为什么要上自动化仓库?

来源:物流商业评论 | 2021-08-03 16:45

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  自动化仓库是指在不直接人工干预的情况下,能自动地存储和取出物料的系统。它是以多层货架构成,通常是将物料存放在标准的料箱或托盘内,然后由巷道式堆垛起重机对任意货位实现物料的存取操作,并利用计算机实现对物料的自动存取控制和管理。

  自动化仓库主要由货物存取机、储存机构、输送设备和控制装置四个部分组成。

  1、货物存取机

  在自动化仓库中,视需要存放零件的数量建立若干高层货架。每两个货架之间称为巷道,巷道内设有堆垛机。它可在轨道上水平方向移动,也可以在本身的立柱上沿垂直方向移动,借以完成货物的存取操作。为了适应立体存取,要求操作安全、准确并可进行遥控;为了适应各种货物的装载特点和不同的储存量,要求存取机具有各种相应的尺寸和构造。存取机有各种不同的速度,这取决于该系统单位时间内的货物吞吐量。

  2、储存机构

  一般又称货架系统。从结构上看有两种不同的货架:一种是货架与建筑物没有联系,独立地建在建筑物内部。这种货架可以拆除,灵活方便,适用于高度不高的自动化仓库;另一种是货架与建筑物紧密相连,它除了储存货物以外,尚用作支撑建筑物的墙体或屋顶,成为建筑物的一部分,通常称为整体结构。这种货架建筑周期短、费用低,适用于高型的自动化仓库。

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  3、输送设备

  通常是指货物存取机作业范围以外的输送设备,用以将货物存取机与其他长距离的运输装置联系起来。输送设备类型很多,主要根据作业量多少、货物类型和作业之间的配合情况而选定。常用的输送设备有铲车、引导车、地面有轨流动车、穿梭车和辊筒链条输送机等。

  4、控制装置

  控制装置把自动化仓库的一切设备有机地联系在一起,使其按照预定的程序和要求动作,形成一个自动控制系统。较先进的控制装置一般都用几台小型计算机构成,采取分级控制。这种计算机分级控制系统能快速地对信息进行实时处理。当一台计算机有故障时操作仍不中断。整个系统便于测试、检查和维修。

  电子计算机还能对仓库的订货与发送、仓库物资储备、仓库作业定额管理提供信息,能对仓库作业人员、作业手段、作业组织进行指挥和监督。 自动化仓库面临的主要问题是降低生产成本,提高机械自动化水平,节约能源,减少环境污染,提高经济效益。

  对于实行仓库自动化的企业,虽然前期需要高成本的投入,但后期得到的效益是非常显著的。

  实行仓库自动化能够提高仓库运作效率,提高精确度和可靠性,提高仓库空间的利用率。

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  一、仓库自动化的优势

  一般说来,自动存储系统(AS/RS)每小时能在每个巷道运送40-50个托盘,这和巷道的高度和宽度、托盘的物理特性、货架高低间距等因素相关。

  如果升降机需要更换巷道,单次转换的时间和转换频率会影响作业速度。

  轻型货架可用来存放货箱,通过自动存储,每小时可在每巷道内存取80-100个货箱。如果采用一些专门的设备,还会进一步提高作业速度。

  如果设备和产品物理特性允许,又有加大仓库作业量的切实需要,每次作业可以搬运两个或是更多的货箱。

  高速分拣机每小时可以完成2万次拣选,一些制造商甚至宣称有更高的拣选速度。但务必要注意,处理速度和物件大小、重量及物件特性密切相关。

  当RF(射频)终端上安装有条形码浏览器,并和WMS连接时,利用RF终端就可以提高拣选速度。

  尽管很难确切地说出RF终端对库房作业改善的程度,但这种改善很容易就能被看出来,拣货员的作业活动得到了更多监督,拣货更加精确,拣货过程中还能获得更多的实时信息。

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  1、自动化仓库可以节省劳动力,节约占地

  由于自动化仓库采用了电子计算机等先进的控制手段,采用高效率的巷道堆垛起重机,使仓库的生产效益得到了较大的提高,往往一个很大的仓库只需要几个工作人员,节省大量劳动力。同时,仓库的劳动也大大地减轻,劳动条件得到改善。

  自动化仓库的高层货架能合理地使用空间,使单位土地面积存放货物的数量得到提高。在相同的土地面积上,建设自动化仓库比建设普通仓库储存能力高达几倍,甚至十几倍。这样在相同储存量的情况下,自动化仓库节约了大量土地。

  2、自动化仓库出入库作业迅速、准确、缩短了作业时间

  现代化的商品流通要求快速、准确。自动化仓库由于采用了先进的控制手段和作业机械,采用最快的速度,最短的距离送取货物,使商品出入库的时间大大的缩短。同时,仓库作业准确率高,仓库与供货单位、用户能够有机地协调,这有利于缩短商品流通时间。

  3、提高仓库的管理水平

  由于电子计算机控制的自动化仓库结束了普通繁杂的台帐手工管理办法,使仓库的帐目管理以及大量资料数据通过计算机贮存,随时需要,随时调出,既准确无误,又便于情报分析。从库存量上,自动化仓库可以将库存量控制在最经济的水平上,在完成相同的商品周转量的情况下,自动化仓库的库存量可以达到最小。

  4、自动化仓库有利于商品的保管

  在自动化仓库中,存放的商品多、数量大,品种多样。由于采用货架--托盘系统,商品在托盘或货箱中,使搬运作业安全可靠,避免了商品包装破损、散包等现象。自动化仓库有很好的密封性能,为调节库内温度,搞好商品的保管养护提供了良好的条件。在自动化仓库中配备报警装置和排水系统,仓库可以预防和及时扑灭火灾。

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  二、实行仓库自动化要考虑的问题

  1、要对项目进行审视,着眼于实际业务需要,而不是为自动化而自动化

  在考虑自动化的时候,还要考虑与它相配套的手工作业。

  事实上,基本上没有哪一个立体仓库是真正的立体仓库,任何立体库都是自动化与手工的结合。

  确定项目的时候,需要建立计划数据库。一般情况下需把未来3-5年内,仓库的吞吐量、存储容量、订单货物的类别等要素考虑进去。

  2、进行技术评估,确定自动化是否适当

  根据库房吞吐量和存储需要,可以确定是否需要自动化和自动化要达到的程度。

  按照作业水平可以把库房作业分成由低到高的四个层次:

  (1)简单手工操作

  例如托盘堆垛、货箱上架、根据指令拣选等。

  (2)机器辅助作业

  借助升降机,把托盘送上货架,或用直式输送机辅助运输货箱。

  (3)简单自动化作业

  例如,在全托盘进出的库房里,利用自动起重机和简单的输送系统。

  (4)复杂自动化作业

  包括指示灯辅助拣选系统、复杂的输送系统、高速分拣系统等。

  随着库房作业复杂程度和库房容量的增长,我们的选择也会跟着变化。

  例如,当库房每小时处理的订单超过500个,自动化作业就被提上议事日程了。

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  3、当确定有必要实施自动化以后,下一步就要对设备的性能进行详细的审视

  每个被选设备的可选特性只需通过"是/否"备选框,就可以挑选出来。

  例如,对严格实行先进先出的库房来说,单倍深自动存储系统就足够了,无须采用双倍深的存储系统或密集的起重机系统。对设备的特性进行如此细致的评估后,就能理直气壮地得出弃用某些设备的结论了。

  这个过程结束后,可能只有两三种比较适合的方案留下来,进而对剩下的两三种方案进行全面成本比较。比较的时候要把相关的成本都考虑进去。

  例如,在考虑设备资金投入的基础上,把占用的空间、操作工的数量、维修与保养等都考虑进去。

  可能发生的具体成本支出可能包括:设备占用面积的租金、税费、水电冷气、消防设备、运转养护成本和人工成本等。同时,由于这些支出有的是一次性支出,有的是分期支付,要确切衡量每一种方案的确切年度运营支出。

  较为妥当的办法是,把与库房自动化项目相关的支出根据设备的折旧年限和期望的报酬率进行折现,比较每种方案的折现现金流出,就像住房按揭一样,把一次性或周期性的成本支出换算成一定年限内的平均支出。

  4、根据计划阶段设定的作业环境参数和意外情况,做敏感度分析

  通过分析作业环境改变之后,最终选中的方案是否会发生改变,可以发现方案的潜在缺陷。这时,计算机仿真测试就会派上用场了。

  例如,测试自动存储系统的一个起重机发生故障后,对整体作业的影响,只需输入相关参数就可以了。在重大自动化项目中,这是很有必要的,在计算机上对设计进行测试是非常容易的,当进入签约阶段,发现不适合再掉头就积重难返了。

  通过逐渐缩小选择范围的方法,能把各个型号的自动化设备都考虑进去。只有通过这样彻底的分析,才能选中一个合适的自动化系统。

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  三、自动化仓库的实施与安装

  明显地,关于实施的一个很重要的话题是安装和调试需要多长时间。建造一个标准的库房并进行通用设备安装通常所需的时间不超过一年。

  如果能找到适合的建筑用房,工期还会进一步缩短。

  但是,全自动化系统的实施就需要相当长的时间了,通常耗时最久、也是至关重要的一步是开发WMS仓库管理系统。不要低估可能耗费的时间,制定不切实际的时限。

  在项目实施的过程中,确保库房和物料搬运设备和WMS的兼容性是至关重要的。

  信息系统和公司的运营需求不配套,最常见的原因往往是,物料搬运设备和WMS的不相契合,或是设计阶段中没有完全摸清公司的运营需要。

  还有十分重要的一点是,库房布局设计可能与你以往的经历不同。

  例如,在通过叉车进行托盘搬运的仓库里,在有足够的指示标志和隔离物的情况下,在巷道中设立连接其间的人行步道是可以的。

  但是很难想象,在自动存储系统里,会有在巷道中开设连接通道的情况。在工程的早期阶段就向技术专家请教,会有效避免相关错误的产生。

  总之,避免自动化项目失败的工作从项目的制定初期就开始了,要做好细致周密的数据分析,在作业目标和顾客服务水平上达成一致,需要多方面共同努力,才能确保实行仓库自动化的成功。


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