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1、2012 届工业工程专业毕业设计（文献综述）0摘要：自动化立体仓库系统是现代物流自动化系统的重要组成部分,随着现代工业生产的发展,要求自动化立体仓库能够实时接受任务信息,在高效率执行任务的同时实时反馈任务完成信息,这就要求自动化立体仓库系统的管理层、监控层以及控制层能够协调高效地工作。本文基于现代物流技术的应用和发展要求,着重研究自动化立体仓库的计算机仓储管理系统的开发。在管理系统中,系统要求实现入库管理，库存管理，出库管理，报表管理以及系统管理等功能。关键词：自动化立体仓库；发展状态；管理系统；软件开发 1、自动化立体仓库的产生和发展 1、自动化立体仓库的定义自动化立体仓库是指采用高层货架储
2、存货物，用起重、装卸、运输机械设备进行货物出入库作业，由电子计算机进行管理和控制，不需人工搬运作业而实现收发作业的仓库1。2、自动化立体仓库系统的结构一个比较完善的自动化立体仓库系统主要包括：（1）货物的存放、周转高层货架及托盘、货箱；（2）入、出库作业堆垛起重机；（3）入、出库分配系统辊式、链式输送机、分配车、升降机等；（4）自控系统包括由计算机控制的入、出库设备、分配系统以及各种检测、保险机构的全部电控装置；（5）计算机管理系统仓库的账目管理、数据分析、合理管理货位、设备运行又库存情况的状态显示等，管理系统与控制系统联网；（6）入、出库频率不高的立体库几个巷道可共用一台堆垛机，此时应配备堆
3、垛机转轨设备(如转轨车) 238。3、自动化立体仓库的优点自动化立体仓库的优点体现在以下几个方面：（1） 仓库向空间高度发展并不断提高，既节省土地，又提高仓库面积利用率，减少仓库费用支出，降低产品成本。（2） 仓库物资的储存，搬运同厂内加工，装配的物资搬运同时实现机械化，提高了生产效率，有利于组织流水生产，实现生产的自动化。2012 届工业工程专业毕业设计（文献综述）1（3） 可以采用先进的控制方式，缩短进出库作业时间，提高工作效率，减少物资损失。（4）将立体仓库内的计算机与企业中心计算机联系起来，企业能够及时得到 有关生产，库存和销售等方面的信息，从而准确的掌握库存量，及时地 指挥生产和安排
4、物资供应，加速资金的周转，提高管理水平4。4、自动化立体仓库的发展自动化技术在仓储领域(包括主体仓库) 中的发展可分为 5 个阶段：人工仓储阶段、机械仓储阶段、自动化仓储阶段、集成化仓储阶段和智能自动化仓储阶段。在 20 世纪 90 年代后期的若干年内，智能自动化仓储将是自动化技术的主要发展方向。 第 1 阶段,物资的输送、存储、管理和控制主要靠人工实现,其实时性和直观性是其主要优点，其人工仓储技术在初期设备投资的经济指标也具有一定的优越性。第 2 阶段,物料通过各种各样的传送带、工业输送车、机械手、吊车、堆垛机和升降机进行移动和搬运。用货架托盘和可移动货架存储物料，通过人工对机械操作存取设备
5、，用限位开关、螺旋机械制动和机械监视器等控制设备的运行。机械化满足了人们速度、精度、高度、重量、重复存取和搬运等的要求。 第 3 阶段是自动化仓储技术阶段(自动化技术对仓储技术的发展起了重要的促进作用) 。20 世纪 50 年代末和 60 年代，人们相继研制和采用了自动导引小车(AVG ) 、自动货架、自动存取机器人、自动识别和自动分拣等系统。20 世纪 70 年代和 80 年代,旋转体式货架、移动式货架、巷道式堆垛机和其他搬运设备都加入了自动控制的行列(但这时只是各个设备的部自动化并各自独立应用,被称为“自动化孤岛”) 。随着计算机技术的发展,人们的重点逐步转向物资的控制和管理,要求实时、协
6、调和一体化:计算机之间、数据采集点之间、机械设备的控制器之间以及它们与主计算机之间的通信可以及时地汇总信息，仓库计算机能及时地记录订货和到货时间，显示库存量,计划人员可以方便地作出供货决策(他们知道正在生产什么货、订什么货、什么时间发什么货)，管理人员可以随时掌握货源的供应及需求。信息技术的应用已成为仓储技术的重要支柱。2012 届工业工程专业毕业设计（文献综述）2第 4 阶段是集成自动化仓储技术阶段。在 20 世纪 70 年代末和 80 年代初，自动化技术被越来越多地应用到生产和分配领域。显然， “自动化孤岛”需要集成化,于是便形成了“集成系统”的概念。在集成化系统中,整个系统的有机协作，使
7、总体效益和生产应变能力大大超过了各部分独立效益的总和。集成化仓库技术作为计算机集成制造系统中物资存储的中心越来越受到人们的重视(虽然人们在 20 世纪 80 年代已经注意到系统集成化，但至今在我国已建成的集成化仓储系统还不多) 。20 世纪 70 年代初,我国开始研究采用巷道式堆垛机的立体仓库；1980 年，由北京机械工业自动化研究所等单位研制建成的我国第 1 座自动化立体仓库在北京汽车制造厂投产；从此以后，自动化立体仓库在我国得到了迅速的发展。现在，我国的自动化仓库技术已实现了与其他信息决策系统的集成,正在做智能控制和模糊控制的研究工作。 第 5 阶段是智能自动化仓储技术阶段。人工智能技术的
8、发展正推动自动化库房向智能自动化方向发展。射频数据通信、条形码技术、扫描技术和数据采集技术将更多地应用于仓库堆垛机、自动导引车和传送带等运输设备上。仓储中的物流将必然伴随并行的信息流；信息技术将必然成为仓储自动化技术的核心；移动式机器人也将作为柔性物流工具在仓储中发挥益重要的作用。无疑，自动化库房和建设要更加注重实用性和安全性,在满足仓储要求的条件下，将会更加力求其建筑规模小、反应速度快、功能用途广569。二、各国立体仓库的研究状态世界上最早的立体仓库是美国在 1950 年建成的，此后，由于其面积和空间利用率高，立体仓库有了迅速的发展。据美国工业界统计，1977-1987 年十年间，自动化立体
9、仓库年增长率为 25%，仅次于机械手（32%）的增长率列第二位，而且还有继续增长的趋势。这些立体仓库中有贮存几万个托盘的大规模自动化立体仓库，有世界上最高的自动化仓库，其中大约有 80%以上是采用计算机控制的。日本的自动化立体仓库始建于 1965 年，由于 60 年达中期日本经济迅猛发展，劳动力的不足和土地价格的高涨，使日本十分重视自动化立体仓库的发展。到 1977 年为止的短短 12 年间，日本全国已有自动化立体仓库 1833 座，存货总数达 262 万托盘。2012 届工业工程专业毕业设计（文献综述）3据统计，截止到 1977 年为止，世界上日，美，英，德，法，瑞士，瑞典，意大利，苏和波兰
10、等 10 多个国家共有 12 米以上平均 5000 个托盘货位的自动化立体仓库 1650 座，其中计算机联机控制的占 15%，计算机脱机控制的占48%。自动化立体仓库在柔性生产技术中的作用引起了越来越多国家广泛重视。我国自动化立体仓库起步较晚，直到 1974 年才由郑州纺织机械厂建成了国内的第一个自动化立体仓库。80 年代初，随着我国改革开放，西方国家的自动化立体仓库开始进入我国，上海石化总厂涤纶厂从日本引进的自动化立体仓库投入使用，宝山钢铁公司从日本引进了散料搬运系统，熔炼系统及北仑港的散料码头控制系统和沈阳电缆厂从芬兰引进的高架立体仓库，这些系统的使用使我国的自动化生产走上了一个新台阶，展
11、现出很好的前景78。三、仓库计算机仓储管理信息系统的开发1、管理信息系统组成在本立体仓库中，实际包括了仓库管理信息系统（WMS）和调度监控系统（WCS）2 个子系统，再加上正在运行的 ERP 系统，将来在公司运行的实际有三个系统，ERP 可看作是 WMS 的上位系统，WMS 有可看作是 WCS的上位系统。由于 ERP 系统是一个已经存在的系统，可以将它看作是我们要开发的 WMS 和 WCS 的外部实体，在对 WMS 进行数据流分析时只考虑与它的数据接口类型及其实现技术11。2、管理信息系统的功能WMS 仓库管理系统将条码技术运用到仓库管理，方便了备件的出、入库管理，为企业的生产效率的提高提供了
12、强有力的保证，使备件仓库的管理更加正规化，减少库存资金占用，提高备件利用率，降低库存损耗，为提高企业的经营生产效益奠定了良好的基础。通过先进的条码管理技术，为库存备件设置唯一备件编码，据此编码在计算机中建立产品的信息数据库，对产品的出库、入库、盘点、移位、客户信息等进行管理。基于 B/S 的自动化立体仓库管理系统具有如下功能：入/出库管理。入/出库管理负责对备件入库和备件出库进行管理，进行备件入库（采购）信息、备件出库（领料）信息的录入、自动台账处理、与ERP 进行数据交换、向 WCS 下达作业命令、退货处理、退货处理等功能。2012 届工业工程专业毕业设计（文献综述）4货物移动管理。货物移动
13、管理包括相同逻辑库中的货位移动和不同逻辑库之间的移库操作。不同逻辑库之间的移库操作要走货物交易流程。数据查询管理。为了仓库实施可视化的管理，系统对仓库的货位进行编码，对物料采用了当今相当成熟的二维条码技术进行有效的编码管理。系统为仓库的所有物料都建立档案，记录所有物料的相关信息，如：名称、编号、价格、出入库时间、经手人、库位等等，以便于对商品的当前状态和历史记录进行随时的查看。为了实时了解仓库的状况，系统提供了方便的查询功能，包括：某一时间段的出入库情况、堆垛机的运行状况以及各种信息的汇总。数据查询模块包括库存查询、货位查询、作业流水查询、作业查询等功能。库存查询包括按物料属性查询、按货位地址
14、查询等功能；货位查询包括空货位查询、空托盘查询、货位状态统计等功能；流水作业查询包括入库作业流水查询、出库作业流水查询；作业查询包括作业状态查询、入库作业数据查询和出库作业数据查询。用户权限管理。系统将用户分为 3 种类型：浏览用户、操作用户和超级用户。浏览用户可通过网络访问相关信息，操作用户不仅可以浏览相关信息，而且可以实现对仓库的各项操作，而超级用户除拥有操作用户的一切权限外，还可以对系统进行参数设置、AGV 路径设置等处理。报表管理。报表管理包括如出库统计报表、库存和货架明细统计表。可按备件编号、入库时间段、操作者和巷道号等分别进行统计；库存明细和货架明细可按指定条件列出或打印。库存维护
15、。库存维护包括盘库、盘库差异表生成、盘库改帐处理等功能。能够按时间段、存储区域、分类、问题货位查询、货物品种等进行盘库，盘库处理有四种状态：盈、亏、自然损耗和报废。系统维护。主要包括系统数据的备份、还原以及系统日志管理等。要实现这些功能必须要解决两个问题，首先，软件系统能够按照用户的要求对数据进行存取。这就要求软件系统必须及时、准确的找到相应的的数据，同时还应能够实现数据格式的转换来完成网络传输。因此，采用了结构化查询语言来进行相应的操作。其次，系统软件要求能够与控制堆垛机和辊子输送2012 届工业工程专业毕业设计（文献综述）5机的 PLC 以及 AGV 进行相互通信，从而实现对堆垛机、辊子输
16、送机和 AGV等的控制。与 ERP 系统交换数据。主要是为了保证 WMS 系统与 EAM 系统数据的一致性，同时，WMS 要从 EAM 系统获取如下数据：系统基础数据，包括仓库信息、货位信息、供应商代码、计量单位、拒收原因、用户名及密码、备件信息、员工信息等，还要下载采购订单信息、领料票信息、移库申请信息等，同时要向 ERP 上传实际入库数据、实际出库数据、盘库差异表等信息。与 WCS 系统进行通讯。根据入库、出库的操作形成入库或出库作业，并根据调度算法对作业的优先次序进行调度，将调度作业下发监控计算机系统，以控制堆垛机或输送机去完成作业。系统维护。系统维护包括操作员基本信息管理和权限分配、巷道状态和货位状态设置、物料基础信息（编码定义、备件分类定义）管理、存储区域逻辑定义、物料存储安全定义等的修改和维护1213。3、管理信息系统的软件设计目前，国内用于开发仓储管理系统的软件非常多，如VC+、PowerBuilde、MFC、ODBC、DAO、OLE、DB、ADO 等。其中用V
