物流技术与装备

物流技术与装备课程大作业题目：_____仓储配送中心_________专业：______ 物流工程___________姓名：____________________学号：__________________指导教师：____________________2014-5-02前言 (3)一、实验名称 (3)二、实验目的 (3)三、实验设备 (3)3.1 货架系统 (4)3.2 巷道堆垛机 (5)3.3 入出库输送系统 (6)四、试验系统布置图 (7)五、实验内容和原理 (7)六、实验步骤 (8)七、实验记录 (8)八、实验总结 (10)8.1 系统分析及建议 (10)8.2 自动化立体仓库的优势及发展趋势 (10)前言自动化立体仓库，也叫自动化立体仓储，是物流仓储中出现的新概念，利用立体仓库设备可实现仓库高层合理化、存取自动化、操作简便化、自动化立体仓库，是当前技术水平较高的形式。

自动化立体仓库的主体由货架、巷道式堆垛起重机、入(出)库工作台和自动运进(出)及操作控制系统组成。

货架是钢结构或钢筋混凝土结构的建筑物或结构体，货架内是标准尺寸的货位空间，巷道堆垛起重机穿行于货架之间的巷道中，完成存、取货的工作。

管理上采用计算机系统、条形码技术或RFID射频识别物料信息。

北京科技大学物流配送中心自动化立体仓库系统，是目前国内最先进的自动化立体仓库系统之一。

根据教学的需要，老师组织我们进行了实验操作，让我们近距离了解现代化物流仓储系统的运行原理，掌握货架结构及承载特点。

一、实验名称自动化仓库运行模式实验二、实验目的通过实验可以使学生了解自动化物流系统的设备构成和运行原理，掌握货架的结构及承载特点，有轨巷道堆垛机的组成部分、运动机理及入库作业步骤，熟悉自动化立体仓库进货和发货的各种程序，了解自动化仓库管理系统的功能和现代物流技术与装备发展状况，培养学生对自动化物流系统进行分析和认知能力和自主设计物流装备的能力，为后续的物流技术与装备课程的学习奠定基础。

三、实验设备北京科技大学物流配送中心自动化立体仓库系统，是目前国内最先进的自动化立体仓库系统之一。

该系统主要由1套货架系统，1台有轨巷道堆垛起重机、2套入出库输送机系统组成。

所有单机设备具备联机自动和手动控制功能，整个自动化系统统一由计算机管理和监控系统进行集中管理和调度，是所有物流设备高效和有条不紊地运行，实现作业的全部自动化，最终满足实际入出库的需要。

设施布置图：3.1 货架系统图1 立体仓库货架结构本实验所用货架系统的参数如下：货架类型：横梁货架存储单元：300*480*260巷道数量：1货架数量：2排*12列*4层货架总货位数：96货架高度：2200mm3.2 巷道堆垛机巷道堆垛机为单立柱形式、下部支撑、下部驱动的有轨巷道堆垛机，由金属结构（包括上、下横梁及立柱）、载货台、运行机构、起升机构、货叉伸缩结构、超速保护装置、过载及送绳保护装置、电气控制装置等部件组成（参见图1）。

结构紧凑使它的一大特点。

在很小的空间内，堆垛机能在三个相互垂直方向上（行走、起升和货叉伸缩），按照按照一定的顺序组合进行往复运动。

通过这些运动，完成对单元货物的入、出库搬运作业。

由于三个运动的速度采用变频调速控制，因此它的动作非常准确，可以根据不同的指令，将货物准确地送到指定位置。

既能按指定的地址自动或手动将巷道n,k 库输送机上的货物存入货架的货格内，完成入库作业；也可自动或手动从指定货格中取出货物运至到巷口出库输送机上，完成出库作业。

本库内堆垛机的型式和主要技术参数如下：●结构型式：单立柱有轨巷道堆垛机●操作方式：联机自动方式●供电方式：滑导线●重量：l00kg●高度：3m●运行速度：80m／min(变频调速)●升降速度：20m／min(变频调速)●货叉伸缩速度：有货 20m／min，无货40m／min(变频调速)●货叉工作行程：1300mm3.3 入出库输送系统本输送机系统是根据自动化立体仓库的工艺流程要求而设计的。

总共4 台设备，由链条输送机、辊道机组成。

从功能上将整个系统分为入库区(设备号1A)、出库区(设备号1C)、拣选区(设备号1E)。

电气上是由一套PLC 分别控制，通过PROFIBUS 总线同监控系统相连。

入出库输送系统的主要参数点如下：额定载荷：20kg输送货物规格：300 x 480mm输送速度：10 m/min输送机高度：600mm控制方式：联机自动控制方式安全措施：具有完整的连锁、导向保护装置 ,以避免任何破坏设备或货物的动作发生；表面处理和涂膜：酸洗，磷化处理，喷塑；输送控制系统采用 SIEMENS S7-200 系列PLC 作为控制主站，采用通讯模块通过网络与上位管理、监控系统连接起来。

系统采用通讯电缆，与分布在现场的条码阅读器、传感器、电动机直接连接，进行现场数据采集、参数设定及过程控制。

输送机的控制方式采用联机自动控制方式。

四、试验系统布置图在配送中心管理机WMS系统中完成入库信息处理作业。

其实验布置图的俯视图如下图所示：五、实验内容和原理①实验内容与原理自动化立体仓库是现代物流系统中迅速发展的一个重要组成部分，它具有节约用地、减轻劳动强度、消除差错、提高仓储自动化水平及管理水平、提高管理和操作人员素质、降低储运损耗、有效地减少流动资金的积压、提高物流效率等诸多优点。

与厂级计算机管理信息系统联网以及与生产线紧密相连的自动化立体仓库更是当今CIMS（计算机集成制造系统）及FMS（柔性制造系统）必不可少的关键环节。

仓库由多种硬件设备和多个应用软件系统组成，采用三层结构，即任务和数据管理(库存管理层)、集中监控和设备控制（设备调度层）、多种任务执行设备（设备控制层）组成。

实验员介绍自动化物流系统的组成设备及功能，我们又分析了物流系统的布置，了解了托盘的尺寸大小及货架与托盘尺寸的关系。

接着实验操作老师又演示了入库和出库的操作流程，并对各个操作做了详细介绍。

库存管理层即仓储管理系统（Warehouse Management Software, WMS），采用C/S 结构，由数据库服务器和工作终端组成，帮助仓库管理人员对库存物品的入库、出库、移库、盘点等操作进行全面的控制和管理。

并实现仓储系统的查询、统计、系统设置等功能。

六、实验步骤实验老师教学操作步骤（1）实验员介绍自动化物流系统的设备构成和功能；我们分析自动化物流系统的布置，测量货架尺寸，画出自动化物流系统布置图；（2）实验员演示堆垛机单机自动出入库作业，我们观察各机构的运动原理，并记录出入库作业操作方法和作业流程；（3）实验员介绍自动化仓库联机时的出入库操作流程；实验员演示自动化仓库联机出入库作业，我们观察出入库操作方法并记录各种作业方式的作业程序和作业时间；（4）实验员介绍仓库管理系统的主要功能，并进行演示；我们进行记录。

①配送中心WMS入库实验1、系统启动输入用户名和密码登陆。

2、入库单录入/修改选择“入库”->“入库单录入”菜单项进行录入，如果录入错误，可以选择“入库”->“入库单修改”菜单项进行修改。

3、收货根据入库单，将物料与托盘（货物）关联起来，注册到系统中，包括入库操作、库存信息等。

4、入库完成确认收货操作，更新库存记录，该操作也可以在RF终端完成。

②出库操作流程1、系统启动输入用户名和密码登陆2、出库单录入/修改选择“出库”->“出库单录入”菜单项进行录入，如果录入错误，可以选择“出库”->“出库单修改”菜单项进行修改。

3、配货根据出库单，将出库任务分解到具体的货位，扣减库存，记录出库操作，下发出库指令。

4、出库完成确认出库操作，更新库存记录，该操作也可以在RF终端上完成。

七、实验记录①实验设备采用双线机和PLC控制，通过计算机Window环境下开发的上WMS软件与西门子s7-200型PLC之间实现通信，从而在计算机上对立体仓库进行操作，从而实现远程控制，使人工作环境远离嘈杂仓库环境，从而提高人员工作环境质量。

②本实验堆垛机能够在三个方向上运行，从而堆垛机机器手能够顺利将货物放在指定的货架单元空间上，同时，机器手根据计算机指令准确快速来到要出货的目标货架单元空间，将货物连带整个托盘取出从而完成出库操作。

对于堆垛机的运动，其水平和竖直方向能同时运动，而在第三维水平方向的运动必须在前两者运动停止后才能运动。

③本实验中立体仓库有的入出库输送机在入库时采用链式输送装置，而在出库时则采用的是滚道式输送装置，这是因为托盘底部设计而引起的，托盘底部只有一对对立的两个边有加厚设计，而货叉就是从两个边中间插入二作业的，入库输送设备和出库输送设备正好呈垂直状态，所以两者采用不一样设备。

④立体仓库的每个货格能放置两个托盘，货格的编码原则是按照Z 、X 、Y 三个顺序进行编码的，其中Z 代表排，本立体自动仓库一共有两排，所以其编号为01和02；X 代表列，一共有六列，每列能放置两个托盘，所以编号为01到12，共十二个；Y 代表层，其中一共有4层，所以编号为01~04。

⑤对于入库时设备的运转，在一般的自动化立体仓库，都有一套回路装置，即当货物通过托盘运动到入库输送机上时，其检测设备会自动对整个托盘及货物进行体积和质量上的检测，如果体积过大或者质量过重，货物连带托盘就会随着回路回到原处而不会进入仓库的货架上，这是一套保护设备。

⑥当进行一次货物出入库操作时，先打开双线机和计算机，此时，双线机通过PLC 控制堆垛机自动清零，即回到最初位置上，然后在计算机上填写入库或者出库单，填写完成后进行提交。

此时，堆垛机并没有记进行作业，管理人员还可以对入库或出库单进行修改等操作并提交，当一切就绪后，在计算机上进入当前任务菜单，此时刚才所有操作的订单（在所有订单数据库中，订单号是主键）都在此排队等待作业，点击订单开始作业，此时，堆垛机就开始进行入库出库作业了。

在系统设置菜单项中，有入库、出库、维护、查询、统计报表等功能。

⑦对于复合作业时间的计算：复合作业方式建模：图1 货架侧视图假设堆垛机每次进行一次存取货，都能达到最大速度，所以堆垛机完成一批指令（n 条）所需时间为：1234222n ni i i i T T T T T ===+++∑∑1T ：堆垛机完成第一条指令所需的时间；2i T ：堆垛机从当前库位到下一库位所需时间；3i T ：堆垛机从当前库位到原点所需时间；4T ：堆垛机从最后一个库位回到原点所需时间。

0234222n ni i i i T T T T T ===+++∑∑20ni i T T C ==+∑八、实验总结8.1 系统分析及建议从功能角度来说，该自动化立体仓库能实现自动存货、取货等基本作业，通过软件和硬件的结合使用，实现自动化。