自動化四向車（chē）貨架

        電子商務與智能製（zhì）造技術推動了自動化立體倉庫（kù）的快速發展與創新，在現代物流業中更（gèng）加注（zhù）重考慮物流係（xì）統整體的密度以及數字化、智能、信息（xī）化（huà）集成應用（yòng），而不是僅考慮單一設備和係統的能力，產生了“密集倉儲（chǔ）”的概念[1,2]。在物流產業的快速發展過程（chéng）用中，需要對（duì）物流倉儲係統（tǒng）進行全麵規（guī）劃和創（chuàng）新設計。與（yǔ）普通立體倉庫相比，密集倉儲土地利用率和空間利用（yòng）率（lǜ）上可提（tí）高20%~100% 左（zuǒ）右，同時作業效率可提高20%，運行能（néng）耗可降低30%，單元（yuán）投資成本可節約10% 左（zuǒ）右, 密集倉儲係統因（yīn）而越來越多地受到行業的關注，其市場發展前景廣闊（kuò）[3]。作為麵向密集倉儲的重要搬運設備，智能托盤式四向穿梭車（以下簡稱四向車）是（shì）一種智能型軌道導引自動換向變軌的（de）搬運設備，在電控係統控製下，通（tōng）過編碼器、RFID、光電傳感器等數字化技術精確定位（wèi）各個輸入、輸出工位，配置智（zhì）能化調度係統（tǒng），接收物料後進行自動往複穿梭搬運，四向車無需人員操作，運行速度快、智能化程（chéng）度高，適用於各種物流（liú）存儲係統，能夠促進單元物料快速實現平麵自動輸送。在智能化調度係統的（de）驅使下，多（duō）層多車協同並行作業，從而實現精準（zhǔn）、高效（xiào）的作業模式，為企業的物流存儲係統提供新的物流解決方案

   關鍵機構（gòu）設計

      數字化控製及通訊技術

    四向車（chē）采用PLC 及工控機技術，實現邏輯（jí）控製，結合底層路徑自學習算法，確保高（gāo）速運行、精準定位、安（ān）全可靠。四向車選用SIMATIC S7 係列PLC 作（zuò）為（wéi）核心控製器，充分利用其豐富的擴展性集成（chéng）接（jiē）口，將（jiāng）傳感器模塊、供電模塊、無線通（tōng）訊模塊以及執行機構模塊等集（jí）成，實現整車（chē）運（yùn）動導引、驅動控製（zhì）、執行（háng）機構操作，安全防護等工作。密集庫中采用Zigbee 無線通訊方式，上位控製器通過Zigbee 主模塊向（xiàng）四向車下達任務指令，任務指令傳遞至PLC 完成計算（suàn）處理後，轉變成具體的控製信號並輸送至控製執行機構運動的驅動（dòng）控製模塊中，在該模塊中對驅動直流電機進行調速，進而控製執（zhí）行機構完成相應動作。在（zài）這一過程進行（háng）中，各類傳感（gǎn）器和RFID 係統（tǒng）將采集的定位、檢測、故障等信息通過Zigbee 子模（mó）塊反饋給上位器，並由狀態顯示器反（fǎn）饋給倉庫操作人員，實現四向（xiàng）車動態信息的（de）雙向傳遞。控製係統結構（gòu）如圖4 所（suǒ）示。

     密集倉儲係（xì）統的智能調度技術

     基（jī）於WCS 可以實現作業任（rèn）務設置、貨位決策優化（huà）、密集（jí）多深位存儲、多層多（duō）四向車（chē）作業調度等各（gè）種功能。密集倉儲（chǔ）係統采用多任務模式（shì），為保證四（sì）向車集群全局效率提升，需製定合理有效的智能調度策（cè）略。智能化調度包括庫區分配、任務優（yōu）先級劃定（dìng）、貨位分配、路徑規劃等。在WCS 控製下（xià），密集庫（kù）中各設備基於實時路徑規劃完成多任務並行作業；設備運行狀態實現3D 可視化監測；作業終端基於可視化界麵對多設備、入（rù）出庫作業、多深位貨物狀態進行監控，並根據作業數據分析完成遠程診斷。密（mì）集倉儲係統調度架構如圖5 所（suǒ）示。

    作業能力評估（gū）

     四向車的作業能力（lì）受倉庫訂單任務、調度技術、存儲策略、作業模式、設備技術（shù）參數等因（yīn）素的影響，其高低直（zhí）接影響密集倉儲係（xì）統的效（xiào）率。四向（xiàng）車在垂直交叉（chā）軌道上切換方（fāng）向完成貨物的水平出入庫（kù），具備（bèi）單一作業和複（fù）合作業兩種模（mó）式（shì）。

       在單一作業模式中，四向車一個周期內隻完成一個出（入）庫任務；在複合（hé）作業模式中，設備一個周（zhōu）期內完成入庫和出庫兩個任務。在基於每層一台四向車的係統（tǒng）配置下:

      1）在單一作業模式中，四向車入庫作業和出庫的作業時間相同，假設每層四向車的平均單一作業時間為t1, 則該模（mó）式（shì）下的出入庫能（néng）力η1 可（kě）計算為（wéi）

    2）在複合作業模式中，假設四向（xiàng）車的平均複合作業為t2, 則對應的出入庫η2 為

 

      案例四向車已在某公司密集庫項目中得到實際應用。該密集庫實（shí）現化工成品、半成品（pǐn）存儲，整盤入出及揀（jiǎn）選出庫等功能，總的占地麵積（jī）為1 765 m2，貨架總體（tǐ）高度（dù）為12 m，共有貨位4122 個。單元托盤尺寸（cùn）為1 200mm×1 100 mm×1 200mm/1400mm( 長× 寬（kuān）× 高（gāo）)，單元（yuán）最大載重為1000 kg（含托盤）。倉庫中整體入出庫量不少於150 托/h，設（shè）備配置有四向車8 台，提升機3 台，輸送機係統6套。根據該企業對現代（dài）化物流的不同需求，在做大量的需求調研和分析後，設計出一套符合該企業需（xū）求、性價比高、可拓展的方案，經實際測試該密集存儲係統項目建成（chéng）後與傳統立體庫相比，庫容量提高了35%，設備運行用電量能（néng）耗降低了30%。

       優越性能

     ① 提高空間利用率：其空間利用率為普（pǔ）通（tōng）平庫（kù）的3-5倍； 

      ② 利用係統對貨品進行準確無誤（wù）的管（guǎn）理，減少了在存儲（chǔ）貨物中出現的差錯； 

      ③ 貨物在運送中實（shí）現自動化，減少貨物的（de）破損率； 

      ④ 從傳統的（de）“結果導向”轉變成“過程控（kòng）製”，從傳統（tǒng）的“數據錄入”轉 變成“數據采集（jí）”； 

      ⑤ 先進的物流係統，提高企（qǐ）業（yè）生產管理水平；

      ⑥ 適用（yòng）環境不受層高限製，適用（yòng）於（yú）低於5米高倉庫和高（gāo）於（yú）24米以上倉庫都很適（shì）用。

       案例圖片