智慧倉儲系統方案設計
導語：現代物流倉儲管理在我國還處於起步和不斷完善的階段，很多方面還主要依賴於人力工作，自動化程度不高，產品的資訊不能及時更新。以下是小編整理智慧倉儲系統方案設計的資料，歡迎閱讀參考。
全國許多大型物流公司要想在激烈競爭市場中獲得競爭的優勢，就需要一個倉儲管理系統對資源、資訊、運作進行完美的管理，這也是在物流產業中最核心的問題。在企業中形成以計算機為核心的管理系統，使企業的人、財、物、產、銷全面受控，實時反饋，動態管理，最大限度的提高工作效率，降低成本。藉助微型計算機控制，利用相關的機械傳動、電氣控制的原理來實現有效工作。另外，為了使得倉儲裝置的密封性進一步提高和拓展新的功能，還應用相關的感測器和報警系統以及採用密閉的外殼，在實現自動存取物品的功能的基礎上，還能夠對特殊的物品進行除塵、恆溫、恆溼、充氮等條件下進行儲存。當前，智慧倉儲管理系統在現代化生產管理系統中具有戰略意義。是整個企業的物料和產品的管理、排程和協調的指揮中心。許多企業已經認識到企業的管理資訊對企業發展的重要意義，使用智慧倉儲系統後，以智慧倉儲為中心的物流管理，實現了物料的自動化管理、提高了勞動生產率、降低了勞動強度、加快了資金的週轉、有效的提高了廠房和庫房空間利用率，給企業帶來巨大的經濟效益。本文著重介紹運用智慧倉儲系統的貨櫃在現代化企業中的應用，及其傳動設計方案。
1智慧倉儲系統概述
智慧倉儲系統是一個實時的計算機軟體系統。就是透過計算機進行對倉庫物品的資訊、存貨、供給、產出進行更完美地管理，實現準確、迅速、有序的現代化倉庫管理要求。智慧倉儲系統是自動化的物料儲存系統，不僅能使貨物按需自動存取，而且還能與企業的ERP管理系統對接，實現企業系統的資訊整合與資源共享。自動化立體倉庫，可以完成自動化倉庫的貨位管理、查詢報表、出入庫的庫存管理分析、故障分析、系統維護等工作。
1.1立體倉庫系統功能。
首先，計算機上可以顯示貨物的種類、數量、所佔的空間。然後，把接收到作業指令，相應貨櫃的出入庫作業指令即可向傳送機構傳送，進行存取操作。同時結合現場作業中的突發情況，系統將停止執行。最後，當裝置發生故障或裝置損壞時，透過螢幕和喇叭發出聲光警報。一旦故障發生後，故障裝置將立即自動停用，維修人員可透過維修通道，儘可能的避免安全事故的發生。
1.2介面及功能模組
依據網路上監控裝置的物料資訊，能及時提醒物品數量的上限和下限，結合產品生產計劃的需要，對物品進行採購計劃。依據車間生產計劃，可以提前列出生產需要的物品清單。根據生產計劃、執行情況以及完成情況、新需求再訂生產計劃，不斷進行物料採購計劃的生產管理過程。進入系統前，要確認操作人員的工號及口令，確保庫房的安全。檢測各種貨物庫存的存取高度，以方便工作人員的供貨排程。在人機互動介面填寫出/入庫作業單，將相關資料寫入資料庫。資料庫進行日常備份以及過期和無效記錄的不定期清理，自動修正各關聯資料庫表的物料資訊，以保證資料庫與實物的一致性。
2智慧倉儲系統裝置的設計概述
智慧倉儲系統的組成部分，一般分為三大部分：貨物存取軟體、網路控制部分和自動控制執行傳送機構。由減速電機驅動的傳動機構可以經過選擇合理的選項而實現有效的控制執行，使被選擇的貨櫃能夠準確地停放。根據具體的現場要求，操作者能夠實現在立體倉庫中存取物品的功能，同時，還能夠修改相關的物品記錄，完成物品記錄視窗的修改填寫工作，方便以後的物品資訊管理和查詢。
設計智慧倉儲系統，主要體現的設計思想包括以下幾個方面：
(1)實現自動化的智慧儲存，充分利用空間;降低對人工的依賴，能適應黑暗、低溫、有毒的場合;
(2)具有比較高的安全防範效能，每個貨櫃都裝有質量感測器，當儲存貨物超重時自動發出警報，當裝置異常或現場發生故障時，智慧倉儲系統能夠進行快速的報警;
(3)能夠進行智慧倉儲系統的嵌入設計，不單獨佔用空間，極大地節省空間。針對不同的貨品和儲存要求，能夠按照貨物的高度靈活的存放貨物，使得智慧倉儲系統的設計更富人性化。
3智慧倉儲系統貨櫃與傳動設計方案
3.1智慧倉儲貨櫃的種類
在市場上運用智慧倉儲系統的貨櫃主要有以下七種：垂直迴圈貨櫃，垂直升降貨櫃，智慧組合式升降貨櫃，全自動聯體升降貨櫃，全自動板材庫，全自動棒材庫，全自動電纜庫。全自動電纜庫具有如下優點：以堆垛機為存取機構降低了生產成本;充分利用倉庫的空間，智慧儲存貨物同時能最佳化存取空間，提高了空間利用率;節省了人力;採用兩個以上的多個存取口，滿足客戶對入庫口和出庫口需要分別設定的.需求。技術先進，可靠性高，全自動電纜庫主要用於電纜、模具、刀具、工具、量具、各種大、中型機械零件。
3.2全自動電纜庫的簡介
3.2.1裝置主要結構
全自動電纜庫，主要由貨架元件、堆垛機元件、出口輸送機元件和電氣控制四大部分組成。其中，貨架元件包括底座、主支撐、天軌、地軌等;堆垛機元件主要由減速電機、行走機構、提升機構、載貨平臺、貨叉機構等組成;安全防護外殼包括前板、側板、後板以及四周防護網;出口輸送機主要由減速電機、輸送鏈、輸送機架等組成。電氣部分主要由工控機、變頻器、PLC、感測器、測高光幕、安全光幕和一些輔助器件組成，實現裝置的執行控制和安全保護。
3.2.2基本工作原理
全自動電纜庫是由多列貨架構成貨位，用幾臺堆垛機將貨物在垂直升降、水平橫移、水平縱移三個方向上移動，對貨物自動測高，合理地存取貨物。它以托盤為儲存單元，配以巷道式堆垛機及其他儲運機械進行作業，使用者直接輸入物料名稱、編碼或輸入物料所在的托盤號，各個堆垛機按使用者指令在幾列貨架單元間運動，把所需的托盤運至儲存位或取料口。具體執行過程如下：
(1)堆垛機提升機構。堆垛機提升機構採用電機驅動提升鏈條，從而帶動載貨平臺升降，實現了托盤的垂直升降。為了保證貨物平穩運動，裝有導向輪和頂輪。
(2)行走機構水平移動。採用減速電機驅動主行走輪在地軌上以一定速度行走，透過感測器定位，從而到達指定位置。
(3)貨叉縱移。載貨平臺上安裝有貨叉，由鏈條傳動，直線導軌導向。貨叉沿直線導軌滑動，實現托盤在前後貨架之間的位移。
(4)出口輸送機構透過堆垛機把托盤運送到輸送機上，出口輸送機構透過減速電機驅動傳動軸，帶動輸送鏈，把托盤運輸到取料口。還可以透過一些外部裝置進行再次揀選。
3.2.3全自動電纜庫的可靠性設計
可靠性設計就是挖掘產品設計中存在的隱患和薄弱環節。隨著生產技術和科學技術的高速發展，新產品不斷湧現，更新換代的速度越來越快;產品效能也向著高速、高效、精密的方向發展;產品的功能也越來越多，越來越全面。全自動電纜庫為了能夠在日益激烈的市場競爭中獲勝，就必須提高產品的效能、質量、降低成本;同時提高全自動電纜庫的工作效率，提高使用單位的工作效率，降低生產成本，降低全自動電纜庫在工作情況下故障率，確保操作者的人身安全。為此，展開產品的機械可靠性設計，在產品設計中，結合安全設計、動態分析與設計、防斷裂校核設計、防疲勞校核設計、減磨和耐磨設計等，定會提高產品的可靠性設計水平。這就會設計出滿足質量、效能、成本等綜合效益優的產品。
可靠性是產品的一個主要屬性，是產品質量和技術最重要的要點，是衡量產品效能的一個重要指標。越來越多的設計師們把可靠性設計放在產品設計中的首要位置。機械產品的可靠性設計是在常規設計方法基礎上的不斷髮展和深化，充分挖掘設計缺陷，不斷完善產品。機械產品的可靠性技術，因為需要長時間的負載執行、設計安全係數較大而不容易發現問題;因此只有透過不斷的發現問題、不斷的做實驗和產品設計的不斷改進，才能達到裝置的高可靠性。在實際的全自動電纜庫可靠性設計中，主要還是依靠經驗的積累和不斷的探索，透過機械、電氣的雙重保護來保證裝置的安全執行。例如，貨櫃的前後設有安全光幕，一遇障礙物整個貨櫃立即停止;每個貨櫃下都裝有質量感測器，以防貨物超重造成裝置損毀或安全事故;針對於重型貨櫃，還需設計隨行防墜落機構，提高貨櫃的安全可靠性;在設定行程開關時，都要設定極限開關，以防行程開關損壞造成裝置事故，等等。在提高產品可靠性方面的設計工作，再多都不為多。產品的可靠性越高，可使產品的用壽命延長，更環保，更能滿足市場的競爭力要求。
以掛取過程中，掛耳為例。改進前掛耳連結片由材料為45的2mm的鋼板衝壓而成。掛耳有連線片、連線軸、滑塊等鉚接而成。在掛取過程中，由於長時間的受力，連線片容易出現裂紋，從而導致掛耳斷裂。改進後掛耳由線切割一次切割出來，受力好，不會斷裂。
一個自動偏心防墜落機構，升降機槽鋼導軌的腰板側卡在擋圈型槽鋼導軌滑輪的擋圈上，導向槽型槽鋼導軌滑輪設定在升降機槽鋼導軌腿側，升降機槽鋼導軌的腿側卡在導向槽型槽鋼導軌滑輪的導向槽內。擋圈型槽鋼導軌滑輪與導向槽型槽鋼導軌滑輪相互配合，牢靠地卡住升降機槽鋼導軌兩側，使升降機槽鋼導軌不易出軌，保證防墜器在槽鋼導軌上執行平穩，確保防墜器可靠作用於槽鋼導軌上。觸發機構包括固定在座板後側的調整座，調整座內的調整螺母、彈簧壓塊，與調整螺母相配合的調整螺栓，設定在支撐軸上的彈簧座，設定在彈簧壓塊與彈簧座之間的觸發彈簧。
透過支撐座和底座固定支撐在升降機吊籠上，當吊籠正常執行時，自動偏心防墜落機構透過自重使偏心制動牙輪張開，不與升降機槽鋼導軌接觸，當鋼絲繩或吊籠懸掛裝置斷裂時，吊籠做自由落體運動，偏心輪型瞬時式升降設施防墜安全器失去了支撐力，觸發機構帶動鎖緊機構，鎖緊機構帶動偏心制動牙輪張相向動作，使兩偏心制動牙輪間間距減小，致使偏偏心制動牙輪鎖住導軌，兩偏心輪間間距越小，鎖緊力便越大，使吊籠牢靠地制停在升降機槽鋼導軌上。
3.2.4全自動電纜庫的傳動設計
全自動電纜庫的機械傳動機構主要採用齒輪鏈條式的傳動結構，而不是採用皮帶傳動，這主要是因為系統需要精確的傳動比。執行時，行走輪由減速電機驅動實現堆垛機的左右行走;提升鏈輪由減速電機帶動運轉，實現載貨平臺的上下垂直運動，然後，在貨叉機構的操作運轉下實現托盤水平前後位移;在電氣控制下及各個感測器的配合下，托盤會在行走機構、提取機構、貨叉機構的協同配合運轉下，運送到指定的位置。
全自動電纜庫的傳動機構，其動力源選用減速電機、伺服電機等多臺電機，這種選取主要是考慮應該滿足貨櫃的傳動的複雜性、載重的大小、執行速度的快慢和執行過程中精確定位等要求，而且伺服電機效能更穩定。轉速的調整可以透過變速齒輪箱換擋調整，也可以透過伺服電機改變輸出轉速來調整。
4關於智慧倉儲系統的應用的幾點思考
智慧倉儲系統的功能，主要包括立體庫的操作介面，貨物的存取功能、停止、開光燈等按鈕;管理倉庫的物料資訊管理、物料查詢功能;裝置執行除錯、調節功能;和企業ERP系統整合，執行中錯誤報警功能。自動報警中，針對執行過程中出現的超重、超高、熱繼等報警，提醒工作人員進行分析，正確判斷問題出現在哪裡，出現的原因，正確、快速的解決問題。隨著經濟發展速度的飛速增長，對貨物的供給要求越來越高，智慧倉庫能夠起到作用越來越大，智慧倉儲系統的功能越來越完善，滿足客戶越來越多的要求。隨著技術的不斷完善，智慧倉儲系統會帶給我們在物流方面更多的便利。
5結束語
目前，網際網路經濟的迅猛發展，傳統儲物裝置已無法滿足市場要求，只有充分利用智慧倉儲系統，實現智慧化存取物品，提高存取物品效率，加快物品流通速度及效率，合理的庫存管理，才能更好地適應市場需求。隨著機械結構和電氣控制技術的完美結合，智慧倉儲系統的安全性和可靠性都大大提高，儲存更加靈活多樣，操作更加智慧和人性化，在物流上將會扮演更加重要的角色。