自動化四向車貨架

        電子商務與（yǔ）智能製造技術推動了自動化（huà）立體倉庫的快速發（fā）展與創新，在現代物（wù）流業中更（gèng）加注重（chóng）考慮物（wù）流係統整體的（de）密度以及數字（zì）化、智能、信息化集成應用，而不是（shì）僅考慮單一設備和係統的能力，產生了“密集倉儲”的概念[1,2]。在物流產業的快速發展過程用中，需要對物（wù）流倉儲係統進行全麵規劃和創新設計。與普通（tōng）立體（tǐ）倉庫（kù）相比，密集倉儲土地利用（yòng）率和空間利用率上可提高20%~100% 左右，同（tóng）時作業效率可提高20%，運行能耗可降低30%，單元投資成本可節約10% 左右, 密集倉（cāng）儲係統因而（ér）越來越多地受到行業的關注，其市場發展前（qián）景廣闊[3]。作為麵向密集倉（cāng）儲的重（chóng）要搬運設備，智能托盤式四向穿梭車（以下簡稱四向車）是一種智能型軌道導引（yǐn）自動換向變軌的搬運設備，在電控係（xì）統控製下，通過編（biān）碼器、RFID、光電傳感器等數字化技術精（jīng）確定位各個輸入、輸出工位，配置智（zhì）能化（huà）調度係統，接收物料後進行自動往複（fù）穿梭搬（bān）運，四向車無需人員操作（zuò），運（yùn）行（háng）速度快、智能（néng）化程度高，適用於各（gè）種物流存（cún）儲係（xì）統，能夠促進單元物料快速實現平麵自動輸送（sòng）。在智能化調度（dù）係統的驅使下，多層多車協（xié）同並行作業，從而實現精準、高效的作業模式，為企業的物流（liú）存（cún）儲係統提供（gòng）新的物流解決方案

   關鍵機構設計

      數字化控製及通（tōng）訊技術

    四向車（chē）采用PLC 及工控（kòng）機技術，實現邏輯控製，結合底層路徑自學習算法，確保高速運行、精準定位、安全可靠。四向車選用SIMATIC S7 係列PLC 作為核心控製器，充分利用（yòng）其豐富的擴展性集成（chéng）接口，將傳（chuán）感器模塊、供電模塊、無線通訊模塊以及執行機構模塊等（děng）集成（chéng），實（shí）現整車運動導引、驅動控製、執行機構操（cāo）作，安全防護（hù）等工作（zuò）。密集庫中采用（yòng）Zigbee 無線通訊（xùn）方式，上位控製器通過Zigbee 主模塊向四向車下達任務指令，任務指令傳（chuán）遞至PLC 完成計算處理後，轉變（biàn）成（chéng）具體的控製信號並輸送至控製執行機構運動的驅動控製模（mó）塊中（zhōng），在該模塊（kuài）中對（duì）驅動直流電機進行調速，進而控製執行機構完成相應動作。在這一過程進行中，各類傳感器和RFID 係統將采（cǎi）集的定位、檢測、故障等信息通過Zigbee 子模塊反饋給上位器，並由狀態顯示器反饋給（gěi）倉庫（kù）操作人員，實現四向車動態信息的雙向傳遞。控製係統結構如圖4 所示。

     密集倉儲係統的（de）智能調度技術

     基（jī）於WCS 可（kě）以實現（xiàn）作業任務設置（zhì）、貨位決策優化、密集多（duō）深位存儲、多（duō）層（céng）多（duō）四（sì）向車作（zuò）業調度等（děng）各種功能。密（mì）集倉儲（chǔ）係統采用多任務模式，為保證四向車集群全局效率提升，需製定合理有效的智能調度策略。智能（néng）化調度包括庫區分配（pèi）、任務（wù）優先級劃（huá）定、貨位（wèi）分配、路徑（jìng）規劃等。在WCS 控製下，密集庫中各設（shè）備基於實時路徑規劃完成多任務並行作業；設備運行狀態實現3D 可（kě）視化監測；作業終端基於可視化界麵對多（duō）設（shè）備（bèi）、入出庫作（zuò）業、多深位貨物狀態進行監控，並根據作業數據分析完成遠程診斷。密集倉儲係統調度架構如（rú）圖5 所示。

    作業能力評估

     四向車的作業能（néng）力受倉庫訂單任務、調度技術、存儲策略（luè）、作業模式、設備技（jì）術參數等因素的影（yǐng）響，其高低直（zhí）接影響密（mì）集倉（cāng）儲係（xì）統的效率。四向車在垂直（zhí）交叉軌道上切換方向完成貨物（wù）的水平出（chū）入庫，具備單一作業和複合作業兩（liǎng）種（zhǒng）模式。

       在單（dān）一作業模式中，四向（xiàng）車（chē）一個周期內隻完成一個出（入）庫任（rèn）務；在複合作（zuò）業模式中，設備一個周（zhōu）期內完成入庫（kù）和出庫兩個（gè）任務（wù）。在基於每層一台四向車的係統（tǒng）配置下:

      1）在單一作業模式中，四向車入庫作業和出庫的作業時間相同，假設每層四向車的平均單一作業時間（jiān）為t1, 則該模式下的出入庫能力η1 可計算為（wéi）

    2）在（zài）複合作業模式中，假設四向（xiàng）車的平均複合（hé）作業為t2, 則對應的出入庫η2 為

 

      案例四向車已在某公司密集庫項目中得到實際應用。該（gāi）密集（jí）庫實現化工成（chéng）品、半成品存儲（chǔ），整盤入出及揀選出庫等功能，總的占（zhàn）地麵積為1 765 m2，貨架總體高度為12 m，共有貨位4122 個。單元托盤尺寸為1 200mm×1 100 mm×1 200mm/1400mm( 長× 寬× 高（gāo）)，單元最大載重為1000 kg（含托盤）。倉庫中整體入出庫（kù）量不少於150 托/h，設備配置有四向車8 台，提升（shēng）機3 台，輸送機（jī）係統6套。根據該企業對現（xiàn）代化物流的不同需求，在（zài）做（zuò）大量的需求調研和分析後，設計出一套符合（hé）該企業需求（qiú）、性價（jià）比高、可拓展的方（fāng）案，經實際測試該密集存（cún）儲係統項目建成後與傳統立體庫相比，庫容量提高了35%，設備運行用電量能耗降低了30%。

       優越性能

     ① 提（tí）高空間利用率：其空間利用（yòng）率為（wéi）普通平庫的3-5倍； 

      ② 利用係統對貨（huò）品（pǐn）進（jìn）行（háng）準確無誤（wù）的管理，減少了在存儲貨物中出現的差錯； 

      ③ 貨物在運送中實現自動化，減少（shǎo）貨物的破損率； 

      ④ 從傳統的“結果導（dǎo）向”轉變成“過程控製”，從傳（chuán）統的“數據錄入”轉 變成“數據采集”； 

      ⑤ 先進的物流係統，提高企業生產管理水（shuǐ）平；

      ⑥ 適用環境不受層高限製，適用（yòng）於低於5米高倉庫和高於24米以上倉庫都很（hěn）適用。

       案例圖片