开题报告-小型立体仓库设计

PAGE毕业设计（论文）开题报告1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述：文献综述一、课题研究背景自动化立体仓库自从五十年代首次出现以来，由于它在实践应用方面所具有的无比优越性,得到了迅速的推广、应用与发展。现在自动化立体仓库己经成为现代物资存取技术与自动化技术相结合的高新技术产物，是物流自动化的显著标志之一，是现代化大生产的必然产物,自动化技术和计算机技术的迅速发展为仓库的自动化提供了有力的条件。企业现代化生产规模的不断扩大和深化，使得仓库成为生产物流系统中的一个重要且不可缺少的环节[1]。立体仓库正以它最小的占地面积和最佳的空间利用率，逐步代替了面积大利用率低且陈旧落后的平面仓库，这种代替促使仓储物流业的水平提高。物流自古以来就伴随着人类社会共同向前发展,成为人们生活中不可缺少的组成部分，是现代科学技术与工业发展相结合的产物[2-3]。现代的物流与仓储系统主要以自动化立体仓库为核心,并由仓库外围设备构成,全部设备均由管理控制系统实行监控。本次研究设计的小型立体仓库集机械、电子,控制技术、计算机技术于一体,具有科技含量高,货物存取效率高和自动化程度高等特点,满足现代化企业对高效仓储设施和管理自动化的要求,能够实现货物的迅速、准确存取,自动进行库存分析和管理,为物资采购、供应和计划调度提供科学依据。本次研究设计的对象是一个配有有轨堆垛机的、能够自动存取的、单排的小型立体仓库。二、课题研究的目的及意义自动化立体仓库可以产生巨大的社会效益和经济效益。它通过高层货架存储，使存储区大幅度地向高空发展，提高了空间利用率[4];存取自动化，操作简便化；自动化立体仓库采用层积式存放，结合计算机管理，可以很容易实现先入先出，防止货物的自然老化、变质和损坏;通过自动存取系统(AS/RS),加快了运行和处理速度，提高了劳动生产率，降低操作人员的劳动强度;采用自动化技术后，还能较好地适应黑暗、低温、污染、有毒和易爆等特殊场合的物品存储需要;计算机控制能够始终准确无误地对各种信息进行存储和管理,减少了货物处理和信息处理过程中的差错[5];同时借助于计算机管理还能有效地利用仓库存储能力，便于清点和盘库，合理减少库存，加快资金周转，节约流动资金，从而提高仓库的管理水平。自动化仓库的信息系统[6]可以与企业的生产信息系统集成，实现企业信息管理的自动化。立体仓库的出现,实现了仓库功能从单纯保管型向综合流通型的转变。随着现代化生产规模的不断扩大和深化,它将为工业、企业带来巨大的经济效益。三、国内外立体仓库的发展及现况3.1国外的发展状况1950年美国首先产生了手动控制的桥式堆垛起重机，这种起重机的大梁悬挂一个门架(立柱)，利用门架的上下和旋转运动来搬运货物，与此同时也提出了高层货架的新概念，被认为是自动化仓库的雏形。1960年左右在美国开始出现了由人工操作的巷道式堆垛机。随着立体仓库的发展，巷道式堆垛机逐渐代替了桥式堆垛机[7]。1963年美国的一个食品厂在仓库工作中采用电子计算机，成为世界上最早的全自动化仓库。从1967年开始，相继完成了一些计算机管理和计算机控制的全自动化仓库，1970年安装了了由货架支承式变为地面支承式的高度达40米的堆垛机。70年代还提出了采用50米高堆垛机的可能性。进入90年代后，堆垛机在使用范围和性能上有了很大的发展[8]。在日本，从1967年开始安装了高度为20到25米的高层堆垛机，1965年出现了联机全自动化仓库。此后，日本的自动化仓库技术和设备的台数都有了突飞猛进的发展，在各个部门都安装了各种各样的堆垛机，特别是1973年建成了一座贮藏生鲜食品的自动化冷藏库，这是世界上第一座温度在零下40摄氏度的低温仓库，解决了低温条件下堆垛机工作的可靠性和技术方面的问题，取得了引人瞩目的成果。2001年日本的自动化仓库技术和自动化仓库的拥有量位居世界前茅[9]。2017美国学者J．A．White将自动化技术在仓储领域(包括立体仓库)中的发展分为五个阶段：人工仓储阶段、机械化仓储阶段、自动化仓储阶段、集成化仓储阶段和智能化阶段。其中智能自动化仓储在九十年代后期以及二十一世纪的若干千年内，将是自动化立体仓库技术的主要发展方向[10]。3.2国内的发展状况我国对自动化立体仓库及其物料搬运设备的研制并不晚，1963年研制成第一台桥式堆垛起重机(机械部北京起重运输机械研究所)，1973年开始研制我国第一座由计算机控制的自动化立体仓库，该库1980年投入运行。1995年建成的仪征化纤工业联合公司涤纶自动化立体仓库是由国内独立设计和制造的综合自动化程度最高的立体仓库。近些年，我国自动化仓库技术发展很快，已实现了与其他信息决策系统得集成，并正在做智能控制和模糊控制的研究工作。2009年建设的自动化立体库主要集中在机械制造、汽车、烟草、食品加工、服装生产、医药生产及流通等行业[11-12]。军队自动化立体仓库建设速度加快，近两年全军列入建设计划的自动化立体库有几十座，各供应厂商格外重视该市场领域，今后的竞争将日趋激烈。1980年由北京机械工业自动化研究所等单位研制建成我国第一座自动化立体仓库，并在北京汽车制造厂投产[13]。从此以后，立体仓库在我国得到了迅速的发展。1995年建成的仪征化纤工业联合公司涤纶长丝自动化立体仓库是日前由国内独立设计和制造的综合自动化程度最高的立体仓库高度。这些立体仓库广泛使用在机器制造业、电器制造业、航空港、轻工和化工企业、商储业、军需部门等各行各业。目前我国有能力承接立体仓库设计任务的单位已达数十家。2000年以来我国自动化仓库技术发展很快，己实现了与其它信息决策系统的集成，并正在做智能控制和模糊控制的研究工作。尽管如此，至今在我国己建成的集成化仓储系统还不多，我国的自动化立体仓库与国外发达国家相比，无论是从数量上还是从建设水平上都有着比较大的差距[14]。自动化立体仓库在国内大中城市发展前景看好。上海市已经把发展立体仓库和立体仓库事业作为上海的五大支柱产业之一[15]。仓库物流业的发展是一个及其复杂的动态产业。而流通领域的革命是通过物流设备完成的，并将新的业种和技术引入了现代社会，成为一门新兴产业，对提高产、供、销的效率和效益起着关键性的作用。在这个系统中包含着经济指标。技术先进性和科学。运用自然科学中的数学逻辑推理与计算，对系统进行模型化、模拟化、仿真分析和优化设计[16]，使集“物流、商流、资金流和信息流”于一身的物流配送系统，在经济发展中得到延伸。2010年以后我国的物流产业与美国、日本、德国等发达国家的差距在不断缩小[17][18]。所以，为了提高我国整体物流业的实力，同时为国家经济建设充分发挥强大的作用，通过道路交通的发展带动仓库物流技术，以仓库设备及技术的提高带动机械制造业的发展，建立良好的物流系统，使其越来越多地发挥出强大生命力，在国家经济建设中发挥出越来越重要的作用。相信在不久的将来,随着国家经济建设步伐的加快,自动化搬运和仓库设备的完善，计算机及信息网络技术的普及，人们意识的提高，集自动化、计算机和信息化管理的物流网络系统必将大大发展，以物流发展起来的网络系统将发挥出巨大的力量[19]。四．课题总体设计方案本次设计对象是一个配有有轨堆垛机的、能够自动定位的、单排的小型立体仓库。自动化立体仓库(AS/RS)是由高层货架、托盘或货箱、巷道堆垛机、堆垛机控制系统以及其他辅助设备组成的自动化系统。自动化立体仓库的组成设备众多，它是一个由相互作用、相互联系的各种因素和环节构成的综合系统。同时，作为一个相对完整的子系统自动化立体仓库还与企业供应链上的其他环节相互衔接。因此仓库的设计过程实际上是一个不断分析各种因素之间的相互关系并做出最合理决策的过程。(1)收集和研究原始资料。在确定要建立自动化立体仓库之后，规划设计人员需要研究原始资料,经过分析和整理后结合实际情况进行修订,得出仓库规划设计的主要依据。(2)确定仓库形式、一般采用单元货位式仓库，对于储存品种单一或很少，而批量较大的仓库则可采用重力式货架仓库或者其它形式的仓库;本次设计的小型立体仓库主体由底盘、3列4层12个仓库。(3)确定货物单元形式和货架设计。为了确定货物单元形式、尺寸和重量，应该对货物进行品种分析来确定库存量和仓库总体尺寸。确定立体仓库的总体尺寸时,考虑到容易实现和经济性要求，仓库不宜设计的过高，以0.5-2m的高度为宜。仓库的高度和长度之间的比例关系一般在0.15—0.4;仓库的宽度和高度之间的比例关系一般在0.12—0.4。(4)堆垛机的选择。堆垛机是立体仓库的关键部件，负责全部货物的入库、出库承运作业，可实现三个自由度（X、Y、Z轴）的运动。X轴方向行走有效距离为800mm由伺服电机控制；Y轴方向由双活塞滑台气缸控制实现货物的存取；Z轴由伺服电机控制有效行走距离为800mm。(5)小型立体仓库设计各部分运行速度的选择。立体仓库的出入库流量设计主要和出入库搬运周期有关。立体仓库的搬运周期一般取决于巷道堆垛机的作业循环时间。堆垛机的出入库搬运分为单一作业和复合作业两种，堆垛机的搬运周期越短，立体仓库的出入库作业效率也越高。本次设计行走速度，提升速度，货叉升出速度都为0.6m/min。(6)总体布局设计。在完成上述五个主要步骤之后，便可以根据作业要求对自动化立体仓库进行总体布局设计。总体布局设计时应考虑立体货架与作业区的衔接方式和货物单元出入高层货架的方式。五．总结本文介绍了小型立体仓库的设计，立体仓库主要包括:巷道堆垛机、高层货架、托盘、周边输送系统、计算机管理与控制系统、信息采集系统、执行机构等部分组成。自动化立体仓库是一种用高层立体货架(托盘系统)储存物资，用电子计算机控制管理和用自动的自控制堆垛运输车进行存取作业的仓库，是现代物流系统的一个重要组成部分。与平库相比，可节约70%的占地面积和70%的劳动力具有很高的空间利用率和出人库能力，在仓储和制造业中能极大地加快货物的出人库存储节奏，减轻工作人员的劳动强度，增强作业的安全性，提高货物流通效率。堆垛机是自动化立体仓库的心脏部分，自动化立体仓库的优越性必须依靠堆垛机才能充分体现出来。可编程控制器PLC作为一种工业控制计算机，兼具控制功能强、处理速度快、结构模块化、配置灵活、性价比高等突出优点，是目前广泛应用的控制装置之一，应用于堆垛机控制系统具有明显的优势。参考文献[1]关宏,苑韬.立体仓库规划设计方法研究.物流技术,2014,12(6):50-51.[2]周美兰主编.PLC电气控制与组态设计.北京:科学出版社,2016,15-17.[3]Ya-HongHu,ShellYingHuang,ChuanyuChenect.Traveltimeanalysisofanewautomated，Storageandretrievalsystem.Computers&OperationsResearch,2015,14(8):1515-1524.[4]曾庆波主编.监控组态软件及其应用技术.哈尔滨工业出版社,2016,17-20.[5]龚中华,史建成,孙毅.三菱FX系列PLC应用技术.北京:人民邮电出版社,2016,12-15.[6]吴宏韬.立体仓库规划设计方法研究.物流技术,2015,45(5):50-51.[7]刘金平,周炳海,奚立峰.在线自动化立体仓库的库位分配方法及其实证研究.工业工程与管理,2010,16(10):11-16.[8]RenédeKoster,ThoLe-Duc,KeesJanRoodbergen.Designandcontrolofwarehouseorderliteraturereview.\o"GotoEuropeanJournalofOperationalResearchonScienceDirect"EuropeanJournalofOperationalResearch,2007,5(2):48-51.[9]ZhiQiangYao*,HengJunZhu,WenHeDu.DesignandImplementat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毕业设计（论文）开题报告２．本课题要研究或解决的问题和拟采用的方法（途径）：一、本课题研究或解决的问题（1）设计立体仓库货架，以及堆垛机的机械结构，绘制装配图；（2）确定系统的总体控制系统方案：确定系统运动方式、驱动电机类型及调速方案