论文总字数：23128字

摘 要

本文主要针对某研究所的自动化立体仓库设计了箱式智能仓储平台。首先研究了自动化立体仓库的整体布局、结构及功能，设计了箱式区域所需面积、消防与照明设备及出入库流程；其次研究了箱式仓库的存储和出入库能力，设计了箱式区域内货架的层间距、层高、水平横梁的位置、货格宽度及总长并校核了货架的地面强度；接着研究了箱式仓库所独有的夹抱式结构，结合料箱和货架尺寸设计了夹抱式堆垛机、夹抱式AGV和配套的辊式输送机，并在此基础上分析了箱式仓库的平均取货时间；最后研究了进出库控制算法和Flexsim仿真软件，设计了箱式堆垛机自检、入库和出库的流程，利用flexsim仿真软件对上述箱式仓库的设计进行了模拟，观察了箱式仓库的出入库能力和堆垛机、AGV小车等的工作情况，并针对这些进行了优化和二次仿真。

研究的结果表明箱式智能仓储平台能很好的完成相应的出入库要求，箱式区域内货架、堆垛机、AGV、辊式输送机等的设计也能符合其相互配合的要求，箱式仓储平台能在自动化仓库中发挥其作用。

关键词：自动化立体仓库；夹抱式；堆垛机；自动引导运输车；Flexsim仿真

Abstract

In this paper, a box - type intelligent storage platform is designed for the automatic three - dimensional warehouse of a research institute.Firstly, the overall layout, structure and function of the automated three-dimensional warehouse are studied, and the required area of the box type area, fire fighting and lighting equipment, and the process of entering and exiting the warehouse are designed.Secondly, the storage and storage capacity of the box warehouse were studied, and the shelf spacing, the height, the position of the horizontal beam, the width and length of the shelf in the box area were designed, and the floor strength of the shelf was checked.Then, the unique structure of the box-type warehouse is studied, and the box-type stacker, the box-type AGV and the matching roller conveyor are designed according to the size of the material box and the shelf. On this basis, the average pick-up time of the box-type warehouse is analyzed.Finally erosion amp;deposition behavior control algorithm is studied and Flexsim simulation software, design the box type stacker self-checking, inbound and outbound process, using Flexsim simulation software to the design of the box-type warehouse is simulated, loading and unloading capacity and observed the box-type warehouse stacker, AGV car, such as work, and according to these are optimized and the second simulation.

The research results show that the box-type intelligent storage platform can well complete the corresponding requirements of in-and-out warehousing, and the design of shelves, stacker, AGV and roller conveyor in the box-type area can also meet the requirements of mutual cooperation, and the box-type storage platform can play its role in the automated warehouse.

Key words： automated stereoscopic warehouse；clamp-type；stacker crane；Automated Guided Vehicle； Flexsim simulation

目 录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 论文研究背景 1

1.2 国内外相关理论及研究综述 1

1.2.1 关于自动化立体仓库的国内外理论 1

1.2.2 关于箱式智能仓储平台的国内外理论 2

1.2.3 文献研究综述 2

1.3 论文研究的目的与意义 3

1.3.1 研究目的 3

1.3.2 研究意义 3

第2章 仓库的规划与设计 5

2.1设计目标与要求 5

2.2 自动化立体仓库的理论与布局 5

2.2.1 自动化立体仓库的构成 5

2.2.2 自动化立体仓库的功能及特点 6

2.2.3仓库初始布局图及介绍 7

2.2.4仓库的布置原则 8

2.3 箱式区域规划设计 8

2.4 料箱尺寸设计 9

2.5 箱式货架设计 9

2.5.1货架的层间距计算 9

2.5.2货架的总高及水平横梁的位置 11

2.5.3货格宽度和货架总长的计算 12

2.5.4货架的地面强度计算 14

2.5.5货架的种类选择及横梁的连接形式 15

2.6 堆垛机的选型 16

2.6.1 夹抱式堆垛机 16

2.6.2 平均取货时间 18

2.7 本章小结 19

第3章 箱式仓库设备规划设计与控制算法 20

3.1 辊式输送机设计计算 20

3.2 夹抱式AGV 21

3.3 照明与消防 23

3.3.1仓库的消防 23

3.3.2 仓库的照明 23

3.4 箱式仓库的出入库流程介绍 24

3.5进出库控制算法 27

3.5.1控制的工艺要求 27

3.5.2控制的流程 28

3.6 本章小结 31

第4章 基于Flexsim的出入库仿真 32

4.1 Flexsim简介 32

4.2Flexsim建模过程介绍 32

4.2.1 CAD背景导入 32

4.2.2 实体使用及介绍 33

4.3Flexsim仿真结果及分析 39

4.3.1初次仿真结果 39

4.3.2结果分析与优化 40

4.3.3 优化后仿真结果 42

4.4 本章小结 44

第5章 总结与展望 45

参考文献 46

致 谢 47

第1章 绪论

1.1 论文研究背景

随着互联网技术的不断发展和全球化的加速，电子商务逐渐站稳了脚跟。以物流为支柱的电子商务需要迅速改变以往缓慢的物流运输和低效的存储方式，因此自动化物流找到了发展的契机^[1]。自动化立体仓库作为物流中重要一环，其发展水平直接决定了整条物流链能否高效有序的工作。与欧洲发达国家的自动化仓储和配送系统不同，中国的物流行业主要依靠增加仓库和操作人员的数量以满足日益增长的仓储需求。随着物流链所需储存货物数量的快速增加和对货物进出效率要求的不断提高，以及建设物流仓储平台的成本约束，使得国内需要尽快完善物流仓储的运营模式，逐步由数量、规模和人力为基础的粗放管理模式向质量、效率和技术为基础的精细化管理模式进行转变。为了满足物流业发展的实际需要，实现物流信息管理自动化，工作重点已经转移到货物的控制与管理，对各类货物实施实时协调和整合。同时，自动化仓储系统也是改善物流仓储中心运作模式的重要方式。能在一定程度上实现物流仓储平台的自动化、立体化和系统化。自动化立体仓库保障了电子商务企业的可持续发展，提高仓库仓储量、工作效率和综合管理水平^[2][3]。

自动化立体仓库相比起传统的人力堆垛搬运仓库，其具备自动存取、高效高速运输、超低失误率等优点，拥有强大的出入库能力的同时，自动化立体仓库、特别是本文所介绍的箱式智能化立体仓库具有极高的空间利用率，能同时满足快速存取、大量仓储和集中控制的要求，构建了极为高效的物流仓储平台，节省了大量的人力和土地资源，在管理上能一定程度地实现自动化、合理化和统一化，是许多中转仓库、配送中心不可缺少的组成部分，也是物流系统实现各项功能的关键因素。自动化立体仓库主要是由高层货架、机械装置、计算机管理系统、PLC控制系统等构成。各组成部分在自动化仓库中都发挥着不可代替的作用，各环节高效的运转保障了自动化仓库能拥有较高的仓储能力和出入库效率^[4]。

1.2 国内外相关理论及研究综述

1.2.1 关于自动化立体仓库的国内外理论

自动化仓库的是在第二次世界大战以后产生的。20世纪50年代初期，美国人采用桥式堆垛起重机建立了立体仓库；在60年代初期又创造了巷道式堆垛机为主的仓库，并在1963年建造了第一座通过计算机控制的自动化立体仓库。自第一座自动化仓库问世后，美国、德国、日本等发达国家的自动化立体仓库飞速发展，迅速成为了现代化工厂重要组成部分。目前在发达国家，自动化立体仓库已经非常普遍；其中日本是全世界自动化立体仓库建造最多、发展最为迅速的国家之一。日本每年都会有数以千计的自动化仓库建成，现已拥有自动化仓库38000多座，并朝着巨型和智能化立体仓库方向迅速发展。

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