第八章物流自動(dòng)化技術(shù)【教學(xué)試題】

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1、 第八章 物流自動(dòng)化技術(shù) 第一節(jié) 物流自動(dòng)化系統(tǒng)設(shè)計(jì)與模型 一、物流系統(tǒng)計(jì)算機(jī)仿真 1、物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)面臨的問題 2、物流系統(tǒng)計(jì)算機(jī)仿真設(shè)計(jì)流程——見書P256圖8—1 3、系統(tǒng)仿真的一般步驟 二、物流系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型 1、模型 可用排隊(duì)模型來描述物流系統(tǒng)的活動(dòng)，排隊(duì)系統(tǒng)解決的主要是服務(wù)與被服務(wù)的問題。系統(tǒng)模型見書P257圖8—2。 2、物流排隊(duì)模型的組成 有兩個(gè)基本單元組成：顧客和服務(wù)臺。 顧客——這里“顧客”即為“物料”； 服務(wù)臺——這里的“服務(wù)臺”即為：“倉庫、運(yùn)輸設(shè)備、裝卸設(shè)備和操作工人等?！? 服務(wù)過程的三個(gè)基本因素：接受服務(wù)、進(jìn)行服務(wù)、等待接受服務(wù)的隊(duì)列。

2、 排隊(duì)問題的核心是解決系統(tǒng)的效率和效益，即確定適當(dāng)?shù)姆?wù)臺數(shù)量和服務(wù)時(shí)間，減少排隊(duì)等待時(shí)間，縮短物料的儲(chǔ)運(yùn)周期。 3、系統(tǒng)參數(shù) 一般分為三類：輸入?yún)?shù)、狀態(tài)參數(shù)、輸出參數(shù)。 三、自動(dòng)化物流系統(tǒng)的層次 有書P258圖8—3可知，自動(dòng)化物流系統(tǒng)分為三個(gè)層次：管理層、控制層、執(zhí)行層。 管理層、控制層、執(zhí)行層的主要功能 四、自動(dòng)化立體倉庫的設(shè)計(jì)與規(guī)劃 下圖為塔式自動(dòng)化停車庫，右圖為結(jié)構(gòu)示意圖。 其中，總體規(guī)劃包含七個(gè)方面的內(nèi)容： （1）庫場的選擇與規(guī)劃——涉及運(yùn)輸配送成本，內(nèi)容是庫場的選點(diǎn)及平面的布置 （2）倉庫型式和作業(yè)方式——涉及作業(yè)效率 倉庫型式：一般采用單元

3、貨格式倉庫，此外還有重力式貨架倉庫和貫通式倉庫。如下圖所示。 單元貨格式倉庫 重力式貨架倉庫 貫通式倉庫 作業(yè)方式：盡量少采用單作業(yè)方式（即單入庫或單出庫），而盡量多采用復(fù)合作業(yè)方式（即迂回或回程地進(jìn)行搬運(yùn)作業(yè)）。 （3）貨物單元的形式和貨格尺寸設(shè)計(jì) 貨物單元尺寸：在確定貨物單元時(shí)，應(yīng)盡量采用標(biāo)準(zhǔn)推薦的尺寸，以利于與其他物料搬運(yùn)和運(yùn)輸機(jī)具相匹配。標(biāo)準(zhǔn)貨物單元的長、寬尺寸為：800mm×1000mm；800mm×1200mm；1000mm×1200mm。 貨格尺寸：取決于在貨物單元四周需留出的凈空尺寸和貨架構(gòu)件的有關(guān)尺寸。 （4）確定庫

4、存量和倉庫總體積尺寸 庫存量是指同一時(shí)間內(nèi)儲(chǔ)存?zhèn)}庫內(nèi)貨物單元數(shù)。 倉庫內(nèi)采用存儲(chǔ)和搬運(yùn)機(jī)械的數(shù)量取決于倉庫的最大出入庫頻率。一般，每臺堆垛機(jī)每小時(shí)平均出庫或入庫30～40個(gè)貨物單元。一個(gè)巷道的貨位數(shù)以不超過1500～2000個(gè)為宜。 代表立體倉庫技術(shù)水平的一個(gè)主要參數(shù)是倉庫高度，高度通常為10～20m。 （5）出、入庫搬運(yùn)周期及出、入庫能力驗(yàn)算 搬運(yùn)周期主要取決于巷道堆垛起重機(jī)的作業(yè)循環(huán)時(shí)間，而堆垛機(jī)的作業(yè)循環(huán)時(shí)間又分：單一作業(yè)和復(fù)合作業(yè)兩種。 （6）自動(dòng)化立體倉庫的總體布置。這種布置主要解決兩個(gè)問題： ①高貨架區(qū)和作業(yè)區(qū)的銜接方式——可采用無軌的高架叉車和堆垛機(jī)（巷道式、橋式、

5、揀選式）與其他搬運(yùn)機(jī)械配套銜接，只有這樣才能把入庫作業(yè)區(qū)、出庫作業(yè)區(qū)（包括檢驗(yàn)、揀選、包裝、發(fā)運(yùn)等作業(yè)）形成一個(gè)完整的物流系統(tǒng)。大體上這種銜接方式有以下四種： 叉車——出、入庫臺方式，參見書P263圖8—4； 自動(dòng)搬運(yùn)車——出、入臺方式； 自動(dòng)搬運(yùn)車——輸送機(jī)方式，參見書P264圖8—5； 叉車（或升降級）——連續(xù)輸送機(jī)方式，常用的連續(xù)輸送機(jī)有：輥式（輥道和輥柱）輸送機(jī)、鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)和帶式輸送機(jī)。見下圖。 輥道輸送機(jī) 滾柱輸送機(jī) 鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī) 帶式輸送機(jī) ②貨物單

6、元出、入高層貨架的形式 主要有：貫通式、同端輸入式、旁流式。一般優(yōu)先采用同端出入式布置。 （7）自動(dòng)化立體倉庫的控制方式和管理方式 采用堆垛起重機(jī)的控制方式，一般可分為：手動(dòng)、半自動(dòng)、單機(jī)自動(dòng)、集中自動(dòng)、聯(lián)機(jī)自動(dòng)控制和CIMS控制等六種方式。 立體倉庫的管理方式一般可分為：臺帳管理、穿孔卡結(jié)合臺帳管理、計(jì)算機(jī)管理三種。 第二節(jié) 倉庫自動(dòng)化 一、自動(dòng)化倉庫概述 （一）自動(dòng)化倉庫 1、AS/RS定義：自動(dòng)化倉庫系統(tǒng)（Automated Storage and Retrieval System，AS/RS）：是在不直接進(jìn)行人工處理的情況下能自動(dòng)地存儲(chǔ)和取出物料的系統(tǒng)。 2、立

7、體倉庫：立體倉庫（也稱高架倉庫）是指采用高層貨架儲(chǔ)存貨物，用起重、裝卸、運(yùn)輸機(jī)械設(shè)備進(jìn)行貨物出庫和入庫作業(yè)的倉庫。 立體倉庫一般由高層貨架、倉儲(chǔ)機(jī)械設(shè)備、土建公司設(shè)施、控制與管理設(shè)施等部分組成。 立體倉庫最高可達(dá)40多米，最大庫存量可達(dá)10多萬個(gè)貨物單元。如下圖所示： 自動(dòng)化立體倉庫 3、自動(dòng)化立體倉庫的功能 有：儲(chǔ)存和保管、調(diào)節(jié)供需、貨物運(yùn)輸能力調(diào)節(jié)等功能，以及明顯地節(jié)約倉庫面積和充分利用空間的作用。 4、自動(dòng)化倉庫的優(yōu)點(diǎn)——主要有：高層貨架儲(chǔ)存、自動(dòng)存取、計(jì)算機(jī)控制等優(yōu)點(diǎn)。 （二）自動(dòng)化倉庫的分類與構(gòu)成 1、分類 （1）按貨架形式分，有：單元式貨架倉庫——使用最廣，通

8、用性也較強(qiáng)；其概略構(gòu)造如下圖所示： 單元式自動(dòng)化倉庫概略構(gòu)造圖 貫通式貨架倉庫——又分重力式和梭式小車式貨架倉庫兩種；見下圖： 貫通式貨架系統(tǒng) 重力式貨架系統(tǒng) 循環(huán)貨架倉庫——這種倉庫的貨架本身就是一臺垂直提升機(jī)或在水平面內(nèi)沿環(huán)形路線來回運(yùn)行的輸送機(jī)，如是循環(huán)貨架倉庫又可分為：垂直循環(huán)和水平循環(huán)兩種貨架倉庫。 （2）按建筑形式分，有：整體式和分離式兩種； （3）按控制方法分，有：手動(dòng)控制、自動(dòng)控制和遙控三種立體倉庫； （4）按作業(yè)方式分，有：單元貨架式、移動(dòng)貨架式、揀選貨架式三種立體倉庫； 托盤單元式

9、 電動(dòng)移動(dòng)貨架式 單元-揀選式 （5）按在物流系統(tǒng)中的作用分，有：生產(chǎn)性倉庫和流通型倉庫兩種； （6）按自動(dòng)化倉庫與生產(chǎn)聯(lián)系的緊密程度分，有：獨(dú)立性倉庫和緊密型倉庫； （7）按庫存容量分，有：大、中、小型立體倉庫。 2、構(gòu)成。自動(dòng)化倉庫主要由：土建設(shè)施、機(jī)械設(shè)施、電器設(shè)施三大類設(shè)施組成。其中機(jī)械設(shè)備包括：貨架、貨箱與托盤、搬運(yùn)設(shè)備、運(yùn)輸設(shè)備。 二、貨架 1、立體貨架 立體貨架是立體倉庫的承重構(gòu)筑物，其投資約占整個(gè)倉庫設(shè)備總投資的1/3～2/3。 立體貨架的有許多種，按其高度可分為：高層（＞12米）、中層（5～12米）、低層（＜5米＝

10、三種立體貨架。高層貨架多采用整體式結(jié)構(gòu)。型式見下圖。 高層貨架 重力式貨架 2、重力貨架 重力式貨架的每一個(gè)貨格就是一個(gè)具有一定坡度的滑道。在重力式貨架中，每個(gè)存貨滑道只能存放同一種貨物。它適宜于少品種大批量貨物的存取，型式見上圖。 3、貫通式貨架 可供叉車（或帶貨叉的無人搬運(yùn)車）弛入、存取單元托盤貨物的貨架。叉車作業(yè)通道與貨物保管場所合一。型式見下圖。 4、閣樓式貨架 閣樓式貨架的底層貨架不但是保管物料的場所，而且是上層建筑承重梁的支撐(柱)，可設(shè)計(jì)成多層樓層(通常2-3層)，配有

11、樓梯、扶手和貨物提升電梯等。型式見下圖。 貫通式貨架 閣樓式貨架 5、移動(dòng)式貨架 移動(dòng)式貨架是在貨架的底部安裝有運(yùn)行車輪，可在地面上運(yùn)行的貨架。適用于庫存品種多，出入庫頻率較低的倉庫；或庫存頻率較高，但可按巷道順序出入庫的倉庫。 移動(dòng)式貨架廣泛應(yīng)用于辦公室存放文檔，圖書館存放檔案文獻(xiàn)，金融部門存放票據(jù)，工廠車間、倉庫存放工具、物料等。型式見下圖。 移動(dòng)式貨架 6、托盤貨架 除這些之外，還有：旋轉(zhuǎn)式貨架、屏掛式貨架和組合式貨架。 三、計(jì)算機(jī)管理與控制 1、自動(dòng)化倉庫是用計(jì)算機(jī)的優(yōu)點(diǎn) 2、計(jì)算機(jī)的功

12、能 有：貨物的識別和跟蹤、出/入庫操作、庫存管理、堆垛機(jī)等搬運(yùn)設(shè)備的控制等功能。 3、自動(dòng)認(rèn)址與位置檢測。分：堆垛機(jī)自動(dòng)認(rèn)址和貨物單元自動(dòng)認(rèn)址兩種。 四、自動(dòng)化倉庫的計(jì)算機(jī)管理與控制系統(tǒng) （一）計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng) 下圖為某自動(dòng)化倉庫的計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng) 1、立體倉庫的管理方式 大致分為三種：臺帳管理、穿孔卡片結(jié)合臺帳管理、計(jì)算機(jī)管理。 2、自動(dòng)化倉庫計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng) （1）主要功能 包括：庫存管理和貨位管理。 （2）貨位管理的原則 入庫的通用原則：均勻分布原則、“就近入/出庫”原則、對貨架受載有利的原則等。 出庫的通用原則：“先入先出”原則、未滿單元先出庫原則、均勻分布原則

13、等。 （3）貨位管理的算法 （4）庫存管理 包含十個(gè)方面的內(nèi)容。 （二）計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) 下圖為某自動(dòng)化倉庫的計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)及系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 1、立體倉庫控制方式 有：手動(dòng)、半自動(dòng)、單機(jī)半自動(dòng)、遙控、全自動(dòng)、聯(lián)機(jī)自動(dòng)和計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)等7種控制方式。 2、計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 有兩種：集中控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、分層分布式控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。 3、自動(dòng)化立體倉庫的通信 現(xiàn)代化立體倉庫物流系統(tǒng)的信息流如書P284圖8—6所示。 第三節(jié) 物流自動(dòng)化設(shè)備 自動(dòng)化倉庫的出、入庫輸送機(jī)系統(tǒng)如下圖所示： 自動(dòng)化倉庫出入庫輸送機(jī)系統(tǒng) 一、輸送和搬運(yùn)設(shè)備 （一）輸送

14、設(shè)備 自動(dòng)輸送機(jī)是輸送多種物品、短暫存儲(chǔ)貨分揀的一種理想設(shè)備，是倉儲(chǔ)自動(dòng)化系統(tǒng)的主要組成部分。按輸送貨物的類型自動(dòng)化輸送設(shè)備可以分為： 1、單元物品輸送設(shè)備 有：輥道式、鏈?zhǔn)?、懸掛式輸送機(jī)，鏈板式垂直提升機(jī)，單軌電動(dòng)小車和搬運(yùn)機(jī)器人。 （1）輥道式輸送機(jī) 輥道式輸送機(jī)是利用輥?zhàn)拥霓D(zhuǎn)動(dòng)來輸送單元物品的輸送機(jī)，它可沿水平或曲線路徑進(jìn)行輸送。外形如下圖所示。 輥道式輸送機(jī) 鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī) 按驅(qū)動(dòng)方式又分為：無動(dòng)力輥道輸送機(jī)、動(dòng)力輥道輸送機(jī)（鏈傳動(dòng)／摩擦傳動(dòng)）。 （2）鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī) 鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)是利用鏈條牽引、承載，或由鏈條上安裝

15、的板條、金屬網(wǎng)、輥道等承載物料的輸送機(jī)。外形如上圖所示。 （3）懸掛輸送機(jī) 懸掛輸送機(jī)屬于鏈條（也可為鋼索）牽引式的連續(xù)輸送機(jī)。懸掛輸送機(jī)是規(guī)模較大的工廠綜合機(jī)械化輸送設(shè)備。外形如下圖所示。 懸掛輸送機(jī) 單軌電動(dòng)小車 （4）單軌電動(dòng)小車 在特定的空中軌道上運(yùn)行的電動(dòng)小車，可組成一個(gè)承載的、全自動(dòng)的物料搬運(yùn)系統(tǒng)。如上圖所示。 此外還有鏈板式垂直提升機(jī)和搬運(yùn)機(jī)器人。 2、散碎物料輸送設(shè)備 （1）皮帶式輸送機(jī) 帶式輸送機(jī)是一種利用連續(xù)而具有撓性輸送帶連續(xù)地來輸送物料的輸送機(jī)。或

16、在裝配、檢驗(yàn)、測試等生產(chǎn)線上輸送單位質(zhì)量不太大的成件物品。型式見下圖。 皮帶式輸送機(jī) 集裝袋 （2）集裝袋 集裝袋又稱柔性集裝箱，是集裝單元器具的一種，配以起重機(jī)或叉車，就可以實(shí)現(xiàn)集裝單元化運(yùn)輸。它適用于裝運(yùn)大宗散狀粉粒狀物料。型式見上圖。 （3）提升機(jī) 如斗式提升機(jī)。 （4）氣力輸送系統(tǒng) 例如粉粒狀物料或比重輕的散碎物料的管道輸送系統(tǒng)。 （二）搬運(yùn)輸備 1、叉車 叉車是倉庫作業(yè)必備的設(shè)備，叉車的種類繁多，有高低位揀選叉車、前移式叉車、側(cè)面叉車，如下圖所示。此外還有

17、集裝箱叉車、內(nèi)燃叉車、電瓶叉車等。 高位揀選叉車 前移式叉車 側(cè)面叉車 高位揀選叉車操作臺上的操作者可與裝卸裝置一起上下運(yùn)動(dòng)，并揀選儲(chǔ)存在兩側(cè)貨架內(nèi)物品的叉車。適用于多品種少量入出庫的特選式高層貨架倉庫。起升高度一般4～6米，最高可達(dá)13米。 前移式叉車是一種門架（或貨叉）可以前后移動(dòng)的叉車，適用于車間、倉庫內(nèi)工作。 側(cè)面叉車是一種貨叉和門架位于車體側(cè)面的裝卸作業(yè)車輛，稱側(cè)面叉車。適用于長大物料的裝卸和搬運(yùn)。 2、托盤搬運(yùn)車 托盤搬運(yùn)車是對單元托盤貨物進(jìn)行裝卸和短距離運(yùn)輸作業(yè)的專用設(shè)備，有搭乘式和步行式兩種。

18、外形如下圖所示： 步行式電動(dòng)托盤搬運(yùn)車 搭乘式電動(dòng)托盤搬運(yùn)車 3、自動(dòng)導(dǎo)引小車（AGV） AGV（Automatic Guided Vehicle）是指裝有自動(dòng)導(dǎo)引裝置，能沿規(guī)定的路徑行馳，車體上具有編程和停車選擇裝置、安全保護(hù)裝置以及各種移載功能的運(yùn)輸小車。外形如下圖。 自動(dòng)導(dǎo)引小車（AGV） 4、集裝箱叉車 集裝箱叉車是集裝箱碼頭和堆場上常用的一種集裝箱專用裝卸機(jī)械，主要用作堆垛空集裝箱等輔助性作業(yè)，也可在集裝箱吞吐量不大（年低于3萬標(biāo)準(zhǔn)箱）的綜合性碼頭和堆場進(jìn)行裝卸與短距離搬運(yùn)。外形如下圖所示。

19、集裝箱叉車 5、集裝箱跨運(yùn)車 如書P288圖8—7所示， 二、自動(dòng)起重和分揀設(shè)備 （一）自動(dòng)起重設(shè)備 1、高架叉車 高架叉車又稱三向堆垛叉車，即叉車向運(yùn)行方向二側(cè)進(jìn)行堆垛作業(yè)時(shí)，車體無須作直角轉(zhuǎn)向，這樣作業(yè)通道就可大大減少，提高了面積利用率；此外，高架叉車的起升高度比普通叉車要高，一般在6m左右，最高可達(dá)13m。如下圖所示。 高架叉車 2、巷道式堆垛起重機(jī) 巷道式堆垛起重機(jī)是在高層貨架的窄巷道內(nèi)作業(yè)的起重機(jī)，是自動(dòng)化倉庫的主要設(shè)備，又稱有軌堆垛機(jī)。作業(yè)高度6～24m，最高可達(dá)40m。外形如下圖。 3、橋式堆垛起重機(jī) 橋式堆垛起重機(jī)是用于高架倉庫存取作業(yè)的一種

20、倉庫作業(yè)機(jī)械，也適用于無貨架的堆垛作業(yè)，主要適用于高度在12米以下的倉庫。 巷道式堆垛起重機(jī) 揀選式電動(dòng)堆垛機(jī) 4、揀選式電動(dòng)堆垛機(jī) 揀選式電動(dòng)堆垛機(jī)的特點(diǎn)是沒有貨叉，人和貨物同在一個(gè)有欄桿的平臺上，依靠升降和水平移動(dòng)來完成作業(yè)，它用于一般的立體倉庫或普通平房倉庫中。如上圖所示。 （二）分揀設(shè)備 按分揀的手段不同，可分為人工分揀、機(jī)械分揀和自動(dòng)分揀三大類。在分揀系統(tǒng)中，分揀機(jī)是最主要的設(shè)備，分揀機(jī)的種類十分繁多，一般有鏈?zhǔn)健搸?、膠帶、輥道、懸掛式和滑塊橫向推出式分揀機(jī)等。 1、橫向推出式 鋼帶式橫向推出推出分揀機(jī)是

21、一種使用較多的分揀設(shè)備，其每小時(shí)分揀能力可達(dá)萬件以上。一般情況下，分揀的貨物不受包裝形態(tài)的特殊限制，能用輸送機(jī)運(yùn)送的貨物可全部使用。其型示如下圖所示。 橫向推出式 2、升降推出式 這種分揀機(jī)最適合于分揀底面平坦的紙箱、托盤狀的各種貨物。但不能分件很長的、或者底面不平坦的貨物。外形參見書P290圖8—9。 3、傾斜式 傾斜式分揀機(jī)又可分為：盤式和板式兩種。 4、懸吊式 懸吊式分揀機(jī)是用裝在懸吊裝置上的鉗子或支架吊起物品，輸送到指定位置放下物品或轉(zhuǎn)換到另外的分支線路上進(jìn)行分揀的裝置。主要是用于對保管、搬運(yùn)的成批貨物的分揀。 三、集裝箱與托盤 集裝單元、集裝單元化和單元負(fù)

22、載的概念 1、集裝箱 集裝箱可分為兩大類：普通貨物集裝箱和特種貨物集裝箱。如下圖所示。 集裝箱 （1）普通貨物集裝箱 有：內(nèi)柱式、外柱式、折疊式和薄殼式四種。其結(jié)構(gòu)與類型參見書P293圖8—10和圖8—11。 （2）特種貨物集裝型 有：干貨類、通風(fēng)類、保濕類和框架類四種。通風(fēng)類結(jié)構(gòu)見書P294圖8—12。 2、托盤 托盤是現(xiàn)代工商業(yè)生產(chǎn)、運(yùn)輸、裝卸、堆存貨物的一種重要集裝工具。根據(jù)材質(zhì)的不同，可分為木制、鋼制、塑料、紙質(zhì)及復(fù)合等多種托盤。 （1）托盤尺寸。一般為：800mm×1200mm；1000mm×1200mm。 （2）托盤分類。按結(jié)構(gòu)分有：平托盤、箱式托盤、柱式

23、托盤和輪式托盤四種。示例如下圖所示。 木制兩向平托盤 鋼制四向平托盤 鋼制箱式托盤 網(wǎng)箱托盤 柱式托盤 輪式托盤 四、物流自動(dòng)化系統(tǒng)的配置 1、貨物單元包裝與運(yùn)輸工具之間的配置 配置方式參見書P296圖8—14。 2、集裝單元搬運(yùn)系統(tǒng)作業(yè)的改進(jìn) 改進(jìn)方式參見書P297圖8—15。 3、集裝箱港口與陸地裝卸系統(tǒng) 五、配送系統(tǒng) 1、物流配送系統(tǒng) 物流配送系統(tǒng)以自動(dòng)化立體倉庫為基礎(chǔ)，以電子商務(wù)信息技術(shù)為核心，通過計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)把自動(dòng)化倉庫的功能和訂貨、發(fā)貨處理連接在一起，實(shí)現(xiàn)了物質(zhì)資料從供應(yīng)方提價(jià)給需求方，滿足了信息社會(huì)發(fā)展的需要。 下面兩個(gè)圖為物流中心的分揀配送系統(tǒng)。 2、悉尼奧運(yùn)的出口物流系統(tǒng) 其配送系統(tǒng)如下圖所示 作業(yè)：P297第2題 17 教學(xué)#類別