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新型穿梭板式全自動化立體倉庫的應用研究

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新型穿梭板式全自動化立體倉庫的應用研究

時間:2017-9-25 11:43:00 來源:中國貨架網

穿梭板、立體倉庫、超高密度存儲、全自動化近十年來,我國白酒行業高速發展,年產值從2004年的612億元躍升到2012年的3746億元。與此同時,白酒行業對於倉庫配套設施也提出了更高要求,因此部分白酒企業開始了立體倉庫或者高架庫的建設和應用。

就白酒行業而言,目前已有茅台、洋河、劍南春、牛欄山等開始使用或正在建設不同自動化等級的立體倉庫,其中現代化程度較高的洋河酒廠一期和二期工程,將灌裝線同立體倉庫整合的應用方式獲得了行業讚譽,在一定時期內起到了標杆的作用。

穿梭板高架倉庫的應用現狀穿梭板可理解為一種可在專用貨架內部穿行的輸送小車,將貨物放置到規定貨位後再自動退回到起點,運送下一批貨物。與普通自動化立體倉庫相比,可不使用巷道式堆垛機,從而將巷道式堆垛機的占地麵積用於布置貨架;同時也可在有限的場地內,布置3到5層貨架(總高近8米),利用人工駕駛高位叉車配合穿梭板完成出人庫工作,具有較高的垂直和平麵空間利用率,在食品行業中應用較多,目前市場大的穿梭板高架倉庫為河南鄭州思念集團的成品冷凍庫(共有2萬餘個貨位),但在白酒行業中僅有劍南春集團有一座約2000貨位的小型倉庫。

二、現有方案的不足之處巷道式自動化立體倉庫的不足雖然巷道式自動化立體倉庫可以將貨架延伸至高20米以上的空間,大提高了垂直空間利用率,但其20%~33%的平麵位置必須被巷道式堆垛機占用而不能布置貨架,故總體空間利用率尤其是平麵利用率並未達到理想狀態。

穿梭板高架倉庫的不足穿梭板高架倉庫不需要使用巷道式堆垛機,僅需在貨架兩頭留兩個可以通行高位叉車的通道,故平麵利用率比普通自動化立體倉庫可以提高20%~33%,但由於高位叉車有效舉升高度的限製,此類倉倉庫鳥瞰圖郵5fil麗膠跤罰5弱丨卯即這弱5Fi「S5S!i酬棚SS酬PI以w甌r!晷i利昶isssni麗5;畫明翮liSi嚇陬職財擁3討f跽卵9帥撲)1俜i附弱財出!8如P8那傯誠<8弱SmTi涵抽I倉庫物流方向側立麵右示意圖堆垛機4庫口輸送帶/廠區原有地平麵庫貨架高度一般在8米左右,垂直空間利用率有限。

三、新型穿梭板式全自動立體倉庫建設方案高端白酒為保證口感和品質,都有貨架老熟期的要求,例如瀘州老窖的國窖1573在灌裝完成後均要求在貨架上存放6個月以上才能出庫,故從白酒品質上講並不需要倉庫具備“任意貨位存取貨”的功能,而更適合的是遵循“先出”

原則安排取貨。

鑒於此,通過研究和對比分析,本方案結合巷道式自動化立體倉庫垂直空間利用率高及穿梭板高架倉庫平麵利用率高的特點,創新出一種新型穿梭板式全自動立體倉庫的建設理念。

倉庫設計方案概述該倉庫建設用地為現有廠區綠化用地,可用地麵積約6000平方米,其中倉庫主體占地4600平方米,分為一層總占地4000平方米的貨架區和兩層各占地600平方米的附樓(二樓為打碼理貨區,一樓為裝車發貨區),設8台堆垛機和10台穿梭板,出人庫作業相互獨立,出人庫能力分別為10萬件/8小時,貨位數13608個,總庫容95.256萬件成品酒(以經典裝國窖1573,500mlx6瓶/件計算)。倉庫鳥瞰圖如。

為了形象地展示出整座倉庫的運行模式,這裏采用示意圖的方式做進一步介紹。倉庫物流方向側立麵右示意圖,如。

從中可依法向該倉庫建設I物流技術與應用I慮到裝車發貨以及廠區現有物流走向等因素,項目組充分利用這一自然條件,構建如圖中“藍色箭頭”所示的物流走向。)入庫作業灌裝線包裝完成的成品酒(單位:托盤)用平板車運至倉庫右側“人庫口輸送帶”,再由右側“堆垛機”從“人庫口輸送帶”上將托盤送至指定穿梭板上,由穿梭板將托盤送至指定貨位,隨後穿梭板複位或由堆垛機送至其他巷道等待下一個托盤的到來。

穿梭板將托盤送至左側“堆垛機”,再由左側“堆垛機”將托盤物流方向穿梭板專用貨架通過“出庫輸送帶”送至附樓的二層進行打碼理貨作業,完畢後由“提升機”將托盤下降到附樓一層的月台上等待裝車。

倉庫內部主要設備介紹本倉庫要形成完整的功能需要眾多軟硬件設備的相互配合,在此將詳細介紹本倉庫關鍵的有三種設備及係統:穿梭板專用貨架、穿梭板和軟件係統。

本倉庫采用的貨架有別於普通立體倉庫的貨架,其大特點是貨架中貫通有一組軌道,類似於行車軌道,使穿梭板僅能在軌道中行駛。

從大利用空間角度出發,本倉庫貨架采用54(列)x28(行)x9(層)I物流技術與應用I的排列形式,共計486巷道,換句話說,按照每一個巷道放一種產品,可以放置486種不同品規的成品酒,完全滿足瀘州老窖高端酒不同品種分開存放的需求。

貨架布置見和所7K.(2)穿梭板穿梭板是本倉庫的關鍵設備,其用於在設有專用軌道的穿梭式貨架係統中升降及沿軌道行駛,以在貨架上沿軌道移動貨物托盤,實現貨物的存取。為保證本倉庫穩定運行,項目要求該設備內部所有核心台車設計獲CE認證CECertificated穿梭板圖電子部件均采用國外國家知名品牌元器件,電池選用環保、免維護鋰錳電池,電池重量矣20KG,續航時間>8小時;同時須具備多項實用功能,如穿梭板自動盤庫功能、自我安全防護救援等。設備圖見所示。

堆垛機作為現代化物流倉儲的基本設備已得到廣泛的應用,其結構和功能已為諸多專業人士所熟知,故本文中僅對其與穿梭板的配合和銜接進行部分介紹。

本倉庫堆垛機主要作用有三個:一是人庫時,將碼垛好的托盤從人庫口的輸送帶運送至相應的端頭貨架處待命的穿梭板上;二是理貨時,將穿梭板由一個端頭貨架送至另一個端頭貨架處,以完成穿梭板在庫內的任意移動;三是出庫時,將由穿梭板運送至端頭貨架待取的貨物連同托盤一起送至出庫口輸送帶。

本倉庫所有功能的實現均依靠一套完善和開放的軟件係統,該軟件係統負責倉庫所有設備的調用和運行控製,完全實現庫內無人作業。

該係統軟件由設備控製軟件、數據庫、應用軟件、事務處理類模塊、用戶界麵類模塊和接口模塊等組成。其中設備運行狀態顯示模塊、設備遠程控製模塊、自動作業調度模塊、通訊管理模塊等與監控組態軟件共同在監控工作站計算機上運行。事務處理類模塊與數據庫共同在數據服務器上運行。其它用戶操作界麵類模塊視用戶權限可以在管理工作站計算機、人出庫工作站計算機上運行。一般情況下人出庫操作員在人出庫工作站上運行人出庫數據處理模塊以及數據詢模塊中被授權的功能。

決定本倉庫出人庫能力的關鍵是設備能力,尤其是堆垛機和穿梭板的運行速度,因此要滿足本倉庫出人庫能力各為10萬件/8小時的需求,隻需要核算這兩種設備的效率即可。

在本係統的設計過程中,將堆操機的水平運行機構的速度設定為四檔(見),分別為爬行(4m/min)、低速(30m/min)、中速(70m/min)、高速(120m/min)。PLC進行運動控製時,接收到控製器發出的目的地址,然後對當前地址和目的地址進行比較,計算出當前地址獄蛔i線曲>灑蛔曲線c堆垛機水平運行速度曲線貨格列距離目的地址的距離,以一個貨格的距離作為一個單位距離。當該距離大於6個單位距離時,采用曲線a的運行方式,在啟動和停止時利用一定的加速度啟停,從而保證停準的精度,中間位置則利用大速度運行,從而有效提高效率;當該距離小於6個單位距離時而大於2個單位距離時,則采用曲線h的方式運行;而當該距離小於2個單位距離時,則采用曲線c的方式運行。通過各個速度之間進行切換,既保證了堆垛機工作的效率,也減小了運動中的衝擊現象。同樣,升降機構的垂直起升運行也設定了H種不同的速度(見),分別為低速(4m/min)、中速(20m/min)、高速(40m/min),在正常運行時,采用高速以提高效率,接近目標時降至低速以利於提高停準的精度。此外,為了保證貨物存取的穩定性和安全性,堆垛機貨叉的運行速度不得過快,本係統設計中將貨叉的伸縮速度分別設置為低速(3m/min)、高速(30ra/min),行程1.35米。

按照以上的參數設置。通過專業軟件分析,得出堆垛機的作業效率如下入庫能力單台堆垛機平均作業效率為:47托盤/小時;人庫使用4台堆垛機,則人庫能力為:188盤/小時,按每盤70件則人庫能力為約10.5萬件/8小時;單台堆垛機平均作業效率為:47托盤/小時;出庫使用4台堆垛機,則人庫能力為:188盤/小時,按每盤70件則出庫能力為約10.5萬件/8小時;單就堆垛機而言,出人庫各使用4台堆垛機符合本倉庫出人庫各10萬件/8小時的能力需求。

由於穿梭板是市場倉儲行業的新興設備,理論研究報告不多,故本係統在設計時采用現場實測的方式對相關數據進行采集。相關參數如下:滿載大運行速度58m/min,滿載小運了速度5m/min,加速度0.6m/s2,直線平均運行37米,延時等待時間為1秒。

核算過程如下:穿梭板從近點到遠點距離:s3=37米米由於穿梭板要有如下運行步驟:從接口處取上貨物、加速運載貨物、高速運載貨物、減速運載貨物、向貨架區放下貨物。經實測,其T序銜接總等待時間t4=l秒。

綜上,穿梭板入庫/出庫的作業周期T=tl+t2+t3+t4=41秒;單台穿梭板每小時作業效率為:3600+41=87盤/小時。人庫/出庫設計各采用5台穿梭,各為8=24.3萬件/8小時,遠大於10萬件/8小時的設計值,即本設計穿梭板效率滿足要求。

| 發布時間:2017.09.25    來源:
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