自动化多穿仓库系统与控制分析

引言

自动化多穿仓库系统本身属于一类具备高度自动化、智能化优势的先进仓储技术，该系统通过多穿车在货架巷道内保持高效率运行状态以及精确定位，来完成货物的快速存储及检索，可充分缩短货物的出入库所需时间。但是在实际应用当中，这类系统也存在有较多尚待改良的部分，要求相关人员深入研究自动化多穿仓库系统的系统管理要求，结合仓库系统管理来改进多穿仓库系统的综合应用效果。

1 自动化多穿仓库系统组成

多穿系统常见于低重量周转箱的装取运输当中，周转箱重量通常需管控在50kg 及以下的标准，与常规堆垛机立库相较而言存储及提货流程更为迅速，本身属于一类新型仓储模式。硬件设备系统是自动化多穿仓库系统的基础支撑部分，其中包含多个关键组成部分且强调性能指标配置效果。高层立库货架是存放物资的主体结构，可为周转箱提供存储空间的同时为高速穿梭车提供运行轨道。仓库设置方面需将高层立库货架高度调整至 10-20 米，充分利用仓库垂直空间的基础上增加存储密度，货架承载能力通常达每平方米 _1^-2 吨，以确保安全存放大量周转箱。设计层面高层立库货架需要精确符合高速穿梭车的相关检测需求，其中相对具有代表性的便是货架轨道的平整度误差需控制在 ±1mm 以内以保证穿梭车得以平稳且高效地运行。

仓库内穿梭车的运行速度通常可达到每秒 2^-3 米，加速度可达每秒 _1^-2 米²，因此可在短时间内完成物资搬运任务。穿梭车的运载能力一般在50-100kg 之间，可满足存放 50kg 以下标准周转箱装小件物资的需求。高速穿梭车还具备高精度的定位功能，定位误差可控制在 ±5mm 以内由此将周转箱放置到指定的位置区域。高速提升机主要用于完成接驳作业与换层作业，实现物资在不同楼层或高度之间的快速转移，此类设备的提升速度通常可达到每分钟 60-120 米，其载重能力一般可达 500-1000kg 以适应不同规模的物资搬运需求。这类设备结合限速器、缓冲器等安全保护装置，尽可能为设备本身以及物资提供对应防护。

库端站台属于物资出入库的过渡区域，可连接仓库内部和外部运输设备，设计方面综合考虑物资本身的装卸效率与操作人员是否可便捷化操作，整体长度在 3-5m 之间，宽度为 2-3m，能够容纳一定数量的周转箱或纸箱。库端站台还配备了输送设备，如皮带输送机、滚筒输送机等，其输送速度通常可达到每分钟 10-20 米，以实现物资的快速装卸及转移。外设输送系统可将物资从库端站台输送到仓库内部指定位置，实际应用当中可结合链条输送机以及螺旋输送机实现灵活调整输送流程，技术人员也可根据物资的出入库频率和存储需求，自动调整高速穿梭车的运行路径，通过自动化系统计算任务分配机制将系统作业效率提升3 5 倍。

2 自动化多穿仓库作业控制

2.1 仓库管理系统

仓库管理人员可结合对货物库存信息的动态式管理，实现针对当前库存数量、货物存放情况以及货物状态的全方位管控。以某大型电商企业的自动化多穿仓库为例，该仓库每日处理订单量高达数千单，涉及上万种不同商品，仓库管理系统通过对库存数据的精确管理，能够实时显示每种商品的库存数量，当库存降至预设的安全库存水平时系统自动触发补货流程，使仓库本身的库存准确率从之前的 90% 提升至 98% 以上，为后续库存管理工作提供对应协助。

与常规仓库管理系统相比，自动化多穿仓库搭载数据分析功能，可对仓库作业过程中的各项数据进行深度分析，为后续仓储管理提供对应参考，技术人员还可通过分析设备运行数据，预测当前设备可能发生的各类故障并推进对应维护工作，结合提前安排维护计划来降低设备本身的故障率及其维修成本。设备运行过程中系统会实时采集设备的运行状态数据，如根据作业任务需求对设备进行调度，其中相对具有代表性的便是当多穿车出现故障时，系统可第一时间锁定故障信息并调整作业计划，将任务分配给其他正常设备以做到仓库连续作业。

2.2 监控调度系统

监控调度系统主要对数字化仓储设备进行调度与监控，是仓库管理系统与物流设备之间的桥梁。该系统可实时追踪多穿车的运行轨迹、速度、位置等参数，其位置监测精度可达 ±5mm 因此理论层面可精确到每一个货架货位。从提升机运行的角度上来看，系统可实时获取其升降状态与负载重量等信息，当负载重量超过额定值的 90% 时，系统会立即发出预警。自动化前提下的多穿仓库搭载有智能调度系统，可根据实时监控所给出的数据以及作业任务优先级，调整当前任务的分配管理要点。系统还会对多穿车行驶路径进行优化，通过路径规划算法来综合考虑巷道拥堵情况、设备运行状态等因素，使多穿车的行驶路径平均缩短 20% 。监控调度系统可与仓库管理系统、企业资源计划系统等进行无缝对接，实现数据共享和业务流程协同。与仓库管理系统集成后，监控调度系统可获取实时的库存信息，根据当前库存调度需求来生成对应任务，此时仓库内货物调动效率可提升约 50% ，库存准确率则能够提升到 99% 以上。

2.3 多穿小车与输送机控制系统

多穿小车控制系统可基于传感器技术以及智能算法来判断多穿车的具体运行状态，根据作业任务的需求进行精确的运动控制。从定位精度上来看，利用激光导航和视觉识别技术可将多穿车的定位误差管控在 ±5mm 以内。后续应用当中结合路径规划算法可避免多穿车之间出现拥堵碰撞等现象，基于智能调度功能将多穿车的平均作业等待时间从原本的 10min 缩短到 3min 以内，充分提升设备的利用效率。

输送机通常搭载变频调速功能，可根据货物流量和作业需求实时调整运行速度，结合货物检测和分拣功能实现针对货物输送的实时检测以及识别管理，依照货物所属种类以及输送目的地将其分见到对应位置。技术人员可将挡停机构等输送设备用于其中，目前主流输送机控制系统可对长 600mm× 宽 400mm× 高 450mm 以内的物资实现精确输送，配合节拍管控机制确保货物运送作业平稳可靠，运送位置定位准确。

结语

综上所述，在对自动化多穿仓库系统与控制分析进行研究时，需要对自动化多穿仓库系统的作业控制原理进行分析，通过分解此类仓库系统的作业流程模式，来为后续仓储管理优化提供对应协助。近年来，自动化多穿仓库系统越发受到仓储管理领域的关注，符合小型货物存储需求的同时，可为经济发展以及物资保障提供对应协助，因此拥有较高的参考价值。

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作者介绍：崔灿（1991-）男 汉 山西省太原市 硕士研究生 工程师 研究方向: 智能制造相关领域