用:

  1、子母车:母车在横向轨道上运行,并自动识别作业巷道,释放子车进行存取作业,一定程度上提高系统自动化程度。

  2、与堆垛机的配合:自动化立体仓库也可以应用穿梭车来提高仓储利用率,堆垛机自动识别穿梭车并分配作业巷道,由穿梭车在巷道内存取货物,再由堆垛机完成出入库作业,实现全自动出入库和系统管理。

  3、多向穿梭车:多向穿梭车可以在横向和纵向轨道上运行,货物的水平移动和存取只由一台穿梭车来完成,系统自动化程度大大提高。

第四节 信息化技术

  智能仓储物流中的信息化技术:

  仓库的整个管理过程,主要包括业务处理及设备控制两大部分,所以整个软件部分也分为WMS即处理仓库入出库的业务部分,WCS部分即根据WMS的业务指令控制仓库设备系统包括LED电子显示屏的控制,同时提供设备运行状态的实时监控。同时,WMS需要与ERP系统实时交换业务数据。

  ■整个仓库的软件运行模型如下图

  

  1)整个仓库软件部分包括:WMS、WCS、DMS、LEDCS等系统,其中WMS用来管理仓库业务,WCS用来根据WMS业务需求调度仓库自动化设备,DMS对仓库自动化设备的运行状态进行实时监控,LEDCS系统根据WMS业务需求控制LED显示屏显示信息。

  2)外部接口包括:与ERP接口,通过WEBSERVICE、中间库、XML文件等方式连接ERP,保证双方的性,而且达到准确安全地交换数据;与仓库自动化设备通过集成商设备数据传输中间件来连接,底层以TCP/IP 方式通信。

  3)内部接口:WMS与WCS、WCS与DMS通过内部接口JFC(java function call)通信。

  4.1 系统特点:

  ■多仓库支持

  ■多库区支持

  ■多货主支持

  ■系统架构灵活可扩展

  ■处理能力强大

  ■维护升级方便

  4.2 流程

  4.2.1 发货流程

  

  

  4.2.2 盘点流程

  

  

  4.3 功能

  

  4.3.1 基础设置

  1)客户资料

  客户资料可以预先增加,如果后面有需要,可以再新增。目前红蜻蜓WMS客户资料包括货主(各个生产厂)、收货人、承运人(运输商)

  2)产品

  产品是仓库的最基对象,一个产品有编码、名称、条码、货号、颜色、尺码、图片、体积、毛重、净重等基本属性,在实践中根据管理需要可以在增加属性。

  3)批次属性

  ■仓库中的产品常常被分组并被归并为批次(Lot)。一个批次即为对具有类似属性的产品进行分组的方式。所谓批次属性就是指同一产品的不同属性。为了方便管理,客户可以为每一个产品设定多个批次属性,例如生产日期,失效日期,产地等以满足不同的库存管理需求。批次属性是库存管理中最为重要的一个因素,客户对于出货的要求(例如先进先出)往往都是基于批次属性来管理的。

  ■在将产品收入仓库之际,必须确定批次属性,确定方法既可通过收货,亦可通过调整。通常,仓库中的产品必须按批次予以隔离。

  4)包装

  为了提高仓库的运作效率,产品一般会以标准的包装方式进行管理,最常见的包装方式包括托盘、箱、内箱和单件等。系统支持为不同的产品定义多级的包装层次,并允许在收货时根据产品的实际包装形态更改产品的包装代码。

  5)库位

  ■库位用于记录产品在仓库的摆放位置,库位的设置将直接影响操作的效率。库位具有路径、容量、类型、属性和使用等属性。路径将决定上架和拣货的顺序,而容量、属性、类型等属性将影响上架库位的指派。

  ■库内储位划分为托盘存储位和周转箱存储位

  6)区域/库区

  为了便于实现对于产品的分类管理,实现仓库管理的相对集中的原则,并实现有效的任务管理,用户可以根据需要将仓库中的库位划分为不同的区域。

  7)仓库管理

  支持多级仓库,目前只有一个仓库进行管理。

  8)码盘工位设置

  设置工位为托盘工位或码盘工位。

  9)ABC 分类

  库存中的产品一般具有不同的周转速率,根据平均周转天数可以对产品进行相应的 ABC 分类。

  10)系统代码

  用来管理业务中各类业务类别代码,包括ASN单据状态、类别、SO单据状态、类别、客户类型等等。

  11)条码管理

  用来生成条码、打印条码、查询已经生成的条码。

  12)序列号

  用来设置单据编号,包括编号前缀、编号长度、类别等。比如,采购订单前缀为 CGDD,编号为 CGDD0001。

  4.3.2 业务规则

  1)上架规则

  ■SKU、货主、包装都有自己的上架规则,一般需要支持

  ■根据 SKU 上架到指定区域/货位

  ■根据货主上架到指定区域/货位

  ■就近原则,先把靠近入库口的货位先放满

  ■产品相对集中原则

  2)分配规则

  ■SKU、货主、包装都有自己的分配规则,用来分配出货货位。

  ■根据 SKU 到指定区域/货位分配货位

  ■根据货主指定区域/货位分配货位

  ■指定批次出货

  ■指定批次属性出货用户可以设定产品按照某个批次属性或者是某几个批次属性的组合按照升序(FIFO)或者降序(LIFO)的顺序进行周转

  ■操作员指定分配货位

  3)周转规则

  SKU、货主、包装都有自己的周转规则,在分配库位时,需要考虑的有:

  ■先进先出

  ■先进后出

  ■优先清空储位

  4)拣选规则

  ■订单重组、合并、拆分,按产品类别分类拣选,末端按订单分类

  ■波次拣货,可以按订单、库区、储位、时间等生成波次

  ■支持按订单类别、商品类别、客户类别等拣货

  4.3.3 入库管理

  系统能够适应不同的收货步骤,从不同的来源接受订单信息,也可以自己创建订单。

  1)单证处理

  A.新建入库单

  手工输入信息或选择入库作业生成入库单据。因为有些生产型入库,刚开始没有单据,是先入库后统计作业生成入库单。

  B.关联生成入库单

  根据ERP系统传递过来的生产订单、调拨单生成入库单单据。一张生产订单、调拨单可以生成多张入库单单据,即可以多次收货。

  2)收货

  A.码盘

  根据产品进行分类码盘,系统根据产品类型与包装规则,生成码盘任务,指导码盘,分托盘码盘和周转箱码盘。

  B.标签打印

  生成物料标签,并提供标签打印。

  C.信息采集绑定

  通过 RF 扫描托盘或周转箱上的产品条码,并输入数量,然后扫描托盘条码,绑定托盘及产品关系。

  3)质量检验

  ■入库前质检如果产品不合格,则回退产品

  ■入库后质检根据ERP传递过来的质检信息,转换库存中的产品状态。

  4)上架

  产品码盘好后,则进行上架。WMS系统提供按照事先设定的规则自动指派库位的功能。自动库位指派有许多不同的原则,用户可以根据不同的产品设定不同的规则(策略)。

  A.货位分配

  ■根据设置的上架策略分配上架货位,典型分配原则:

  ■根据 SKU 上架到指定区域/货位

  ■根据货主上架到指定区域/货位

  ■优先上架到拣选区

  ■就近原则

  ■产品相对集中原则,相同产品尽量放在相同或相邻货位

  B.上架操作

  ■自动上架。分配货位后,由WCS调度输送机输送,堆垛机接货,完成货物上架操作。中间,由于原分配货位的巷道堆垛机或入库口输送机异常,会发生重分货位的动作。

  ■脱机上架。当设备有问题时,直接人工上架,然后通过系统做一个上架记录,完成上架过程,而不通过自动化设备。

  C.更新库存

  更新库存货位状态,增加库存内容。

  5)取消收货

  如果出现误收货,系统提供功能进行回退操作,但仅限于上架未完成之前。

  6)越库操作

  越库操作是将直接从入库月台拣选或移动到出库月台的处理过程,该过程省略了项目存放过程和补货过程。交叉转运可以提高库存周转率,从而减少对人员、设备和场地的需求,同时还可以降低库存储存成本。

  7)入库作业管理

  A.优先级设置设置作业的执行优先级。

  B.查看作业信息查看作业的详细信息。

  C.手动完成作业当入库作业在执行过程出行异常,人工上架后,需要手工完成作业,以便上账。

  D.作业手工作废执行过程中,终止作业的话,需要作废作业。

  8)入库查询管理

  查询入库单据、入库作业、收货记录等信息

  9)入库作业上传

  A.自动上传根据设置可以自动上传入库作业到ERP系统中。

  B.手动上传也可以手工选取入库作业上传到ERP系统中。

  

  4.3.4 库存管理

  作为仓库管理最核心的数据,库存余量是各项业务活动准确性的最直接的反映。系统所提供的多级库存记录模式,多角度地提供了从宏观到微观的全景式的库存信息。同时与库存相关的各种状态,诸如分配、拣取和冻结等,也都得到了全方位的反映。WMS系统支持如下多种方式或者方式的组合进行库存的查询,并能将查询结果输出的 Excel 文件进行报表编辑。

  1.库存余量

  作为仓库管理最核心的数据,库存余量是各项业务活动准确性的最直接的反映。系统所提供的多级库存记录模式,多角度地提供了从宏观到微观的全景式的库存信息。同时与库存相关的各种状态,诸如分配、拣取和冻结等,也都得到了全方位的反映。WMS系统支持如下多种方式或者方式的组合进行库存的查询,并能将查询结果输出的 Excel 文件进行报表编辑。

  2.库存交易

  为了加强库存的安全控制,并为管理层提供完整的仓库运作数据,并可在此基础上对于仓库运作进行更高层次的分析和统计。系统提供功能将仓库内发生的各项业务活动以日志的方式记录下来,构成库存的交易历史。

  3.库存移动

  出于仓库内部管理的需要,往往会对库内商品进行适当的移库操作,以提高仓库的空间利用率。有时对于损坏的、过期的商品也需要转移到特定的库位进行管理。系统提供的库存移动功能可以按照仓库内部实际的移库情况进行完整的记录。

  4.库存调整

  当系统记录的库存与实际库存发生偏差时,除库存准确性受到影响外,还将影响上架和出货等各个环节的操作。系统提供工具以对系统库存进行及时的调整。而且为了库存的安全,系统对库存调整功能进行了权限控制。

  5.库存冻结

  在仓库运作中,由于种种原因,例如货物损坏、特殊用途,可能需要对库存产品进行暂时的冻结(Hold),冻结后的商品不能出货。冻结一般需要记录冻结的原因、时间、产品、库位、批次等信息。

  与冻结相对应的是商品的解冻(Release Hold),解冻对处于冻结的商品部分或者全部解冻,解冻后的商品将又回复到原始的状态。

  6.库存转移

  通过该功能,用户不但可以将货物在不同货主之间进行转移,还可以方便地改变产品的位置和数量,甚至产品属性。

  7.盘点

  支持初盘、复盘和终盘。盘点包括定期盘点、驱动盘点。当出现取货物货、放货时本来无货,却发现有货,产品损坏等则需要盘点。

  8.货位分析

  通过图形方式分析,对当前货位占用情况一目了然。

  

  9.库存限量报警

  根据库存产品最低和最高存储值设置,当库存产品低于最低值或高于最高值配置时,系统会报警提示。

  4.3.5 出库管理

  1.单证处理

  主要是对出库订单的相关处理

  A.订单合并

  选择多张订单进行合并,可以设置合并属性包括时间、客户、发货地点、货号、款式、尺寸、颜色等进行合并。合并后,可以不区分订单了,也可以还是分订单区分。

  B.订单分割

  可以把一张订单分割成多张订单,可以选择订单行进行分割。

  C.出货单生成

  a.新建出货单手工输入信息建立出货单。

  b.关联生成收出货单根据通讯ERP系统传递过来的销售单或调拨单成出货单。一张订单对应多张出货单,即可以多次发货。

  D.出货单查询

  根据客户、产品、时间等条件组合查询出货单。

  2.波次管理

  A.波次生成

  根据出货单的创建时间、供应商、客户、发货时间等属性创建波次。波次创建时,可以选择合并单据产品或不合并单据产品。如果合并单据产品,则为汇总分播方式,当铺货或订单量非常大时,可以采用这种方式,并可以提前拣选。如果不合并单据产品,则为摘果式,按单拣选。

  B.波次查询

  按波次创建时间、创建人等属性查询波次。

  3.订单分配

  a.预配处理

  订单预分配。用来保证订单产品数量,避免其它订单再次占用,校验订单的满足状况,以便采取相应的管理,并实现为客户预留库存的目的。在预配规则中,客户可以指定产品的预配次序和范围,系统将锁定相关产品。如果预配后,产品数量不够或低于安全库存,则自动产生补货任务。

  预约预分配。对于特殊门店可以进行提前预约预分配,保证这些客户的库存。

  b.货位分配

  分配是将波次产品指定到具体货位上,可以根据分配策略进行分配。目前有以下策略来满足产品分配:

  ■先进先出

  ■后进先出

  ■指定批次出货

  ■指定批次属性出货用户可以设定产品按照某个批次属性或者是某几个批次属性的组合按照升序(FIFO)或者降序(LIFO)的顺序进行周转

  ■指定货位查询库存货位产品后,指定货位的产品出库

  4.任务分派

  ■A.拣选单打印

  生成拣选单并打印

  ■B.任务指派

  随机指派拣选工位,即哪个工位空,则指派给那个工位。

  提前绑定拣选工位

  5.拣货

  ■A.获取拣货任务

  托盘或周转箱在输送机上运输时,扫描头扫描到托盘条码,则可以根据托盘条码获取拣货任务。

  ■B.托盘拣选提示

  点阵屏会提示本工位需要拣选的产品及数量。

  ■C.托盘拣选确认

  扫描拣选的产品条码,系统记录本工位拣选数量。

  ■D.周转箱拣选提示

  电子标签提示本工位需要拣选的产品数量,按提示数量拣选产品

  6.复核

  ■A.整托复核

  用 RF 扫描托盘条码,根据显示信息,核对实际产品数量,如果不符合要求,则移到暂存区去。

  ■B.周转箱复核

  用 RF 扫描周转箱条码,根据显示信息,核对实际产品数量,如果不符合要求,则移到暂存区去。

  ■C.复核确认

  只有完成复核确认的单据,才可以发货确认。

  7.出托盘操作

  A.自动出托盘WCS自动根据工位码盘完成后,启动从库存出托盘的任务

  B.手动出托盘人工通过系统启动从库存出托盘的任务

  8.出货确认

  A.按任务确认

  B.按订单出货确认

  C.按波次确认按波次(Wave)生成出库总单,然后一次确认。

  9.出库作业管理

  A.优先级设置设置作业的执行优先级。

  B.查看作业信息查看作业的详细信息。

  C.手动完成作业当出库作业在执行过程出行异常,人工取下货后,需要手工完成作业,以便下账。

  D.作业手工作废执行过程中,终止作业的话,需要作废作业。

  

  10.出库查询

  查询出库单据、出库作业、发货记录等信息,并提供打印功能

  

  11.发货追踪

  根据产品查询产品从入库到出库发货的所有记录,以便产品出现问题能及时跟踪到。

  12.出库作业上传

  A.自动上传根据设置可以自动上传出库作业到ERP系统中。

  B.手动上传也可以手工选取出库作业上传到ERP系统中。

  4.3.6 装载运输

  1)车辆管理

  用来维护车辆基本信息。

  2)月台管理

  用来维护月台基本信息。

  3)驾驶员管理

  用来维护驾驶员基本信息。

  4)运输费率设置

  运输费率:用来设置收费规则及类型。

  

  5)装车调度

  通过图形方式来完成装车,路线设置等功能。

  

  5)费用结算

  用来统计运输费用。

  

  4.3.7 绩效评价

  A.设备完好率

  B.设备利用率

  C.仓容利用率

  D.缺货率

  E.报表输出

  4.3.8 权限管理

  系统提供完善的、易配置的用户权限管理。系统使用组用户方式进行权限管理,操作范围类似的用户可以同属于一个组,每一用户又可拥有自己的不同于所属组的权限。用户的权限细分到功能一级,用户可分为系统管理员和一般用户。一般用户只可访问指定权限的功能,而系统管理员则可以访问全部的功能。

  4.3.9 数据归档

  ■数据归档实现活动的数据库的数据转移到归档数据库中,用户可以通过系统提供的权限设置和多WMS功能访问归档数据库,但是不能修改归档数据库的内容。

  ■数据归档功能有归档设置、归档和归档日志查询。系统提供了分类归档功能,将

  ■WMS数据分成设置、Inbound 数据、Outbound 数据、盘点、统计数据、帐单数据、运行日志等,用户可以进行选择性归档。

  4.4 接口

  4.4.1ERP接口:

  与ERP进行数据通信。

  采用 WEBSERICE、中间库、XML文件等方式。

  与ERP交换数据:基础数据(产品、客户、仓库);业务数据(ERP提供:采购单、调拨单、销售订单;WMS提供:入库数据、出库数据)

  

  4.4.2 设备接口:

  RF 设备接口

  在 RF 上运行的 RF 作业管理系统,其实就是在 RF 设备上运行WMS的一个子系统,不需要另外配备 RF 服务器和其他后台软件,它与WMS共用相同的数据,达到数据共享。

  

  RF 作业管理系统的收货、盘点、移库、复核等操作,实时与WMS系统进行交互的,其实也是WMS的一个子系统在做业务操作而已。

  4.4.3 自动化设备接口:

  包括输送机、堆垛机、电子标签、码盘机、点阵屏

  自动化设备有WCS系统控制,WMS系统与WCS有数据交换接口,主要包括收货指令、发货指令、异常信息等。

  如果采购WCS系统,则WMS通过功能调用方式(JFC)来通信,通信速度非常快,就像同一系统内部一样。当然也可以采用中间表、webservice等方式进行通信。下载本文

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