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智能化自动化立体仓库系统分析

时间:2018-11-28 10:50作者:苏州都皓仓储物流设备 点击:

温州麻将胡牌牌型 www.muzq.com.cn 自动化立体仓库系统(AS/RS,Automated Storage and Retrieval System)主要由高层立体温州麻将胡牌牌型、巷道式堆垛机、地面搬运机械设备等硬件设备,以及计算机管理与监控系统组成。由于具有很高的空间利用率、很强的入出库能力、采用计算机进行控制管理而利于企业实施现代化管理等特点,已成为企业物流和生产管理不可缺少的仓储技术,越来越受到企业的重视。
  智能化AS/RS是在传统AS/RS基础上增加了智能???,可以在任务调度、货位分配、队列优化过程中,根据任务调度原则、货位分配策略、队列优化目标以及相应的约束条件,并建立相应的数学模型采用智能算法求解,获得最优解,提高自动化立体仓库系统的运行效率。
  1 AS/RS系统构成
  自动化立体仓库主要由物料储存系统、AS/RS出入库系统、AS/RS管理和监控系统三大系统组成[1-3]。
 ?。?span lang="EN-US" style="margin: 0px;">1)物料储存系统:由立体货架的货格、物料承载装置(物料包装、托盘、周转箱等)组成。物料安排摆放规则整齐的保存在物料承载装置里,将物料承载装置保存于货格中,形成了完成的储存系统。
 ?。?span lang="EN-US" style="margin: 0px;">2AS/RS出入库系统:该系统承?;跷锎嫒?、出入仓库的功能,通常由巷道堆垛机、出入库输送机、装卸机械等组成。巷道堆垛机是在高层货架的窄巷道内作业的起重机,可实现沿轨道行进、垂直起降和货叉伸缩三种运动,用于从两侧货架的任何货位上自动存入或取出货物。出入库输送机可根据货物的特点采用传送带输送机、轧辊输送机、链传动输送机等,主要将货物送到堆垛机上下料位置和货物出入库口。装卸机械承?;跷锍鋈肟庾俺祷蛐冻档墓ぷ?,一般由行车、吊车、叉车等机械组成。
 ?。?span lang="EN-US" style="margin: 0px;">3AS/RS管理和监控系统:由客户机、中央控制计算机和电控系统组成。AS/RS管理和监控系统不仅要管理和分析立体仓库的物料信息、储存状况、仓库运行日志,还要可以监控立体库实时运行状态,及时调度立体仓库的可配置资源。
  2 智能化AS/RS系统结构及流程
  2.1 系统架构
  自动化立体仓库是集物流学科,控制学科和计算机学科相结合的综合性系统、自动化立体仓库管理与监控系统应用的方式可分为集中式、分离式和分布式,目前国际上的大多数项目都是采用分布式的系统。
  自动化立体仓库管理与控制系统(WMOS,Warehouse Management and Operation System)架构通常分为应用层、服务层、控制层、设备层四个部分组成。从功能层次上看,可以将自动化立体仓库系统分为3个层次:管理层、监控层、执行层。
  管理层是计算机管理系统,具有系统设置、系统信息维护、产品信息维护、出入库业务、存查询统计等功能。管理层主要是负责立体仓库的作业调度、物资分布、队列优化、故障处理等工作。监控层是自动化立体仓库系统的重要组成部分。它根据来自管理层的指令来控制物流设备,完成管理层传输的任务;另一方面监控层以动画的形式,实时监控堆垛机的状态,将堆垛机当前的信息反馈给管理层,为工程师进行任务调度提供参考。执行层由嵌入PLC的堆垛机构成。堆垛机中的PLC接收监控层的指令,根据指令执行各种操作。
 
  由上述的系统架构可以看出管理层是智能化AS/RS的核心,其智能化的实现主要由四个重要??樽槌桑鹤饕等挝裰悄芊峙淠??、物料分布智能处理???、作业队列/路径智能优化???、故障处理???。各个??樵诓煌嘈偷淖饕盗鞒讨兴鸬淖饕狄哺鞑幌嗤?。
 ?。?span lang="EN-US" style="margin: 0px;">1)作业任务智能分配??椋焊荽鋈肟獾奈锪显诟鞔娲⒌ピ⒋孀纯?,合理分配出入库作业任务,以平衡各存储单元的工作负荷,减少作业任务等待执行时间。

 ?。?span lang="EN-US" style="margin: 0px;">2)物料分布智能处理??椋焊菸锪系某鋈肟馄德?、物理特性、在库分布现状等,合理分配出入库库位,以提高存储单元的出入库效率。
 ?。?span lang="EN-US" style="margin: 0px;">3)作业队列/路径智能优化??椋焊莩鋈肟庀低承阅懿问?,优化队列序列或者堆垛机的作业路径,以减少堆垛机的作业时间,提高仓储效率。
 ?。?span lang="EN-US" style="margin: 0px;">4)故障处理??椋捍四?橹饕谴砺呒鞫裙收?,而非机械故障和通信故障。对逻辑故障及时处理,并追溯故障发生的根源。
 智能化AS/RS的体系结构由AS/RS智能调度的方法和AS/RS库存控制方法组成。自动化立体仓库的智能调度方法首先是依据具体仓库的规模、结构、出入库系统规格、任务分配策略、物资分布处理策略等信息,利用层次分析法原理确定适用的智能调度方案。其次,按照智能调度方案,第一步从仓库全局层面分配作业任务,将出入库任务分配到具体的存储单元。第二步针对具体储存单元,进行出入库货位分配。第三步,按上一步中货位分配的结果对每个存储单元批作业队列进行优化。智能调度方法是一个分布式调度方法,从全局的任务分配到具体储存单元的货位分配和队列优化。
  2.2 智能化AS/RS系统的主要流程
 ?。?span lang="EN-US" style="margin: 0px;">1)出入库作业流程。在出入库作业流程中,根据组盘表中记录的待入库物料详情以及出库单中待出库物料详情,分析立体库中相应物料在各个存储单元的储存情况,分配任务到各个储存单元。
  各个存储单元获得相应的出入库作业任务后,根据本存储单元的物资分布情况,物资分布智能处理??楦扛鲎饕等挝穹峙浜侠淼幕跷?。   作业队列/路径智能优化??楦娲⒌ピ械却葱械呐饕等挝窀秤璩跏嫉挠畔鹊燃?,队列优化??榭梢愿萦呕勘甓耘挝穸恿薪杏呕?,提高仓储效率。
  
 ?。?span lang="EN-US" style="margin: 0px;">2)盘点作业流程。所谓盘点是指为确定仓库内现存物料或商品的实际数量、品质状况、存储状态的清点,是物料管理工作的控制反馈过程。

  盘点作业模式有全局盘点、随机盘点两种模式。全局盘点具有盘点规模大,盘点周期长,单次盘点消耗资源多,影响生产等特点。随机盘点具有盘点规模小,盘点周期短,单次盘点消耗资源少,影响小等特点。鉴于随机盘点的特点,随机盘点根据盘点规模大小,可以多次盘点提高仓库的有效利用率,提高仓储数据一致的水平。在年终统计在库物资详细报表时需要对仓库进行全局盘点。

  盘点作业流程,盘点作业涉及物资供应部门、生产部门、仓库管理部门、销售部门等众多部门,所以提高盘点作业效率,节省盘点作业时间,降低对生产的影响。
 ?。?span lang="EN-US" style="margin: 0px;">3)倒库作业流程。倒库作业的重点是需要倒库的库位筛选。物资分布智能处理??楦菸锪舷喽约械囊蠼治锪霞写娣?,挑选出需要移动的库位。确定好倒库库位后,通过作业路径优化??槊魅返箍饪馕坏淖饕敌蛄?,形成一条完整的倒库链,减少堆垛机空载时间,提高作业效率。

  3 小结
  自动化立体仓库是一个离散的、动态的、多因素、多目标的复杂系统,对AS/RS的智能化管理是复杂的系统优化问题。传统的方法求解过程不仅时间较长、成本较高,而且很难求得最优解。将现代智能优化理论与AS/RS应用相结合,可以提高空间利用率及仓储管理水平,降低劳动强度,提高物料调节水平,加快储备资金周转,为企业的生产指挥和决策提供有效的依据[5]。
  本文给出了智能化AS/RS系统的架构、关键处理??榘ㄗ饕等挝裰悄芊峙淠??、物资分布智能处理???、作业队列/路径智能优化???、故障处理??楹椭悄芑?span lang="EN-US" style="margin: 0px;">AS/RS的几种常见的作业流程,并对其进行了深入的分析,以期对智能化AS/RS系统的相关研究起到一定的借鉴作用。


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