自動化四（sì）向車（chē）貨（huò）架

電子商務與智能製（zhì）造技術（shù）推（tuī）動了自動化立體（tǐ）倉（cāng）庫的快速（sù）發展與創新，在現代物（wù）流業中更加注重考慮物流（liú）係統整（zhěng）體的密度以及數字（zì）化、智能、信（xìn）息化集成應用，而不是僅考慮單一設備和係統的能力，產生了“密集倉（cāng）儲”的（de）概念[1,2]。在物（wù）流產業的（de）快速發展過程用中，需（xū）要對物流倉儲係統進行全麵規劃和（hé）創新（xīn）設計。與普（pǔ）通立體倉庫相比，密集倉儲土地（dì）利用率和空間利用（yòng）率上可提高20%~100% 左右，同時（shí）作業效率可提高20%，運行能（néng）耗可降低30%，單元（yuán）投資（zī）成本可（kě）節約10% 左右, 密集倉儲係統因（yīn）而越（yuè）來越多地受到（dào）行業的關注，其市場（chǎng）發展前景廣闊[3]。作為麵向密集（jí）倉（cāng）儲的重要搬運設備，智（zhì）能托盤式四向（xiàng）穿梭車（以下簡稱四向車）是一種智能型軌（guǐ）道導引自動換向變（biàn）軌的搬運設備，在電控（kòng）係統控（kòng）製下，通過編碼器、RFID、光電傳感器等數（shù）字化技術（shù）精確定位各個輸入（rù）、輸出工位，配置智能化調度係統，接收物料後進行自（zì）動往複穿梭搬運，四（sì）向車無需人員操作，運行速度（dù）快、智能化程度（dù）高，適用（yòng）於各（gè）種物流存儲係統，能夠（gòu）促進單元物料快速實（shí）現平麵自動輸送。在智（zhì）能（néng）化調度係統的驅使下，多層多車協同並行作業，從而實（shí）現精準、高效的作業模式，為企業的物（wù）流存儲係統提供新的物流解決方案

   關鍵機構設（shè）計

      數字化控製及通訊技術

    四向車采用PLC 及工（gōng）控機技術，實現邏輯控製，結合（hé）底（dǐ）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（chē）選用SIMATIC S7 係列（liè）PLC 作為核心控製器，充分利（lì）用其豐富的擴展性（xìng）集成接口，將傳感器模塊、供電模塊（kuài）、無線通訊（xùn）模塊以及執行機構模塊等集成，實現（xiàn）整車（chē）運（yùn）動導引、驅動控製、執行機構操作，安全防護等工作。密集庫中采用Zigbee 無線通訊方式，上位控製器通過Zigbee 主模塊向四向車下達任（rèn）務指令，任務指令傳（chuán）遞至PLC 完成計算處理後，轉（zhuǎn）變成具體的控製信號並輸送至控製（zhì）執行機構運動的驅動控製模塊中（zhōng），在該模塊中對驅動直流電（diàn）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（gè）類傳感（gǎn）器和（hé）RFID 係統將采集的定位、檢測、故障等信息通過Zigbee 子模（mó）塊反饋給上位器，並（bìng）由狀態顯示器反饋給倉庫操作人員，實現（xiàn）四向（xiàng）車動態信（xìn）息的雙向傳遞（dì）。控製係統結構如圖4 所示。

     密集倉儲係統的智能調度技術

     基於WCS 可以實現作業任（rèn）務設置、貨位決策優化（huà）、密集多深位存儲、多層多四向車作業調（diào）度等各種功能。密集倉儲係統采用多任務（wù）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（dù）策略。智能化調度包括庫區分配、任（rèn）務優先級劃定、貨位分配、路徑規劃（huá）等。在WCS 控（kòng）製下，密集庫中各設備基於實時路（lù）徑規劃完成多任務並行作業；設備（bèi）運行狀態實現3D 可視化監測；作業終端基於可視化界麵對多設備、入出（chū）庫作業、多深位貨物狀態進行（háng）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圖（tú）5 所示。

    作業能力評估

     四向車的作業能力受倉庫訂單任務、調（diào）度技術、存儲策略、作業模式、設（shè）備技術參數（shù）等因素（sù）的影響，其高低直接影響密集倉儲係統（tǒng）的效率。四向車在垂直交叉軌道上（shàng）切換方向完成貨物的水平出入（rù）庫，具備單一作業和複合作業兩種模式。

       在單一作業模式中，四向車一個周期內隻完成一個出（入）庫任務；在複合（hé）作業模式中，設備一個周期（qī）內（nèi）完成入庫和出庫兩個任務。在基於每層一台四向車的係統配置下:

      1）在單一（yī）作業（yè）模式中，四向車入庫作業和出庫的作（zuò）業時間（jiān）相同，假設每層四（sì）向車的平均單一（yī）作業時間為t1, 則該模式下的出（chū）入（rù）庫能力η1 可計（jì）算為

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

 

      案（àn）例四向車已在某公司密集庫項目中得到實際應用。該（gāi）密集庫實現化工成品、半成品存儲，整盤入出及揀選出（chū）庫（kù）等功能，總的占（zhàn）地麵積為1 765 m2，貨架總體（tǐ）高度為12 m，共（gòng）有貨位4122 個。單（dān）元托盤尺寸為1 200mm×1 100 mm×1 200mm/1400mm( 長× 寬× 高)，單元最大載（zǎi）重為1000 kg（含托盤）。倉庫中（zhōng）整體入出庫量不（bú）少於150 托（tuō）/h，設備配置有四向車（chē）8 台，提升機3 台，輸送機係統（tǒng）6套。根（gēn）據該企業對現代化物流的不同需求，在做大（dà）量的需求調（diào）研和分析後，設計出一（yī）套符合該企業需求、性價比高、可拓展的方案，經實際測試該（gāi）密集存儲係統項目建成後與傳統立體庫相比（bǐ），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 提高空間利用率：其空間利用率為普通平庫的3-5倍； 

      ② 利用係統（tǒng）對貨品進（jìn）行準（zhǔn）確（què）無誤（wù）的管理，減少了在存儲貨（huò）物中出現（xiàn）的差錯； 

      ③ 貨物在運送中（zhōng）實（shí）現自動化，減少貨（huò）物的破（pò）損率； 

      ④ 從傳統的“結果（guǒ）導向”轉變（biàn）成“過程控製”，從傳統的“數據錄入”轉（zhuǎn） 變（biàn）成“數據采集”； 

      ⑤ 先進的物流（liú）係統，提高企業（yè）生產管理（lǐ）水平；

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

       案例圖片