自動化立體倉庫控制系統(tǒng)在安全管理中的運用

柏承東

（福建省工業(yè)設(shè)備安裝有限公司，福建三明 365000）

0 引言

自動化立體倉庫控制系統(tǒng)是一種不需要人工操控就能夠按照所給指令來完成存儲和提取貨物的系統(tǒng)。隨著互聯(lián)網(wǎng)和大數(shù)據(jù)被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)中，物流業(yè)也正在發(fā)生改變，已經(jīng)進入了智慧物流時代。同時，配合著計算機管理系統(tǒng)，物料的放置越來越趨于合理化，貨物進出速度加快，運行效率顯著提高。它是一個運輸設(shè)備管理系統(tǒng)，由計算機控制系統(tǒng)和通信系統(tǒng)兩大部分組成，可以實現(xiàn)在倉庫的任何位置存儲和提取貨物的功能。

計算機應(yīng)用技術(shù)、設(shè)備與貨位優(yōu)化管理、物流監(jiān)控與通信等相關(guān)技術(shù)共同構(gòu)成了自動化立體倉庫控制系統(tǒng)。從這點來看，它是一種運用先進技術(shù)的新型倉庫管理系統(tǒng):不僅可以完成傳統(tǒng)倉庫所具有的基本功能，還兼?zhèn)湄浳锓謷?、梳理貨位的功能；可以自動存儲、檢索及取出貨物而無需人工處理。因此，它能高效率地利用倉儲空間，快速、合理地存儲物料，及時、準確地提供物品。

1 自動化立體倉庫的安全管理

1.1 倉儲安全管理現(xiàn)狀

雖然目前倉儲物流企業(yè)高度重視安全管理，但多數(shù)單位存在著把重點放在出現(xiàn)安全事故后的處置問題而非注重事故發(fā)生前的預(yù)防機制。不過，有相當(dāng)部分安全事故的處置方式是，上級部門在事故發(fā)生后成立調(diào)查組，查明事故原因并處理相關(guān)責(zé)任人員，然后下發(fā)整改通知，再開展安全隱患調(diào)查。這種例行公事般的處置安全事故的模式可能會在短期內(nèi)收到成效，但從倉儲安全管理的長期性來看，難以保證不再發(fā)生相類似的事故。所以，倉儲物流單位應(yīng)當(dāng)把安全管理工作的重點放在事故發(fā)生前，一方面運用科學(xué)的分析工具預(yù)測當(dāng)前安全形勢，另一方面，建立起預(yù)防機制，要做到及時排查并識別出安全隱患，并制定具有針對性的整改措施，以此來避免事故的發(fā)生。

1.2 自動化立體倉庫作業(yè)過程中的風(fēng)險

由于自動化立體倉庫在貨物的轉(zhuǎn)運與存儲中用到了高層貨架，它在降低倉庫投資成本、改善工作環(huán)境、提高空間利用率等方面具有明顯的優(yōu)勢。但是需要看到，其在降低勞動成本、提高物資保障效率的同時，也給作業(yè)工人與貨物帶來了風(fēng)險。主要有如下4 個方面:

（1）設(shè)備故障風(fēng)險:由于機械設(shè)備在操作過程中發(fā)生損壞、操作人員維護或操作不當(dāng)，無法對倉儲開展作業(yè)。比如傳送帶的機械卡或傳輸電纜，造成機械損壞；傳感元件檢測元件損壞、檢測失靈、計算失真，造成運輸錯誤等。

（2）數(shù)據(jù)安全風(fēng)險:主要是倉庫控制系統(tǒng)中數(shù)據(jù)備份不及時導(dǎo)致數(shù)據(jù)的丟失，或者操作人員輸入數(shù)據(jù)不準確造成的記錄數(shù)據(jù)與實際數(shù)據(jù)不相符等。

（3）資產(chǎn)安全風(fēng)險:包括由于在貨物出入庫的過程中沒有清點與核對，出現(xiàn)了少收、多發(fā)的情況；貨物超載運輸及存儲過程中貨架的安全出現(xiàn)問題等。

（4）人身安全風(fēng)險:其主要來源于兩個方面，一是由于人員操作失誤導(dǎo)致高層物品墜落而引起的安全事故，二是立體倉庫在運作過程中因機械設(shè)備故障帶來的人身傷害。

如果不考慮自動化立體倉庫的優(yōu)點，上述風(fēng)險一旦形成事故，其帶來的負面影響便是:首先，對員工而言，事故造成的人身傷害是不可挽回的，這將使他們未來的生活存在極大的困難；對公司而言，由于倉儲設(shè)備存在著安全隱患，將會被起訴。因此，安全事故帶來的負面影響會在公司的經(jīng)濟層面進一步蔓延。因此，應(yīng)當(dāng)用好自動化立體倉庫控制系統(tǒng)，讓倉庫的安全生產(chǎn)管理更加有效。

2 自動化控制系統(tǒng)在倉庫安全生產(chǎn)管理中的實現(xiàn)

2.1 自動化控制系統(tǒng)的組成結(jié)構(gòu)

立體倉庫有3 種自動化控制作業(yè)方式，分別是集中式控制、分離式控制和分布式控制。一般來說，立體倉庫的計算機控制系統(tǒng)由三級構(gòu)成，分別是管理級、中間控制級和直接控制級。首先，管理級的主要功能是對出入倉庫、轉(zhuǎn)存、存儲過程中的貨物信息進行管理和維護，避免出現(xiàn)信息紊亂的狀態(tài)。其次，對中間控制級而言，其主要目的是控制倉庫貨物的通信和操作過程。最后，直接控制層可以對每個機械設(shè)備上進行獨立操作，以實現(xiàn)倉庫操作的高度自動化。圖1 是自動化立體倉庫的控制流程。

倉庫自動化控制系統(tǒng)由自動化設(shè)備控制系統(tǒng)、倉庫監(jiān)控系統(tǒng)、倉庫調(diào)度系統(tǒng)和倉庫信息管理系統(tǒng)4 個部分組成:自動化設(shè)備控制系統(tǒng)負責(zé)管控機械設(shè)備的運行狀況；倉庫監(jiān)控系統(tǒng)主要負責(zé)對倉庫中設(shè)備的具體運行情況進行實時監(jiān)控；倉庫調(diào)度系統(tǒng)主要是對貨物的出、入倉庫及轉(zhuǎn)運任務(wù)實時跟蹤并調(diào)度；倉庫信息管理系統(tǒng)的功能是管理倉庫中貨物的各種信息，包括出、入倉庫貨物管理以及貨物數(shù)量的庫存信息等。

圖1 自動化立體倉庫控制流程

2.2 自動化設(shè)備控制系統(tǒng)

自動設(shè)備控制系統(tǒng)可以根據(jù)客戶和貨物的具體情況來配置相應(yīng)的貨物存放區(qū)域和位置，還可以根據(jù)倉庫中自動化設(shè)備的運行情況，合理安排出入庫任務(wù)。自動設(shè)備控制系統(tǒng)的運行過程如下:首先，根據(jù)貨物的具體情況分配倉庫的存放區(qū)域和存儲空間；然后，根據(jù)倉庫中設(shè)備的運行狀況、貨物的位置以及操作方式，合理地安排貨物的出入庫任務(wù)。同時，密切監(jiān)控倉庫中機械設(shè)備的運行狀態(tài)，以便在倉庫設(shè)備的某個模塊或者系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，可以及時排查故障，以確保貨物出入庫操作的正常運行。

為了完成貨物的檢測與識別，使用到的傳感器主要有稱重傳感器、電容式傳感器、電感式傳感器、光電傳感器以及色標傳感器等，用于布置檢測點的位置主要包括入庫臺、出庫臺、立體倉庫貨架、巷道堆垛機等。在操作運行的過程當(dāng)中，傳感器的主要作用是參與貨物運輸過程中的識別工作。也就是說，貨運托盤會將貨物發(fā)送到存儲平臺，經(jīng)過一系列的傳感器檢測后，巷道堆垛機再將貨物運送至指定位置。反之，也可以指定堆垛機將貨運托盤取出并運送至交付平臺，以完成交付操作。

2.3 倉庫監(jiān)控系統(tǒng)

自20 世紀60 年代我國建設(shè)自動化立體倉庫以來，倉儲物流技術(shù)的發(fā)展與創(chuàng)新受到學(xué)者們的關(guān)注與重視。自動化立體倉庫以其在倉儲物流行業(yè)中的發(fā)揮的重要優(yōu)勢，被應(yīng)用得越來越廣泛。倉庫監(jiān)控系統(tǒng)介于管理級與控制級兩者之間，是自動化立體倉庫控制系統(tǒng)的重要組成模塊；它不僅是實現(xiàn)倉庫管理和監(jiān)控功能的重要基礎(chǔ)，也對自動化倉庫操作運行的可靠性與安全性產(chǎn)生著重要的影響。

針對倉庫監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計，大多數(shù)國外的應(yīng)用程序都是基于成熟的組態(tài)軟件改進的，例如美國的InTou、德國西門子的Win CC 等。盡管軟件存在著部分缺陷，如腳本容易崩潰、程序過于復(fù)雜等，但是其在人機交互方面已經(jīng)做得很人性化。

對于自動化立體倉庫而言，其在監(jiān)控系統(tǒng)方面主要有兩點需求——狀態(tài)監(jiān)控功能和設(shè)備調(diào)試功能。基于這兩點需求，倉庫監(jiān)控系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)當(dāng)符合下列要求:①須滿足貨物搬運過程對設(shè)備運行狀況的全程監(jiān)控；②能夠設(shè)置堆垛機的工作模式，控制堆垛機各種行為狀態(tài)；③控制顯示屏幕，以反映系統(tǒng)運行過程中堆垛機的實時工作狀態(tài)；④接收并管理計算機報告在運行過程中發(fā)生的故障、作業(yè)執(zhí)行情況和設(shè)備狀態(tài)等；⑤能夠接收設(shè)備位置及狀態(tài)等信息，向堆垛機發(fā)出操作命令。

2.4 倉庫調(diào)度系統(tǒng)

倉庫調(diào)度系統(tǒng)的主要功能是，基于倉庫自動化設(shè)備的運行軌跡與設(shè)備的運行情況，進行動態(tài)調(diào)整，以實時完成倉庫出入庫貨物管理信息系統(tǒng)的任務(wù)跟蹤和出入站任務(wù)的管理。因此，為了保證貨物調(diào)度的可靠性，在進行貨物調(diào)度之前應(yīng)進行必要的重量和尺寸檢測，目的是為了強化對所存儲貨物的可控性。這時需通過貨物的條形碼來進行校核，因此倉庫調(diào)度系統(tǒng)中除了要有貨物出入庫的外形檢測與重量檢測功能外，還應(yīng)具備貨物條形碼的識別功能。在這個過程中，倉儲調(diào)度系統(tǒng)的物流控制通過控制元來進行配置，控制單主要由占用狀態(tài)、運行方向、預(yù)留類型等屬性組成，能最大限度提高設(shè)備之間協(xié)同操作的效率。

2.5 倉庫信息管理系統(tǒng)

倉庫信息管理系統(tǒng)由兩個子系統(tǒng)構(gòu)成:一是倉庫基本信息系統(tǒng)，二是出入倉庫操作系統(tǒng)。前者的主要功能在于，統(tǒng)計倉庫貨物和供應(yīng)商的基本信息，查詢倉庫的存放區(qū)域和位置、備份和還原各種信息以及維護數(shù)據(jù)庫的基本信息等，為貨物的出入庫操作與貨物轉(zhuǎn)運提供信息支撐。后者基于狀態(tài)轉(zhuǎn)換的思想來處理數(shù)據(jù)，即根據(jù)倉庫中貨物的實時狀態(tài)信息對其進行出入庫執(zhí)行操作，并提供ERP 接口。對大多數(shù)立體倉庫而言，貨物的數(shù)據(jù)存儲主要包括貨物的價格、庫存量、商品特征以及貨物層數(shù)、編碼等方面。為了管理和存儲商品信息，一般的做法是，將所有貨物存儲數(shù)據(jù)發(fā)送至計算機控制系統(tǒng)，然后將這些數(shù)據(jù)信息傳輸至下一臺計算機。其中，采用多級庫存記錄模式是智能倉儲管理的重要組成部分，其優(yōu)勢在于，多層次庫存記錄模式能夠?qū)崿F(xiàn)對倉庫物品的定期檢查和管理，因而可以有效保障倉庫中物品的數(shù)量和質(zhì)量，使倉庫的實際情況始終處于可控狀態(tài)，同時也有助于倉庫的記錄信息與實際信息保持一致。因此，利用這種倉庫信息管理系統(tǒng)，可以實現(xiàn)倉庫貨物操作的高度自動化，降低員工的安全風(fēng)險。

3 結(jié)論

貨物在自動化立體倉庫的存儲與轉(zhuǎn)運已經(jīng)成為商品在生產(chǎn)、銷售、物流整體流程中的重要環(huán)節(jié)，是現(xiàn)代倉儲物流行業(yè)的顯著標志。自動化立體倉庫的使用，在顯著提高倉庫物資保障效率和工廠生產(chǎn)效率的同時，也提高了倉儲物資的管理水平。自動化立體倉庫控制系統(tǒng)在現(xiàn)代倉儲物流中扮演著重要的角色，并被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。自動化立體倉庫控制系統(tǒng)技術(shù)在這些領(lǐng)域中的應(yīng)用大大提高了工作效率，節(jié)省人力和物力，并減少了差錯的發(fā)生。因此，為了提高自動化立體倉庫控制系統(tǒng)在物流行業(yè)中的應(yīng)用程度，應(yīng)加強對倉儲操作人員的技能培訓(xùn)，不斷學(xué)習(xí)掌握自動化立體倉庫控制系統(tǒng)的原理，只有正確使用和維護，才能實現(xiàn)對貨物提取和存儲的有效管理，并進一步降低管理成本和安全風(fēng)險。