多层穿梭车仓储系统建模与优化

《多层穿梭车仓储系统建模与优化》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、多层穿梭车仓储系统建模与优化-->第一章绪论1.1引言自动化立体仓库（AutomatedStorageandRetrievalSystem,AS/RS)是信息技术和工业生产飞速发展的产物，是物流作业全流程中具有重要意义的节点。现阶段，大多数自动化立体仓库是由负责存储货物单元（StockKeepingUnit，SKU)的几层、十几层乃至几十层高层货架系统和能在二维空间按欧式轨线高速运行的堆操机组成。自动化立体仓库具有占地小、容量大、周转率强、准确率高、自动化程度高、环境适应能力强等特点，在机械、冶金、烟草、电

2、子、医药等行业得到广泛应用，成为现代物流业仓储与配送不可缺少的重要组成部分[1]。然而在传统自动化立体仓库中，这种由堆操机负责货物存取的方式存在两方面的不足。一方面是鲁棒性不强，当堆躲机发生故障时，其所服务的巷道随即处于瘫痪状态，无法继续进行相应的出入库作业，且一般不存在备用设备，只能停机维修造成停工。另一方面是柔性不足，当传统堆躲机式的自动化立体仓库设计建造完成后，其出入库能力随之固定。随着电子商务的发展和定制化服务的深入，产品生命周期不断缩短，小批量、多批次、多品种、高时效特点的订单不断增多，使得现代企

3、业的生产需求原则从“可靠性第一”逐渐转变成“柔性第一”。此情况下，一种由负责水平运动的轨道导引车辆(RailGuidedVehicle,RGV)和负责垂直运动的提升机（Lift)共同组成的新型仓储系统一一自动小车存取系统（AutonomousVehicleStorageandRetrievalSystems,AVS/RS)于2000年左右在欧洲、美国等地开始陆续投入使用。该系统融合了自动导引车辆系统(AutomatedGuidedVehicle,AGV)的柔性和传统堆垛机式自动化立体仓库的高速出入能力，被认

4、为是自动化立体仓库的发展方向[2]。在自动小车存取系统中，其每一层货架均有一辆或多辆轨道导引车辆，因此系统不会由于某辆车的故障而全线停机，使其柔性要远高于传统堆垛机式的自动化立体仓库[3]。但是，自动存取小车系统也存在着其相应的弊端。一方面，该自动小车存取系统更适用于标准托盘化的货物仓储，即单次出入的货物单元内存货数量多，难以应对以周转箱为主要存储单元的小规格、多频次的存取需求；另一方面，每层货架上均有一辆或多辆小车，对车辆管理系统的调度、控制、防堵塞等方面要求高，存在着控制系统繁复、成本巨大等问题。因此，

5、上述原因也限制自动小车存取系统的大量应用。为了解决上述难题，在自动存取小车系统的基础上，另一种新兴的简化的自动化仓储系统应运而生，这就是多层穿梭车仓储系统（Multi-tierShuttleSultishuttle、Knapp公司的OSRShuttle以及Vanderlande集团的QUICKSTOREHDSshuttlesystem等。............................1.2多层穿梭车仓储系统简介由于多层穿梭车仓储系统是由自动小车存取系统简化演变而来，所以有必要首先介绍自动小车存取系

6、统。如图1-1所示，自动小车存取系统是由高层货架、轨道导引车辆、提升机以及铺满货架间隙的轨道组成。在传统自动化立体仓库中，出入库作业是由巷道中一个能够同时进行垂直运动和水平运动的堆操机完成，到达出库货位的时间为提升机垂直运动和水平运动分别所用时间的最大值。而在自动小车存取系统中，货物出入库所需的垂直运动和水平运动被分开成依次执行。从水平方向看，用轨道导引车辆来代替堆燥机完成巷道内的水平运动作业，利用车辆自身装置完成叉取/出货物作业；从垂直方向看，由一台或多台提升机完成货物或者轨道导引车辆的垂直方向移动。自动

7、小车存取系统从一定意义上弱化了巷道的概念，每两排货架之间不再强制性要求设置一个巷道，当轨道导引车辆需要跨巷道作业，可以利用排与排之间的横向巷道来完成，以此来实现货物的密集存储。提升机的设计既可以用来运输货物单元，也可以将载货状态的轨道导引车辆运输到出入站台，又可以将空载状态的轨道导引车辆运送到某缺少轨道导引车辆的层内。因此，根据自动小车存取系统中轨道导引车辆是否能够借助提升机实现跨层作业，将其划分为单层作业和跨层作业两类。如图1-2所示，多层穿梭车仓储系统是在自动小车存取系统基础上演变而来，其用穿梭车（sh

8、uttle)来代替能够在整个水平平面运动的轨道导引车辆，保留了传统堆採机式的自动化立体仓库中巷道概念。在多层穿梭车仓储系统内，每一层只有一辆穿梭车，每台提升机只负责一个巷道内垂直运动，穿梭车不能跨巷道运动，用组合式的“穿梭车+提升机”来代替了堆探机。与自动小车存取系统的分类方式相同，多层穿梭车仓储系统根据其穿梭车能否在提升机的帮助下实现换层作业，可以分为以下两类：单层作业的多层穿梭车仓储系统（Tier-capti