自動化立體倉庫畢業(yè)論文

自動化立體倉庫在我國的應用和發(fā)展研究 ——以蒙牛集團為例緒論自動化立體倉庫也稱自動存取系統(tǒng)， 它是一種用高層立體貨架（托盤系統(tǒng)）存儲物資，用自動控制堆垛機進行存取作業(yè)， 用計算機控制管理的倉庫。 自動化立體倉庫除了具有傳統(tǒng)倉庫的基本功能外， 還具有分揀、理貨的功能，以及在不直接進行人工處理的情況下，自動存儲和取出物料的功能。1.1 國外研究背景立體倉庫的產生和發(fā)展是第二次世界大戰(zhàn)之后生產和技術發(fā)展的結果。 50年代初，美國出現(xiàn)了采用橋式堆垛起重機的立體倉庫； 50年代末60年代初出現(xiàn)了司機操作的巷道式堆垛起重機立體倉庫； 1963年美國率先在高架倉庫中采用計算機控制技術，建立了第一座計算機控制的立體倉庫。 此后，自動化立體倉庫在美國和歐洲得到迅速發(fā)展，并形成了專門的學科。 60年代中期，日本開始興建立體倉庫，并且發(fā)展速度越來越快，成為當今世界上擁有自動化立體倉庫最多的國家之一。1.2 我國自動化立體倉庫技術的市場應用現(xiàn)狀和企業(yè)概況1.2.1 按行業(yè)劃分的市場保有量分析我國自動化立體倉庫技術的市場應用經歷了漫長的過程。 目前已經幾乎覆蓋了國民經濟的各個方面。下面對市場應用作簡單描述 。表1我國自動化立體倉庫的應用情況表序號行業(yè)總體應用情況2010年應用情況1煙草最成熟的應用領域，占全部市場應用約為17%煙草工業(yè)自1995年開始在昆明卷煙廠開始應2010年有紅塔、龍巖、安徽、許昌、貴州用，目前已經完成約100套系統(tǒng)。等多個項目開工建設煙草商業(yè)開始于2000年前后，目前已經完成約2010年有陜西、福建、河北、江蘇、安徽130套系統(tǒng)等多個項目啟動2醫(yī)藥最成熟的應用領域，占市場總量13%醫(yī)藥工業(yè)最早開始于1993年羊城藥業(yè)，目前市山東華魯制藥、哈爾濱三聯(lián)制藥等多個項場完成超過100套目啟動醫(yī)藥商業(yè)最早開始于2003年中國醫(yī)藥集團，目國藥、石藥、陜西、遼寧、山東、浙江、前市場完成超過110套，每年新增超過湖南等約20個項目啟動20套系統(tǒng)。3軍隊自1990年開始，目前已經建設各類自2010年約20個項目完成十二五期間將有動化立體庫約65套更大發(fā)展1自動化立體倉庫在我國的應用和發(fā)展研究 ——以蒙牛集團為例4機電、汽車最早應用的行業(yè)之一，自1980年開始，北汽福田、SEW傳動等多個項目啟動目前市場保有量超過100套5鐵路、最早開始于2000年，目前應用大約朔黃鐵路、上海軌道交通等多個項目啟動軌道交通35-40套煤炭、石油、最早應用的行業(yè)之一。目前市場保有量山東孚日集團、中石化、玖龍紙業(yè)等多個化工約55套項目啟動7乳品、冷凍2001年開始，目前市場保有約35套蒙牛、雙匯等多個項目啟動8零售、果蔬2003年開始，市場保有量約40套物美、農工商、?？吐　⒙?lián)華等多個項目9機場最早開始的項目，幾乎為進口技術，目上海、武漢、長沙、昆明等機場項目啟動前市場保有量約100套10圖書始于2003年，目前市場保有約22套中國出版集團、河北、江西、甘肅等啟動11服裝始于2006年，目前市場保有10-15套報喜鳥、李寧等多個項目啟動12教學開始于2002年，市場保有約120套天津交通、天津公共實訓等多個項目啟動數(shù)據(jù)來源：中國物流技術協(xié)會信息中心2010年調研報告注：以上數(shù)據(jù)根據(jù)各主要企業(yè)業(yè)績匯總而來，僅統(tǒng)計帶有自動化立體庫和自動輸送系統(tǒng)的項目。其他未統(tǒng)計行業(yè)包括金融、市政、防爆等類型物流系統(tǒng)，總保有量約 30-50套，未單獨列出。根據(jù)中國物流技術協(xié)會信息中心2010年的調研報告，中國目前已經建成的自動化物流系統(tǒng)中，煙草占 17%，醫(yī)藥占13%，汽車占10%，機械制造占8%，連鎖零售占 8%，食品飲料行業(yè)站 8%，機場占5%，軍隊占 5%，出版印刷占 4%，其他占 22%。在機場自動化物流系統(tǒng)中，分為倉儲系統(tǒng)和行李系統(tǒng)。其中行李系統(tǒng)主要為國外進口。1.2.2 2010年我國市場情況分析根據(jù)中國物流技術協(xié)會信息中心 2010年的調研報告，我國2010年自動化立體倉庫系統(tǒng)及相關產品的總市場約為 150億，分布如下：表2 自動化立體倉庫及相關產品市場情況表分類市場總額（億元）比重備注自動化立體庫44.729.96%含貨架及托盤輸送機系統(tǒng)AGV、穿梭車等13.749.21%含機場設備自動分揀系統(tǒng)20.4213.69%各種類型的分揀系統(tǒng)計算機系統(tǒng)22.615.15%含硬件及軟件（WMS系統(tǒng)）自動輸送機47.7432.00%主要是箱式輸送系統(tǒng)，含機場行李系統(tǒng)合計149.2100.00%數(shù)據(jù)來源：中國物流技術協(xié)會信息中心2010年調研報告2自動化立體倉庫在我國的應用和發(fā)展研究 ——以蒙牛集團為例注：上表在引用時去掉了非自動化倉儲系統(tǒng)部分的貨架及周邊設備；一般情形下，立體庫貨架占總投資的30-40%，個別達到 50%。1.3研究意義立體倉庫的特點在于以高層立體貨架為標志，以成套先進搬運設備為基礎，以先進的計算機控制技術為主要手段，高效率地利用倉儲空間，節(jié)約時間和人力進行各種作業(yè)，具有巨大地社會效益和經濟效益，因此被普遍應用于機器制造業(yè)、電器制造業(yè)、航空港、輕工和化工企業(yè)、商儲業(yè)、軍需部門等各行各業(yè)。其中自動化的立體倉庫更是具有廣闊市場前景。它集機械、電子、控制、計算機技術于一體，具有科技含量高，貨物存取效率高和自動化程度高等優(yōu)點， 在物流監(jiān)控技術、計算機應用技術、通信技術、貨位優(yōu)化管理等技術領域都有很好的應用。從制造工廠、商場、機場，到港口、軍需部地下室冷庫到都少不了立體倉庫的身影，特別是隨著人們生活水平的提高，我國的機動車數(shù)量日益猛增，傳統(tǒng)的停車場已經不能滿足人們的需求，于是人們將立體倉庫這一理念和技術應用于停車庫，很多城市都相繼出現(xiàn)了立體停車庫，使停車難的問題逐漸得以緩解，所以為了更好的合理利用資源、保證產需均衡、提高物流效率，我們對于自動化立體倉庫的研究迫在眉睫。3自動化立體倉庫在我國的應用和發(fā)展研究 ——以蒙牛集團為例自動化立體倉庫的組成及分類2.1 自動化立體倉庫的基本組成部分（1）高層貨架:用于存儲貨物的鋼結構。目前主要有焊接式貨架和組合式貨架兩種基本形式。（2）托盤(貨箱): 用于承載貨物的器具, 亦稱工位器具。（3）巷道堆垛機:用于自動存取貨物的設備。按結構形式分為單立柱和雙立柱兩種基本形式;按服務方式分為直道、彎道和轉移車三種基本形式。（4）輸送機系統(tǒng):自動化立體倉庫的主要外圍設備,負責將貨物運送到堆垛機或從堆垛機將貨物移走。輸送機種類非常多,常見的有軌道輸送機,鏈條輸送機,升降臺,分配車,提升機,皮帶機等。（5）AGV系統(tǒng):即自動導向小車。根據(jù)其導向方式分為感應式導向小車和激光導向小車。（6）自動控制系統(tǒng):即驅動自動化立體倉庫系統(tǒng)各種設備的自動控制系統(tǒng)。目前以采用現(xiàn)場總線方式的控制模式為主。（7）倉儲管理系統(tǒng):亦稱中央計算機管理系統(tǒng)，是自動化立體庫系統(tǒng)的核心，它主要由入庫操作、出庫操作、查詢操作、系統(tǒng)管理、系統(tǒng)幫助等模塊構成。目前典型的自動化立體倉庫系統(tǒng)均采用大型的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(如ORACLE,SYBASE等)構筑典型的客戶機/服務器體系,可以與其他系統(tǒng)(如ERP系統(tǒng)等)聯(lián)網或集成。倉儲管理系統(tǒng)(WarehouseManagementSystem，略作WMS)是一個實時的計算機軟件系統(tǒng)，它能夠按照運作的業(yè)務規(guī)則和運算法則(algorithms)對信息、資源、行為、存貨和分銷等運作進行更完美地管理，使其最大化滿足地有效產出和精確性要求。這里所稱的“倉儲”，包括生產和供應領域中各種類型的儲存?zhèn)}庫和配送中心。WMS按照常規(guī)和用戶自行確定的優(yōu)先原則，優(yōu)化倉庫的空間利用和全部倉儲作業(yè)。系統(tǒng)還將方便器材的出入庫管理，為生產效率的提高提供強有力的保證，使器材倉庫的管理更加正規(guī)化，減少庫存資金占用，提高器材利用率，降低庫存損耗，對產品的出庫、入庫、盤點、移位、客戶信息等進行管理。SQLServer2000（SQL是StructuredQuerylanguage的縮寫，意思為結構化查詢語言） 的主要功能就是同各種數(shù)據(jù)庫建立聯(lián)系，進行溝通。按照 ANSI(美國國家標準協(xié)言）SQL語句可以用來執(zhí)行各種各樣的操作，例如更新數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)、從數(shù)4自動化立體倉庫在我國的應用和發(fā)展研究 ——以蒙牛集團為例據(jù)庫中提取數(shù)據(jù)等。數(shù)據(jù)庫中Select、Insert、Update、Delete、Create，以及Drop在內的標準的SQL命令可以被用來完成幾乎所有的數(shù)據(jù)庫操作。（8）自動化立體倉庫的網絡結構： 自動化立體倉庫中的網絡一般分為兩部分： 一部分是有關管理機、各終端機、控制計算機以及與企業(yè)中其他計算機之同的聯(lián)網。這部分網絡目前都使用局域網方式進行聯(lián)網，采用TCP／IP協(xié)議，技術已很成熟；另一部分是計算機與底層PLC之間的通信。各PLC所采用的通信協(xié)議基本上都是生產廠家獨自專有的，并沒有廣泛使用的標準協(xié)議供使用用戶采用。在現(xiàn)場PC－PLC之間通信線路的設計中，對于PC－PLC之間距離較短的系統(tǒng)，常直接采用簡單易用的RS－232來進行點到點的連接，而對于PC－PLC之間有著較長距離的通信，一般均采用RS-485鏈路協(xié)議進行總線多站形式的連接。2.2 自動化立體倉庫的分類自動化立體倉庫是一個復雜的綜合自動化系統(tǒng)， 作為一種特定的倉庫形式，按照不同的分類方式劃分，有以下幾種分類方式：2.2.1 按照建筑物形式分類按建筑形式可分為整體式和分離式兩種。第一、整體式：是指貨架除了存儲貨物以外，還作為建筑物的支撐結構，構成建筑物的一部分，即庫房貨架一體化結構，一般整體式高度在 12米以上。這種倉庫結構重量輕，整體性好，抗震好。第二、分離式：分離式中存貨物的貨架在建筑物內部獨立存在。分離式高度在12米以下，但也有15米至20米的。適用于利用原有建筑物作庫房，或在廠房和倉庫內單建一個高貨架的場所。2.2.2 按照貨物存取形式分類按照貨物存取形式分為單元貨架式、移動貨架式和揀選貨架式。第一、單元貨架式：單元貨架式是常見的倉庫形式。貨物先放在托盤或集裝箱內，再裝入單元貨架的貨位上。第二、移動貨架式：移動貨架式由電動貨架組成，貨架可以在軌道上行走，由控制裝置控制貨架合攏和分離。 作業(yè)時貨架分開，在巷道中可進行作業(yè)；不作業(yè)時可將貨架合攏，只留一條作業(yè)巷道，從而提高空間的利用率。5自動化立體倉庫在我國的應用和發(fā)展研究 ——以蒙牛集團為例第三、揀選貨架式：揀選貨架式中分揀機構是其核心部分， 分為巷道內分揀和巷道外分揀兩種方式?！叭说截浨皰x”是揀選人員乘揀選式堆垛機到貨格前，從貨格中揀選所需數(shù)量的貨物出庫。 “貨到人處揀選”是將存有所需貨物的托盤或貨箱由堆垛機至揀選區(qū)，揀選人員按提貨單的要求揀出所需貨物，再將剩余的貨物送回原地。2.2.3 按照貨架構造形式分類可分為單元貨格式、貫通式、水平旋轉式和垂直旋轉式。第一、單元貨格式倉庫：類似單元貨架式，巷道占去了三分之一左右的面積。第二、貫通式：為了提高倉庫利用率，可以取消位于各排貨架之間的巷道，將個體貨架合并在一起，使每一層、同一列的貨物互相貫通，形成能一次存放多貨物單元的通道，而在另一端由出庫起重機取貨，成為貫通式倉庫。根據(jù)貨物單元在通道內的移動方式，貫通式倉庫又可分為重力式貨架倉庫和穿梭小車式貨架倉庫。重力式貨架倉庫每個存貨通道只能存放同一種貨物，所以它適用于貨物品種不太多而數(shù)量又相對較大的倉庫。第三、水平旋轉式倉庫的貨架：這類倉庫本身可以在水平面內沿環(huán)形路線來回運行。每組貨架由若干獨立的貨柜組成，用一臺鏈式傳送機將這些貨柜串連起來。每個貨柜下方有支撐滾輪，上部有導向滾輪。傳送機運轉時，貨柜便相應運動。需要提取某種貨物時，只需在操作臺上給予出庫指令。當裝有所需貨物的貨柜轉到出貨口時，貨架停止運轉。這種貨架對于小件物品的揀選作業(yè)十分合適。它簡便實用，充分利用空間，適用于作業(yè)頻率要求不太高的場合。第四、垂直旋轉貨架式倉庫：與水平旋轉貨架式倉庫相似，只是把水平面內的旋轉改為垂直面內的旋轉。這種貨架特別適用于存放長卷狀貨物，如地毯、地板革、膠片卷、電纜卷等。6自動化立體倉庫在我國的應用和發(fā)展研究 ——以蒙牛集團為例自動化立體倉庫的優(yōu)越性由于自動化立體倉庫的特殊結構，使其在與傳統(tǒng)的倉庫相比中具有以下優(yōu)點：3.1 提高空間利用率早期立體倉庫的構想,其基本出發(fā)點就是提高空間利用率,充分節(jié)約有限且寶貴的土地。在西方有些發(fā)達國家,提高空間利用率的觀點已有更廣泛深刻的含義,節(jié)約土地,已與節(jié)約能源、環(huán)境保護等更多的方面聯(lián)系起來。有些甚至把空間的利用率作為系統(tǒng)合理性和先進性考核的重要指標來對待。 自動化立體倉庫的空間利用率與其規(guī)劃緊密相連。一般來說 , 自動化立體倉庫其空間利用率為普通平庫的 2-5倍。3.2 便于形成先進的物流系統(tǒng) , 提高企業(yè)生產管理水平傳統(tǒng)倉庫只是貨物儲存的場所 , 保存貨物是其唯一的功能 , 是一種“靜態(tài)儲存”。自動化立體倉庫采用先進的自動化物料搬運設備 , 不僅能使貨物在倉庫內按需要自動存取, 而且可以與倉庫以外的生產環(huán)節(jié)進行有機的連接 , 并通過計算機管理系統(tǒng)和自動化物料搬運設備使倉庫成為企業(yè)生產物流中的一個重要環(huán)節(jié)。 企業(yè)外購件和自制生產件進入自動化倉庫儲存是整個生產的一個環(huán)節(jié) , 短時儲存是為了在指定的時間自動輸出到下一道工序進行生產 , 從而形成一個自動化的物流系統(tǒng) , 這是一種“動態(tài)儲存”, 也是當今自動化倉庫發(fā)展的一個明顯的技術趨勢。它有利于企業(yè)形成先進的物流系統(tǒng)，從而提高企業(yè)的整體管理水平。3.3 可以解決備品備件等零碎物料的復雜的特性備品備件物資供應部門管理著整個企業(yè)零零散散眾多各類零部件、備品備件物資。物品的體積大小不規(guī)則,重量不一甚至溫度、濕度倉儲環(huán)境要求不同造成了物資總體物理特性復雜多樣的現(xiàn)狀。解決這些不同物理特性物資合理存放與管理是自動化立體倉庫在備品備件物資管理工程應用的難點。高架庫系統(tǒng)是解決這一問題的最有效的手段之一。這是因為：以自動化立體庫為中心的工廠物流系統(tǒng)，解決了生產各環(huán)節(jié)的流通問題和供求矛盾，使原材料的供給和零部件的生產數(shù)量和生產所需的數(shù)量可以達到一個最佳值；計算機網絡系統(tǒng)的建立使原材料和零部件外購件的采購更及時和滿足實際需求；計算機管理系統(tǒng)的建立加強了宏觀調控功能，使生產中各環(huán)節(jié)生產量更能滿足實際需求；建立成品庫和半成品庫，以解決市場供需的暫時的不一致，充分發(fā)揮企業(yè)的生產潛力。在采用自動化倉庫后，7自動化立體倉庫在我國的應用和發(fā)展研究 ——以蒙牛集團為例庫存物資占用金額比過去明顯降低，節(jié)約了資金。3.4 可以提高倉儲自動化水平自動化立體倉庫作為現(xiàn)代化的物流設施，對提高倉儲自動化水平起著舉足輕重的作用，主要體現(xiàn)在四方面：第一、 自動化立體倉庫不僅含有對底層自動化設備的控制和管理，而且針對某一具體的自動化倉庫的基本數(shù)據(jù)進行管理的系統(tǒng)。降低了工人的勞動強度，提高了物流工作的效率。第二、 自動化立體倉庫管理與控制系統(tǒng)是比較獨立的一個子系統(tǒng)，可以實現(xiàn)對立體庫所有出入庫作業(yè)進行最佳分配及登錄控制，并對數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，以便對物流實現(xiàn)宏觀調控，最大限度地降底庫存量及資金的占用，加速資金周轉。第三、 自動化立體倉庫對一具體倉庫中的材料、貨位等基本信息進行管理，優(yōu)化了倉庫存儲的效率，管理材料的在庫情況并控制倉庫中的自動化設備，實現(xiàn)倉庫中材料的自動出入庫操作和存儲操作。第四、自動化立體倉庫可以有效的利用空間。分離式倉庫其高度受結構廠房的限制，一般不能過高。而自動化立體倉庫實現(xiàn)了庫架合一，能夠承受較大的風載，其高度較高，能夠有效合理地利用空間。8自動化立體倉庫在我國的應用和發(fā)展研究 ——以蒙牛集團為例案例：蒙牛自動化立體倉庫內蒙古蒙牛乳業(yè)泰安有限公司乳制品自動化立體倉庫， 是蒙牛乳業(yè)公司委托太原剛玉物流工程有限公司設計制造的第三座自動化立體倉庫。 該庫后端與泰安公司乳制品生產線相銜接，與出庫區(qū)相聯(lián)接，庫內主要存放成品純鮮奶和成品瓶酸奶。 庫區(qū)面積8323平方米，貨架最大高度21米，托盤尺寸1200×1000毫米，庫內貨位總數(shù)19632個。其中，常溫區(qū)貨位數(shù) 14964個；低溫區(qū)貨位 46687年。入庫能力 150盤/小時，出庫能力300盤/小時，出入庫采用聯(lián)機自動。4.1 蒙牛自動化立體倉庫的設置4.1.1 工藝流程及庫區(qū)布置根據(jù)用戶存儲溫度的不同要求，該庫劃分為常溫和低溫兩個區(qū)域。常溫區(qū)保存鮮奶成品，低溫區(qū)配置制冷設備，恒溫4℃，存儲瓶酸奶。按照生產——存儲——配送的工藝及奶制品的工藝要求，經方案模擬仿真優(yōu)化，最終確定庫區(qū)劃分為入庫區(qū)、儲存區(qū)、托盤（外調）回流區(qū)、出庫區(qū)、維修區(qū)和計算機管理控制室 6個區(qū)域。入庫區(qū)由66臺鏈式輸送機、3臺雙工位高速梭車組成。負責將生產線碼垛區(qū)完成的整盤貨物轉入各入庫口。雙工位穿梭車則負責生產線端輸送機輸出的貨物向各巷道入庫口的分配、轉動及空托盤回送。儲存區(qū)包括高層貨架和 17臺巷道堆垛機。高層貨架采用雙托盤貨位，完成貨物的存儲功能。巷道堆垛機則按照指令完成從入庫輸送機到目標的取貨、 搬運、存貨及從目標貨位到出貨輸送機的取貨、搬運、出貨任務。托盤（外調）回流區(qū)分別設在常溫儲存區(qū)和低溫儲存區(qū)內部，由 12臺出庫口輸送機、14臺入庫口輸送機、巷道堆垛機和貨架組成。分別完成空托盤回收、存儲、回送、外調貨物入庫、剩余產品，退庫產品入庫、回送等工作。出庫區(qū)設置在出庫口外端，分為貨物暫存區(qū)和裝車區(qū)，由 34臺出庫輸送機、叉車和運輸車輛組成。叉車司機通過電子看板、 RF終端掃描來完成裝車作業(yè)，發(fā)送反饋信息。維修區(qū)設在穿梭車軌道外一側， 在某臺空梭車更換配件或處理故障時， 其他穿梭車仍舊可以正常工作。計算機控制室設在二樓，用于出入庫登記、出入庫高度、管理和聯(lián)機控制。4.1.2 計算機管理與控制系統(tǒng)9自動化立體倉庫在我國的應用和發(fā)展研究 ——以蒙牛集團為例依據(jù)蒙牛乳業(yè)泰安自動化立體庫招標的具體需求，考慮企業(yè)長遠目標及業(yè)務發(fā)展需求，針對立體庫的業(yè)務實際和管理模式，為本項目定制開了一套適合用戶需求的倉儲物流管理系統(tǒng)。主要包括倉儲物流信息管理系統(tǒng)和倉儲物流控制與監(jiān)控系統(tǒng)兩部分。倉儲物流信息管理系統(tǒng)實現(xiàn)對上層戰(zhàn)略信息流、中層管理信息流的管理；自動化立體倉庫控制與監(jiān)控系統(tǒng)實現(xiàn)對下層信息流與物流作業(yè)的管理。第一倉儲物流信息管理系統(tǒng)（1）入庫管理。實現(xiàn)入庫信息采集、入庫信息維護、脫機入庫、條形碼管理、入庫交接班管理、入庫作業(yè)管理、入庫單查詢等。（2）出庫管理。實現(xiàn)出庫單據(jù)管理、出庫貨位分配、脫機出庫、發(fā)貨確認、出庫交接班管理、出庫作業(yè)管理。（3）庫存管理。對貨物、庫區(qū)、貨位等進行管理，實現(xiàn)倉庫調撥、倉庫盤點、存貨調價、庫存變動、托盤管理、在庫物品管理、庫存物流斷檔分析、積壓分析、質保期預警、庫存報表、可出庫報表等功能。（4）系統(tǒng)管理。實現(xiàn)對系統(tǒng)基礎資料的管理，主要包括系統(tǒng)初始設置，系統(tǒng)安全管理，基礎資料管理，物料管理模塊，業(yè)務資料等模塊。（5）配送管理。實現(xiàn)車輛管理、派車、裝車、運費結算等功能。（6）質量控制。實現(xiàn)出入庫物品、庫存物品的質量控制管理。包括抽檢管理、復檢管理、質量查詢、質量控制等。（7）批次管理。實現(xiàn)入庫批次數(shù)字化、庫存批次查詢、出庫發(fā)貨批次追蹤。（8）配送裝車輔助。通過電子看板、 RF終端提示來指導叉車進行物流作業(yè)。（9）RF信息管理系統(tǒng)。通過RF實現(xiàn)入庫信息采集、出庫發(fā)貨數(shù)據(jù)采集、盤點數(shù)據(jù)采集等。第二 倉儲物流控制監(jiān)控系統(tǒng)自動化立體倉庫控制與監(jiān)控系統(tǒng)是實現(xiàn)倉儲作業(yè)自動化、智能化的核心系統(tǒng)，它負責管理倉儲物流信息系統(tǒng)的作業(yè)隊列，并把作業(yè)隊列解析為自動化倉儲設備的指令隊列，根據(jù)設備的運行狀況指揮協(xié)調設備的運行。同時，本系統(tǒng)以動態(tài)仿真人機交互界面監(jiān)控自動化倉儲設備的運行狀況。4.2 運用SWOT分析法對蒙牛自動化立體倉庫進行分析4.2.1 S-優(yōu)勢10自動化立體倉庫在我國的應用和發(fā)展研究 ——以蒙牛集團為例（1）采用自動化的立體倉庫，充分利用空間。自動化立體倉庫是現(xiàn)代化倉儲的一個重要組成部分，采用多層存放貨物的高架倉庫系統(tǒng)，高度可以達到 30米以上，根據(jù)需要可以設置不同的高架類型：高層 (大于12米)、中層(5-12米)、低層(5米以下)。這與平庫相比可以節(jié)約將近 70%的占地面積。（2）實現(xiàn)機械化、自動化，從而提高倉庫的管理水平。傳統(tǒng)的倉庫只是貨物的儲存場所，保存貨物是其唯一的功能，屬于靜態(tài)儲存。立體倉庫采用先進的自動化物料搬運設備，不僅能使貨物在倉庫內按需要自動存取，而且還可以與倉庫以外的生產環(huán)節(jié)進行有機地連接，并通過計算機管理系統(tǒng)和自動化物料搬運設備使倉庫成為企業(yè)物流中的重要環(huán)節(jié)。企業(yè)外購件和自制件進入立體倉庫短時儲存是整個生產的一個環(huán)節(jié)，是為了在指定的時間自動輸出到下一道工序進行生產， 從而形成自動化的物流系統(tǒng)環(huán)節(jié)，屬于動態(tài)儲存，是當今立體倉庫發(fā)展的明顯技術趨勢。 自動化立體倉庫系統(tǒng)由貨架、堆垛機、出入庫輸送機、自動控制系統(tǒng)與管理信息系統(tǒng)等構成，能按照指令自動完成貨物的存取作業(yè)，并對倉庫的貨物進行自動化管理， 使物料搬運倉儲更加合理。由于采用貨架儲存，并結合計算機管理，可以容易地實現(xiàn)先入先出、發(fā)陳儲新的出入庫原則防止貨物自然老化、變質、生銹等現(xiàn)象的出現(xiàn)。（3）降低對人工需求的依賴，特別是降低特殊倉儲環(huán)境中的人力資源成本。由于采用了自動化技術后，自動化倉儲能適應黑暗、有毒、低溫等特殊場合的需要。（4）加快貨物存取，減輕勞動強度，提高生產效率。建立以立體倉庫為中心的物流系統(tǒng)，其優(yōu)越性還表現(xiàn)在立體倉庫具有快速的入出庫能力，妥善地將貨物存入立體倉庫，及時自動地將生產所需零部件和原材料送達生產線。同時，立體倉庫系統(tǒng)減輕了工人綜合勞動強度。（5）減少庫存資金積壓。通過對一些大型企業(yè)的調查，我們了解到由于歷史原因造成管理手段落后，物資管理零散，使生產管理和生產環(huán)節(jié)的緊密聯(lián)系難以到位。為了達到預期的生產能力和滿足生產要求，就必須準備充足的原材料和零部件，這樣，庫存積壓就成為較大的問題。如何降低庫存資金積壓和充分滿足生產需要，已經成為大型企業(yè)面對的大問題。立體倉庫系統(tǒng)是解決這一問題的最有效手段之一。（6）現(xiàn)代化企業(yè)的標志?，F(xiàn)代化企業(yè)采用的是集約化大規(guī)模生產模式，這就要求生產過程中各環(huán)節(jié)緊密相連，成為一個有機整體，要求生產管理科學實用，做到決策科學化。建立立體倉庫系統(tǒng)是其有力的措施之一。由于采用計算機管理和網絡技術使企業(yè)領導宏觀快速地掌握各種物資信息，且使工程技術人員、生產管理人員和生產技11自動化立體倉庫在我國的應用和發(fā)展研究 ——以蒙牛集團為例術人員及時了解庫存信息，以便合理安排生產工藝，提高生產效率。國際互聯(lián)網和企業(yè)內部網絡更為企業(yè)取得與外界在線連接， 突破信息瓶頸，開闊視野及外引內聯(lián)提供了廣闊的空間和堅實強大的技術支持。4.2.2 W-劣勢（1）倉庫結構復雜，配套設備多，需要大量的基建和設備投資。蒙牛企業(yè)的立體化自動倉庫有要巷道堆垛超重機主要由多發(fā)結構、超升機構、貨叉取貨機構、載貨臺、斷繩案例保護裝置、限速裝置、過載與松繩保護裝置以及電器控制裝置等組成。這些基建和設備需要企業(yè)投入大量的資金。（2）貨架安裝要求精度高，施工比較困難，施工周期長。在自動化倉庫內工藝流程及庫區(qū)布置、設備選型及配置、自動化分揀系統(tǒng)、滑輪分揀設備，都需要達到標準化。所以導致了需要花費大量時間再前期的建設上面。3）計算機控制系統(tǒng)是倉庫的“神經中樞”。一旦出現(xiàn)故障，將會使整個倉庫處于癱瘓狀態(tài)，收發(fā)作業(yè)就要中斷。自動化倉庫之所以為自動化就是因為倉庫內部的大部分控制系統(tǒng)是用電子化操作，例如1單機自動：單機自動控制是操作人員在出入庫端通過堆垛機電控柜上的操作板，輸入入（出）庫指令，堆垛機將自動完成入（出）庫作業(yè)，并返回入（出）庫端待令；2在線全自動控制：操作人員在計算機中心控制室，通過操作終端輸入入（出）庫任務或入（出）庫指令，計算機與堆垛機通過遠紅外通訊連接將入（出）庫指令下達到堆垛機，再由堆垛機自動完成入（出）庫作業(yè)。4）由于高層貨架是利用標準貨格進行單元儲存的，所以對儲存貨物的種類有一定的局限性。在定位存放的原則下，每一儲存貨品都有固定儲位，貨品之間不能互用儲位。因此規(guī)劃每一項貨品的儲位容量不能小于其可能的最大在庫量，存儲區(qū)空間的實用率大大降低。（5）由于倉庫實行自動控制與管理， 技術性比較強，對工作人員的技術業(yè)務素質要求比較高，必須具有一定的文化水平和專業(yè)知識，而且經過專門培訓的人員才能勝任。4.2.3 O-機會(1)輕型貨架可用來存放貨箱，通過自動存儲，每小時可以在每巷道內存取 80-100個貨箱。盡管如此，通過一些專門的設備，還會進一步提高作業(yè)速度。如果設備和產12自動化立體倉庫在我國的應用和發(fā)展研究 ——以蒙牛集團為例品物理特性允許，又有加大倉庫作業(yè)量的現(xiàn)實需要， 每次作業(yè)可以搬運兩個或是更多的貨箱。(2)高速分揀機每小時可以完成 2萬次揀選，一些制造商甚至宣稱有更高的揀選速度。但務必要注意，處理速度和物件大小、重量及物件特性密切相關。當 RF（射頻）終端上安上條形碼瀏覽器，并和 WMS連接時，利用 RF終端就可以提高揀選速度。盡管很難確切地說出 RF終端對庫房作業(yè)改善的幅度，但這種改善很容易就能被看出來，揀貨員的作業(yè)活動得到了更多監(jiān)督， 揀貨更加精確，揀貨過程中還能獲得更多的實時信息。RFID標簽在貨物追蹤上更具優(yōu)勢。(3)自動存儲系統(tǒng)可以減少工傷和貨損、改善公司形象、降低對操作工的依賴，尤其是庫房里有特殊需要，操作工短缺的時候。(4)隨著人們生活水平的提高、食品安全受到前所未有的重視。蒙牛企業(yè)在倉儲方面加大投資，保證產品的質量。(5)入世以后，零售業(yè)實行對外開放，沃爾瑪、麥德龍、家樂福等零售巨頭進入我國，它們的生鮮產品執(zhí)行嚴格的物流供應標準， 也對我國的冷鏈物流服務提出了更高的要求。冷鏈物流是一條寬廣的供應鏈，與國外相比目前我國在這條供應鏈的運輸、倉儲等幾乎各個環(huán)節(jié)都是比較薄弱，亟待加強。 2009-2012年，我國的冷鏈物流市場正面臨著快速發(fā)展的歷史機遇和挑戰(zhàn)。(6)中國的冷鏈物流還未形成體系，無論是從中國經濟發(fā)展的消費內需來看，還是與發(fā)達國家相比，差距都十分明顯。進入 21世紀后，我國一些經濟較為發(fā)達或者食品資源較為豐富、集中的地方，冷鏈物流體系已初步建立和運作起來。 有些地方如廣州、深圳等珠三角的冷鏈物流發(fā)展非常迅速，而且逐步走向規(guī)?；I(yè)化。(7)國家對食品安全和政府監(jiān)管前所未有的重視，在食品供應鏈條中有著重要地位的冷鏈物流迎來發(fā)展機遇。(8)中國龐大的市場需求與零售業(yè)的發(fā)達，要求對生鮮產品執(zhí)行嚴格的物流供應標準，也進一步促進了冷鏈物流服務的發(fā)展。 蒙牛的冷鏈物流有利于增加在該行業(yè)的競爭力4.2.4 T-威脅(1)對變化的貨物吞吐量和貨物種類缺乏彈性。對于需求流轉中遇到的各種問題，還能進行自動調節(jié)，一般都需要人工的介入，而且這個過程比較復雜。(2)冗長的項目實施周期。整個工程投資大，建設周期較長。13自動化立體倉庫在我國的應用和發(fā)展研究 ——以蒙牛集團為例(3)項目實施中間服務質量的下降等。由于建設過程中的工程改造往往會給現(xiàn)階段的物流活動帶來很大的不方便，所以，會影響在現(xiàn)階段的物流服務質量。(4)目前計算機安全問題相當嚴重，針對計算機計算機管理及監(jiān)控調度系統(tǒng)要做好安全防護措施。由于整個自動化立體庫的調度系統(tǒng)借助于計算機 ,所以計算機系統(tǒng)在整個物流活動中的作用就類似于神經系統(tǒng)， 一旦整個計算機系統(tǒng)破壞，則整個物流系統(tǒng)無法正常運營，會給企業(yè)帶來難以估量的損失。(5)國內相關的奶制品行業(yè)如伊利、光明等奶制品行業(yè)最近也陸續(xù)的建立了相應的自動立體庫，并且以伊利為例聯(lián)系西門子對他們的自動化立體庫系統(tǒng)進行了優(yōu)化，這給蒙牛帶來了很大的挑戰(zhàn)。14自動化立體倉庫在我國的應用和發(fā)展研究 ——以蒙牛集團為例自動化立體倉庫未來發(fā)展展望5.1 市場展望根據(jù)中國物流技術協(xié)會信息中心 2010年的調研報告，未來 5年的自動化倉儲市場需求將每年有 17%的增長。具體如下（以基數(shù)為 149.2億計算）：表4 自動化立體倉庫市場需求表年度市場值（億元）增長比例增加值（億元）備注2010年1492011年17517%252012年20417%552013年23917%902014年28017%130超過日本2015年32717%178數(shù)據(jù)來源：中國物流技術協(xié)會信息中心2010年調研報告注：上表在引用時扣除了非自動化系統(tǒng)的貨架及周邊設備部分。5.2 技術發(fā)展方向未來我國自動化立體倉庫技術發(fā)展的基本趨勢如下：（1）傳統(tǒng)產品的升級雖然我國在過去30年間，經過幾代人的努力，物流技術與產品取得了長足的發(fā)展。但從總體來說，還存在產品規(guī)格單一，工藝水平落后，產品標準落后，產品規(guī)?；a水平低等明顯劣勢。這一方面將影響我國自動化物流裝備產品的市場競爭能力，更為重要的是將影響我國的經濟發(fā)展。因此，提高傳統(tǒng)產品的技術含量，發(fā)展產業(yè)化水平是未來很長一段時期努力的方向。（2）關鍵技術的發(fā)展自動化立體倉庫技術中的關鍵技術集中在高速度、高效率和高可靠性等方面。這是我國今后物流技術發(fā)展的重點之一。高速度表現(xiàn)在堆垛機、輸送機、分揀機產品方面。如開發(fā)速度超過300米/分的托盤式堆垛機，速度超過400米/分的穿梭車，速度達到150米/分的分揀機等。我國15自動化立體倉庫在我國的應用和發(fā)展研究 ——以蒙牛集團為例在這一方面還存在很大差距。盡管有企業(yè)在實驗室達到了一定高度，但離實際應用還有相當一段距離。高效率則表現(xiàn)在物流處理能力方面。包括分揀超過10000件的高速分揀機，綜合輸送超過2000件的輸送機，以及效率超過100托盤/小時的高速托盤堆垛機等。除此之外，開發(fā)自主產權的AGV，機械手等，也將成為今后發(fā)展的方向。總之，高、新、尖的發(fā)展戰(zhàn)略仍然是今后發(fā)展的主流。（3）信息識別技術與傳動技術的發(fā)展自動化立體倉庫技術是高新技術。其中自動識別技術、自動控制技術以及傳動技術是其關鍵和核心。然而，令人遺憾的是，我國到目前為止，這一部分絕大部分采用的是進口。這一方面是市場競爭的需要，但另一方面也說明我們的發(fā)展還處于初級階段。如何在這一方面取得突破，可能需要若干代人的努力。（4）系統(tǒng)集成技術的發(fā)展我國自動化倉儲技術的發(fā)展，還體現(xiàn)在物流系統(tǒng)集成技術的發(fā)展。系統(tǒng)集成技術涵蓋系統(tǒng)規(guī)劃、流程設計、設備選型、土建配合、項目管理、系統(tǒng)接口、系統(tǒng)測試、系統(tǒng)搬遷、系統(tǒng)上線諸多方面，是一門涉及多學科、多行業(yè)的復雜系統(tǒng)工程。今天的物流發(fā)展，正朝著規(guī)?；?、自動化的方向發(fā)展。超大型的物流配送中心的建設此起彼伏。僅2010年，建設成功和啟動開工建設的超過5萬平方米的配送中心不下20項。如北京高等教育出版社物流中心、北京物美商業(yè)集團物流中心、上海農工商新物流中心、李寧公司荊州物流中心、京東商城亞洲一號物流中心等。大型的自動化物流中心建設，對系統(tǒng)集成技術提出了新的要求。5.3 企業(yè)的發(fā)展方向未來與立體化倉庫應用有關的企業(yè)的發(fā)展，可以從幾個方面進行分析：（1）專業(yè)化的分工將更加明確隨著2010年我國經濟規(guī)模超過日本，企業(yè)對物流的需求將呈現(xiàn)前所未有的新局面。以前制約企業(yè)發(fā)展的市場需求將不復存在， 代之以隨著產能提高和利潤率進一步下降帶來的競爭格局。因此，企業(yè)將走向專業(yè)化的分工。如專業(yè)的堆垛機生產企業(yè)，專業(yè)的輸送機生產企業(yè)，專業(yè)的系統(tǒng)集成商等。小而全的企業(yè)將面臨嚴重的生存危機。（2）企業(yè)的集成度將越來越高16自動化立體倉庫在我國的應用和發(fā)展研究 ——以蒙牛集團為例隨著專業(yè)化分工明確，企業(yè)的集成度將越來越高?？梢灶A見的未來是，我國必將有若干企業(yè)和系統(tǒng)集成商進入世界前 20位。成為自動化物流系統(tǒng)領域的世界競爭者。同時，隨著中國市場的進一步擴大，世界各國的集成商其業(yè)務的重點將轉移到中國。（3）創(chuàng)新是企業(yè)發(fā)展的靈魂要在未來的廣闊物流裝備市場擁有一席之地，企業(yè)的創(chuàng)新是必由之路。依靠價格戰(zhàn)贏得暫時的訂單將不會長久。與其他行業(yè)一樣，創(chuàng)新是企業(yè)發(fā)展的靈魂。只有不斷的創(chuàng)新，生產出符合市場需求的產品才能在市場中經久不衰。5.4 行業(yè)發(fā)展方向（1）倉儲作業(yè)管理自動化水平逐步提高先進的工業(yè)化國家，由于工業(yè)高度自動化及計算機的廣泛應用，生產得到了很大的發(fā)展，依靠生產技術的開發(fā)來獲取利潤的速度趨于穩(wěn)定。過去很少有人注意的物流系統(tǒng)開始受到重視。物流領域的技術繼生產和銷售后將成為開發(fā)的重點。自動化立體倉庫作為物流系統(tǒng)的重要組成部分將受到人們的重視。應用計算機和相應的控制裝置使自動化立體倉庫的作業(yè)管理水平獲得了較大的提高。隨著生產的進一步發(fā)展，對物流系統(tǒng)的要求將更加嚴格。具體說來，就是在要求的時間內，在準確的地點，按準確的順序與方法，提供準確的品種和數(shù)量的物體。要做到這一點，必須繼續(xù)提高倉儲作業(yè)的管理自動化水平，充分發(fā)揮人、物和控制系統(tǒng)之間的協(xié)調作用。（2）自動化倉庫協(xié)作化進一步發(fā)展幾家企業(yè)共同利用倉庫設施，共同發(fā)貨，協(xié)作作業(yè)，能很好的提高儲運效率。這樣容易形成集團化倉庫。它促進了倉庫的聯(lián)合運輸， 使車輛利用率增加，并節(jié)省了能源，提高了效率。（3）倉庫作業(yè)向柔性化發(fā)展多品種小批量的生產將是今后的發(fā)展方向，物流系統(tǒng)如何適應這種生產方式，將會是今后研究的一個重要課題。隨著柔性化的普及，自動化立體倉庫的倉儲作業(yè)也將向柔性化發(fā)展。國外已經開始出現(xiàn)一批可拆卸的或移動式的倉庫結構。它采用組合武結構，可根據(jù)儲運方式和貨物的品種批量進行拼裝組建。其造價低，可靠性好，維修保養(yǎng)簡單，施工速度快。日本近年來興建了不少這樣的自動化立體倉庫。與此同時，倉儲設備也開始向柔性化發(fā)展。各種模塊式結構的機器人、自動裝卸車以及貨架都相繼出現(xiàn)。帶拆卸抓手的機器人已在自動化倉庫中應用，它可根據(jù)送來的不同貨物更換17自動化立體倉庫在我國的應用和發(fā)展研究 ——以蒙牛集團為例抓手，由編好的程序控制它要抓取的貨物。倉儲作業(yè)向柔性化發(fā)展，不僅能適應生產的需要，而且能提高物資的周轉率，減少庫存量。由于具有新的物理外形和更高性能的設備不斷地出現(xiàn)，電氣控制技術的進步，堆垛機也需要具有更高定位精度，更強的搜索能力和更快的運行速度，從而縮短出入庫操作周期，獲得更大的生產能力。（4）人工智能和專家系統(tǒng)也大量運用到自動化倉庫系統(tǒng)中如高容錯搬運系統(tǒng)、自診斷專家系統(tǒng)等已出現(xiàn)于部分復雜自動化倉庫系統(tǒng)中。智能自動化倉儲技術，即人工智能技術發(fā)展從自動化技術向更高級的階段-----智能自動化方向發(fā)展。現(xiàn)在，智能自動化倉儲技術還處于初級發(fā)展階段。以后倉儲技術的智能化將具有廣闊的應用前景。18自動化立體倉庫在我國的應用和發(fā)展研究 ——以蒙牛集團為例結束語自動化倉庫是集多種高科技為一體的行業(yè)，是典型的技術密集型、人才密集型的行業(yè)，是物流系統(tǒng)中的一個重要部分，對實現(xiàn)企業(yè)生產自動化和一個國家的發(fā)展有著很大的作用。自動化立體倉庫的產生和發(fā)展是現(xiàn)代制造業(yè)和現(xiàn)代物流業(yè)發(fā)展的結果，其自動化程度高、容量大，滿足現(xiàn)代物流業(yè)高速發(fā)展的需要，對它的研究已成為現(xiàn)代物流發(fā)展的重要內容。在計算機技術，通信技術和信息技術的推動下，信息化已成為自動化立體倉庫發(fā)展的趨勢，各倉庫間不再獨立，而是能夠共享倉儲資源，相互協(xié)調合作，降低運行成本，使倉庫的整體運行效率達到最優(yōu)成為現(xiàn)代物流系統(tǒng)的重要組成部分?？梢灶A見，國家今后將制定與推行一系列與國際接軌的自動化立體倉庫技術標準，大力培育與規(guī)范立體倉庫市場，倡導專用、特種倉庫的研究與開發(fā)，重視冷鏈倉庫的研發(fā)與應用，推動符合構建節(jié)約型社會、循環(huán)經濟理念、節(jié)能減排、綠色環(huán)保的立體倉庫技術與產品的研發(fā)，實現(xiàn)我國自動化立體倉庫行業(yè)在“十二五”期間的跨越式發(fā)展。19自動化立體倉庫在我國的應用和發(fā)展研究 ——以蒙牛集團為例參考文獻張印傳統(tǒng)倉儲的發(fā)展方向——自動化立體倉庫[J]刊名：裝備制造技術英文刊名：EQUIPMENTMANUFACTURINGTECHNOLOGY年，卷(期)：2009(3)[2]周翔建設自動化立體倉庫的經濟性分析[M]，北京交通大學2007[3]貢霰自動化立體倉庫的發(fā)展與展望[J]刊名：中國科技財富英文刊名：FORTUNEWORLD年，卷(期)：2009(10)樊貴香，閆執(zhí)中自動化倉庫的發(fā)展現(xiàn)狀及展望[J]刊名：機械管理開發(fā)英文刊名：MECHANICALMANAGEMENTANDDEVELOPMENT 年，卷(期)2010,25(1)[5]祁慶民 自動化立體倉庫發(fā)展好于預期 [J]刊名：物流技術與應用 英文刊名： LOGISTICS&MATERIALHANDLING 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