一、探究自動化立體倉庫的奧秘
自動化立體倉庫是一種采用多層貨架儲存單元貨物的先進(jìn)倉庫形式，配合相應(yīng)的物料搬運(yùn)設(shè)備進(jìn)行貨物入庫和出庫作業(yè)。因其能高效利用空間，故又被稱為“立體倉庫”。
立體倉庫的誕生是生產(chǎn)和技術(shù)發(fā)展相結(jié)合的產(chǎn)物。最初，美國在20世紀(jì)50年代初出現(xiàn)了采用橋式堆垛起重機(jī)的立體倉庫；而后，隨著技術(shù)的發(fā)展，出現(xiàn)了司機(jī)操作的巷道式堆垛起重機(jī)立體倉庫。到了1963年，美國率先在高架倉庫中采用計算機(jī)控制技術(shù)，建立了第一座計算機(jī)控制的立體倉庫，標(biāo)志著自動化立體倉庫的興起。此后，這項技術(shù)在美國和歐洲得到了迅速發(fā)展，并形成了專門的學(xué)科。而日本則從20世紀(jì)中期開始引入并發(fā)展立體倉庫技術(shù)，如今已成為擁有眾多自動化立體倉庫的國家之一。
我國的立體倉庫及其物料搬運(yùn)設(shè)備的研制雖起步稍晚，但自上世紀(jì)60年代起也開始逐步發(fā)展。至今，我國每年新建自動化立體倉庫數(shù)量已達(dá)約100座。立體倉庫以其高空間利用率、強(qiáng)入出庫能力、計算機(jī)控制管理等優(yōu)勢，成為企業(yè)物流和生產(chǎn)管理中不可或缺的倉儲技術(shù)，日益受到企業(yè)的重視。其應(yīng)用范圍廣泛，幾乎涉及所有行業(yè)，特別是在機(jī)械、冶金、化工等領(lǐng)域的應(yīng)用尤為突出。
自動化立體倉庫主要由以下幾大類設(shè)施組成：庫房、消防系統(tǒng)、貨架、貨箱與托盤、堆垛機(jī)以及周邊搬運(yùn)設(shè)備、檢測裝置、信息識別設(shè)備、控制裝置、監(jiān)控及調(diào)度設(shè)備、計算機(jī)管理系統(tǒng)、數(shù)據(jù)通信設(shè)備以及大屏幕顯示器等。
自動化立體倉庫可按建筑形式、貨物存取形式和貨架結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行分類。按建筑形式可分為整體式和分離式；按貨物存取形式可分為單元貨架式、移動貨架式和揀選貨架式；按貨架結(jié)構(gòu)形式則可分為單元貨格式、貫通式、水平旋轉(zhuǎn)式和垂直旋轉(zhuǎn)式等。
自動化立體倉庫作為一個復(fù)雜的綜合自動化系統(tǒng)，其內(nèi)部各種設(shè)施和設(shè)備的協(xié)同工作、高效運(yùn)轉(zhuǎn)，使得倉儲管理更加現(xiàn)代化、智能化。它的出現(xiàn)不僅提高了倉儲效率，降低了儲運(yùn)損耗，還有利于企業(yè)實施現(xiàn)代化管理，是現(xiàn)代物流系統(tǒng)中不可或缺的重要組成部分。
二、自動化立體倉庫的設(shè)施與分類
自動化立體倉庫由一系列設(shè)施和設(shè)構(gòu)成。其中，庫房的設(shè)計主要依據(jù)庫存容量和貨架規(guī)格；消防系統(tǒng)一般采用自動消防系統(tǒng)以適應(yīng)庫房的大規(guī)模和高密度存儲；貨架、貨箱與托盤則是存放貨物的基本單元；堆垛機(jī)則是實現(xiàn)貨物自動存取的關(guān)鍵設(shè)備；周邊搬運(yùn)設(shè)備則負(fù)責(zé)將貨物從一處移至另一處；還有檢測裝置、信息識別設(shè)備、控制裝置、監(jiān)控及調(diào)度設(shè)備、計算機(jī)管理系統(tǒng)以及數(shù)據(jù)通信設(shè)備等。
在分類方面，自動化立體倉庫可按建筑形式分為整體式和分離式；按貨物存取形式分為單元貨架式、移動貨架式和揀選貨架式；按貨架結(jié)構(gòu)形式則可分為單元貨格式、貫通式以及水平旋轉(zhuǎn)式和垂直旋轉(zhuǎn)式等。每一種分類方式都有其獨特的特點和適用場景。例如，貫通式倉庫能大幅提高倉庫利用率，適用于貨物品種不太多而數(shù)量相對較大的情況；而重力式貨架倉庫則每個存貨通道只能存放同一種貨物。梭式小車則能在不同存貨通道間進(jìn)行搬運(yùn)。這些不同的形式和特點使得自動化立體倉庫能夠適應(yīng)各種不同的應(yīng)用場景和需求。
自動化立體倉庫以其高效的空間利用、強(qiáng)大的入出庫能力、智能化的管理等特點，成為現(xiàn)代物流系統(tǒng)中不可或缺的一部分。它的廣泛應(yīng)用和不斷發(fā)展，無疑將為企業(yè)物流和生產(chǎn)管理帶來更大的便利和效益。關(guān)于倉庫的設(shè)計與運(yùn)用：
（3）水平旋轉(zhuǎn)式倉庫的貨架設(shè)計獨具匠心。這類倉庫的貨架能夠在水平面內(nèi)沿環(huán)形路線自由運(yùn)行。每個貨架由多個獨立貨柜組成，利用鏈?zhǔn)絺魉蜋C(jī)將它們串聯(lián)起來。每個貨柜下方有支撐滾輪，上部則裝設(shè)導(dǎo)向滾輪。當(dāng)傳送機(jī)啟動時，貨柜隨之移動。當(dāng)需要提取某種貨物時，只需在操作臺上發(fā)出出庫指令。一旦裝有所需貨物的貨柜旋轉(zhuǎn)至出貨口，貨架便會停止運(yùn)轉(zhuǎn)。這種貨架特別適合小件物品的揀選工作，既簡便又實用，能夠充分利用空間，尤其適用于作業(yè)頻率不高的場合。
（4）垂直旋轉(zhuǎn)貨架式倉庫則將水平面的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移到了垂直面內(nèi)。這種設(shè)計使得倉庫特別適合存放長卷狀貨物，如地毯、地板革、膠片卷、電纜卷等。長卷貨物在這樣的倉庫中能夠得到有效的管理和保護(hù)。
自動化立體倉庫的優(yōu)點不勝枚舉：
1. 立體倉庫的垂直空間利用率極高，其單位面積存儲量遠(yuǎn)超普通單層倉庫，一般是單層倉庫的4至7倍?，F(xiàn)今世界最高的立體倉庫可高達(dá)40多米，容量高達(dá)30萬個貨位。
2. 實現(xiàn)倉庫作業(yè)機(jī)械化和自動化，可以大幅節(jié)省人力，減少勞動力費用支出，同時提高作業(yè)效率。
3. 采用計算機(jī)進(jìn)行倉儲管理，可以方便地實現(xiàn)“先進(jìn)先出”，有效防止貨物自然老化、變質(zhì)、生銹，以及貨物的丟失。
4. 貨位集中管理，便于控制與信息處理。電子計算機(jī)的應(yīng)用不僅實現(xiàn)了作業(yè)自動控制，還使得信息處理變得更為便捷。
5. 立體倉庫能適應(yīng)黑暗、低溫、有毒等特殊環(huán)境，如膠片廠將膠片卷軸存放在自動化立體倉庫中，即使在完全黑暗的條件下也能實現(xiàn)膠片卷軸的自動出入庫。
6. 采用托盤或貨箱存儲貨物，顯著降低了貨物的破損率。
自動化立體倉庫的建立也面臨著一些挑戰(zhàn)：
1. 由于其結(jié)構(gòu)復(fù)雜且配套設(shè)備眾多，基建和設(shè)備投資相對較大。
2. 貨架安裝精度要求高，施工難度大，且工期較長。
3. 存儲彈性較小，難以應(yīng)對高峰期的大量需求。
4. 存儲的貨物品種受到一定限制，需要為長、大、重的貨物以及特殊保管條件的貨物設(shè)立專門的存儲系統(tǒng)。
5. 自動化立體倉庫中的高架吊車、自動控制系統(tǒng)等設(shè)備技術(shù)含量高，維護(hù)要求嚴(yán)格，需依賴供應(yīng)商提供技術(shù)支持。
自動化立體倉庫的設(shè)計流程繁復(fù)且關(guān)鍵：
在需求分析階段，要明確設(shè)計目標(biāo)和標(biāo)準(zhǔn)，搜集設(shè)計所需的數(shù)據(jù)并進(jìn)行細(xì)致的分析。設(shè)計過程中需考慮現(xiàn)場條件、機(jī)械結(jié)構(gòu)、電氣、土建等多方面因素。同時要制定倉儲系統(tǒng)的投資和人員配置計劃，確定系統(tǒng)規(guī)模和機(jī)械化、自動化程度。還需調(diào)查其他相關(guān)條件，如貨物來源、交通情況、貨物包裝和運(yùn)輸工具等。
庫場的選擇和布置對倉儲系統(tǒng)的基建投資、物流費用和勞動條件都有重要影響。為提高出入庫效率，應(yīng)盡量采用復(fù)合式作業(yè)方式，減少單次作業(yè)時間。自動化立體倉庫所使用的機(jī)械設(shè)備種類繁多，包括巷道堆垛機(jī)、連續(xù)輸送機(jī)等，選擇設(shè)備時需根據(jù)倉庫規(guī)模、貨物品種和出入庫頻率等因素來決定。
確定貨物單元的形式、尺寸和重量是至關(guān)重要的一步。這關(guān)系到倉儲系統(tǒng)的配備和設(shè)施選擇。庫容量是衡量自動化立體倉庫性能的重要參數(shù)，需根據(jù)實際情況和經(jīng)驗數(shù)據(jù)來確定。在自動化立體倉庫的運(yùn)作中，仍需一定的人工勞動，因此需要招聘和培訓(xùn)高素質(zhì)的工作人員。
由于數(shù)據(jù)傳輸過程中的各種障礙，如路徑不通暢或數(shù)據(jù)冗余等，可能導(dǎo)致自動化立體倉庫在數(shù)據(jù)傳輸過程中出現(xiàn)速度緩慢甚至無法傳輸?shù)默F(xiàn)象。必須充分考慮倉庫內(nèi)部以及與第三方物流企業(yè)上下級管理系統(tǒng)之間的信息傳遞問題。自動化立體倉庫涉及上游、下游及內(nèi)部各子系統(tǒng)的協(xié)同合作，這一過程類似于木桶效應(yīng)，即整體性能往往由最薄弱的環(huán)節(jié)決定。即使倉庫采用了高科技設(shè)施和裝備，若各子系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)性和兼容性不足，整體運(yùn)作能力仍可能遠(yuǎn)低于預(yù)期。
關(guān)于自動化立體倉庫的優(yōu)缺點體現(xiàn)在哪些方面呢？其主要優(yōu)點包括：采用高層貨架進(jìn)行立體儲存，有效空間利用率高，減少占地面積并降低土地購置費用。倉庫作業(yè)實現(xiàn)機(jī)械化和自動化，能大幅節(jié)省人力，實現(xiàn)“無人化倉庫”管理，降低勞動力成本。還能改善工作環(huán)境，降低勞動強(qiáng)度，減少收發(fā)差錯，提高作業(yè)效率。采用托盤式貨箱儲存貨物，能有效降低貨物破損率；庫內(nèi)溫度濕度控制方便，有利于物資的保管。貨位集中，便于控制和管理，利用計算機(jī)不僅能實現(xiàn)作業(yè)過程的自動控制，還能進(jìn)行信息處理，實現(xiàn)庫存物品的“先入先出”，有效防止貨物丟失和損壞。
自動化立體倉庫也存在一些缺點：其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要較多的配套設(shè)備，因此基建和設(shè)備投資成本較高。高層貨架使用大量鋼材，安裝精度要求高，施工困難且周期長。一旦控制系統(tǒng)發(fā)生故障，整個倉庫可能陷入癱瘓狀態(tài)，影響收發(fā)作業(yè)。對儲存貨物的種類有一定限制，特別是長大笨重貨物需要單獨設(shè)立儲存系統(tǒng)。對倉庫管理和技術(shù)人員的素質(zhì)要求也較高，需要經(jīng)過專門培訓(xùn)才能勝任。
相較于其他倉庫，自動化立體倉庫的優(yōu)勢在于其工藝水平高、能夠?qū)崿F(xiàn)高效的機(jī)械化和自動化作業(yè)。其缺點也不可忽視。例如工藝要求高、投資大、施工困難等。自動化立體倉庫必須注意設(shè)備的維護(hù)和保養(yǎng)，并與設(shè)備提供商保持長久聯(lián)系。由于要充分發(fā)揮其經(jīng)濟(jì)效益，自動化倉庫還需要與采購管理系統(tǒng)、配送管理系統(tǒng)、銷售管理系統(tǒng)等咨詢系統(tǒng)相結(jié)合，而這些管理咨詢系統(tǒng)的建設(shè)需要大量投資。在選擇是否采用自動化立體倉庫時，需要綜合考慮其優(yōu)缺點和實際需求進(jìn)行決策。
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