《智能仓储设备运行与维护》 课件-项目1　智能仓储概述

什么是智能仓储一、智能仓储产生背景二、智能仓储的核心价值三、智能仓储的特征四、智能仓储的发展现状五、智能仓储与智慧物流一、智能仓储产生背景随着现代科学技术和生产力的发展，仓库已经由过去单纯的作为“储存保管商品的场所”逐步的向“商品配送服务中心”发展。而仓库曾经也只被认为只有仓储的功能，而现在库存的“流速”已经成为评价仓库职能的重要指标，对仓储管理的要求也从静态管理向动态管理发生着根本性的转变。现代商品配送中心不仅储存保管商品，更重要的是担负着商品的分类、检验、计量入库、保管、包装、分拣出库及配送等多种功能，并配有计算机实行自动化管理。伴随着传统行业的业务流程不断再造，对仓库的整个处理能力提出了更高的要求，传统的仓储配送已经远远跟不上时代的需求。不管是在成本管理，还是在场景上，仓库都面临着很大的压力。在传统仓储弊端横生、落后于时代的现实问题面前，智能仓储应运而生。二、智能仓储的核心价值智能仓储行业处于产业链上中游的系统集成商，处于整个产业链的核心地位，由于物流仓储系统不是简单的设备组合，需要以系统思维的方式对设备功能的充分应用，并保证软硬件接口的无缝和快捷，目的是实现集成创新，这是一个全局优化的复杂过程。只有通过运用系统集成的方法，才能使各种物料最合理、经济、有效地流动，实现物流的信息化、自动化、智能化、快捷化和合理化。智能仓储的应用，保证了仓库管理各个环节数据输入的速度和准确性，确保企业及时准确地掌握库存的真实数据，合理保持和控制企业库存，通过科学的编码，还可方便地对库存货物的批次、保质期等进行管理。三、智能仓储的特征1.智能仓储的优势智能仓储系统是智能制造工业4.0快速发展的一个重要组成部分，它具有节约土地、节省人工、避免货损、节约资金、提高效率、提升形象等诸多优点。如图1所示。图1智能仓储的优势三、智能仓储的特征2.智能仓储的劣势智能仓储装备系统虽然具有众多优势，但其劣势也不容忽视，具体如图2所示。图2智能仓储的劣势四、智能仓储的发展现状当前，我国智能仓储在“互联网+”战略的带动下快速发展，与大数据、云计算等新一代互联网技术深度融合，整个行业向着运行高效、流通快速的方向迈进。具体表现如图3所示。图3我国智能仓储的发展现状五、智能仓储与智慧物流智能仓储与智慧物流息息相关。现代智慧物流技术是建立一种基于以网络信息技术体系为基本支撑，在运输、仓储、装卸搬运、配送、信息服务等各个物流环节实现系统感知、全面分析、及时处理及自我调整功能，实现物流整合、查询、创新的现代综合性物流系统。智能仓储是智慧物流发展的核心阵地及联系产业上、下游的关键纽带，其依托云计算、大数据、人工智能等新技术，应用物联网、传感技术、射频等技术，实现仓储过程的数字化、信息化、自动化。作为智慧物流的核心环节之一，智能仓储的降本增效是现代物流发展突破的关键所在。THANKYOU智能仓储的系统组成一、典型智能仓储系统的硬件组成二、典型智能仓储系统的通信拓扑关系三、典型智能仓储的软件拓扑关系一、典型智能仓储的硬件组成AS/RS立体仓货到人拣选BTB实训平台（后文简称：平台）展示了物流自动化、生产数字化、控制网络化、系统集成化等思想，涉及信息采集技术、物流输送技术、工业机器人技术、机电一体化技术、仓库管理与控制技术、物流管理技术、智能拣选技术、计算机应用技术等领域的知识和技能。图1展示了平台的单元组成，硬件单元主要包括基台、收货台单元、输送系统、巷道仓储单元、托盘机单元、转台单元、智能拣选单元、监控单元、RFID模块单元、总控单元、WMS服务器、仓库基础设施等部分。网络单元由工业交换机、无线路由器组成可提供现场有线网络及WIFI无线网络。每个单元组合后可快速固定在基台上，布置远程IO模块通过工业以太网实现信号监控和控制协调，用以满足不同的工艺流程要求和功能实现。每个单元可以与其他单元进行拼接，根据工序顺序，自由组合成适合不用功能要求的布局形式。一、典型智能仓储的硬件组成托盘机基台输送线巷道仓储单元总控单元收货平台智能拣选单元WMS监视屏人机交互平台图1AS/RS立体仓货到人拣选BTB实训平台（平台）一、典型智能仓储的硬件组成1.基台基台单元尺寸规格为3.75×3.75m，由9块1.25m×1.25m平台拼接，高度为200mm，如图2所示。台面上面板材料为碳钢，能利用磁力座在其上方快速固定各个模块单元，为搭建各种布局形式奠定了基础，基台亦可根据教学需求拓展更大的面积。图2基台一、典型智能仓储的硬件组成2.收货平台收货工作站由工作台、打印机、电脑主机、手持扫码终端构成，如图3所示。收货平台可以满足两种作业工作：（1）收货作业，包括：到达产品卸货、货物外观查验、检查物料的数量和质量是否与货单一致、更新库存等。（2）入库作业，根据WMS系统提示将托盘与码好的物料进行信息绑定建档。方便后续将绑定好信息的托盘放置入库端输送机，执行托盘入库。图3收货平台WMS管理界面打印机手持扫码终端电脑主机工作台一、典型智能仓储的硬件组成3.输送单元输送单元可以组成输送线，是物流系统的必备基本组成部分，包括移载输送机、皮带输送机、同步带输送机、辊筒输送机等。输送单元负责接驳物流系统的各个环节，硬件结构主要包含输送机本体、调速控制器，远程IO模块、光电传感器、磁力脚座等组件构成，如图4、图5、图6所示。输送单元可以根据不同场景，高度模块化单元自由组合，各单元的流程控制信号由远程I/O模块通过工业以太网与总控单元实现交互。图4移栽输送机电气柜输送机构RFID读写器RFID控制器光电传感器磁力脚座顶升移载机一、典型智能仓储的硬件组成图6皮带输送机图5同步带输送机光电传感器输送机构磁力脚座输送机机架电源快插光电传感器输送机机架输送机构电源快插RFID控制器磁力脚座电气柜一、典型智能仓储的硬件组成4.转台单元转台又称旋转输送台，用于货物周转箱的90°、270°的转向输送或停止，根据WMS的指令将周转箱转运到相对应位置，如图7所示。转台由输送机构、气缸回转机构、光电传感器、电器柜、磁力脚座等部分组成。设备尺寸：L260×W260×H635mm，磁力脚座可以让转台单元与基台快速固定。图7转台单元一、典型智能仓储的硬件组成5.巷道仓储单元巷道自动化立体仓库，是物流仓储中的核心设备，如图8所示。利用立体仓库设备可实现仓库高层合理化、存取自动化、操作简便化。此处的巷道仓储单元是微缩化的巷道式自动化立体库，主要由设备底架、出入库输送机、堆垛机、立体货架、电气控制系统等组成。根据WMS指令，巷道堆垛机穿行于货架之间的巷道中，完成存、取托盘的工作。运用一流的集成化物流理念，采用先进的控制、总线、通讯和信息技术，通过以上设备的协调动作进行出入库作业。图8巷道仓储单元一、典型智能仓储的硬件组成6.智能拣选单元智能拣选单元通过协作机器人可以对托盘上的物料进行拆垛操作，也可以把物料放在托盘上进行码垛操作。托盘位置的RFID读写器可以读取托盘信息，协作机器人携带3D视觉相机对托盘进行指定信息的拆垛与码垛工作，并将完成后的信息传输给中控系统，如图图9所示。平台的智能拣选单元、由设备台架、协作机器人、3D视觉相机、显示器、控制系统、磁力脚座等部分组成。磁力脚座可以让智能拣选单元在基台上快速固定。图9智能拣选单元一、典型智能仓储的硬件组成7.托盘机单元平台的托盘机单元主要由设备台架、自动托盘系统、输送机、控制系统、磁力脚座等部分组成。托盘机单元可以对空托盘进行回收，也可以作为托盘仓向生产线提供托盘，如图10所示。（1）托盘回收当空托盘输送到托盘机上时，自动托盘系统可以将托盘依次托起堆叠放入托盘仓。（2）托盘供料当生产线需要空托盘时，自动托盘系统可以将托盘仓里的托盘依次取出，提供给输送线。（3）物料暂存当生产线上的物料需要调整输送顺序时，托盘机单元可以充当暂存站。图10托盘机一、典型智能仓储的硬件组成8.WMS监视屏WMS监视屏不仅可以实时显示现场监控画面，而且还实时显示订单信息，如图11所示。图11WMS监视屏一、典型智能仓储的硬件组成9.总控单元总控单元是各单元程序执行和动作流程的总控制端，是工作站的核心单元，由工作台、控制模块、操作面板、电源模块、气源模块、显示终端、交换机、三色灯等组件构成，如图12所示。图12总控单元总控制柜主控显示屏二、典型智能仓储的通信拓扑关系如图13所示，为智能仓库的电气拓扑图。系统架构是由WMS、WCS、PLC控制系统和外部系统四部分组成。图13智能仓储的通信拓扑二、典型智能仓储的通信拓扑关系1.WCS与PLCWCS系统是介于WMS系统和PLC控制器之间的一层管理控制系统。一方面，它与WMS系统进行信息交互，接受WMS系统的指令，并将其发送给PLC控制器，从而驱动生产线启动相应的机械动作。另一方面，它将PLC系统的状态及数据实时反映在界面上，并提供对PLC控制器和生产线的手动调试接口。2.PLC与PLCPLC与PLC之间主要通过S7协议进行通信，S7通信支持包括西门子S7系列的S7-200、S7-200Smart、S7-300、S7-400、S7-1200以及S7-1500PLC控制器的以太网通信。总控PLC将取/放料的仓位、取/放料指令等信息传输给巷道仓储单元的PLC，巷道仓储单元的PLC会将物料是否到位、仓储单元运行状态等信息反馈给总控PLC。如此，巷道仓储单元可与智能仓储系统中的输送链之间协作来完成物料的出/入库作业。二、典型智能仓储的通信拓扑关系3.PLC与模块单元PLC与各单元模块之间采用Profinet协议进行通信。在此通信过程中，PLC作为总站向各个模块发送控制指令，各模块中的远程端子作为Profinet从站接收该控制指令进行作业，同时从站也会向总站反馈设备运行状态等信息。远程端子与单元模块内部的执行机构（如气缸、电机、传感器等）利用IO进行通信。4.协作机器人与3D视觉控制器3D视觉传感器作为拣选单元的眼睛，通过TCP/IP与视觉控制器进行通信。协作机器人需要根据视觉检测信息执行后续作业，就必须与视觉控制器建立通信关系，两者之间为TCP/IP通信。协作机器人向视觉控制器发送启动视觉检测、检测信息上传等指令，视觉控制器则将方位、姿态、颜色、形状等检测信息上传至协作机器人，从而完成智能拣选作业。二、典型智能仓储的通信拓扑关系5.PLC与RFID、触摸屏触摸屏，作为PLC控制器的人机交互界面，可以通过元件组态直接与PLC的数据进行关联，从而对PLC控制下的执行设备进行监控。这里的通信方式取决于触摸屏的类型，如果为西门子品牌的触摸屏，如巷道仓储单元与其对应的触摸屏，与PLC采用Profinet协议进行通信；如果为第三方品牌的触摸屏，如总控PLC对应的触摸屏，与PLC采用TCP/IP进行通信。RFID可以在阅读器与电子标签之间进行非接触式的数据交互。在智能仓储系统中，该电子标签承载着物料的仓位、种类、拣选等信息。RFID阅读器与PLC采用TCP/IP进行通信，在实际运营中，RFID可以用于入库时的托盘信息标识，也可用于出库时的信息校验等场景。三、典型智能仓储的软件拓扑关系在智能仓储系统中，多个软件系统共同协作才能满足作业的正常运行。如图14所示，这些软件系统包括WMS系统、SCADA系统、监控系统、标签打印系统等。智慧仓储的软件单元为PQ-WMS管控一体化仓储管理系统，其包括了仓库管理系统(WMS)和仓库设备控制系统(WCS)的功能于一体。通过建立起业务系统与物流设备之间的通讯桥梁，负责协调、调度底层的各种物流设备，使底层物流设备可以执行仓储系统的业务过程，并且这个过程完全是按照程序预先设定的流程执行的。图14智能仓库软件控制拓扑图三、典型智