自動化（huà）四向（xiàng）車貨架

        電子商務與智能製造（zào）技術推動（dòng）了自動化立體倉庫（kù）的快速發展與創新，在現代物（wù）流業中更加注重考慮物（wù）流係統整體的密度以及數字化（huà）、智能、信息化集（jí）成應用（yòng），而不是僅考慮（lǜ）單一設備和係統的能力，產生了“密集倉儲”的概念[1,2]。在（zài）物（wù）流產業的快速發展過程用中，需要（yào）對物（wù）流倉儲係統進行全麵規劃和創新設計。與普通立體倉庫相比，密集倉儲土地利用率和空間利用率（lǜ）上可提高20%~100% 左右，同時作業效率可提高20%，運行（háng）能耗可降低30%，單元（yuán）投資成本可節約10% 左右, 密集倉（cāng）儲係統因而越來越多地受到行業的關注，其（qí）市場發展前（qián）景廣闊[3]。作為麵向密集倉儲的重要搬（bān）運（yùn）設備，智能托（tuō）盤（pán）式四向穿梭車（以（yǐ）下（xià）簡稱四向車）是（shì）一種智能（néng）型軌道導引（yǐn）自動換向變（biàn）軌的（de）搬運設備，在電控（kòng）係統控製下，通過編碼器、RFID、光電傳感器等數字化技（jì）術精確定位（wèi）各個輸入、輸出工（gōng）位，配（pèi）置智（zhì）能（néng）化調度係統，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，適用於各種物流存儲（chǔ）係統（tǒng），能夠促進單元物料快速實現平麵自動（dòng）輸送。在智能化調度係（xì）統的（de）驅使下，多層多車協同並行作業，從而實現精準、高（gāo）效的作業模式，為企業的（de）物流存儲係統提供新的物流解（jiě）決方案

   關鍵（jiàn）機構設計

      數字化控製及通訊技術

    四向車采用PLC 及工控機技（jì）術，實現邏輯控製，結合底層路徑自學習算法，確保高速運行、精準定位、安全可靠。四向車選（xuǎn）用SIMATIC S7 係列PLC 作為核心控製器，充分（fèn）利用其豐（fēng）富的擴展（zhǎn）性集成接口，將傳感器模塊、供電模塊（kuài）、無線通訊模塊以及執行機構模塊（kuài）等集成，實（shí）現整車運動導引、驅動控製、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（kòng）製器通過Zigbee 主模塊向四向車下達任務指令，任務指令（lìng）傳遞至（zhì）PLC 完成計算處理後，轉變成具體（tǐ）的控製信號（hào）並輸送至（zhì）控製執行（háng）機構運動的驅動控製模（mó）塊中，在該模塊中對（duì）驅動直流電機進行調速，進而控製執行機構完成（chéng）相應動作。在（zài）這一過程（chéng）進行中，各類傳感器和RFID 係（xì）統將采集的定位、檢測、故障等信息通過Zigbee 子模（mó）塊反饋給上位器，並由狀態顯示器反饋給（gěi）倉庫（kù）操作人員，實現四向車動態信息的雙（shuāng）向傳遞。控製係統結構如圖4 所示。

     密集倉（cāng）儲係統的智能調度技（jì）術

     基於WCS 可以（yǐ）實現作業任（rèn）務設置、貨位決策優化、密集多深位（wèi）存儲、多層多四向車作業調度等（děng）各種功能。密（mì）集倉儲係統采用多任務模式，為保證四向車（chē）集群全局效率提升，需製定合理有效的（de）智能調度策略。智能化調度包括（kuò）庫（kù）區分配、任務優先級劃定、貨（huò）位分配、路徑規（guī）劃等。在WCS 控製下，密集（jí）庫中各設（shè）備基於實時路徑（jìng）規劃完成（chéng）多任務並行作業；設備運行狀態實現3D 可視化監測；作業終（zhōng）端基於可視化界麵對多（duō）設備、入出庫作業（yè）、多深位貨物（wù）狀態進行監控，並根據作業（yè）數據分析完成遠程診斷（duàn）。密集倉儲係統調度架構（gòu）如圖5 所示。

    作（zuò）業能力評（píng）估

     四向車的作業能力受倉庫訂單任務、調度技術、存儲策略（luè）、作業模式、設備技術參數（shù）等因素的影響，其高低直接影響密（mì）集倉儲係統的效（xiào）率。四向車在垂直交叉軌道上切換方向完成貨物的水平（píng）出（chū）入庫，具備單一作業和複合作業（yè）兩（liǎng）種模式。

       在單一作業模式中（zhōng），四向（xiàng）車一個周期內隻完成一個出（入）庫任務（wù）；在複合作業模式中，設備（bèi）一個周期內完成入庫（kù）和出庫兩個任務。在基於每層一台四向車的係統配（pèi）置下:

      1）在單一作（zuò）業模式中，四向車入（rù）庫作業和出庫的作業時間相同，假設每層四向車的平均（jun1）單一作業時間為t1, 則該模式下的出入庫能力η1 可計算為（wéi）

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

 

      案例（lì）四向車已在某公司密集庫項目中得到實際應用。該密集庫（kù）實現（xiàn）化工成品、半成品存儲，整盤入出及揀（jiǎn）選出庫等功能，總的占地麵積為1 765 m2，貨架總體高度為12 m，共有貨位4122 個。單元（yuán）托盤尺寸為1 200mm×1 100 mm×1 200mm/1400mm( 長× 寬× 高)，單元最大載重為1000 kg（含托盤）。倉庫中整體（tǐ）入出庫量不少於（yú）150 托/h，設備配置有四向車8 台，提升機3 台，輸送機係統6套。根據（jù）該企業對現代化物流的不同需求，在做大量的需求（qiú）調研和（hé）分析後，設計出一套符合（hé）該企業需求、性價比高、可拓展的方案（àn），經實際測試該密集（jí）存儲係統（tǒng）項（xiàng）目建成後與傳統立體庫相比，庫容量提高（gāo）了35%，設（shè）備運行（háng）用電量能耗降低了（le）30%。

       優越性能

     ① 提高空間利用率：其空間利用（yòng）率為普通平庫的3-5倍； 

      ② 利用係統對貨品進行準確無誤的管理，減少了（le）在存儲貨物中出現的差錯； 

      ③ 貨物在運送中實（shí）現（xiàn）自動化，減（jiǎn）少貨物的破（pò）損率（lǜ）； 

      ④ 從傳統的“結果導（dǎo）向”轉變成“過程控製”，從傳（chuán）統的“數據錄入”轉 變成“數據（jù）采集”； 

      ⑤ 先進的（de）物流（liú）係統，提高企業生產管理水平；

      ⑥ 適用環境不受層高限製，適用於低於5米高倉庫和高（gāo）於24米以上（shàng）倉庫都很適用。

       案例圖片