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第八章物流自动化系统案例9.1西安制药厂自动化物流系统管理中心设计9.2日本东京烟草物流中心9.3现场总线控制技术在3万NM3/H空分装置上的应用9.4武钢GPS车船监控系统研发9.1西安制药厂自动化物流系统管理中心设计9.1.1西安制药厂概况(1)西安制药厂原有库存系统状况分析①库房种类多、布局分散、管理部门多，造成全局管理难度大。②库房管理采用传统的手工记账方式，不能及时和动态地反映库存信息，使经营决策者在决策时有一定困难。③仓库作业采用人工方式，出入库效率低、时间长、完全不能满足该企业迅速发展的要求。④原有库房设施不能使药品这一特殊商品实现先进先出的原则。⑤原有库房的库存量太大，占用流动资金多，不利于企业发展。9.1西安制药厂自动化物流系统管理中心设计9.1.1西安制药厂概况(2)自动物流管理中心位置和面积新建的自动化物流管理中心位于厂区东北角3990平方米。(3)自动化物流系统管理中心保管物品种类和规格①品种规格:共100个品种，129个规格。②日入出量。③每箱重量：最大30kg，最小11kg，数量最多的品种每箱16.8kg④外包装箱规格：900mm×500mm×200mm；690mm×415mm×270mm；315mm×205mm×140mm；625mm×415mm×270mm；475mm×225mm×180mm；315mm×278mm×200mm。9.1西安制药厂自动化物流系统管理中心设计9.1.2参数设计(1)单元载货的确定设计自动化立体仓库最重要的一个环节是确定单元载货尺寸。这是设计自动化立体仓库大小的基础。它最终将影响到立体仓库的储存效率，确定单元载货尺寸的基础首先是决定入库品的尺寸。根据入库的规格尺寸进行排序，选出尺寸相近且占入库品体积百分率最大的几种物品、以此为据优化托盘尺寸。此外，考虑到托盘的力学性能及价格，最后确定：单元载荷尺寸为：W×L×H=1400mm×1100mm×1400mm托盘尺寸为：W×L×H＝1400mm×1100mm×150mm单元货格有效容积为：W×L×H＝1400mm×1100mm×1400mm9.1西安制药厂自动化物流系统管理中心设计9.1.2参数设计(2)立体仓库的主要参数库房占地面积：95m×42m＝3990平方米采用5巷道9层50列，每巷道2排，总货位数为：50×9×5×2＝4500个(3)主要设备①自动堆垛机5台。②链式输送机(含工作台)③搬运台车5台。④计算机终端8台。9.1西安制药厂自动化物流系统管理中心设计9.1.2参数设计(5)自动化立体仓库的进出货能力每台堆垛机的平均复合能力为134.1s，即处理复合进出货所需时间。复合存取是堆垛机把托盘运入、放进货格之后不出立库，而是到另一货格把需出库货物运出。5台堆垛机的复合存取能力为：134.1/5＝26.82s。每天按8h工作制考虑，整个系统(5台堆垛机)的复合能力为：3600s×8/26.82s＝1073次因此，一个工作日进出货总数(2倍)为：2146次(6)仓库结构特点整个货架区为全封闭式，入库和出库作业区分开，入库品在入库前为整理和除尘等工序留有足够的空间。在货架区前面留有15m×26m的场地，作为货物的拣选区和入库前、出库后的暂存区，也为将来发展自动水平旋转库留有余地。9.1西安制药厂自动化物流系统管理中心设计9.1.3自动化物流管理中心的系统设计(1)物流系统管理范围物流系统管理范围如下图所示进货入库出库发货T—1000型自动仓库9.1西安制药厂自动化物流系统管理中心设计9.1.3自动化物流管理中心的系统设计(2)系统基本功能本系统以托盘为单位，对在库品进行管理。①储位管理方式(托盘与货架关系)采用自由储位管理方式，即寻找货架闲空货位的位置，高效率使托盘入库。②分配管理方式(物品与托盘的关系)。当托盘上的物品全部被取走时，物品与托盘之间的关系被解除。若其他新物品放入托盘时，则重新建立起物品与托盘的新关系。③混载管理。在一个储位里可以放入多个不同物品，叫做混载管理。这个系统最多可放8个物品。④多个储位管理。本系统可对同一种物品，分别用多个储位进行管理。⑤空托盘管理。本系统可以存放空托盘，对空托盘进行科学管理。⑥出库顺序。完全按先进先出原则出库管理。9.1西安制药厂自动化物流系统管理中心设计9.1.4自动化物流管理系统软、硬件系统结构(1)硬件系统构成自动化物流管理系统硬件系统构成概括图上位系统HUB入库PC查询PC出库PC出库控制PC仓库服务器堆垛机移动台车地面控制盘入库控制PC堆垛机移动台车地面控制盘页面打印机PC条码打印机PC堆垛机移动台车堆垛机移动台车9.1西安制药厂自动化物流系统管理中心设计9.1.4自动化物流管理系统软、硬件系统结构2)自动化物流管理系统软件系统结构自动化物流管理系统软件系统结构图见图软件构成通道控制子程序设备控制子程序数据处理子程序管理子程序支持子程序各种文件操作处理各种文件夹存储与恢复处理手工入出库修正处理账票处理查询处理各种作业数据操作子程序各种实际数据处理子程序接收处理发送处理出入库处理出入库中断处理作业完工处理9.1西安制药厂自动化物流系统管理中心设计9.1.5运转系统(1)运转系统基本原则①管理方式。采用自由货位和区域管理系统管理方式，把自动化立体仓库分成了3个区域来管理物品。在各区域内以自由货位的方式进行保管。②入库原则。自动化立体仓库的出库原则是以托盘为单位进行入库。③出库原则。出库原则是先进先出，自动化立体仓库之外的“多余物品”和货格内的物品都必须按先进先出的原则进行出库。④管理系统。要求自动化物流管理中心的计算机能做各种帐票、查询有关信息，管理精度高，具备有盘点库存的各种程序。⑤控制水平阶层化。这样即使出现故障，也能进行入出库作业。全部运转包括在线运转、自动运转和手动运转三部分。9.1西安制药厂自动化物流系统管理中心设计9.1.5运转系统(2)入库作业程序1)由叉车提供空托盘2)把制品或原材料放在托盘上3)把记载了制品号或原材料号及托盘上个数的现品票贴在托盘上的制品或原材料上。4)用叉车把“入库准备完了”的托盘放在输入传送带上5)叉车离开传送带，托盘开始向货态检测部的方向自动移动。6)在货态检测部对单元载荷进行货态检查，货态最大尺寸为宽1100mm，深1400mm，高140Omm：之后，读取贴在托盘侧面上的票据数据。之后，托盘停在“入库设定位置”。如果是空托盘，则在入库主线上自动合流。7)如果货态尺寸超过规定值或读取托盘侧面上的票据数值发生异常时，操作箱的红色信号灯亮，报警器响，同时解除异常按钮也亮起来。9.1.5运转系统(2)入库作业程序8)把放在制品或原材料上的现品票收集起来，通过入库终端，输入“入库／再入库数据”。入库／再入库数据是制品号或原材料号、制造号、数量。9)当理论在(入)库数与输入数量有差别时，在入库主线合流后，物品被送到剔出线。如果理论在库数与输入数量一致时，则正常运行。l0)当一个托盘从货态检测部移出时，下一个托盘就进入接受检测。11)自动报送到入库主线的托盘，将自动转到指定的某号堆垛机的入库通道传送带上。在同一入库通道传送带上可保存2个托盘、在入库站的托盘进入货格完了后，后续的托盘将自动地送到入库站。12)在入库站设有条形码阅读器，能读取托盘侧面的托盘号。这个条形码阅读器与堆垛机地上控制盘相连接，读取的托盘号被送到群管理控制盘中，若发生不良读取时，则送出空数据。13)托盘到达入库站后，等待进入货格。9.1西安制药厂自动化物流系统管理中心设计9.1.5运转系统(2)入库作业程序14)群管理控制盘把从堆垛机地上控制盘送来的托盘号作为入库要求数据，传输给物流管理计算机。15)物流管理计算机根据托盘上制品、原材料的出库顺序查选该货区的空货格，并向群管理控制盘发出入库指令。16)群管理控制盘接到来自物流管理计算机的进入货位的指令后，向堆垛机的控制盘发出托盘入库指令。(托盘在入库站待命)17)堆垛机地上控制盘和堆垛机把托盘送入指定货位，当托盘进入货位后，把“完了数据”传送到群管理控制盘。18)群管理控制盘把进入货位完了数据传输给物流管理中心。19)物流管理计算机接收到上述入货位完了数据后，修改在库文件（托盘号、货位号）和相应其它文件，自动计入库存文件中。9.1西安制药厂自动化物流系统管理中心设计9.1.5运转系统(3)出库作业程序1)收到订单数据。2)在办公室通过计算机终端整理订单.决定出库计划。按先进先出原则对在库和出库的货位进行查询处理，并打印出库指示一览表和发货明细表。3)根据订单，编制出库顺序计划，制作出库计划文件，并按堆垛机号打印出应取货的货位—览表。发货记录票上记载机号、托盘号、订单号、制品和数量等数据。4)通过办公室计算机终端，按照出库计划文件，物流管理计算机向群管理控制盘发出出库指令。5)群管理控制盘对堆垛机地上控制盘发出出库指令。6)堆垛机从指定的货位取出托盘，并搬运到移动台车上。7)移动台车自动行走。此时出库终端显示订单号和其它有关项目，订单号用大号字体显示出来。9.1西安制药厂自动化物流系统管理中心设计9.1.5运转系统(3)出库作业程序8)叉车司机根据发货记录票和终端显示订单号，把托盘从移动台车上取下来，送到指定的发货口、搬运完毕后、把出库记录票附在托盘上：当叉车的货叉一离开移动台车时，通过传感器就知道移动台车上的托盘被取走，此时，移动台车自动回到入出库站.并在指定位置待命，等待堆垛机搬运来的托盘。9)在发货口待命司机根据发货明细表和发货记录单，按指示数量从托盘上把制品或原材料取出，并进入卡车的车厢中.10)叉车司机把拣货完毕的托盘送到下—个订单应拣货的发货口，如果没有后续订单拣货时，则把托盘送到指定区域待命入库。9.1西安制药厂自动化物流系统管理中心设计9.1.5运转系统(4)备用运转程序备用运转是在入库主线的机器发生故障时所采用的措施。备用运转具体步骤如下:1)在传送带控制盘面上，选择备用运转方式。2)移动台车自动待命。3)叉车把从剔出线运来的托盘放在移动台车上4)当叉车货叉一离开，通过传感器作用，移动台车自动到入库站位置。并由条形码识别器读出托盘号。5)堆垛机地上控制盘把同一组数据传输给群管理控制盘。6)管理控制盘把同一组数据作为入库要求的数据传给物流管理计算机。9.1西安制药厂自动化物流系统管理中心设计9.1西安制药厂自动化物流系统管理中心设计9.1.5运转系统7)物流管理计算机根据入库要求数据进行入库设定处理，并按托盘上制品或原材料的出库顺序查询空货位后，向群管理控制盘发出入库指令。8)当入库指令被拒绝或条码阅读器不良时，移动台车将自动返回待命，异常灯亮，并异常报警。此时，叉车把移动台车上的托盘取下，排除异常原因。9)当堆垛机地面控制盘接收到来自群管理控制盘的入库指令后堆垛机把托盘放入货位中。（1）日本东京烟草物流中心概况占地面积：27383平方米建筑面积：11373平方米楼房层数：4层总楼层建筑面积：42019平方米地址：东京千叶县船桥市。9.2日本东京烟草物流中心(2)物流系统的构成事务室计算机室自动条烟拣货设备自动仓库入发货，积装设备整箱拣货设备事务室管控室事务室装托盘装托盘装托盘卸托盘卸托盘卸托盘开箱机开箱机自动拣货装箱电子拣货看单拣货整箱的流动式货架入库人工拣货设备整箱的流动式货架整箱的流动式货架出货中心货出二层三层四层一层（3）烟草物流中心设备处理能力①自动化立体仓库。来自工厂的香烟以托盘为单位进入自动仓库保管。在分货处理时按先进先出的保管原则自动进入卸托盘机。产品在入库前在每个托盘上要贴条形码，托盘规格为1100mm×1100mm，每层可堆放4个箱子，可放8层，即每个托盘堆放32个箱子。②自动卸托盘机。自动卸托盘机在计算机的指示下，从自动仓库送来的托盘上以4箱为单位取出箱子，并把箱子方向调整为同一方向，以便条码识别机自动识别。之后通过滚轮输送机把箱子移载到箱式流动货架上。为了满足作业量需要在四楼有8台自动卸托盘机。③流动货架。箱子送入流动货架暂存，之