立体库技术方案(讨论稿)讲解

1、北京首都机场食品库自动化立体仓库监控系统技术方案（讨论稿）CIMC深圳中集天达空港设备有限公司2007-09-16目录一、系统概况1（一）系统结构1（二）系统网络设计及网络拓扑图31、系统网络设计32、网络拓扑图3（三）设备分布情况52、监控设备具体分布说明63、设备安装及相关软硬件的安装64、控制系统配置图6二、立体仓库监控系统需求分析及功能8（一）立体仓库监控系统需求分析（需要沟通）8（二）立体仓库信息系统各部分功能及现场设备连接81、现场系统功能82、现场设备连接及甲乙双方之间的协调8三、系统作业说明及界面简介9（一）出入库工作流程91、组盘规则和货位分配原则的设计9（1）组盘规则9（2

2、）货位分配原则92、入库10（1）空盘入库10（2）普通货物入库11（3）特殊货物入库（与甲方沟通）14（4）暂存货物入库（需要与甲方进一步沟通）14（5）整盘入库和添加入库143、库内搬移144、出库15（1）空盘出库16（2）货物出库17（3）特殊货物出库（和甲方沟通）20（4）暂存货物出库（需要与甲方进一步沟通）20（5）整盘出库和拣选出库20（二）系统的主要作业流程图211、入库作业流程212、出库作业流程223、空盘入库作业流程234、空盘出库作业流程245、库内搬移作业流程25四、系统软件功能模块26（一）立体仓库监控系统的软件功能模块26（二）监控系统的软件模块及详细功能272首

3、都机场食品库自动化立体仓库监控系统技术方案、系统概况北京首都国际机场配餐楼自动化立体仓库系统是用多层式高层立体货架储存物资、通过自动控制堆垛机进行货物出入库作业、依靠计算机监控系统进行控制和管理的大型自动化立体仓库,是北京机场物流系统的重要组成部分。计算机监控系统是北京首都国际机场配餐楼自动化立体仓库系统的重要组成部分，是以计算机为中心，采用软件系统对下位的设备进行数据的读取和写入，从而对该仓库货物的入库、出库、库内搬移、库存管理等业务进行监视和控制的自动化系统。计算机监控系统实现了仓库的自动化、信息化管理，提高了仓库的装备水平和管理水平。该配餐楼自动化立体仓库的计算机监控系统与上级ERP系统

4、共同组成了北京首都国际机场配餐楼自动化立体仓库的信息系统，是北京首都国际机场物流系统信息化的重要组成部分。(一) 系统结构1、按照结构划分，该自动化立体仓库的计算机监控系统由硬件系统和软件系统两大部分组成，这两个部分的详细组成情况如下：(1) 硬件系统，该系统包括以下主要八个部分：A.服务器B. 工作站C. 网络设备D. 条码扫描仪E. 外形和安全检测装置F. 堆垛机控制系统G. 输送机控制系统H. LED大屏幕显示屏(2) 软件系统，包括两大部分，即：A. 仓库管理系统软件B. 设备控制系统软件系统结构划分图如下：2、按照层次划分，该自动化立体仓库的计算机监控系统及其相关的系统由以下三个层次

5、组成：第一层：上位管理系统(ERP),是位于立体仓库管理系统之上的系统，是计算机监控系统的上级关联系统，为计算机监控系统发出相关的工作指令。其具体作用主要体现在以下几点：(1) 向计算机监控信息系统发送生产计划、采购计划、入出库计划(2) 提供占用资金分析所需的物料单价、总价等数据(3) 提供生产计划、入库计划、出库计划的产品配套结构定义数据等(4) 同时也可以从立体仓库信息管理系统获得各种必要的信息，如库存情况、入出库情况以及配套物品实际入库情况等第二层：监控管理层(计算机监控系统)：是本仓库监控系统的上位机系统，其主要的作用有以下几点：(1) 负责接收、转发和协调管理系统的出入库指令(2)

6、 接收和处理控制系统的请求信号、设备信号及动态图形显示跟踪等(3) 具体负责立体仓库系统的货位管理、出入库管理、查询报表、库存分析、系统维护、故障分析等工作(4) 与ERP系统及监控系统联网进行信息交换(5) 是联系ERP系统和控制执行系统的纽带第三层：控制执行层是自动化立体仓库系统的执行层，其主要的作用有以下几点：(1) 负责监测、搬运等设备的运行(2) 实时接受监控级的操作命令(3) 执行监控系统的任务命令(4) 向监控管理层发出请求和发送设备状态信息层次关系图如下：图2立体仓库监控系统层次关系图(二) 系统网络设计及网络拓扑图1、系统网络设计(1) 系统网络采用二层交换架构的交换式以太网

7、，是一个独立的且能够连接到业主的集团网络，由一台中心交换机和二级交换机构成主干线。中心交换机与主服务器使用千兆以太网链接，二级交换级层采用百兆以太网链接。车间二级交换机把整个网络分成相对独立的区域，实现对网络上的数据通讯实行分区管理。(2) 管理层网络以及监控层网络系统传输采用Ethernet100Mbps模式且符合IEEE802.3标准，支持TCP/IP协议。所有网络通讯都采用的是标准的网络通讯协议和兼容协议。此外，所有网络设备均应按照以上带宽配置。设备控制层网络按照现场总线类型选择，采用符合工业标准的网络配置。(3) 网络设备具有自动识别网络设备及其端口、传输速率和自动配置能力。支持用户分

8、配设备和静态地址和动态地址等功能，支持远程网络管理。2、网络拓扑图23交换机近程监控H柞站(Dall)E沪*釘主环.航居住耳(加】1)交按机条玛打印机现场监控H柞站(Dell)LED大屏再显示屏称塔垛机希送机控制盎控制盘挣柞貝工柞站(西门子工业级工朿站)图3北京首都机场食品库监控系统网络拓扑图（三）设备分布情况1、监控设备布置图巷道（9I二一操作员工作站LED显示器B-B货架OOCL000卜8ERrm*:lU11><MCI操作员工作站（带称重仪表）2400X31=74400堆垛机有终黠能（带出入库工作站PC电馭称重仪耒）有终端操作台（带出入库工字柚PC电脑）=»LED显示

9、器an设备控制裁图4监控系统电气总体布置图2、监控设备具体分布说明(1) 系统服务器(位于机房监控室内)(2) 远程监控工作站(位于机房监控室内)(3) 现场监控共作站(位于仓库监控室内)(4) 操作员(触摸屏)工作站(位于仓库码垛区)(5) 手持条码扫描仪(位于操作员工作站)(6) 固定条码扫描仪(位于堆垛机上)(7) 堆垛机控制PLC(位于巷道的移动机载控制器)(8) 称重机构(位于巷道入口处)(9) LED大屏幕显示屏(位于每个巷道口)3、设备安装及相关软硬件的安装(1) 服务器一台，安装在机房监控室内，146G*2块10Krpm硬盘，RAID1冗余备份，千兆网卡一块。(2) 工作站的操

10、作系统安装WindowsXP。(3) 工作站的监控程序采用MicrosoftVisualC+和MicrosoftVisualBasic企业版编程。(4) 服务器的数据库安装开放式关系数据库SQLSERVER2000。(5) 现场工作站安转激光打印机一台，条码打印机一台。(6) 操作员工作站配置一块以太网卡。(7) 条码扫描仪安装在操作员工作站上。4、控制系统配置图ttllLEDILEWDlltlt图5控制系统配置图ft!二、立体仓库监控系统需求分析及功能(一)立体仓库监控系统需求分析(需要沟通)(二)立体仓库信息系统各部分功能及现场设备连接1、现场系统功能(1) 服务器采用DellPowerE

11、dge1900Server的标准计算机服务器，采用机架式安装以节省安装空间及便于维护和管理。服务器的功能包括数据库管理、系统维护、数据备份等。(2) 监控工作站可以实现仓库货物信息的管理、对立体仓库设备的工作控制和状态监控、作业信息的管理、货位的管理、用户的管理，并且完成有关交易、货物数据的检索、打印等仓库信息的管理。此外，监控机可以实时显示控制系统当前的工作状态，例如堆垛机和输送机的运行、待机、故障等情况以及指令的执行情况。(3) 操作员工作站可以实现仓库货物的组盘、送货单的查询、在线控制指令生成、无线终端的通讯和指令确认，指令的执行等日常出入库作业的操作。(4) 固定条码扫描仪的功能：当货

12、物入库或出库时，读取托盘的号码并将结果送到监控管理系统。该条码扫描仪还有盘库作用，自动盘库时，堆垛机对每一个货位进行扫描，自动读取货位上的托盘或料箱的条码信息。(5) LED大屏幕显示屏的功能：显示出入库状态、货位信息及故障信息。2、现场设备连接及甲乙双方之间的协调三、系统作业说明及界面简介（一）出入库工作流程库内作业主要有入库作业、库内搬移、空盘作业、出库作业等组成。下面，详细给出各种作业的定义及详细工作流程。（需要说明的是界面中绿色的边框表示每种作业的界面区域，红色的标注表示作业过程中的步骤提示）1、组盘规则和货位分配原则的设计（1）组盘规则A. 自动组盘和批量注册系统自动分解货单完成组盘

13、和批量注册。本方法适用于一个托盘只放相同规格的同一种货物，大批相同货物默认简化登记过程。实现要点：a. 自动组盘是指：同种、同规格的货物在本系统注册、形成任务单之后，由系统自动分解为若干个整盘，或分解成若干个整盘和一个未满托盘的任务分解过程。整盘数量（安全限额）指的是在保证安全的情况下，单个托盘能够存放的同规格同种货物的最大数量或质量（实际上是由托盘和货架设计的额定载货重量和体积决定的）。某种货物的整盘数量由贵方根据实际情况进行定义。b. 系统根据入库货物的总数量自动分解任务，仓库操作员根据系统分解任务的情况完成组盘；c. 根据组盘情况录入每条任务的托盘号，建立货物和托盘之间的一一对应的关联关

14、系。B. 人工手动组盘和注册人工手动组盘和注册，本方法适用于数种物料同时组盘及采用条码扫描仪逐项清点或没有条码的货物人工录入数据的情况。实现要点：a. 人工手动组盘注册：由仓库操作员将拟定入库的货物逐个装盘，人工录入数据完成组盘和注册的任务分解过程。b. 实现步骤是，用条码扫描仪扫描货物条码，录入货物基本信息，计算机给出默认的装盘数量，如实际装盘数量不同，可以修改，确认基本信息后，扫面托盘条码，分配托盘号，最后再扫描货物条码，进行确认，如此托盘上还需放其它货物，再执行以上过程，组盘完成后，最后确认，建立货物和托盘之间的一一对应的关联关系。对于没有条码的货物，也可手动录入信息，手动确认。（2）货

15、位分配原则对于同一仓储区的货物，货位分配原则为由近及远，由下及上。2、入库入库包括：空盘入库、普通货物入库、特殊货物入库、暂存货物入库等作业过程。本系统的入库界面如下图所示：(1)空盘入库空盘入库是指没有放任何货物的空托盘直接入库的过程。对于空盘入库直接选择存储区、巷道、工作台、源地址和目的地址，可直接生成指令。-|n|x|巷道选择、作业类型及地址选择s广州新白云机场配餐楼仓库管理与控制系编查询(0出入库操作(邑统计报表(或系统管理佢)系统设置皿其它(Q)巷道选择：|3作业类型：|习输人地址：未执行指等表源地址I目的地址I正在执行指令表源地址1目的地址已执行指令表源地址1目的地址1连接FS|&

16、#187;系统启动|»执行作业指等»终止作业指令|»系统终止|»斷开PLC1,2,3巷道固定条码未连输送设备状态监观与控制连接条码仪输送机1紧急停止输送机2紧急停止输送机3紧急停止强制终止系统输送机4紧急停止输送机5紧急停止输送机6紧急停止全部输送机紧急惇止各输送机状态监观未与出人货物工作站计算机连接未与设备FIT连接未与生产管理(HOST)服务器连接2004-05-0515:55:01存储区选择：11录.操作员离站操作员代玛：GZJUPCL_001工作台号：托盘号码：r渚空|生成指令(2)普通货物入库货物采购部门将采购的货物送到仓库，仓库操作员根据采购

17、的货物生成入库单。根据采购货物的规格及数量和默认的组盘规则及货位分配原则，确定如何组盘，并自动生成指令。A.选择存储区、工作台及存货单位指定这批货物放在那个仓储区(虚拟)，将从哪个工作台进入，为哪个公司的货物；B.生成入库单输入货物品名编号，数量等信息，并选择供应商（货物种类及供应商必须是已经进行过登记的），添加到入库单。C. 生成任务货物添加到入库单完成后，系统根据默认的组盘规则，确定组盘的数量，即指令的数量；组盘规则为一个托盘只能放一种货物，实现定义每种货物的满盘数量。生成任务前可以设定生成入库任务的规则，有任务优先和指定巷道。D. 发送任务确定托盘条码，完成组盘，系统根据规定的货位分配原

18、则分配货位，并生成指令；默认的货位分配原则是在同一仓储区内按由近及远，由下到上，优先级组建降低的原则任务发送完毕后，保存入库单。E.入库作业完成生成的指令进入指令队列，系统根据定义的指令执行顺序执行指令；规则为出库优先和顺序执行托盘放入指定货位以后，数据库都有相应数据更新，确认该托盘已经入库。(3) 特殊货物入库(与甲方沟通)(4) 暂存货物入库(需要与甲方进一步沟通)(5) 整盘入库和添加入库根据具体情况的不同，生成的指令有可能为整盘入库或添加入库。下面给出整盘入库和添加入库的详细定义。整盘入库：托盘上要放的货物达到规定的整盘要求，再将货物入库为整盘入库。添加入库：原来托盘上的货物没有满盘，

19、补充部分货物后再入库。3、库内搬移(1) 库内搬移：将货架上某一托盘及其上的货物从一个位置搬移到另一个位置，实际上是货物物理位置的变更。(2) 库内搬移的意义：可以人为的调整仓库货物的存储状况，使仓库的货物分配更加合理，从而使货物的出入库比较方便。(3) 库内搬移直接选择存储区、巷道、工作台、源地址或目的地址，可直接生成指令。存储区选择：11操作员离站操作员代玛：GZJUPCL_001S广州新白云机场配餐楼仓库管理与控制系编!x|查询©出入库操他统计报表®系统管理系统设割其它巷道选择、作业类型及地址选择巷道选择：|3作业类型：|习输人地址：工作台号：托盘号码：r未执行指等表

20、源地址I目的地址I正在执行指令表源地址1目的地址已执行指令表源地址1目的地址1连接FS|»系统启动|»执行作业指等»终止作业指令|»系统终止|»斷开PLC1,2,3巷道固定条码未连输送设备状态监观与控制连接条码仪输送机1紧急停止输送机2紧急停止输送机3紧急停止强制终止系统输送机4紧急停止输送机5紧急停止输送机6紧急停止全部输送机紧急惇止各输送机状态监观未与出人货物工作站计算机连接未与设备FIT连接未与生产管理(HOST)服务器连接2004-05-0515:55:01渚空|生成指令4、出库出库包括：空盘出库、普通货物出库、特殊货物出库、暂存货物出

21、库等。本系统的出库界面如下图所示：下面给出各种出库作业的工作流程：(1)空盘出库空盘出库是指没有放任何货物的空托盘直接出库的过程。对于空盘出库直接选择存储区、巷道、工作台、源地址或目的地址，可直接生成指令。!x|巷道选择：|3作业类型：|习输人地址：未执行指等表源地址I目的地址I正在执行指令表源地址1目的地址已执行指令表源地址1目的地址1连接FS|»系统启动|»执行作业指等»终止作业指令|»系统终止|»斷开PLC1,2,3巷道固定条码未连输送设备状态监观与控制连接条码仪输送机1紧急停止输送机2紧急停止输送机3紧急停止强制终止系统输送机4紧急停止

22、输送机5紧急停止输送机6紧急停止全部输送机紧急惇止各输送机状态监观未与出人货物工作站计算机连接未与设备FIT连接未与生产管理(HOST)服务器连接2004-05-0515:55:01S广州新白云机场配餐楼仓库管理与控制系编查询(0出入库操作(邑统计报表(或系统管理佢)系统设置皿其它(Q)巷道选择、作业类型及地址选择存储区选择：11操作员离站操作员代玛：GZJUPCL_001工作台号：托盘号码：r渚空|生成指令(2)货物出库仓库操作员根据取货单位提供的需出货的种类和数量，生成货物出库单，系统根据生成出库单的货物种类和数量，自动选择出货货位并生成指令。A.选择存储区、工作台及存货单位指定这批货物放

23、在那个仓储区(虚拟)，将从哪个工作台进入，为哪个公司的货物。B.生成出库单输入货物品名编号，数量等信息，并选择领货单位（货物种类及领货单位必须是已经进行过登记的），系统自动生成出库单号，将出库货物添加到出库单。C.生成任务货物添加到出库单完成后，系统根据定义的出货规则，自动寻找货位，并生成出库指令。出货规则为按距保质期的先后出货，距保质期近的先出，对于无保质的货物按先进先出的原则（为何不按由近及远的原则）。生成任务前可以设定生成入库任务的规则，有任务优先和指定巷道。D.发送任务确定生成的出库指令无误后，将指令发送到指令列表，等待执行。任务发送完毕后保存出库单。E. 出库作业完成生成的指令进入指

24、令队列，系统根据定义的指令执行顺序执行指令；(规则为出库优先和顺序执行)货物托盘送到指定工作台后，数据库都有相应数据更新，确认该托盘已经出库。(3) 特殊货物出库(和甲方沟通)(4) 暂存货物出库(需要与甲方进一步沟通)(5) 整盘出库和拣选出库根据具体情况的不同，生成的指令有可能为整盘出库或拣选出库。下面给出整盘出库和拣选出库的详细定义。整盘出库：托盘上要放的货物达到规定的整盘要求，再将货物出库为整盘出库。拣选出库：从托盘拣出部分货物后再入库，实际上包括一个出库过程和一个入库过程。首都机场食品库自动化立体仓库监控系统技术方案（二）系统的主要作业流程图1、入库作业流程入库作业流程货物基本信息注

25、册？是否继续入库作业？t是是处理未处理的入库单？否否货物正常入库？货物暂存入库？货物特殊入库？是是否录入货单编号是2-？否否删除是否否结是否否自动分解任务组盘？是否是是货物基本信息是否存在？是否处理未处理的入库是否手动生成入库单？V人工分解任务组盘？L是否进行修改？组建新托盘？-二'否是继续处理入库单？结束（注为生成入库单流程）需求不明待细化选择存储区、工作台、存货单位系统自动分解货单进行组盘，生成任务列表系统提示：没有选择生成入库单方式托盘扫描托盘及货物，输入数量，建1系统提示：没有选择入库种类！选择要处理的入库单系统提示：未选择组盘方式从WMS下载入库单选择货物基本信息手动录入货物

26、基本信息疋选择欲添加的托盘输入添加的货物及数量任务生成规则预设货物基本信息注册开始入库作业修改相应任务列表保存当前入库单'添加到当前入库单是需求不明待细化选择货物供应商2、出库作业流程出库作业流程开始出库作业是否继续出库作业？是否特殊货物出库？退货出库？否是否否是否录入货单编号是否1r是是继续添加？否否否结束是选择要处理的出库单否自动分解出库单？人工分解任务？是否拣选出库？是是否否是输入出库货位货物基本信息是否与库存相符？是否手动输入出库货位？是否手动输入出库货位？是否处理未处理的出库单？添加到当前出库单是否从WMS下载出库单？是执行未执行的指令？缺手动生成出库单？继续生成出库单？否是

27、处理未处理的入库单？1（注为生成出库单流程）结束结束*选择出选择出选择存储区、工作台、存货单位系统自动分解出库单,生成任务列表系统提示：没有选择生成出库单方式4系统提示：未选择任务生成1方式手动录入货物基本信息从WMS下载出库单系统提示：没有选择出库彳种类在库存货物中选择任务生成规则预设保存当前出库单是输入出库货位需求不明待细化是需求不明待细化选择领货单位是需求不明待细化首都机场食品库自动化立体仓库监控系统技术方案图8空盘入库作业流程图233、空盘入库作业流程空盘入库作业流程首都机场食品库自动化立体仓库监控系统技术方案304、空盘出库作业流程空盘出库作业流程图9空盘出库作业流程图5、库内搬移作

28、业流程库内搬移作业流程图10库内搬移作业流程图四、系统软件功能模块（一）立体仓库监控系统的软件功能模块首都机场自动化立体食品库监控系统软件功能模块图货物入库管理出入库管理统计报表系统管理日志管理空盘出入库及库内搬作业指令执行调度管1-理库存盘占出入库统计出入库统计操作员密码修改操作员密码修改客户资料维护客户资料维护货单标志符/预警货单标志符/预警仓库主管首手册仓库主管首手册校正系统时间校正系统时间系统设置系统设置操作员离站/登陆操作员离站/登陆系统帮助系统帮助系统事件日志系统通讯日志系统故障日志数据备份数据导出数据导入图9软件功能模块（二）监控系统的软件模块及详细功能子系统模块名称提供功能备注系统査询货位直观图系统以图形的方式显示仓库货位的分布情况，货位的使用情况并可浏览指定货位的信息。库存査询根据用户选择的查询条件（按所有数据项分别查询）对库内货物信息进行查询浏览。货位杳询用户可以对库内货位的信息进行浏览查询。仓库使用情况统计查询系统对货位的使用量进行统计，显示仓库货位的使用情况。出入库单査询提供对数据库中所有已保存的货单的查询功能盘点表