小型自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)總體設(shè)計(jì)【全套含CAD圖紙】

喜歡就充值下載吧，，資源目錄下展示的全都有，，下載后全都有，dwg格式的為CAD圖紙，有疑問(wèn)咨詢QQ：414951605 或1304139763 引言 隨著世界經(jīng)濟(jì)的持續(xù)發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的突飛猛進(jìn)，現(xiàn)代物流作為現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)的重要組成部分和工業(yè)化進(jìn)程中最為經(jīng)濟(jì)合理的綜合服務(wù)模式，正在全球范圍內(nèi)得以迅速發(fā)展。自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)作為現(xiàn)代物流系統(tǒng)的重要組成部分，是一種多層存放貨物的高架倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)，它是在不直接進(jìn)行人工干預(yù)的情況下自動(dòng)地存儲(chǔ)和取出物流的系統(tǒng)。它是現(xiàn)代工業(yè)社會(huì)發(fā)展的高科技產(chǎn)物，對(duì)提高生產(chǎn)率、降低成本有著重要意義。 設(shè)計(jì)重點(diǎn)主要包括：立體倉(cāng)庫(kù)的整體框架、堆垛機(jī)的設(shè)計(jì)各個(gè)機(jī)構(gòu)進(jìn)行受力分析和設(shè)計(jì)計(jì)算，最后進(jìn)行必要的相關(guān)校核并最終確定各個(gè)的機(jī)構(gòu)實(shí)際取值。 總體設(shè)計(jì)要做到：適用性 布局合理、使用方便、易于維修和維護(hù)，滿足需要，實(shí)行機(jī)械化、自動(dòng)化和使用監(jiān)視管理系統(tǒng)。經(jīng)濟(jì)性 造價(jià)低、工期短、維修費(fèi)用少，效率高、節(jié)約能源，合理利用土地和資源。 ?????? 畢 業(yè) 論 文 ﹙設(shè) 計(jì)﹚ 開 題 報(bào) 告 題目 小型自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)總體設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名 學(xué)號(hào) 所在院(系) 專業(yè)班級(jí) 指導(dǎo)教師 題 目 小型自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)總體設(shè)計(jì) 一、選題的目的及研究意義 1課題目的 隨著科學(xué)技術(shù)和工業(yè)生產(chǎn)的飛速發(fā)展，現(xiàn)代物流技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)出現(xiàn)了一種新型倉(cāng)儲(chǔ)方式——自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù).它是以高層貨架為主體，以成套搬運(yùn)設(shè)備為基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)控制技術(shù)為手段的高效率物流、大容量存儲(chǔ)的機(jī)電一體化高科技集成系統(tǒng)。它集機(jī)械、電子、計(jì)算機(jī)、通信、網(wǎng)絡(luò)、傳感器和自動(dòng)控制等多種技術(shù)于一體，以搬運(yùn)機(jī)械化、控制自動(dòng)化、管理微機(jī)化、信息網(wǎng)絡(luò)化為特征，成為現(xiàn)代化物流設(shè)計(jì)中產(chǎn)品生產(chǎn)與存儲(chǔ)的樞紐。 自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)又稱自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)、現(xiàn)代智能庫(kù)、高層貨架倉(cāng)庫(kù)等，是近年來(lái)國(guó)際上迅速發(fā)展起來(lái)的一種新型倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)施，是在不直接進(jìn)行人工干預(yù)的情況下能自動(dòng)存儲(chǔ)和取出物料的系統(tǒng)。 自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)在現(xiàn)代物流系統(tǒng)中的作用是顯而易見(jiàn)的，將自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)技術(shù)應(yīng)用到物流領(lǐng)域中，充分利用自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)的優(yōu)勢(shì)和特點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)倉(cāng)庫(kù)信息管理自動(dòng)化和物品入出庫(kù)作業(yè)的自動(dòng)化，為提高貨物的流通效率發(fā)揮重要的作用。國(guó)內(nèi)外各個(gè)行業(yè)采用自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)的情況己經(jīng)充分證明，使用自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)能夠產(chǎn)生巨大的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。在貨物流通領(lǐng)域中采用自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)技術(shù)，也將獲得巨大的經(jīng)濟(jì)效益。立體倉(cāng)庫(kù)智能監(jiān)控系統(tǒng)是物流中心的核心，是自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)的計(jì)算機(jī)控制中心，對(duì)于自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)而言，貨架、托盤、無(wú)人搬運(yùn)車，堆碼垛機(jī)、輸運(yùn)分揀裝備等屬于硬件系統(tǒng)，是物流為目的達(dá)成的基礎(chǔ)，而自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)控制與管理系統(tǒng)就像人的大腦，是自動(dòng)倉(cāng)庫(kù)控制中樞神經(jīng)系統(tǒng)，完成物流過(guò)程的思維目的，自動(dòng)倉(cāng)儲(chǔ)控制與管理系統(tǒng)與企業(yè)計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)集成，能實(shí)現(xiàn)物流系統(tǒng)與企業(yè)的商流、信息流、資金流等無(wú)縫對(duì)接，起到降低成本的作用，提高服務(wù)水平的目的。使其在整個(gè)物流過(guò)程中發(fā)揮更大的作用。 2研究的意義 一個(gè)國(guó)家的物流水平充分反映出來(lái)了這個(gè)國(guó)家的綜合實(shí)力和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，尤其在跨世紀(jì)的未來(lái)十年中，物流科學(xué)對(duì)于經(jīng)濟(jì)發(fā)展的影響顯得格外重要，對(duì)于企業(yè)生產(chǎn)來(lái)說(shuō)，物流科學(xué)可以帶來(lái)巨大的經(jīng)濟(jì)效益，向物流要利潤(rùn)成為了企業(yè)即席生存和發(fā)展的基礎(chǔ)。物流的關(guān)鍵就是對(duì)于自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)及成套設(shè)備的管理。 物流是經(jīng)濟(jì)發(fā)展的命脈，像人體的血液一樣，時(shí)刻支撐著人體的各種循環(huán)，維持著生命。在物流學(xué)說(shuō)的研究領(lǐng)域中，工業(yè)企業(yè)物流一直是被關(guān)注的焦點(diǎn)，這不僅由于物流組織的好壞直接決定著企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程是否能夠順利進(jìn)行，決定著企業(yè)產(chǎn)品的價(jià)值和使用價(jià)值是否能夠順利實(shí)現(xiàn)，而且企業(yè)的物流費(fèi)用己成為生產(chǎn)成本和流通成本的重要組成部分。在這種情況下，企業(yè)將主要力量花在降低生產(chǎn)成本上是“不得要領(lǐng)”的，明智而有效的方法是改善物流。因此，以降低物流成本、減少資金占用、縮短生產(chǎn)周期為主要目標(biāo)的物流合理化(Rationalization)被稱為企業(yè)的“第三利潤(rùn)源泉”、“最重要的競(jìng)爭(zhēng)領(lǐng)域”，它被放到企業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略高度來(lái)加以研究和實(shí)施。而自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)作為物流系統(tǒng)的一個(gè)樞紐和核心，是物流系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)物流合理化的關(guān)鍵所在，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中有著舉足輕重的地位。通常，一種產(chǎn)品要從原材料做成成品，再把成品作為商品，送到消費(fèi)者手中，需經(jīng)過(guò)兩個(gè)基本物流環(huán)節(jié): 前者是物流生產(chǎn)過(guò)程(如:加工流水線，自動(dòng)生產(chǎn)線)，后者是把商品送到消費(fèi)者手中的物流流通過(guò)程?；谏鲜鰞蓚€(gè)基本物流環(huán)節(jié)，目前立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)主要有兩大應(yīng)用領(lǐng)域: 其一是各種自動(dòng)化生產(chǎn)線中的在線立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)(如CIMS中的在線立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng));其二是各種物資配送中心(如超市配貨中心等)。 二、綜述與本課題相關(guān)領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢(shì)、研究方法及應(yīng)用領(lǐng)域等 1立體倉(cāng)庫(kù)歷史的發(fā)展 高層貨架倉(cāng)庫(kù)的出現(xiàn)和發(fā)展是第二次世界大戰(zhàn)以后生產(chǎn)和技術(shù)發(fā)展的結(jié)果。在生產(chǎn)發(fā)展的實(shí)際需要和科學(xué)技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)實(shí)可能情況下，五十年代初開始出現(xiàn)了自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)，并在實(shí)踐中顯示出了其優(yōu)越性，隨即得到迅速的推廣和發(fā)展。 自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)最早產(chǎn)生于60年代的美國(guó)，到現(xiàn)在大致經(jīng)歷了四代的發(fā)展，并逐步向第五代過(guò)渡： 1950年美國(guó)首先產(chǎn)生了手動(dòng)控制的橋式堆垛起重機(jī)，這種起重機(jī)的大梁上懸掛一個(gè)門架(立柱)，利用門架的上下和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來(lái)搬運(yùn)貨物，與此同時(shí)也提出了高層貨架的新概念，被認(rèn)為是自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)的雛形。 1960年左右在美國(guó)開始出現(xiàn)了沒(méi)有大梁的由人工操作的巷道式堆垛機(jī)。隨著立體倉(cāng)庫(kù)的發(fā)展，巷道式堆垛機(jī)逐漸代替了橋式堆垛機(jī)。1963年美國(guó)的一個(gè)食品廠在倉(cāng)庫(kù)工作中采用電子計(jì)算機(jī)，成為世界上最早的全自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)，20世紀(jì)60年代產(chǎn)生的第一代機(jī)械式立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)中，操作人員可通過(guò)一些電器按鈕和開關(guān)來(lái)控制一些機(jī)械設(shè)備進(jìn)行人、出庫(kù)作業(yè)，實(shí)現(xiàn)了搬運(yùn)的機(jī)械化；此后，從1963年開始，在歐洲各國(guó)，由于用地緊張，開始計(jì)劃建造2530米的高層自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)。從1967年開始，相繼完成了一些計(jì)算機(jī)管理和計(jì)算機(jī)控制的全自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)。在日本，從1967年開始安裝了高度為2025米的高層堆垛機(jī)，1969年出現(xiàn)了聯(lián)機(jī)全自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)。此后，日本的自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)技術(shù)和設(shè)備的臺(tái)數(shù)都有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，在各個(gè)部門都安裝了各種各樣的堆垛機(jī)。 1970年安裝了由貨架支承式變?yōu)榈孛嬷С惺降母叨冗_(dá)40米的堆垛機(jī)。70年代美國(guó)還提出了采用50米高堆垛機(jī)的可能性[15]。到了70年代末期，隨著可編程控制器PLC、自動(dòng)存取、自動(dòng)導(dǎo)向小車、條形碼閱讀器等設(shè)備在立體倉(cāng)庫(kù)中的應(yīng)用，第二代自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了控制自動(dòng)化。 到本世紀(jì)80年代末，計(jì)算機(jī)技術(shù)的異軍突起及其在自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)中的成功應(yīng)用，導(dǎo)致了第三代集成化立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)的誕生，形成了由管理級(jí)、監(jiān)控級(jí)、控制級(jí)組成的三級(jí)分布式控制結(jié)構(gòu)，上位管理機(jī)協(xié)調(diào)控制整個(gè)倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)的出、人庫(kù)作業(yè)和庫(kù)存管理，并且與上位工廠計(jì)算機(jī)信息管理網(wǎng)相聯(lián)結(jié)，實(shí)現(xiàn)管理微機(jī)化。 進(jìn)入90年代后，堆垛機(jī)在使用范圍和性能上有了很大的發(fā)展，還出現(xiàn)了第四代智能型立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)，該類倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)不僅實(shí)現(xiàn)了對(duì)出、人庫(kù)任務(wù)和倉(cāng)庫(kù)信息的全自動(dòng)處理，而且還可根據(jù)生產(chǎn)計(jì)劃報(bào)表分析、制定出所需材料與勞動(dòng)力，并依據(jù)物資的現(xiàn)有庫(kù)存量提出外購(gòu)建議，當(dāng)某些物資庫(kù)存量不能滿足生產(chǎn)需要時(shí)，系統(tǒng)還可根據(jù)現(xiàn)有在庫(kù)物資適當(dāng)修改生產(chǎn)計(jì)劃，并上報(bào)工廠相關(guān)部門，諸如此類人工智能已逐步融入了立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)中；此外，隨著電子數(shù)據(jù)交換技術(shù)的日臻完善。目前，自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)逐步向第五代“3I" (Intelligent, Integrated, Information)倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)過(guò)渡。 美國(guó)學(xué)者J.A.White將自動(dòng)化技術(shù)在倉(cāng)儲(chǔ)領(lǐng)域(包括立體倉(cāng)庫(kù))中的發(fā)展分為五個(gè)階段人工倉(cāng)儲(chǔ)階段、機(jī)械化倉(cāng)儲(chǔ)階段、自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)階段、集成化倉(cāng)儲(chǔ)階段和智能化階段。其中智能自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)在九十年代后期以及二十一世紀(jì)的若干年內(nèi)，將是倉(cāng)庫(kù)自動(dòng)化技術(shù)的主要發(fā)展方向。 第一階段是人工倉(cāng)儲(chǔ)技術(shù)階段，在這一階段，物資的輸送、存儲(chǔ)、管理和控制主要依靠人工實(shí)現(xiàn)，至今國(guó)內(nèi)外生產(chǎn)和服務(wù)行業(yè)中的許多環(huán)節(jié)都是這一技術(shù)的實(shí)例，它具有直觀、便于聯(lián)系、減少了過(guò)程銜接之間問(wèn)題等優(yōu)點(diǎn)。 第二階段是機(jī)械化倉(cāng)儲(chǔ)技術(shù)階段，它包括通過(guò)各種各樣的傳送帶、工業(yè)輸送車、機(jī)械手、吊車、堆垛機(jī)和升降機(jī)來(lái)移動(dòng)和搬運(yùn)物料，用貨架、托盤和移動(dòng)式貨架存儲(chǔ)物料，通過(guò)人工操作機(jī)械存取設(shè)備，用限位開關(guān)、螺旋機(jī)械制動(dòng)和機(jī)械監(jiān)視器等控制設(shè)備的運(yùn)行。這一階段經(jīng)歷的時(shí)間比較長(zhǎng)。 第三階段是自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)技術(shù)階段，這時(shí)只是各個(gè)設(shè)備的局部自動(dòng)化并各自獨(dú)立應(yīng)用。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，工作的重點(diǎn)轉(zhuǎn)向物資的控制和管理要求實(shí)時(shí)、協(xié)調(diào)和一體化，信息自動(dòng)化技術(shù)逐漸成為倉(cāng)儲(chǔ)自動(dòng)化技術(shù)的核心。 第四階段是集成自動(dòng)化階段，在七十年代末和八十年代，自動(dòng)化技術(shù)被越來(lái)越多地應(yīng)用到生產(chǎn)和分配領(lǐng)域，“自動(dòng)化孤島”被集成，在集成化系統(tǒng)中，整個(gè)系統(tǒng)的有機(jī)協(xié)作，使總體效益和生產(chǎn)的應(yīng)變能力大大超過(guò)各部分獨(dú)立效益的總和。 第五階段是智能自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)技術(shù)階段，人工智能技術(shù)的發(fā)展推動(dòng)了自動(dòng)化向更高級(jí)的階段智能自動(dòng)化方向發(fā)展?，F(xiàn)在，智能自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)技術(shù)還處于初級(jí)發(fā)展階段，到二十一世紀(jì)倉(cāng)儲(chǔ)技術(shù)的智能化將具有更廣闊的前景。 2國(guó)外立體倉(cāng)庫(kù)的發(fā)展現(xiàn)狀 目前，自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)在發(fā)達(dá)國(guó)家已相當(dāng)普遍，以自動(dòng)化功能齊全的立體倉(cāng)庫(kù)取代傳統(tǒng)的普通房式倉(cāng)庫(kù)己成為世界倉(cāng)儲(chǔ)建設(shè)發(fā)展的潮流。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，美國(guó)擁有各種類型的自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)20000多座，日本擁有38000多座，德國(guó)擁有10000多座，英國(guó)有4000多座，前蘇聯(lián)有1500多座。高度達(dá)40米以上的巨型立體倉(cāng)庫(kù)數(shù)量越來(lái)越多。發(fā)展至今，自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)在設(shè)計(jì)、制造、自動(dòng)化控制和計(jì)算機(jī)管理方面的技術(shù)也日趨成熟[20]。 在總體設(shè)計(jì)方面，國(guó)外已有采用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的(CAD)即根據(jù)約束條件來(lái)確定最佳的貨架高度、巷道數(shù)量、貨架尺寸和堆垛機(jī)數(shù)量以及出入庫(kù)運(yùn)行系統(tǒng)的參數(shù)，并用計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)來(lái)考核倉(cāng)庫(kù)的功能。貨架在國(guó)外已系列化、標(biāo)準(zhǔn)化，對(duì)貨架的承載能力(包括抗震)進(jìn)行了很多實(shí)驗(yàn)研究(包括破壞性實(shí)驗(yàn))，貨架計(jì)算采用計(jì)算機(jī)程序。堆垛機(jī)產(chǎn)品已經(jīng)走入系列化，運(yùn)行噪聲低，備有各種安全保護(hù)裝置，調(diào)速性能好。一般都具有完善的貨物位置檢測(cè)和貨物尺寸檢測(cè)。國(guó)外立體倉(cāng)庫(kù)普遍采用抗干擾能力強(qiáng)、工作可靠的可編程控制器來(lái)控制巷道堆垛機(jī)和出入庫(kù)系統(tǒng)，并且用計(jì)算機(jī)進(jìn)行貨位管理和庫(kù)存管理，倉(cāng)庫(kù)管理計(jì)算機(jī)與上級(jí)管理機(jī)聯(lián)網(wǎng)并能與控制系統(tǒng)相接，實(shí)現(xiàn)在線控制。 現(xiàn)在國(guó)外各發(fā)達(dá)國(guó)家在自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)技術(shù)中投入大量資金，在倉(cāng)庫(kù)自動(dòng)化過(guò)程各個(gè)環(huán)節(jié)即輸入、儲(chǔ)運(yùn)、輸出上采用新技術(shù)。這些新技術(shù)集中有以下幾種: 自動(dòng)導(dǎo)向小車系統(tǒng)、磁性導(dǎo)軌裝置、激光掃描儀、條形碼識(shí)別、命令揀選系統(tǒng)、儲(chǔ)運(yùn)機(jī)器人、機(jī)械手、智能卡車。 3立體倉(cāng)庫(kù)在我國(guó)的發(fā)展 在我國(guó)，立體倉(cāng)庫(kù)的發(fā)展是從70年代初期開始的，是在消化吸收德國(guó)西馬克—特蘭斯普蘭股份公司專有技術(shù)的基礎(chǔ)上開發(fā)出來(lái)的。我國(guó)進(jìn)人80年代以來(lái)，一些交通運(yùn)輸部門，物資儲(chǔ)存部門以及現(xiàn)代大中型企業(yè)對(duì)老式倉(cāng)庫(kù)進(jìn)行了技術(shù)改造，開始采用自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，目前我國(guó)擁有立體倉(cāng)庫(kù)500余座，在15米以上的大型立體倉(cāng)庫(kù)100多座，其中全自動(dòng)化的立體倉(cāng)庫(kù)有30多個(gè)。 1980年由北京機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化研究所等單位研制建成我國(guó)第一座自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)，并在北京汽車制造廠投產(chǎn)。從此以后，立體倉(cāng)庫(kù)在我國(guó)得到了迅速的發(fā)展。1995年建成的儀征化纖工業(yè)聯(lián)合公司滌綸長(zhǎng)絲自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)是日前由國(guó)內(nèi)獨(dú)立設(shè)計(jì)和制造的綜合自動(dòng)化程度最高的立體倉(cāng)庫(kù)高度。這些立體倉(cāng)庫(kù)廣泛使用在機(jī)器制造業(yè)、電器制造業(yè)、航空港、輕工和化工企業(yè)、商儲(chǔ)業(yè)、軍需部門等各行各業(yè)。目前我國(guó)有能力承接立體倉(cāng)庫(kù)設(shè)計(jì)任務(wù)的單位已達(dá)數(shù)十家。 近些年我國(guó)自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)技術(shù)發(fā)展很快，已實(shí)現(xiàn)了與其它信息決策系統(tǒng)的集成，并正在做智能控制和模糊控制的研究工作。盡管如此，至今在我國(guó)己建成的集成化倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)還不多，我國(guó)的自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家相比，無(wú)論是從數(shù)量上還是從建設(shè)水平上都有著比較大的差距。 4 未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì) (1).自動(dòng)化程度不斷提高，近年來(lái)采用可編程控制器(PLC)和微機(jī)控制搬運(yùn)設(shè)備的倉(cāng)庫(kù)和采用計(jì)算機(jī)管理與PLC聯(lián)網(wǎng)控制的全自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)在全部立體倉(cāng)庫(kù)中的比重不斷增加。 (2).大型自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)己不再是發(fā)展方向。為了適應(yīng)工業(yè)發(fā)展的新形勢(shì)，出現(xiàn)了規(guī)模更小，反應(yīng)速度更快，用途更廣的自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)。 (3).在堆垛機(jī)方面，不斷推出具有新的物理外形和更高性能的設(shè)備。最新的開發(fā)包括提高電子和控制技術(shù)，在使堆垛機(jī)具有更高定位精度的同時(shí)，提高搜索能力和運(yùn)行速度，以期獲得更短的操作周期和更大的生產(chǎn)能力。 (4).應(yīng)用領(lǐng)域日趨廣泛，從制造工廠、商場(chǎng)、機(jī)場(chǎng)、港口、軍需部門到地下室冷庫(kù)等各行各業(yè)均有采用。倉(cāng)庫(kù)存儲(chǔ)貨物品種也日益多樣化，除了大多數(shù)仍是制成品外，儲(chǔ)存品種越來(lái)越多。 (5).提高倉(cāng)庫(kù)運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性與安全性。在倉(cāng)庫(kù)自動(dòng)控制與信息傳輸中采用高可靠性的硬、軟件，增強(qiáng)抗干擾能力。國(guó)外自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)這方面發(fā)展的一個(gè)方向是普遍采用掃描技術(shù)，使貨物的存取和發(fā)送信息做到快速、實(shí)時(shí)、可靠和準(zhǔn)確。 (6).在揀選作業(yè)自動(dòng)化方面，各國(guó)正加緊研究開發(fā)可供實(shí)用的揀選自動(dòng)化設(shè)備和系統(tǒng)，但尚未真正達(dá)到能可靠實(shí)用階段。 (7).在一些生產(chǎn)企業(yè)，立體倉(cāng)庫(kù)己不僅僅簡(jiǎn)單地作為物料的儲(chǔ)存的倉(cāng)庫(kù)，而且與生產(chǎn)企業(yè)的工藝流程緊密結(jié)合，成為生產(chǎn)物流的一個(gè)組成部分。如柔性加工系統(tǒng)(FIMS)中的自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)就是一個(gè)典型例子。 (8).隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，人工智能技術(shù)，特別專家系統(tǒng)在自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)中的應(yīng)用日益增多。 應(yīng)用領(lǐng)域 自動(dòng)化所先后參加了第二汽車制造廠立體庫(kù)、上海虹橋機(jī)場(chǎng)國(guó)際貨運(yùn)立體庫(kù)、天水長(zhǎng)城開關(guān)廠FMS板材立體庫(kù)、上海寶鋼總廠備件立體庫(kù)、國(guó)家863計(jì)劃中CIMS實(shí)驗(yàn)工程立體庫(kù)、濟(jì)南第一機(jī)床廠中央立體庫(kù)、株洲南方航空動(dòng)力機(jī)械有限公司物流系統(tǒng)、儀征化纖股份公司滌綸長(zhǎng)絲立體庫(kù)、廣東震德塑料機(jī)械廠有限公司零部件自動(dòng)化立體庫(kù)等四十余座自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)的建設(shè), 這些自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)都達(dá)到了當(dāng)時(shí)的國(guó)內(nèi)最高水平, 有的達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。 三、對(duì)本課題將要解決的主要問(wèn)題及解決問(wèn)題的思路與方法、擬采用的研究方法（技術(shù)路線）或設(shè)計(jì)（實(shí)驗(yàn)）方案進(jìn)行說(shuō)明，論文要寫出相應(yīng)的寫作提綱 1本論文主要的工作 在本文中，首先是對(duì)于自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)歷史背景、發(fā)展現(xiàn)狀的介紹，主要介紹了從立體倉(cāng)庫(kù)出現(xiàn)到現(xiàn)在的發(fā)展情況，各個(gè)時(shí)期的主要特點(diǎn)，還有各國(guó)在這一研究領(lǐng)域的進(jìn)展情況等等，主要是對(duì)于美國(guó)，日本以及歐洲各國(guó)的情況進(jìn)行介紹，還介紹了現(xiàn)在立體倉(cāng)庫(kù)主流的結(jié)構(gòu)，控制系統(tǒng)，包括立體倉(cāng)庫(kù)的控制系統(tǒng)的分類，立體倉(cāng)庫(kù)中實(shí)體結(jié)構(gòu)，信息流控制，物質(zhì)流控制，監(jiān)控系統(tǒng)的分層等，并對(duì)每一個(gè)系統(tǒng)所發(fā)揮的作用進(jìn)行了闡述。 ●本次設(shè)計(jì)主要解決的問(wèn)題有: 自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的構(gòu)造尺寸及基本布局。 自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的功能原理設(shè)計(jì)。 自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)中的堆垛機(jī)的自動(dòng)控制。 計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)。 解決的思路與方法如下: ●對(duì)自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)構(gòu)造尺寸及基本布局的設(shè)計(jì)。 根據(jù)自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)存放的貨物的特性選用合適的存儲(chǔ)容器，本次采用托盤式的存儲(chǔ)容器，然后根據(jù)相關(guān)的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)來(lái)設(shè)計(jì)托盤。對(duì)于貨架的結(jié)構(gòu)和尺寸也采用相關(guān)的經(jīng)驗(yàn)來(lái)設(shè)計(jì)，（參照現(xiàn)有的貨架來(lái)設(shè)計(jì)）再對(duì)進(jìn)行相應(yīng)的受力分析來(lái)最終定型。 根據(jù)允許存放貨物的最大尺寸和貨架的總高度來(lái)進(jìn)行相應(yīng)堆垛機(jī)的選型。 ●對(duì)自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的功能原理設(shè)計(jì)。 存儲(chǔ)和保管功能；調(diào)節(jié)供需功能；貨物運(yùn)輸能力調(diào)節(jié)功能的設(shè)計(jì)。 總之，使原來(lái)的自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)從“靜態(tài)倉(cāng)庫(kù)”變成“動(dòng)態(tài)倉(cāng)庫(kù)”。 ●綜合考慮對(duì)堆垛機(jī)的自動(dòng)控制要求擬采用PLC自動(dòng)控制器配合相關(guān)的檢測(cè)裝置來(lái)控制其相關(guān)動(dòng)作。 通過(guò)對(duì)堆垛機(jī)動(dòng)作的分析理出相應(yīng)的工藝路線，結(jié)合相關(guān)的要求統(tǒng)計(jì)輸入輸出點(diǎn)的個(gè)數(shù)再進(jìn)行PLC的選型，結(jié)合堆垛機(jī)的工作方式設(shè)計(jì)合理的控制面板，對(duì)堆垛機(jī)的行走方向和升降方向準(zhǔn)停位置的確定采用光電開關(guān)加奇偶校驗(yàn)來(lái)保證其精度，為了能使堆垛機(jī)能平穩(wěn)的運(yùn)行，對(duì)行走方向和升降方向的電機(jī)調(diào)速采用兩臺(tái)變頻器來(lái)對(duì)相應(yīng)的速度進(jìn)行控制。結(jié)合整個(gè)控制過(guò)程對(duì)堆垛機(jī)動(dòng)作的相應(yīng)執(zhí)行進(jìn)行手動(dòng)和自動(dòng)、單周期和連續(xù)控制的PLC程序設(shè)計(jì)。 ●計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)可采用條形碼技術(shù)和數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn) 四、檢索與本課題有關(guān)參考文獻(xiàn)資料的簡(jiǎn)要說(shuō)明 [1] 胡志剛,楊君順.自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的特點(diǎn)和構(gòu)造[J].西北輕工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào),Vol.19 Jun.2001. 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All rights reserved 0360-8352/97 $17.00 + 0.00 PII: S0360-8352(97)00220-9 An Operation Analysis of Movable Rack Type ASIRS by Use of System Simulator Norio YAMAGUCHI*, Kazuhiro SHIMODA Dept. of Information Systems Engineering, Kyushu Tokai University Kumamoto, JAPAN Abstract We perform the operation analyses of movable rack type AS/RS which is built in among manufacturing resources. Processing time and processing cost to handle each pallet are investigated. We employ the system simulator approach for the analyses. It is clarified that, if the operation conditions such as the speed of the stacker crane and/or rack are properly adjusted, the processing time of each pallet is not so increased in comparison with that in the fixed rack type case. Further, under our assumed conditions concerning the investment, we found that the cost performance of the movable rack type AS/RS accompanied with medium speed stacker crane is comparable with that of the fixed rack type AS/RS equipped with high speed stacker crane. 1997 Elsevier Science Ltd Keywords : AS/RS, System simulator, Movable rack 1. Introduction Considering the recent surroundings of production activities that the product needs of the end user change in a short time and span wide range in kinds, quick findings of the demand and prompt supply are becoming more and more important to every manufacturers. That is, the manufacturer is forced to supply various kinds of products in a short lead time to satisfy users demand. In order to construct the robust manufacturing system which can stand for the above mentioned tough requisitions, designs of manufacturing systems are investigated from various viewpoints 1 . Among them, the optimal operation of material handling facilities is the important factor to be considered to realize the smooth flow of the materials through the system 2,3,4. And, as one solution for the efficient use of various resources in the system, automatic storage and retrieval system (AS/RS) is sometimes built in among resources 5. The functions of this AS/RS are (1) To store and retrieve the common tools used by many resources. (2) To store and retrieve the WIP materials temporally. All the materials are forked with pallet in this AS/RS Here, to build in this type of AS/RS in a restricted space of the factory, we have to take into account both of high density in terms of capacity and swift handling of pallets. 6?7 In this respect, AS/RS which has movable rack is becoming popular. It is certain that we can attain high density in terms of capacity by introducing the movable rack. However, this may lead the increment of the processing time of each pallet because of the concurrent movement of rack and crane. So, we first compare, using system simulator, the processing time of each pallet between fixed and movable rack AS/RSs under various operation conditions. As the next step, we estimate the cost performance of both systems. 2. Modeling The layout of fixed rack type AS/RS we analyze for comparison is shown in Fig.1. In this figure, the bold line indicates the route of stacker crane and intersections 2,4 and 6 are in/out stations for the pallets. In this AS/RS, there are 6 racks, each of which contains 50 cells (10 columns, 5 rows) and hence, we can store 300 pallets. F I I I i I / IIIIiii= i/ I I I I I I I I I I I / llllll, Fig.1 Layout of Fixed Rack Type AS/RS We show in Fig.2 the layout of movable rack type AS/RS we analyze. In this figure, the rack moves along the arrow line and 8 racks, each containing 50 cells, are arranged. / 678 Proceedings of 1996 ICC&IC Fig.2 Layout of Movable Rack Type AS/RS Thus, this AS/RS can store 400 pallets. This means that the capacity increases 33% in comparison with fixed rack type case for the same space. It is noticed that, in this case, the additional route of stacker crane is attached in order that the crane access to the appointed cell is not hindered by the placement of rack. Specifications of AS/RSs are as follows. Cell size is 3 (W)*3 (D)*2 (H) (ft). Distance between I/O station and rack edge is 6 (ft). Crane speed along vertical line is 2 (sec/row). Pick and place time at the I/O station is N(10,2) (sec). Pick and place time at the cell is N(10,2) (sec). The crane works as follows depending on the function. STORE : move to the appointed I/O station - pick the requesting pallet - move horizontally to the place where appointed cell is located - go up to the cell - place the pallet to the cell - go down to the ground line - wait for the next job Experimental conditions are summarized as follows. (a) Job request occurs randomly and inter arrival time of the request follows exponential distribution. (b) Storage and retrieval jobs occur under equal frequency. (c) Cell is appointed randomly. (d) For the movable rack type case, neighboring racks move pair wise, if necessary. Simulation of 8 hours is performed, using system simulator SIMAN 6, for various values of mean inter arrival time of the request. The horizontal speed of the crane is also varied. Obtained results on the mean processing time (including both of storage and retrieval jobs) of a pallet are shown in Fig.3. In this figure, the upper half means the fixed rack type case and the lower one is the case of movable rack type, respectively. 3 lO 3 o RETR/EVE : move horizontally to the place where appointed cell is located - go up to the cell - pick the requesting pallet from the cell - go down to the ground line - move horizontally to the appointed I/(3 station - place the pallet to the station - wait for the next job Here, we employ the following principles for the crane allocation. The crane is allocated to the nearest requesting pallet disregarding its request time. For the pallets which are equally apart from the crane, the FIFO principle is applied. 3, Results and Discussion mean intq ov ne reques iecj 3 0-100 (seo) 300-400 (see) 100-200 (see) n 400-500 (sec) I I 200-300 (see) 500-600 (seo) Fig.3 Mean Processing Time of a Pallet Here, for the movable rack type case, the speed of the rack is taken as 5(sec/depth). We first notice, in this figure, that the mean processing time in the movable rack type case is always longer than that in the fixed rack type case. To make it clear, the area where the processing time is Proceedings of 1996 ICC&IC 679 comparable is shaded with the same pattern in this figure. Next, in both cases, it is noticed that, as the frequency of the request increases beyond the ability of the crane, the processing time increases drastically. From this figure, we may say that the proper combination of crane speed and inter ardval time of the request should be considered. Next, for the movable rack type, we show in Fig.4 how the processing time is affected during the simulation run by the rack speed. Here, the mean inter arrival time of the request is taken as 45 (sec). =I t rack speed = 7 (see/depth) !:f ,= rack speed = 9 (sec/depff) rack speed = 11 epth) i=0 o coo o (o eo xm iota iota ,ooao simulation time (sec) Fig.4 Processing Time of Each Pallet It is noticed that, even for the same inter arrival time, the deviation of the processing time changes depending on the rack speed. This suggests that, if we select the appropriate speed of the rack considering the frequency of the request, we can hold the small processing time in spite of the additional wasting time generated by the rack movement. costs are to be depreciated over ten years. As to the running cost, we assume the following conditions. Wages for the operator are I (10 4 yen/day) regardless of the rack type. Electd power cost is 0.55 (104 yen/day) for fixed rack type and 0.60 (104 yen/day) for movable rack type, respectively. From above conditions, we can calculate the processing cost of a pallet. We show in Fig.5 the cost performance of the system in terms of the crane speed. 13 o 3 12.6 12 11.6 105 . xed rack type / . a. . 5 7 g crane speed (it/see) Fig.5 Processing Cost of a Pallet It is certain that, so far as we focus only on the cost performance, the fixed rack type is superior for wide range of crane speed. Here, we notice that the processing cost in the movable rack type at crane speed of 7 (ft/sec) is comparable with that in the fixed rack type case at crane speed of 11 (ft/sec). And we remember that the capacity of movable rack AS/RS is33% larger than that of the fixed rack AS/RS. Here we meet the trade off problem. That is, we have to consider (a) processing time, (b) cost performance and (c) capacity of AS/RS altogether. Considering the obtained results total wise, we may say that the movable rack type AS/RS accompanied with medium speed stacker crane is preferable to the fixed rack type AS/RS equipped with high speed stacker crane. From now, we discuss on the effect of the capital investment. Assuming that the initial cost becomes more expensive as the speed of the crane increases, we express the initial cost F(v) as FI(v) = 1200 + 100v (104 yen), (1) 4. Conclusions We performed, using system simulator, the operation analyses of AS/RS. System performances are compared between fixed rack type case and movable rack type case. Conclusions are summarized as follows. where v is the horizontal speed of the crane (ft/sec). Next, additional cost F2 to make the rack movable is set up as 500 (104 yen) regardless of the rack speed. These initial For the movable rack type AS/RS, if we choose the crane speed and rack speed appropriately considering the frequency of the request, the 680 Proceedings of 1996 ICC&IC processing time is not increased so much in spite of the concurrent movement of rack and crane. In terms of the capacity and cost performance, it is better to employ a movable rack type AS/RS with medium speed stacker crane rather than a fixed rack type ASIRS equipped with high speed stacker crane. References 1. Noble, J.S. and Tanchoco, J.MA., 1993, Design Justification of Manufacturing Systems-A Review, The Int. J. of Flexible Manufacturing Systems, 5:5-25 2. ed. by Hollier, R.H., 1985, Proc. of the 6th Int. Conf. on Automation in Warehousing, and references therein 3. Ashayeri, J., Gelders, L. and Wassenhove, L.V., 1985, A Microcomputer-based Optimization Model for the Design of Automated Warehouses, Int. J. of Production Research, 23:4:825-839 4. Takakuwa, S., 1989, Module Modeling and Economic Optimization for Large-scale AS/RS, Proc. of the 1989 Winter Simulation Conference, 795-801 5. LIM, J.M. and Hwang, H., 1994, The Machine Layout Problem in a Flexible Manufacturing System with built-in Automated Storage/Retrieval System, Proc. of APORS94, 366-373 6. Pegden, C.D., Shannon, R.E. and Sadowski, R.P., 1990, Introduction to Simulation Usinq SIMAN, McGraw-Hill, Inc., New York