托盤四向穿梭式自動化密集倉儲係統的作業框架

托盤四向穿梭式自動化密集倉(cang) 儲(chu) 係統采用托盤集裝，貨架結構內(nei) 儲(chu) 貨位密集排列，貨格存儲(chu) 深度大於(yu) 1個(ge) 托盤，具有較高的存儲(chu) 空間利用率和自動化作業(ye) 能力，對庫房的結構、高度等要求較低。倉(cang) 儲(chu) 係統布設於(yu) 庫房內(nei) ，與(yu) 組盤／拆盤作業(ye) 台、叉車（或地麵AGV，後續包含在叉車作業(ye) 中）等協同完成出入庫上下架作業(ye) 。在作業(ye) 過程中，倉(cang) 庫管理員、理貨組拆盤作業(ye) 人員和叉車操作手在管理控製信息係統的調度下協同配合，完成貨物出入庫任務，作業(ye) 過程涉及的設施設備包括叉車、托盤四向穿梭車、貨架、米兰体育官方网站首页入口器（部署管理控製信息係統）、托盤、射頻標簽、射頻識讀設備和手持終端等。

貨物入庫作業(ye) 過程主要包含四個(ge) 環節：理貨組盤→叉車運輸→輸送線或其他周邊設備→托盤四向穿梭車運輸係統（含垂直提升機運輸和→托盤四向穿梭車運輸。

在貨物入庫過程中，首先管理控製信息係統根據入庫單製訂入庫作業(ye) 計劃，理貨組盤作業(ye) 人員將到達的散件貨物進行組盤作業(ye) ，通過手持終端將組盤作業(ye) 信息上傳(chuan) 到管理控製信息係統；然後進行托盤貨物上架作業(ye) ，叉車將托盤運送至貨架端口或輸送線上料口，安裝在端口處的射頻識讀設備讀取托盤上的射頻標簽獲取托盤貨物信息，管理控製信息係統給該托盤貨物分配存儲(chu) 貨位；最後，托盤四向穿梭車將托盤貨物從(cong) 端口運送至指定貨位，貨物出庫作業(ye) 流程與(yu) 之相反，也包含四個(ge) 環節：四向穿梭車運輸（含垂直提升機運輸和四向穿梭車運輸）→輸送線或其他周邊設備→叉車運輸出庫發運（含拆盤回庫），作業(ye) 過程與(yu) 入庫相反。出入庫作業(ye) 操作必須依據客戶的作業(ye) 流程設置合理的控製節點，確保出入庫作業(ye) 的效率和作業(ye) 質量。

托盤四向穿梭車運輸環節，即托盤貨物在貨架內(nei) 存取的相關(guan) 問題。以係統作業(ye) 流程和貨物存取需求為(wei) 基礎，分析貨架貨位布局對托盤貨物存取效率的影響，根據托盤四向穿梭車在軌道交通網內(nei) 的運行特點研究軌道交通網的活性，給出貨架軌道設計原則和定向方法。在此基礎上，根據作業(ye) 進程優(you) 化貨物存取任務分配，對托盤四向穿梭車進行路徑規劃，給出最優(you) 的托盤四向穿梭車路徑規劃和交通控製方案，提高貨物存取效率。

【案例】某醫藥存儲(chu) 倉(cang) 庫

倉(cang) 庫概述：倉(cang) 庫共有三層貨架，三台智能穿梭車，每層貨架一台車執行任務（每層車僅(jin) 執行當前層任務，不換層）；倉(cang) 庫共有2台提升機，2個(ge) 入庫口；因輸送線為(wei) 雙向輸送線，2個(ge) 入庫口同時包含出庫功能。基本平麵布局與(yu) 鋼貨架結構簡圖如下；

圖8 案例庫簡圖

倉(cang) 庫運作流程：

1）入庫：入庫托盤通過叉車直接放到入庫口，按下入庫按鈕後，輸送線入庫方向移動。經過外形檢測檢驗貨物擺放是否合格，如合格，則進行入庫，進入條碼掃描；如不合格，則退回入庫口，人工進行重新擺放貨物。掃碼器對托盤碼進行掃描，當掃碼成功後，WCS把條碼值反饋給WMS，WMS根據條碼值，分配貨物的貨位並下發給WCS（包含貨位的層數、行、列、深位等信息）；WCS根據接收到的貨位信息，下發給PLC；PLC通過所得到的入庫目的地址，控製輸送線運轉；同時控製提升機，運送貨物至目的層。如掃碼器掃碼失敗，WCS向WMS反饋掃碼失敗結果，輸送線停止運行，等待人工處理；如掃碼值經WMS判定為(wei) 無效碼，則輸送線停止運行，等待人工處理；操作人員可利用手持終端再次掃碼或更換條碼信息等方式，處理掃碼異常情況。如需貨物退回處理，則在入庫口按“返回按鈕”，貨物返回入庫口，等待處理。

2）貨物運行至提升機口處輸送線，停止等待；PLC根據入庫的目的地址，確認貨物所需到達的貨架層數，調用提升機。當提升機到達1層時，輸送線運送貨物至提升機內(nei) ，貨物通過提升機，到達目的層；提升機到達目的層後，貨物隨提升機輸送線出提升機，至穿梭車取貨口等待穿梭車取貨。

3）WMS定時發送入庫任務，WCS接收到入庫任務後，下發給貨物目的層穿梭車；穿梭車接收入庫指令，行駛至目的層取貨口取貨，把貨物運送至目的貨位。WMS每次下發一個(ge) 任務，WCS根據WMS下發的任務先後順序，執行出入庫任務。WMS下發入庫任務前，需判斷出庫任務是否已經完成；在出庫任務執行結束後，再下發入庫任務，防止因輸送線資源占用導致的死鎖現象。

4）出庫：WMS下發出庫任務（包含起始地址及目的地址）給WCS，WCS接收到出庫任務後，由貨物當前層穿梭車運送出庫貨物至提升機口輸送線；貨物在提升機口輸送線停止等待，同時PLC控製提升機至貨物當前層；提升機到貨物當前層後，輸送線運送貨物至提升機內(nei) ，提升機載貨至1層，貨物出提升機，輸送線運送貨物至出庫口。人工取下托盤，完成出庫。

5）入庫，出庫，移庫（移出，移入）貨位由WMS係統分配，倉(cang) 庫控製係統不支持分配貨位；智能穿梭車在行駛路徑中，如果有托盤阻擋，WMS需先下發移庫任務，將阻擋托盤移出，才能下發後續任務。

6）自動控製係統（WCS）按照任務接收到的時間先後順序執行，先接收到的任務優(you) 先執行。

7）WMS定時下發任務，WMS內(nei) 部排列好優(you) 先級後，每次下發WCS單個(ge) 任務。

8）自動化設備的執行效率與(yu) 貨品入庫擺放順序（例如：同批號同巷道擺放，同批號不同層擺放等），以及出庫方式（例如：先進先出，後進先出等），巷道深度，密切相關(guan) ，這些方式決(jue) 定了最終的自動化設備的實際效率高低，自動化設備效率以上述情景為(wei) 運行基礎的前提下得到的效率為(wei) 準。

9）如某一層穿梭車故障，在人工確認故障信息後，把故障車輛移至不影響出入庫路徑的位置的情況下，其他層空閑車輛可通過提升機換層到故障車輛層執行任務。

本文作者：張衛國