多托盤共用自動(dòng)化物流系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)及實(shí)踐研究

張博

摘要：當(dāng)前，我國的物流業(yè)正處于一個(gè)高速發(fā)展階段，在行業(yè)內(nèi)的競爭也越來越激烈，因此，為使物流企業(yè)能夠充分利用自身優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)健蘸穩(wěn)健的發(fā)展，就需要建立一個(gè)托盤共用系統(tǒng)，從而對(duì)企業(yè)各種資源進(jìn)行最優(yōu)集成，進(jìn)而減少物流成本，獲得更高的經(jīng)濟(jì)效益和生態(tài)效益。但就我國現(xiàn)有物流托盤共用系統(tǒng)建設(shè)現(xiàn)狀來看，仍存在較多問題，因此有必要對(duì)其進(jìn)行深入研究，從而制定出一套行之有效的解決方案。本文就多托盤共用系統(tǒng)發(fā)展及應(yīng)用現(xiàn)狀展開分析，并結(jié)合物流系統(tǒng)發(fā)展實(shí)際，提出多托盤共用式自動(dòng)化物流系統(tǒng)建設(shè)的規(guī)劃設(shè)計(jì)與具體實(shí)踐對(duì)策。

關(guān)鍵詞：多托盤共用；自動(dòng)化物流系統(tǒng)；規(guī)劃設(shè)計(jì)；自動(dòng)化輸送系統(tǒng)

引言

近幾年來，我國的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)逐漸朝著專業(yè)化、規(guī)?；较虬l(fā)展，伴隨互聯(lián)網(wǎng)經(jīng)擠的興起及大量信息技術(shù)的運(yùn)用，企業(yè)對(duì)成本控制的需求不斷提高，而人們對(duì)個(gè)性化的消費(fèi)需求也使得制成品的需求特征呈現(xiàn)出多品種、更小批量趨勢。在企業(yè)的供應(yīng)鏈中，由于產(chǎn)品和運(yùn)輸費(fèi)用的保護(hù)，因此商品的單件配送方式會(huì)影響到產(chǎn)品的配送效率，為進(jìn)一步提高搬運(yùn)和梳通效率，降低存貨，企業(yè)采用單元車循環(huán)共享策略來提高產(chǎn)品的連續(xù)補(bǔ)貨能力。然而，載體種類繁多，難以采用單個(gè)載體的設(shè)計(jì)方法、計(jì)劃來涵蓋全部物料的管理要求。多托盤共享的自動(dòng)物流系統(tǒng)，將企業(yè)現(xiàn)有的托盤管理系統(tǒng)作為一種標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)輸工具，最大限度地保持了目前產(chǎn)業(yè)供應(yīng)鏈的管理方式，減少了系統(tǒng)的建造成本和實(shí)施的難度，使其更加靈活，同時(shí)也具備了更高的工作效率。

一、托盤自動(dòng)化輸送系統(tǒng)

托盤自動(dòng)化輸送系統(tǒng)具有物料儲(chǔ)存、輸送、接受、處理、檢查尺寸、稱重、自動(dòng)識(shí)別等功能。采用托盤自動(dòng)化輸送系統(tǒng)，目的是為了提高托盤物料的輸送效率，降低運(yùn)作成本，更好的實(shí)現(xiàn)托盤物料的自動(dòng)出入庫。托盤自動(dòng)化輸送系統(tǒng)常用的模式

（一）輸送機(jī)模式

輸送機(jī)模式是由板式、升降臺(tái)、輪道式、鏈?zhǔn)?、滾輪式等各種形式的自動(dòng)輸送機(jī)組成的托盤自動(dòng)化輸送系統(tǒng)。托盤自動(dòng)化輸送系統(tǒng)為了適應(yīng)對(duì)托盤貨物的能力，通常用的較多的是輪道式、鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)組成托盤自動(dòng)化輸送系統(tǒng)。托盤自動(dòng)化輸送系統(tǒng)有單一類型的輸送機(jī)組合和多種類輸送機(jī)混合組合而成的具有特定功能的托盤自動(dòng)化輸送系統(tǒng)。其優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡單，動(dòng)作單一，重量輕，速度穩(wěn)定，因?yàn)樗氖茌d均勻，因此，所消耗的功率較小，輸送能力大，能進(jìn)行連續(xù)輸送，在輸送過程中能實(shí)現(xiàn)裝卸任務(wù)；能加長單臺(tái)輸送機(jī)的長度，能實(shí)現(xiàn)操作的智能化；物料的緩存能在輸送線上很方便操作。其缺點(diǎn)是布置輸送機(jī)時(shí)必須按整條輸送線布置，輸送路線復(fù)雜、占地面積大，且不能隨便改變。

（二）往復(fù)穿梭車模式

往復(fù)穿梭車是能快速穿梭運(yùn)行于固定的軌道上的有軌物料新型搬運(yùn)車，在多巷道的立體庫外面，要由托盤相對(duì)于巷道作橫向輸送，由往復(fù)穿梭車組成的自動(dòng)化物料搬運(yùn)系統(tǒng)能夠很方便和快速的實(shí)現(xiàn)托盤出入庫自動(dòng)化任務(wù)。其優(yōu)點(diǎn)是輸送速度快，可以安裝自動(dòng)取貨裝置于穿梭車，可輸送大件托盤貨物，占地面積小。其缺點(diǎn)是運(yùn)輸能力受限，出庫運(yùn)力容易受限，大規(guī)模立體庫不易采用往復(fù)穿梭車模式，單臺(tái)往復(fù)穿梭車一旦出現(xiàn)故障，整個(gè)系統(tǒng)的出入庫運(yùn)作也會(huì)受到影響。

二、多托盤共用自動(dòng)物流系統(tǒng)的規(guī)劃設(shè)計(jì)與實(shí)踐探討

（一）多托盤共用自動(dòng)物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)理論

產(chǎn)品的生產(chǎn)及物流運(yùn)輸管理通常較復(fù)雜，就某日常生活用品批發(fā)配送來說，不僅產(chǎn)品配送物流的工藝流程較多，而且生產(chǎn)管理、生產(chǎn)經(jīng)營范圍也相對(duì)較復(fù)雜，供應(yīng)鏈架構(gòu)體系規(guī)模大。同時(shí)，終端產(chǎn)品也會(huì)隨著市場的變化而做出相應(yīng)的調(diào)整，這就使得商品的供貨商對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)計(jì)劃產(chǎn)生了直接的影響。在此基礎(chǔ)上，物流企業(yè)還可以通過供應(yīng)鏈回收，提升物流效率，從而降低物流成本。為保證商品的品質(zhì)和交貨能力均能滿足需求，供應(yīng)商通常都會(huì)增加在商品的包裝上的投資，使用各種不同的交通工具來實(shí)現(xiàn)商品的單元化，提高商品的搬運(yùn)、裝卸速率，減少運(yùn)輸工具在物流節(jié)點(diǎn)上的停留時(shí)間，讓貨物在搬運(yùn)、裝卸及運(yùn)輸和儲(chǔ)存等各個(gè)環(huán)節(jié)都能迅速地運(yùn)作起來。

（二）系統(tǒng)運(yùn)行流程規(guī)劃設(shè)計(jì)

托盤經(jīng)人力平臺(tái)上線后，可實(shí)現(xiàn)側(cè)邊定位，井由出貨臺(tái)上的光電探測傳感器，探測出托盤的定位邊緣和較短的一側(cè)的寬度，并采用3D影像辨識(shí)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對(duì)定位側(cè)的托盤外形尺寸的自動(dòng)檢測。對(duì)不符合操作要求的托盤進(jìn)行清理，并發(fā)出警報(bào)，提示人工進(jìn)行操作。在經(jīng)過確認(rèn)和驗(yàn)證的情況下，將貨件和貨件的大小信息傳送到更高層的信息系統(tǒng)。該系統(tǒng)根據(jù)托盤的長度和寬度，對(duì)傳送系統(tǒng)進(jìn)行指定，以便完成隨后的傳送和定位。在堆棧器上設(shè)置取貨點(diǎn)的間隔，根據(jù)取貨中心點(diǎn)的大小，對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的距離調(diào)節(jié)。在此基礎(chǔ)上，通過對(duì)各貨架上的商品信息進(jìn)行匹配，使貨架上的貨架尺寸與貨架上的商品信息相互聯(lián)系，方便了以后的商品入庫。本設(shè)計(jì)提供了一種基于自動(dòng)堆垛機(jī)的自動(dòng)裝卸平臺(tái)當(dāng)搬運(yùn)時(shí)，托盤物品會(huì)觸動(dòng)傳送裝置端頭的光電探測傳感器，傳送鏈將托盤起始位置信息記錄下來，并基于預(yù)先設(shè)定好的托盤到觸發(fā)式光電探測傳感器之間的距離來算出托盤物品的傳送距離，從而實(shí)現(xiàn)將托盤物品送到揀貨位置，此位置提升平臺(tái)帶動(dòng)托盤升降，升降平臺(tái)的升降位置以六個(gè)支點(diǎn)支撐托架的孔位，當(dāng)傳送裝置按照堆垛機(jī)的取貨點(diǎn)的位置對(duì)托盤貨物進(jìn)行了定位之后，該系統(tǒng)就會(huì)對(duì)堆垛機(jī)的托盤進(jìn)行調(diào)度，并按照托盤叉孔位置來調(diào)節(jié)距離，將貨物輸送到指定的地點(diǎn)存放。

（三）自動(dòng)化物流系統(tǒng)的位置和識(shí)別

1.進(jìn)出岸月臺(tái)位置與檢測規(guī)劃

物流系統(tǒng)對(duì)于無差別操作的托盤，也要求對(duì)托盤貨物的精確檢驗(yàn)。該系統(tǒng)不僅要對(duì)托盤進(jìn)行有條件篩選，而且要對(duì)起始分段進(jìn)行精確定位。在進(jìn)出庫平臺(tái)上，操作員對(duì)托盤和貨物進(jìn)行側(cè)面定位，通過光電探測傳感器對(duì)較短一側(cè)的寬度進(jìn)行定位，當(dāng)內(nèi)部傳感器無法探測到托盤中的物品時(shí)，托盤的短邊寬度就會(huì)比物流系統(tǒng)的應(yīng)用范圍低；當(dāng)外部感應(yīng)器偵測到貨件時(shí)，貨件的較短一側(cè)的寬度會(huì)超出物梳系統(tǒng)所能承受的范圍。在托盤定位側(cè)，裝設(shè)3D影像辨識(shí)系統(tǒng)，測定托盤的叉孔寬、長側(cè)長及墩腳尺寸和叉孔高等。當(dāng)參數(shù)符合設(shè)計(jì)要求后，再將長側(cè)長尺寸傳送到傳送系統(tǒng)完成后續(xù)定位。

2.堆垛機(jī)搬運(yùn)裝置定位及取貨臺(tái)

因?yàn)檫\(yùn)輸裝置的運(yùn)載工具是板式鏈或多列鏈條，所以托盤和承載鏈之間有很大的摩擦，因此，堆垛機(jī)的取貨點(diǎn)的定位主要是通過設(shè)備的運(yùn)輸停止來實(shí)現(xiàn)的。該傳送裝置利用伺服傳動(dòng)技術(shù)，并裝有光電探測傳感器，與穿梭車上的貨位相連。當(dāng)物品被探測到時(shí)，該系統(tǒng)使用從物品中心到光電探測傳感器探測比特之間的距離S，再減去由該測量系統(tǒng)探測到的托盤寬度尺寸L4，即SL4，那么，要被傳送的行程S1就會(huì)被自動(dòng)地算出S1=SL4。當(dāng)托盤定位完畢后，上層系統(tǒng)將堆垛機(jī)輸送到揀貨位置，并依據(jù)測量系統(tǒng)所測得的揀貨中線尺寸，對(duì)其進(jìn)行調(diào)整，使堆垛機(jī)將貨物從指定的貨位中分流出來，并將其放置在系統(tǒng)指定的貨位。

（四）搬運(yùn)和運(yùn)輸處理

1.在出料位置方面。每種類型的托盤，其尺寸參數(shù)也各不相同，原因是托盤的大小具有較大差異性，托盤的樁腳最小有39 mm，最大為169 mm；在縱向上，最小尺寸為11000 mm，最大尺寸是11 320 mm，極限偏差在243 mm左右，如果使用托盤的中心，則其數(shù)值誤差在120 mm左右。很明顯，如果只使用一種基準(zhǔn)，托盤叉孔的極限重臺(tái)尺寸只有128 mm，不能滿足堆垛機(jī)的實(shí)際需要，所以，只能選擇多基準(zhǔn)托盤定位方式進(jìn)行定位。從貨叉的孔數(shù)來看，吸塑板在中間墩腳處的寬度、貨叉中心距最小，貨叉中心距尺寸在347 mm左右。

2.在貨架規(guī)劃設(shè)計(jì)上。該貨盤存儲(chǔ)采用九足吸塑盤，并且較大的貨盤叉孔高度小于120 mm，以確保貨盤底部都能得到有效支承。由于貨架的大小是不確定的，所以需要在同一貨架上存放不同的托盤：托盤采取中央定位原理，為保證貨叉能有最大叉取空間，架子中部的墊梁寬度以托盤中央墩腳的最小尺寸為基準(zhǔn)，兩側(cè)的支承梁則根據(jù)叉孔的最小寬度、托盤取貨的最大中心來決定，這樣，貨架兩邊的支承墊梁間距可達(dá)865 mm左右。出于安全存放的考慮，貨架邊沿至少要有50 mm在支承梁的范圍之內(nèi)，貨架的長邊尺寸不能小于965 mm。該貨架的最小叉孔高為85 mm，橫梁的高度設(shè)定為50 mm，每一貨架設(shè)置5個(gè)支承梁。

結(jié)論

多托盤共用式自動(dòng)化物流系統(tǒng)的管理單元主要以供應(yīng)鏈中的相關(guān)載運(yùn)工具為主，具有較高的自動(dòng)化水平與靈活性，最大限度的減少制造成本。與此同時(shí)，多托盤共用下的自動(dòng)化物流系統(tǒng)也不需要添加原托盤處理設(shè)備和工藝，這不但提高了物流體系的整體運(yùn)行效率，而且還大大降低了初期的投入。尤其是在存放貨位較多的情況下，它的經(jīng)濟(jì)性更加突出，是一種能夠?qū)崿F(xiàn)連續(xù)化作業(yè)的新趨勢。