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    自動化立體倉庫的出現是物流技術的一個劃時代的革新。它大大拓展了倉庫功能，從單純的保管型發展到綜合流通型，是未來物流自動化的一個重要發展方向。

        作為現代物流技術的典型代表，自動化立體倉庫系統主要由貨架、傳輸設備、存儲設備、堆垛機、控制系統、通信系統、計算管理監控系統等輔助配套組成。自動化立體倉庫系統能夠按照指令自動完成貨物的存取，并能對庫存貨物進行自動管理，完全實現自動化作業。



圖1 - 西門子物流與裝配（德馬泰克）堆垛機、輸送機和自走臺車

        就其特點而言，自動化立體倉庫貨架長度大、排列數多、巷道窄，密度高。巷道機上裝有各種定位的檢測器和安全裝置，保證巷道機和貨叉能高速、精確、安全地在貨架中取貨。立體倉庫自動控制方式有集中控制、分離式控制和分布式控制3種。分布式控制是目前國際發展的主要方向，大型立體倉庫通常采用三級計算機分布式控制系統。三級控制系統是由管理級、中間控制級和直接控制級組成的。管理級對倉庫進行在線和離線管理；中間控制級對通信、流程進行控制，并進行實時圖像顯示；直接控制級是由可編程序控制器組成的控制系統對各設備進行單機自動操作，使倉庫作業實現高度自動化。

        自動化立體倉庫該系統具有提升物流管理水平與物流運作效率、操作簡單、能與ERP系統進行信息集成、節省占地面積、維護方便快捷等諸多優點。對于一些生產型的企業，可以通過MES、ERP、WMS等系統的連接，完成對工廠生產入場喂料物流和成品出場物流，這在國內醫藥、汽車、煙草、高科技行業中使用較為普遍。整個自動化物流中心的解決方案中，通常有存儲系統、輸送系統、分揀系統、控制系統、監控系統等組成。巷道堆垛機（AS/RS）、穿梭車（自走臺車）、自動導引小車（AGV、LGV）、機器人、分揀設備（比如電子標簽）、輸送設備等經常被集成在一起建立起一個自動化的解決方案。而對于每一個分系統，比如分揀系統，又經常通過現場總線（PROFIBUS）的方式將PLC、儀表、現場設備、通信線路等連系在一起。對于配送和分揀業務量要求非常大的配送中心，比如煙草、醫藥、食品行業經常還會用到塔式分揀機。

       與普通倉庫相比，自動化立體倉庫具有無可比擬的優越性。首先是節約空間、節約勞力。據資料顯示：以庫存11000托盤、月吞吐10000托盤的冷庫為例，自動化立體倉庫與普通倉庫比較情況為：用地面積為13%、工作人員為21.9%、吞吐成本為55.7%、總投資為63.3%。立體倉庫的單位面積儲存量為普通倉庫的4~7倍。其次是提高了倉庫管理水平和準確度，減少貨損，優化、降低庫存，縮短周轉期，節約資金。

自動化立體倉庫未來發展趨勢

        普通標準貨架的使用。自動化立體倉庫的庫架比其他的貨架系統要昂貴許多，并且當物品尺寸改變時，而無法改變。通過新的旋轉式叉（或者其他紙箱夾具）技術可以使巷道式堆垛機運用到普通貨架。國際知名的物流自動化都在進行這方面的設計和研究。

        用于慢速移動物品的分揀。以訂單拉動的自動化倉庫在大型的分揀中心應用時，對于慢速移動的貨品，為了節省揀選面積和揀選庫位，一般把那些貨品存放在高架庫，通過堆垛機進行揀貨。

         控制系統更易于維護和安裝。目前很多的控制系統是采用現場總線的形式，并且支持遠程控制，使得系統維護更加方便和快捷。此外系統的架構、設計、用戶界面使得工程技術人員更易于維護，而不需要非常專業的控制系統或自動化立體倉庫的專家進行現場維護。

        系統彈性和更大的工作能力。許多公司在研究如何提高自動化立體化倉庫的工作能力，同時也能提高系統的彈性，并且隨著彈性和工作能力的增加，對于巷道式堆垛機更換提供了更多的彈性空間。比如許多公司在研究同時用堆垛機揀三個周轉箱（單位托盤）到三個貨位上，這三個貨位又可由運輸車輛的路線和訂單來決定等。

實施自動化立體倉庫的注意事項

1、如何選型和確定集成方案
        在確定采用自動化立體倉庫后，我們的企業、系統集成商坐在一起共同探討自動化立體倉庫的總體規劃、訂單分析、物流量的計算、倉庫物品ABC分類、倉庫格局設計、業務流程設計和WMS的功能實現。具體包括了倉庫面積、庫位、貨架、區域劃分、堆垛機、輸送設備、分揀系統、托盤的設計、業務的流程、WMS的功能、控制系統、監控系統等。并且也要涉及具體設備的選型和報價，根據供應商設備的性能參數計算和評估設備能力平均和最大能力能不能達到出入庫的要求等。

         新系統的實施或升級，最終是離不開管理和業務的需要，有了自動化立體倉庫，必然少不了自動化倉庫管理系統，只有使用強大的倉庫管理系統才能使得倉庫管理和業務流程上一個臺階，才能將先進的硬件設備發揮作用和產生效益。這也是倉庫管理系統和許多ERP供應商提供的庫存管理系統軟件有很大不同的地方。倉庫管理系統是專業的倉庫管理，它對庫內所有的操作、人員、區域、庫位、設備進行管理，并能達到任務的優化和作業交叉等。 在做倉儲管理系統的選型時，不但要考慮到倉儲管理系統支持自動化立體倉庫的支持度，而且要考慮倉庫管理系統的功能、對當前業務流程的支持、與其他系統（ERP、MES、OM）等的對接，這樣在倉庫管理才能和企業或配送中心的業務流程、管理需要無縫結合起來。

        在這階段的工作中，需要將自動化立體倉庫及相關輔助系統和設備、控制系統、WMS等完整集成在一起。通常在做這幾方面的系統集成要考慮的因素非常多，下面列舉兩個經常會遇到的問題：
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        如果是針對配送中心：WMS如何下達分揀指令、分揀如何實現？比如是按批次、還是波次，指令時按照區域來揀，還是按訂單？系統必須保持一定的彈性和靈活性來實現所有的功能。
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        如果是針對生產入場物流并要喂料：假如是通過全自動設備提供喂料功能，而不是通過人工、或者生產車間很大的中間庫存提供原料的話，那么對系統的性能要求非常高。如果在涉及到原材料（配件）的分揀、組裝等操作，那么整個倉庫管理系統非常復雜，如何準確、均勻地喂料是一個很重要的考慮。在汽車、高科技和煙草行業經常遇到這樣的要求。
       許多自動化立體倉庫的集成商自己也開發了一套倉庫管理系統，比如西門子物流與裝配和大福等世界著名的物流成套設備供應商，但總體而言，其功能和其他信息管理系統的集成性方面與一些專業化的第三方倉庫管理系統軟件還有一定的差距。這些系統集成商的WMS產品也呈現不同的技術特點和功能，但其功能在不同行業應用中也有不同的優點和缺點。對于客戶而言，為了實施一個成功的WMS，需要考慮很多方面的因素。




專業WMS和系統集成商提供的WMS比較

2、WCS與WMS的集成風險
        傳統意義上的WMS供應商都不是物流系統集成商，也不具備物流設備設計、制造、集成的能力。尤其在各個行業占有許多市場份額的WMS供應商如何將自己的WMS和那些自動化物流系統進行集成，這主要是WMS和倉庫控制系統（Warehouse Control System）的合作了。WCS通常由系統集成商或者設備供應商提供，一般采用標準的TCP/IP協議、RS232或RS485協議等與計算機系統進行通信。而WMS供應商通過中間件技術或者SOCKET通信技術和倉庫控制系統進行連接。WCS也可以通過數據包或者數據廣播的形式將所有的設備狀態信息等全部返回給WMS，與WMS實時通信。在實際對接時，WMS可能涉及到的有電子標簽、AS/RS、塔式分揀系統、輸送機、分揀機、AGV、機器人等。



圖2 - SSA從生產到消費的端到端過程的供應鏈解決方案

        在實施WMS和WCS對接時，經常會遇到這樣的一些問題：從技術上講WMS和WCS必然要求是連接的，并能進行數據和控制指令的通信，所以在第一階段必須確定接口的方案。在硬件上、協議上、通信頻率上、數據量上進行確定等。然后針對業務流程和WMS系統功能來設計兩者之間的通信和會話。然后建立各自的參數定義，比如設備編碼、指令編碼等。在做制造業生產入場物流的實時喂料時，系統通信就會變得復雜。接口通信程序必須通過嚴格的測試后才能在生產現場進行測試。許多WCS的供應商提供產品的模擬測試軟件進行與第三方的倉庫管理軟件進行對接測試。

        圖3為SSA EXCEED WMS（原EXE EXCEED WMS）和倉庫控制系統的連接邏輯架構，WMS IDX MHE中間件提供了與控制系統和倉庫管理系統的對接工具和手段；具體的數據形式可以是以通信數據包的方式或者數據庫中間表的形式進行傳遞。



圖3 – SSA IDX MHE多層架構和中間件技術

        在SSA的一個實施案例中，SSA成功地將一個半導體高科技企業客戶的自動化立體倉庫管理系統與日本大福的群組控制系統與EXCEED WMS成功對接，EXCEED WMS實現了WMS與自動化立體倉庫控制系統的出入庫指令、動作的實時通信。并滿足了企業出入庫業務流程和倉庫業務流程運作的需要。