智慧物流装备与应用
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2.1 智慧仓储装备概述

2.1.1 仓储装备的概念与类型

仓储装备是指仓库进行生产作业和辅助生产作业,以及保证仓库及作业安全所必需的各种机械设备的总称。仓储装备是有效实现仓储作业的技术保证,科学有效地运用仓储装备,加强仓储装备的管理,是保证仓库高效、低耗、灵活运行的关键。

仓储装备按其用途和特征可以分成储存保管装备、装卸搬运装备、计量装备、养护检验装备、通风照明装备、消防安全装备、劳动防护装备等。

1.储存保管装备

储存保管装备是用于保护仓储商品质量的用品用具,主要包括以下内容。

1)苫垫用品。包括苫布(油布、塑料布等)、苫席、枕木、石条等,主要起遮挡雨水和隔潮、通风等作用。

2)存货用具。包括各种类型的货架、货橱等。其中货架在流通量大的仓库,特别是立体仓库中作用突出,能够便于货物进出,又能提高仓库容积利用率。

2.装卸搬运装备

装卸搬运装备主要用于商品的出入库、库内堆码以及翻垛作业,对改进仓储管理、减轻劳动强度、提高收发货效率具有重要作用。通常可以分成以下3类。

1)装卸堆垛设备。包括桥式起重机、轮胎式起重机、门式起重机、叉车、堆垛机、滑车、跳板以及滑板等。

2)搬运传送设备。包括电瓶搬运车、带式输送机、电梯以及手推车等。

3)成组搬运工具。包括托盘、周转箱等。

3.计量装备

计量装备是用于商品进出时的计量、点数,以及货存期间的盘点、检查等,如地磅、轨道秤、电子秤、电子计数器、流量仪、带式秤、天平仪以及较原始的磅秤、卷尺等。

4.养护检验装备

养护检验装备是指商品进入仓库验收和在库内保管测试、化验以及防止商品变质、失效的机具、仪器,如温度仪、测潮仪、吸潮器、烘干箱、风幕、空气调节器、商品质量化验仪器等。

5.通风保暖照明装备

通风保暖照明装备,包括各类风机、灯具、取暖设备等,根据商品保管和仓储作业的需要而设。

6.消防安全装备

消防安全装备是仓库安全必不可少的设备用具,包括报警器、消防车、手动抽水器、水枪、消防水源、砂土箱、消防云梯等。

7.劳动防护用品

劳动保护用品主要用于确保仓库职工在作业中的人身安全,包括头盔、防护面罩、防护服、手套、套鞋等。

2.1.2 智慧仓储装备的概念与特征

1.智慧仓储装备的概念

智慧仓储装备,是物流仓储保管作业活动中所运用的智能化、自动化物流装备,涉及的装备种类较多,主要包括智能存储装备、自动输送装备、智能分拣装备等。其中,智能存储装备主要用于货品的存放,包括自动化立体仓库和密集仓储系统所涉及的立体货架、堆垛机、穿梭车、升降机等;自动输送装备,主要包括带式输送线、辊筒输送线以及链式输送线等,主要用于托盘和周转箱的输送;智能分拣装备,包括交叉带分拣系统、翻盘分拣系统、滑块分拣系统、摆轮分拣系统等,以及以AGV和机械臂为核心的机器人分拣系统。

由上述装备组成的智慧仓储装备系统是智慧仓储装备应用的重点问题。所谓智慧仓储装备系统,是综合利用计算机、云计算、互联网和物联网等先进技术,将高位立体货架、巷道堆垛机、升降设备、自动出入库输送装备、自动分拣系统装备、室内搬运车、机器人等设备进行系统集成,形成具有一定感知能力、自行推理判断能力、自动操作能力的智慧系统。典型的智慧仓储装备系统包括自动化立体仓库系统和穿梭车式密集仓储系统。

智慧仓储装备系统与传统的仓库装备相比,具有能耗低、无污染、效率高、技术含量高的特点,是《中国制造2025》中的重要组成部分,承载着国家对企业“转型升级、智能制造”等的重要期望,也是各级政府部门提高自身形象的重要抓手,得到国家政策的大力支持。同时,第三方物流、电商等行业的兴起,对仓库规模、出入库效率和准确率要求更高,仓储物流企业面临库存扩容、减员增效、技术升级、降本增需的现实需要,智慧仓储装备系统建设成为企业首选,已不再是大型规模企业的“专利”,更多企业具有智慧升级改造的迫切需求,成为智慧仓储装备高速发展的重要动力。

2.智慧仓储装备的特征

智慧仓储装备具有管理系统化、操作信息化、作业自动化、数据智慧化、网络协同化等突出特点,与传统仓储装备相比,具有无可比拟的优势。

(1)管理系统化

智慧仓储装备不再是简单的独立运作的仓库设备,而是通过WMS、WCS管理系统进行集中管理、集成调度,并与仓储活动涉及的各类人力资源、货品器具、信息数据等集成在一起进行统一管理控制,实现在管理系统支撑下的功能集成、一体控制。

(2)操作信息化

智慧仓储装备一般不需人工直接进行操作,而是通过计算机进行管理控制,操作人员仅需录入有关信息参数,监测装备运行状态数据,装备系统会自动感知识别信息并执行仓储作业活动。

(3)作业自动化

智慧仓储装备普遍应用机械自动化、人工智能技术,能够实现出入库、分拣输送、包装集装等作业活动的自动化,快速准确地完成货品存取收发,作业环节部分或全部实现无人化,作业效率大大提升。

(4)数据智慧化

智慧仓储装备在作业过程中,能够实时记录作业数据,并将数据信息上传至信息系统数据库,通过数据的集中存储管理与分析处理,挖掘有用信息,监控装备运行,智能完成装备启停、状态报警、货位分配、货品指定、路线选择、库存控制等运行控制与管理决策活动,实现仓储作业智慧化。

(5)网络协同化

智慧仓储装备系统与企业采购系统、生产系统、销售系统、配送系统等有机对接,形成一种智慧物流链,使企业的物变成智能化的“活”物,在需要的时间,以需要的数量、需要的状态,出现在需要的地方。智慧仓储装备的前伸后延,不仅为智慧仓储装备行业带来新的发展契机,也能为客户带来更多价值,助力客户实现智能制造。

2.1.3 典型智慧仓储装备

智慧仓储装备主要包括智能存储装备、自动输送装备、智能分拣装备等。关于输送与分拣装备在后续章节会专门介绍,本章重点介绍典型的智能存储装备及系统。主要包括自动化立体仓库和穿梭车式密集仓储系统。

1.自动化立体仓库

自动化立体仓库(AS/RS)是现代物流系统的重要组成部分,是一种多层储存物品的高架仓库系统,一般由高层货架、巷道堆垛起重机、入出库输送系统、自动化控制系统(WCS)、仓库管理系统(WMS)及其周边设备组成,可对集装单元货物实现自动化保管和计算机管理。AS/RS通过入出库输送系统将货物送至仓库货架前,由巷道堆垛机实现自动出库和入库,整个过程通过计算机网络化管理和自动控制系统完成。一般AS/RS以托盘单元为存储对象,对于以料箱存储为对象的AS/RS通常也称为Miniload系统。

自动化立体仓库最大化利用了空间,整合了物流资源,优化了物流程序,缩短了物流作业周期,提高了物流效率,并降低了物流成本,实现物流标准化和规范化,优质高效地保证物品的综合管理、控制和配送,因此AS/RS是集取送、储存和需求预测等多功能为一体的高度自动化、信息化的物流系统。

自动化立体仓库广泛应用于机械、轻工、货物、医药、电器、商业、配送中心、军队后勤、纺织、烟草等行业。(扩展视频2-1)

2.穿梭车式密集仓储系统

密集仓储系统可解决空间利用率较低的问题,通过取消叉车通道和辅助空间极大地提高仓库内物料的密度,节省叉车存取物料时间及降低工人工作时间。纵深式货架是密集式仓储系统最重要的组成主体,常见的密集式仓储货架主要有穿梭车式货架、驶入式货架、重力式货架、重型移动式货架、压入式货架、多深位自动化立体仓库货架等。

穿梭车式密集仓储系统是基于高密度货架、穿梭车及升降机、输送机等设备,配合仓库管理系统完成货物出入库作业,具有较高空间利用率和存取效率的仓储系统。与AS/RS相比,存储密度更高,存取效率更高,系统柔性更强。穿梭车密集仓储系统同样可以适用于托盘单元或料箱存储单元。(扩展视频2-2)