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1、关于自动化仓储系统及智能储物柜的文献综述为了对能上网的学生自助实验室器材仓储系统进行研究，近两周我对有关于自动化仓储系统的文献进行了大量的检索，并对这些文献的内容进行了一定的总结。我发现有关于自动化仓储系统的现有的资料都是大型物流方面的，其所使用的都是大型的机械设备，而且物品都是用集装箱集装的，在出入库的设计上，其用的是大型的堆垛机，牵引机电和高层货架。随着企业现代化生产规模的不断扩大，自动化立体仓库管理与控制系统成为生产物流系统中的一个重要且不可缺少的环节。自动化立体仓库管理与控制系统是企业管理信息系统(ClMS)组成部份之一，其综合了现代物流技术、计算机应用技术、通讯技术和管理技术，它的开
2、辟研制能明显提高立体仓库作业的自动化程度。由于自动化立体仓库管理与控制系统可以提高物资的储运效率、减少占用空间等，因此得到了广泛地应用。自动化立体仓库系统是指在不直接进行人工处理的情况下，运输设备能自动地存储和取出货物的多层仓库存储系统。自动化立体仓库也称高层货架仓库、自动存取系统(AUtomatiCStOrageRetrievalSystemAS/RS),普通指采用几层、十几层甚至几十层高的货架，并通过系统自动调度自动化物料搬运设备进行货物出、入库作业的仓库。自动化立体仓库系统包括多层货架，能在巷道任何货位存储和取出货物的运输设备以及计算机控制和通讯系统等部份组成。自动化立体仓库系统是溶物流
3、监控技术、计算机应用技术、通讯技术、设备货位优化管理等先进技术于一体的新型仓储系统。它不仅具有传统仓库的基本功能外，还具有分拣、理货的功能.以及在不直接进行人工处理的情况下，自动存储和取出物料的功能。它的特点在于以高层立体货架为标志，以成套先进的搬运设备为基础，以先进的计算机控制技术为主要手段，高效率地利用仓储空间、节约作业时间和人力进行出入库作业。自动化立体仓库是一个复杂的综合自动化系统，作为一种特定的仓库形式，普通有以下几种分类方式：1 .按照操作对象的不同，自动化立体仓库系统类型包括托盘单元式自动仓库、箱盒单元式自动仓库、拣选式高层货架仓库、单元/拣选式自动仓库，高架叉车仓库等。2 .根
4、据高层货架与建造物之间的关系不同，大致可以分为以下两种。一种是整体式自动仓库，它由货架项部支撑建造屋架，在货架边侧安装墙围，货架与建造物成一整体。特点是仓库结构分量轻、整体性好、建造费媚低、抗震，特别合用于15米以上的大型自动仓库。另外一种是分离式自动仓库，分离式高度在12米以下，但也有15米至20米的。它的货架与建造无关，星独立，分离状态，合用于利用原有建筑物作库房、车间仓库、旧库技术改造和中小型自动仓库。由于这种仓库可以先建库房后建货架，所以施工安装比较灵便方便。3 .根据自动控制的方式不同，则可以分为以下几种：一、单机设定，自动运转；二、单机设定，红外通讯，自动运转；三、计算机遥控设定多
5、台单机，自动运转；四、计算机脱机、联机、实时自动控制。4 .货物存取形式为单元架式、挪移货架式和拣选货架式。单元货架式是常见的仓库形式。货物先放在托盘或者集装箱内，再装入单元货架仓库货架的货格中。挪移货架式由电动货架组成。拣选货架式仓库的分拣机构是其核心部份。它有巷道内分拣和巷道外分拣两种方式。两种方式又分为人工分拣和自动分拣。拣选式仓库的出库根据提货单的要求从货物单元（或者货格）中拣选一部份出库。其拣选方式可分为两种，第一种是拣选人员乘拣选式堆垛机到货格前，从货格中拣选所需数量的货物出库。这种方式叫“人到货前拣选“。第二种方式是将存有所需货物的托盘或者货箱由堆垛机搬运至拣选区，拣选人员按出库
6、提货单的要求拣出所需的货物，然后再将剩余的货物送回原址。这种方式叫“货到人处拣选”。5 .按货架构造形式分为单元货格式、贯通式、水平循环式和垂直循环式仓库。单元货格式是使用最广、合用性较强的仓库形式。其特点是货架沿仓库的宽度方向分成若干排。每两排货架为一组。其问有一条巷道供堆垛机或者其他机械作业，每排货架沿仓库水平方向分为数列，沿垂直方向分若干层，从而形成大量货格。单元货格式仓库中巷道占去了三分之一摆布的面积。为了提高仓库利用率，可以取销位于各排货架之间的巷道，将各排货架合并在一起，使每一层、同一列的货物互相贯通，形成能一次存放多货物单元的通道，而在另端由出库起重机取货，成为贯通式仓库。根据货
7、物单元在通道内的挪移方式，贯通式仓库又可分为重力式货架仓库和穿梭小车式货架仓库。重力式货架仓库每一个存货通道只能存放同一种货物，所以它合用于货物品种不太多而数量又相对较大的仓库。穿梭式小车可以由起重机从一个存货通道搬运到另一通道。水平旋转式仓库的货架本身可以在水平面内沿环形路线来回运行。每组货架由若干独立的货柜组成，用一台链式传送机将这些货柜串联起来。每一个货柜下方有支撑滚轮，上部有导向滚轮。传送机运转时，货柜便相应运动。需要提取某种货物时,只需在操作台上赋予出库指令。当装有所需货物的货柜转到出货口时，货架住手运转。这种货架对于小件物品的拣选作业十分合适。它简便实用，充分利用空间，在作业频率要
8、求不太高的场合是很实用的。垂直旋转货架式仓库与水平循环货架式仓库相似，只是把水平面内的旋转改为垂直面内的旋转。这种货架特殊合用于存放长卷状货物，如地毯、地板革、胶片卷、电缆卷等。6 .按所起的作用分为生产性仓库和流通性仓库。生产性仓库是工厂内部为了协调工序和工序、车间和车间、外购件和自制件物流的不平衡而建立的仓库；流通性仓库是一种服务性仓库。是为了协调生产厂家和用户之间的供需平衡而建立的仓库。这种仓库进出货物比较频繁，吞吐量较大。7 .按自动化仓库与生产联接的密切程度分为独立型、半密切型和密切型仓库。自动化立体仓库系统现状与发展：在自动化立体仓库的开辟应用方面，我国晚于国外。直到20世纪70年
9、代初期，我国国内才陆续开始研究采用巷道式堆垛机的立体仓库。在1980年，由北京机械工业自动化研究所等单位研制建成的我国第一座自动化立体仓库在北京汽车创造厂投产。从此以后，自动化立体仓库在我国得到了迅速的发展。目前，自动化立体仓库在我国已建立的数量上逐渐增多，而且我国的自动化仓库技术已实现了与其他信息决策系统的集成，正在做智能控制和含糊控制的研究工作。随着我国经济的发展，自动化立体仓库系统在我国得到进一步的发展。主要表现在：一、对自动化立体仓库系统进行深入研究的科研机构不断增多。在我国许多高校已专门设立相应的物流实验室对自动化立体仓库系统进行深入地研究，使我国的自动化立体仓库系统得到进一步的发展
10、；二、要求建立自动化立体仓库的企业的数量不断增加。随着自动化立体仓库能降低仓储成本的作用逐渐被认识，一些有足够的能力的大企业建立起了物流自动化立体仓库系统，并且通过其取得了巨大成效。据不彻底统计，目前我国己建成的立体仓库近三百座，其中全自动的立体仓库有30多个。三、应用自动化立体仓库的领域也越来越广泛。目前这项技术在我国正在日益广泛地应用于仓储业、物流业、航空货运、铁路货运、制造业等许多行业中。四、生产自动化立体仓库相关设备的厂家不断增多。五、设计承建自动化立体仓库的单位也不断增多。随着自动化立体仓库的不断发展，我国在自动化立体仓库系统整体上与先进发达的国家存在一定的差距，但就个体应用而言，兴
11、许国内物流设备的现代化程度与发达国家并没有太大差距，海尔的全自动化物流系统甚至要比德国、日本一些最现代化的物流中心要更为先进。自从1963年美国建造了第一座以计算机控制的自动化立体仓库以来，美国、德国、意大利等国家的自动化立体仓库的发展都很迅速，它已经成为了现代化工厂的一个不可缺少的重要组成部份。目前，自动化立体仓库在发达国家已经相当普遍。日本是自动化立体仓库发展得最快、建造数量最多的国家。据有关资料统计，近年来日本每年约有上千座各种类型的自动化立体仓库投入使用。据不彻底统计，美国拥有各种类型的自动化立体仓库20000多座，日本拥有38000多座，德国拥有100OO多座，英国有4000多座，且
12、向高度40米以上的巨型立体仓库发展。现在自动化立体仓库的最大起重量超过20吨，起升高度达50米，长度达200米以上，速度达200米，分。随着自动化立体仓库发展，目前自动化立体仓库在设计、创造、自动化控制和计算机方面的技术日益成熟。自动化技术在仓储领域（包括立体仓库）中的发展可分为五个阶段：人工仓储阶段、机械化仓储阶段、自动化仓储阶段、集成化仓储阶段和智能自动化仓储阶段：第一阶段，在这一阶段中，物资的整个流动过程（输送、存储、管理和控制）中主要靠人工劳力实现，虽然其实时性和直观性具有明显的优点但物流效率低和工作劳动强度大。人工仓储技术由于不需大多的设备来支持所以在初期设备投资的经济指标具有优越性
13、。第二阶段，物料可以通过各种各样的传输带，工业输送车、机械手、吊车、堆垛机和升降机来挪移和搬运，用货架托盘和可挪移货架存储物料，通过人工操作机械存取设备，用限位开关，螺旋机械制动和机械监视器等控制设备的运行。机械化满足了人们速度、精度、高度、分量、重复存取和搬运等要求。第三阶段是自动化仓储技术阶段，自动化技术对仓储技术的发展起了重要的促进作用。50年代末和60年代，相继研制和采用了自动导引小车(AGV)、自动货架、自动存取机器人、自动识别和自动分拣等系统。70年代和80年代，旋转式货架、挪移式货架、巷道式堆垛机和其他搬运设备都加入了自动控制的行列，但这时只是各个设备的局部自动化并各自独立应用，
14、被称为“自动化孤岛”。随着计算机技术的发展，工作重点转向物资的控制和管理要求实时、协调和一体化，自动化技术逐渐成为仓储自动化技术的核心。计算机之间、数据采集点之间、机械设备的控制器之间以及它们与主计算机之间的通信可以及时地汇总信息；仓库计算机及时地记录定货和到货时间，显示库存量：计划人员可以方便地作出供货决策，他们知道正在生产什么、订什么货、什么时间发什么货、管理人员随时掌握货源及需求。信息技术的应用已成为仓储技术的重要支柱。第四阶段是集成自动化仓储技术阶段，在70年代末和80年代，自动化技术被越来越多地用剑生产和分配领域，显然，“自动化孤岛”需要集成化，于是便形成为了“集成系统”的概念。在集
15、成化系统中，整个系统的有机协作，使总体效益和生产的应变能力大大超过各部份独立效益的总和。第五阶段是智能自动化仓储技术，人工智能技术的发展使自动化技术向更高级的阶段智能自动化方向发展。现在，智能自动化仓储技术还处于初级发展阶段，到二十一世纪仓储技术的智能化将具有广阔的应用前景。在当前新形势下，仓储发展趋势如下：以顾客为中心。惟独运作高效、反应迅速的仓储才干满足企业以顾客为中心的需要。仓储物品的多样化。为使仓库具有较大的柔性，有必要开辟商效、柔性的出入库输送设备和库内作业机械。仓库作业的自动化。为适应仓储业作业的急速膨胀，仓储业需要大大提高自动化程度。作业时间短。现代物流仓储系统是集物流、信息流和
16、价值流为一体的综合服务系统。要实现信息流、实物流“互联”，就需要依靠现场总线、无线通讯、数据识别与融合、网络等高新技术与物流装备的有效结合，实现对库存的准确控制，缩短系统的反应时间，使物流装备得到充分利用。运作的电子化。系统采用电子化动作才干保证系统里数据失误小。定单批量趋小化。要求仓储系统反应迅速才干满足定单在批量小的情况下保证仓储的效率。这些仓储的发展最终归结要求建立现代化的自动化立体仓库。所以建立现代化的自动化立体仓库对发展和提高企业仓储的水平同样具有十分重要的意义。自动化立体仓库系统构成：自动化立体仓库系统是基于现代信息技术、控制技术及计算机通信技术等而发展起来的综合应用系统，是现代物
17、流概念与现代计算机及自动控制技术相结合的产物。自动化立体仓库系统普通包括存储系统、搬运系统、输送系统、消防系统、电控系统、计算机管理系统等。自动化立体仓库系统从功能构成划分为将3个层次：管理层、监控层、执行层：管理层是自动化立体仓库系统的计算机管理系统，也是自动化立体仓库系统的中枢，主要功能是负责自动化立体仓库系统的信息流管理和协调系统设备的正常运行。管理层除了现场管理自动化立体仓库正常运行，包括联机入库、入库管理、出库管理、库存管理、查询统计、作业调度等，还可以与公司级管理层的其它系统通过TCP/IP等协议进行通讯，并可以接受相麻的指令信息来调度运输作业和处理物流系统信息等。系统要求管理层有
18、较强的数据处理能力，具有一定的智能性，例如对库存异常进行报警，对物流设备利用率过低进行提示，对物流瓶颈提供必要的分析数据等，以保证系统能高效地、正常地运行。监控层是自动化立体仓库系统的重要组成部份，也是自动化立体仓库系统的信息中转机构，它主要接受来自管理层的指令，并根据指令来控制物流设备完成指令所规定的任务同时，监控层能实时地监控执行层的系统状态信息，并将监测到的信息反馈给管理层，为管理层调度决策提供参考。在监控层中还可以在管理层浮现问题时单独控制下面的设备进行人二控制出入库操作。目前系统中采用欧姆龙可编程控制器来实现控制。系统要求监控层数据处理能力不一定很强，但要有较高的实时性，具有较强较快
19、的处理速度，能够随时将指令送给执行层，并能随时监控执行层的运行情况。执行层由自动化的物流机械组成。物流设备的控制器接收监控层的指令，控制设备执行各种操作。同时可以把现场信息上传到监控层，以便监控层根据相应的信息状态来向执行层发送指令，保证系统不会在出错的情况下继续运行。系统要求执行层，则要较高的可靠性，以此减少物流系统的故障率。自动化立体仓库系统硬件构成：一个完善的自动化立体仓库系统，应当由高层货架、巷道堆垛起重机（有轨堆垛机）、入出库输送机系统、自动化控制系统、计算机仓库管理系统及其周边设备组成，是一个可对集装单元货物实现自动化保管和计算机管理的智能仓库。具体来说，自动化立体仓库系统硬件主要
20、由机械、电气两大部份组成。其中机械部份主要由货架、托盘、货箱、传输设备、存储设备、堆垛机等部份组成，电气部份主要由控制系统、通讯系统、计算管理监控系统等部份组成。自动化立体仓库控制操作模式：1.在线控制。在普通的自动化立体仓库系统中，上位计算机、管理计算机、出库计算机、入库计算机、输送带控制计算机、堆垛机地面控制台以及堆垛机主机组成一个系统，以网络方式进行有序的协调工作。在我们现设计的自动立体仓库为中小型仓库，管理计算机集成为了管理计算机、出库计算机和入库计算机的功能，堆垛机地面控制台包含了输送带控制计算机的功能（控制出入库台输送线），在本系统的在线控制方式下，所有的出入库指令均从管理计算机发
21、出。比如要出库时，通过管理计算机的键盘鼠标输入要需要的货名，数量等信息，管理计算机在数据库查找，自动根据先入先出和就近原则选择合适的货位，将信息发给堆垛机地面控制台，由堆垛机完成出库任务。2 .遥控自动控制。在管理计算机出错或者网络通讯不畅时，遥控控制方式作为一种备用的出入库方式。在此方式下，出入库指令可通过堆垛机地面控制台上的触摸屏（输入出库或者入库选项，由人工指定货位），在触摸屏上一次可输入最多20条的出入库任务序列，然后由堆垛机地面控制台逐条向堆垛机上的控制系统发送指令。3 .遥控半自动。此方式下，堆垛机的水平挪移、载货台的升降运动和货叉的挪移是分步进行的，在堆垛机地面控制台上有水平运动
22、、升降运动、伸义和缩叉按钮命令，输入目标地址然后选择相虑命令即可。4 .手动控制。在堆垛机地面控制台出错，通讯不畅或者系统调试和维护时，通过在堆垛机地面控制台切换到手动控制模式，将配套的手动控制器与堆垛机上的控制系统连接。手动控制盘上有“水平进”、“水平出”、“载货台升”、“载货台降”、“叉具左伸和叉具右伸”的功能按钮，控制采用点动控制模式。当功能按钮按下时，堆垛机动；按钮松开，动作停。失控时按“急停”可让堆垛机即将停下来。大型的自动化仓储系统难以在实验室中得到运用，所以应该设计出合用于实验室的小型仓储系统，在阅读有关智能储物柜的相关文献后发现，设计一种智能的学生自助实验室器材储物柜系统将更加
23、的合适，在阅读相关的有限的文献后，我对智能储物柜也有了相当的了解，并且对各文献中的储物柜系统做了相应的总结。自动储物柜在现实生活中应用广泛，为超市、图书馆、展览馆、酒楼、车站、码头、迪厅、溜冰场、其它娱乐等场所提供短期寄存保管服务，也可以作为工厂、机关、医院及特种行业员工的更衣柜，因此其具有工程意义。采用的条形码储物柜无需在键盘上输入密码或者投币，只需将条形码靠在条形码扫描器上即可。它克服了传统的人工寄存所带来的费人力，速度慢，易冒领，不安全等诸多弊端。因此为了能够较好地摹拟实际的储物柜系统，本系统采用了单片机与PC共同来实机储物柜，采用按键来模拟柜子的按钮，是指示灯来摹拟有物品在柜中。从而实
24、现对实际系统的摹拟。自动化仓储的发展现状目前，仓储市场发展迅速，各式各样的仓储设备层出不穷，经调研及查阅资料，发现目前常用的储物设备如：华润励致洋行家私(珠海)有限公司生产的LGW系列储物橱柜，主要为了适合储存种类繁多之各种用品及办公室文件而设计的，它是一种具有如书架、衣架、档案架、抽屉柜及写字板等多功能性的存储装置。该公司生产的C.TURBO系列文件柜是专为储存大量及多种类型的文件而设计的，其活动式的结构有助于节省空间；Cuniclass系列文件柜的卷门设计同样为节省空间且便于存放物品。又如：北京金兴钢质办公家具有限公司生产的(A2.1500)-(A.281500)系列保险柜，其各种不同的尺
25、寸合用于家庭及办公室储藏贵重物品或者重要文件。但是，使用者在使用上述介绍的这些储物橱柜、文件柜及保险柜存取物品时存在以下缺点：由于储物橱柜顶部较高、而底部又较低，存取物品时需要爬上爬下，非但效率低，而且不方便；当存放物品较多时，虽然可通过贴标签的方式以示区别,但难以细致登录，也无法快速检索;储物橱柜或者文件柜，尽管采用卷门方式，该柜前面也无法放置其它物品，否则便会影响储物柜物品的存取，橱柜前需要留出较大的空间；储物橱柜或者文件柜不适宜存放贵重物品，因为其门容易被强行打开而失窃。而采用上述保险柜来存放贵重物品时，一则保险柜价格高、二则目标过于明确，同样容易被刻意破坏，一些小型保险柜甚至容易被整体
26、盗走，也不安全。然而智能化储物装置结合了智能家居和自动化仓储两个发展方向的优点，克服了传统储物装置的缺陷，作为方便、安全、智能化的家庭或者机关物品存储装置，显示出很大的优越性，有着广阔的发展前景。智能化储物系统的设计要求具有以下基本特性：第一，自动、快捷地存取物品功能；第二，对存储物品进行科学管理的功能；第三，具有安全防范功能；第四，节省空间。在物品的存储和管理中，离不开存物、取物和信息管理等方面，而如何将这几个方面都管理好就成为了首要问题。在过去，通常是通过传统的人力来保证管理物品存取管理和信息查询，但是在这些传统的过程中容易出错，而且由于对物品的存放管理不科学，在存取物时也不方便，对空间的
27、合理分配比较艰难。智能储物系统具有自动存取物品的功能，与传统的橱柜和保险柜相比，它省去了人工繁琐的存取动作，对物品的存取实现了自动化、智能化。参考文献1.周耀辉立体仓库电控系统研究学位论文20222 .冯林自动化立体仓库监控系统开辟学位论文20223 .陈月婷自动化立体仓库控制系统的优化设计与研究学位论文20224 .杨文英自动化立体仓库PLC控制与货位分配研究学位论文20225 .陈欣基于PLC的自动化立体仓库堆垛机运行及监控系统的研究学位论文20226 .唐兴林堆垛机运动控制的研究学位论文20227 .黄学飞中小型自动化立体仓库的智能管理控制系统研制学位论文20228 .张松届.大庆让胡路区政府办公自动化系统的研究与设计.吉林大学学位论文2022.9 .江敬尧.基于工作流的办公系统的设计与实现.南京理工大学学位论文2022.10 .束必海.办公自动化系统的设计与实现.南京理工大学学位论文2022.IL王树良.仓储管理系统的设计与实现.天津大学，2022.12 .王博、盛霖、万礼超、尚玉姝新型智能储物柜.天津工程师范学院2022.13 .魏天骐，罗庆生，王勇，糜相行.基于安卓的智能储物柜控制平台设计,北京理工大学机电学院.2022.
