货架存储 – 存储和货架系统 – 自动存储和检索系统

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自动化货架存储堆垛机专为制造、销售、零售、批发和机构中零件和物品的自动存储和检索而设计。 它们出现于 20 世纪 60 年代，最初专注于重型托盘负载，但随着技术的进步，要处理的负载变得更小。 该系统由计算机控制并保留所存储物品的库存。 通过指定要删除的项目类型和数量来删除项目。 计算机确定可以在存储区域中的哪个位置移除该物品并计划移除。 它将适当的自动存储和检索机器引导到存储物品的位置，并指示设备将物品放置在要拾取的位置。 输送机系统和/或无人驾驶运输系统有时是堆垛起重机的一部分。 它们将货物移入和移出存储区域，并将其运输到生产车间或装卸码头。 为了存储物品，托盘或托盘被放置在系统的输入站，库存信息被输入计算机终端，堆垛机将负载移动到存储区域，确定物品的适当位置，并存储该物品。加载 。 当商品添加到货架或从货架上移除时，计算机会相应地更新其库存。

堆垛机的优点包括减少将物品移入和移出仓库的劳动力、降低库存水平、更准确的库存跟踪以及节省空间。 与手动移入和移出物品的系统相比，物品通常存储得更密集。

在仓库内，物品可以放置在货架上或悬挂在附有链条/驱动器的杆上以上下移动。 存取机设备包括存取机（RBG），用于物料的快速存取。 SRM（存储和检索机）用于垂直或水平移动负载，也可以横向移动以将物体放置在正确的存储位置。

准时生产的趋势通常需要子托盘级别的生产资源的可用性，而存储和检索系统是组织生产线旁边较小物品存储的一种更快的方式。

美国物料搬运协会 (MHIA) 是物料搬运领域的非营利贸易协会，其成员将 AS/RS 分为两个主要部分：

• 固定通道和
• 旋转木马/升降机

这两种技术都可以自动存储和检索零件和对象，但使用不同的技术。 每种技术都有其自身的优点和缺点。 固定通道系统通常是较大的系统，而转盘和垂直升降模块则单独或成组使用，但适用于中小型应用。

固定通道堆垛机有两种主要类型：

• 单桅杆或
• 两桅

大多数依靠顶部导轨或通道引导的轨道和天花板来确保精确的垂直对齐，但有些也悬挂在天花板上。 组成系统的“穿梭车”在固定存储架之间行驶，以装载或检索所需的负载（范围从图书馆系统中的单本书到仓库系统中的多吨货物托盘）。 整个装置在通道内水平移动，而穿梭车能够升高到所需的高度以到达货物，并延伸和缩回以装载或卸载位于货架深处的多个位置的货物。 半自动化系统可以通过在现有货架系统中仅使用专门的穿梭车来实现。

另一种堆垛机技术是所谓的穿梭技术。 采用该技术，水平运动由独立的穿梭车进行，每个穿梭车在货架的一层上运行，而货架中固定位置的升降机负责垂直运动。 通过为这两个轴使用两台独立的机器，穿梭技术能够实现比堆垛起重机更高的吞吐率。

存储和检索机器在特定站点拾取货物或将其运送到支持运输系统的其余部分，在这些系统中，进出货物被精确定位以进行正确处理。

此外，还有不同类型的自动存取机，称为

• 散装堆垛机、中载堆垛机
• 小负载堆垛机、垂直缓冲系统/模块
• 垂直升降模块 (VLM)
• 垂直转盘、自动循环架或链斗机
• 卧式转盘

被提及。 这些系统既可以作为独立单元使用，也可以在称为 Pod 或系统的集成工作站中使用。 这些装置通常与各种类型的按灯拣货系统集成，并使用微处理器控制进行基本用途或使用库存管理软件。

这些系统非常适合将空间利用率提高高达 90%，生产率提高 90%，准确度提高到 99.9% 以上，吞吐量高达每小时/每个操作员 750 条生产线或更多，具体取决于系统的配置。

随着工业大规模生产的出现，对内部物料流以及存储技术的要求变得越来越大。 在 20 世纪 50 年代，对能够在小区域内存储越来越多数据的需求催生了块存储。 块状仓库配备了堆垛起重机，所需的通道空间显着减少，并且达到了叉车或前移式卡车无法达到的高度。

20 世纪 60 年代，第一台存储和检索机器问世，与堆垛起重机相比，这些机器是受过道限制的，因此不需要门来驱动整个大厅。 这不仅通过增加空间使用来增加存储容量，而且还提高了性能，因为现在每个通道都有一个单独的 SRM。 最初，RBG 像小型龙门起重机一样在大厅天花板上移动，并在地板上进行引导。 然而，他们很快就不再通过架子或大厅天花板传递力，而是通过大厅地板传递力，因为这更容易机械控制。 地面上的单通道 RBG 现在能够实现更高的性能。

虽然 RBG 以前由驾驶员手动操作，但 20 世纪 80 年代信息技术的发展使得存储和检索机器的很大程度上自动化成为可能。

这导致该行业自 20 世纪 90 年代以来强劲增长。 在接下来的几年里，软件（LSR（仓库控制计算机）和LVR（仓库管理计算机），参见高架仓库）的开发变得越来越重要。 从机械方面来说，RBG 面临着性能不断提高的挑战，但基本概念至今仍保持不变。

堆垛机不是工业卡车和卷扬机的组合，但由于顶部和底部有导向，所以它是典型的卷扬机，它在行驶方向（X轴）上自行移动，而起升小车在提升方向（Y 轴）。 堆垛起重机从不单独操作，而是始终与所谓的负载搬运装置（直接操纵负载）或所谓的装载辅助装置（充当负载的载体（在 Z 方向））结合使用。

通常，每个货架通道都安装一台堆垛机。 改变货架通道将需要更加复杂的结构，并且会显着增加进入货架隔间的时间； 尽管如此，它们还是被制造出来的（通常称为“弯曲”RBG）。 如果存储和检索是并排分开的，则每个货架通道也可以使用成对的存储和检索机器。 解决方案的选择不仅取决于所需的运行时间，还取决于有效载荷、建筑高度、存储策略等。

起落架

单轨底盘将两个轮子连接到桅杆或框架。 轮子在轨道上引导，并可旋转地安装在弯曲的 RBG 上。 根据钢轨类型（热轧型材，如 U 型材、I 型材和铁路钢轨）和车轮负载，单轮或双轮使用钢制、塑料或 Vulkollan 车轮（带浇铸弹性体胎面的钢轮毂）拱门。 根据动力要求，为一个或两个轮子提供动力。

桅杆

桅杆（立柱）连接底盘与头梁。 根据应用的不同，可以采用单桅杆或两桅杆版本（框架设备）。 升降车沿着桅杆引导。 桅杆还包含其他组件，例如带有电缆或链条驱动装置的提升机、主控制柜、带有个人防护设备 (PPE) 的平台和梯子、通过导线或电缆为主控制柜和升降车提供电源链。

起重车

起升小车主要承载被运输的负载，并配有拾取和传递负载的装置，即所谓的承载装置。

对于自动 RBG，升降车上通常有一个紧急控制位置（用于故障排除）。 手动 SRM 的驾驶室通常配备有或多或少的大量设备（个人防护装备、座椅、架子、电脑、扫描仪、灭火器等）。 这里的另一个重要问题是逃生路线的设计。

提升运动通过电缆、皮带或链条驱动进行。 为了确保在升降车发生机械堵塞时自动关闭升降运动，悬架中安装了安全开关，以检测绳索松弛或过载。 升降车上有防止绳索或链条断裂时坠落的装置。 如果人们可以带着 RBG 骑行，那么这种安全装置就显得尤为重要。

头横杆

头部横梁包含上部底盘，并在必要时连接两个桅杆。 上部底盘由引导滚轮组成，这些滚轮在机架轭（机架排的上部连接结构）上的导轨中进行引导。 对于没有曲线的单桅杆机器，甚至可以省略头部横杆。

当轨道系统中有多个弯曲 RBG 时，头十字头尤其重要。 在这种情况下，必须防止碰撞。 抗冲击装置内置于头部横杆中，也可用作缓冲器。

驱动和电源要求

行走和提升驱动装置现在主要采用速度控制电动机，驱动性能变得越来越高，以减少访问时间并提高系统性能。 由于污染风险很高，尤其是货物污染，液压驱动器几乎不再使用。

手动

通过手动控制，所有运动轴均由操作员使用操纵杆或按钮控制。 对于这种类型的控制，逻辑和电气联锁必须防止在正常操作期间随时发生所有可能的运动。 由于自动化水平不断提高，手动操作的 SRM 如今不再发挥重要作用。 然而，人工操作设备仍在使用，特别是在拣选工作中。

半自动控制

通过这种类型的控制，某些运动顺序是自动化的。 这非常有帮助，例如： B. 所谓的叉循环，其中操作员接近相关隔间并通过按下按钮开始以下循环：

伸缩叉伸出→伸缩叉升起→伸缩叉缩回

自动控制

通过自动控制，RBG的所有运动都在存储和检索机器上自主控制和监控。 该移动由仓库管理系统的订单数据进行协调。 功能单元之间的数据传输可以例如 B. 通过电缆、光路（红外线）或通过无线电。

每个 RBG 都可以通过紧急控制站进行手动移动，该控制站可用于覆盖与仓库管理系统的连接。

SRB 的成本在很大程度上取决于自动化水平、尺寸、单元数量和性能数据。 较小的自动 RBG 在 100,000 欧元范围内，对于像上面示例这样的 RBG，投资在 300,000 欧元范围内。

有效的自动化存储和检索系统为供应链管理提供了多种好处：

• 高效的存储和检索系统可以最大限度地减少仓库中不必要的零件和产品的数量并改善仓库内容的组织，从而帮助公司降低成本。 自动化流程还通过高密度存储、更窄的过道等创造更多的存储空间。
• 自动化降低了劳动力成本，同时减少了人员需求并提高了安全性。
• 建模和管理物理存储设施（例如货架等）的逻辑表示。 如果例如 例如，如果某些产品经常一起销售或比其他产品更受欢迎，则可以将这些产品分组或放置在送货区域附近，以加快提货、包装和运送给客户的过程。
• 实现与订单处理和物流管理的无缝连接，以从工厂提货、包装和运输产品。
• 跟踪产品的存储位置、产品来自哪些供应商以及存储时间。 通过分析此类数据，公司可以控制库存水平并最大限度地利用仓库空间。 此外，企业对市场供需做好了更好的准备，特别是在特殊情况下，例如： B. 特定月份的旺季。 通过 AS/RS 系统生成的报告，公司还能够收集可插入模型并进行分析的重要数据。

水平转盘是一系列在椭圆形轨道上旋转的垃圾箱。 每个容器都有可调节的隔间，并可针对各种标准和专业应用进行配置。 操作员只需输入容器编号、零件编号或单元位置，转盘就会沿着最短路径旋转。 多个水平转盘与灯光拣货技术和仓库管理软件（转盘吊舱）集成，用于履行订单。

订单数量发送到 Pod。 选择一组订单来创建批次。 操作员只需跟随灯光并选择转盘并将物品放入其后面的批处理站即可。 每个转盘均已预先定位并在移除过程中旋转。 通过应用“产品到人”的原则，操作员无需离开自己的位置即可准备工作。

当一批完成后，将加入新一批并重复该过程。 水平转盘可节省高达 75% 的占地面积、提高 2/3 的生产率、实现 99.9% 以上的准确度，并且每个操作员每小时可实现高达 750 条生产线的吞吐量。

水平转盘系统的性能通常优于机器人系统，但成本仅为机器人系统的一小部分。 水平转盘是最具成本效益的堆垛起重机。

机器人进/出传输装置也可用于水平转盘。 机器人设备位于地面上最多三个水平转盘的前面或后面。 机器人抓取订单中所需的容器，并经常同时重新填充，以加快吞吐量。 然后，一个或多个容器被转移到传送带上，传送带将它们引导到工作站进行拣选或重新填充。 每个单位每分钟最多可以执行八笔交易。 一个系统中可使用尺寸最大为 36" x 36" x 36" 的容器。

简单来说，卧式转盘常用作“旋转货架”。 通过简单的“获取”命令，物品就会被带到操作员处，从而消除了浪费的空间。

AS/RS 应用：堆垛机技术的大多数应用都与仓储和配送操作相关。 存取机还可用于存储生产中的原材料和半成品。

堆垛起重机可分为三个应用领域：

• 一般货物储存和装卸，
• 采摘和
• 货物储存正在进行中。

普通货物存取机以存取机和深通道存取机为代表。 这些类型的应用通常出现在配送中心的成品仓储中，很少出现在制造业中。 地下系统用于食品工业。 如上所述，拣选涉及移除少于整个包装数量的材料。 小型负载、载人系统和物品检索系统用于第二个应用领域。

自动化仓库技术的一个新应用是在制品仓库。 尽管希望最大限度地减少在制品数量，但 WIP（在制品）是不可避免的，必须进行有效管理。 自动存储系统，无论是自动存储和检索系统还是转盘系统，都提供了一种在加工步骤之间存储材料的有效方法，特别是在批量和作业车间生产中。 在大规模生产中，加工中的货物通常使用执行存储和运输功能的输送机系统在工作步骤之间运输。

在制品/在制品 – 流通中的库存

在企业管理中，循环库存是指在持续生产的各个阶段中被已发布订单占用的库存量。 这包括正在进行中的材料以及处于队列或缓冲区中的材料。 作为英语术语“work in process”的替代，“ware-in-work”一词在德语中也越来越成熟。

生产计划和控制 (PPS) 的一项基本任务是保持尽可能低的流通库存。 它们会占用流动性、资本和空间，通常会导致额外的运输，并且除非立即进行处理，否则通常被视为废物（Muda）。 由于循环库存和提前期之间的关系（利特尔定律），循环库存也限制了灵活性。

流动存货的对应部分是流动资产。

VLM 可以建得相当高，以容纳设施中的可用空间。 多个单元可以放置在“吊舱”中，操作员可以在其他单元移动时从一个单元中取出物品。 变体包括宽度、高度、负载、速度和控制系统。

VLM 是一种板控制的自动垂直升降模块。 VLM 内的库存存储在前后托盘空间或导轨上。 当请求托盘时，通过在内置方向键中输入托盘编号或通过软件请求零件，提取器会在两个托盘列之间垂直移动，将请求的托盘拉出位置并将其带到指定位置。切入点。 然后操作员拾取或补充库存，托盘在确认后返回其位置。

VLM 系统以多种配置出售，可用于各种行业、物流和办公环境。 VLM 系统可以进行调整，以充分利用设施的高度，甚至跨多个楼层。 VLM 系统能够在不同楼层创建多个出入口，为存储和检索提供创新的解决方案。 拣选设备以及库存管理软件的快速移动可以显着提高拣选过程的效率。 这是通过同时移除和存储多个单元中的托盘来完成的。 与需要对仓库或生产线进行彻底检修的大型堆垛起重机不同，垂直升降模块是模块化的，可以轻松集成到现有系统中或分阶段逐步引入。

一些最常见的应用包括：MRO（维护、修理和操作）、订单拣选、整合、配套、零件处理、缓冲、库存存储、WIP、缓冲存储等等。

VLM 可节省空间、提高劳动生产率和拣选准确性、改善工人人体工程学和受控流程。

大多数 VLM 提供动态空间存储，每次托盘返回设备时都会对其进行测量，以优化空间，安全功能包括可倾斜托盘，以实现更好的人体工程学操作，以及激光指示器，指示应从每个托盘中取出的确切物品。隔间。

配套

在配套过程中，产品的所有材料都会提前收集起来，捆绑成一套，并准备好在装配线上进行组装。

垂直升降存储模块 (VLSM)

这些也称为垂直升降自动存储/检索系统。 以下所有类型的堆垛机均围绕水平通道建造。 采用与中央通道相同的原理来存取货物，不同之处在于通道是垂直的。 垂直升降存储模块（部分高度可达 10 米或更高）能够容纳大量库存，同时节省宝贵的工厂占地面积。

普通货物堆垛机

普通货物堆垛机通常是一个大型自动化系统，设计用于处理存放在托盘或其他标准集装箱中的普通货物。 该系统由计算机控制，堆垛机是自动化的，旨在处理普通货物集装箱。

RBG龙门机器人

这是一种用于仓储物流的自动化堆垛起重机。 它们经常用于轮胎行业来堆放轮胎库存。 大多数这些系统的宽度为 50-60 英尺，平均长度为 200-300 英尺。 这些系统使用末端执行器（也称为“臂端工具”）来拾取和放置传送带的轮胎堆。

载人系统

与手动或叉车操作相比，载人系统可以显着节省空间，但并不是真正的堆垛起重机，因为该过程仍然是手动的。 存储系统的高度不受拣选器到达高度的限制，因为拣选器骑在平台上，同时垂直或水平移动到各个存储位置。 货架或储藏柜可以按照地板负载、重量容量、吞吐量要求和/或天花板高度允许的高度堆叠。 人工板堆垛机是迄今为止最昂贵的订单拣选设备，但比全自动系统便宜。 高度可达 12 米的通道堆垛机成本约为 125,000 美元。 因此，与推车和箱式拣选相比，必须有足够的存储密度和/或生产率提高，才能证明投资的合理性。 由于垂直移动比水平移动慢，因此船上拣选的典型拣选率在每人小时 40 到 250 行之间。 范围很广，因为载人系统有各种各样的操作方案。 人工操作板系统通常适用于空间相对昂贵的缓慢移动的物品。

高架仓库（HLR）

更多相关信息请点击这里：

• 高架仓库 (HBW)

自动化小零件仓库（AKL）

更多相关信息请点击这里：

• 自动小零件仓库（AKL） – 自动小型装载系统 – 垂直缓冲系统/模块

适合：

• 缓冲存储：适用于电子商务、零售和制造行业