家电自动化智慧仓库规划设计

家电自动化智慧仓库规划设计

林敏

杭州九阳小家电有限公司 浙江省杭州市 330104

摘要:本文主要将国内某一物流服务平台的家电自动化智慧仓库规划设计作为本文的研究实例，展开了详细的分析，希望可以为开展工作提供一定的帮助，提升仓储配送的智能化水平，让高效便捷的物流模式得到快速的发展。

关键词:自动化;智慧仓库;规划;设计

1仓库实例

1.1建筑概况

本工程占地一共为5940米，库房的长度是110米，总宽度是54米，总高度12.5米。仓库有八个宽度4.2米、高4.5米的大门，用于装卸货物的站台高1.3米，宽度4.37米。仓库的地面承载能力是3吨/米。

1.2物料单元

公司的主要产品为彩电，空调挂机，洗衣机，部分小型冷库，长宽高不超过1600 mm,1000 mm,1000 mm。

1.3存储和拣货要求

仓库必须储存五万件，同时满足物流宝B2C产品进出仓库的效率，最大限度为每天七千台进入仓库或者是出仓库。

2方案设计

2.1总体布局

根据存储容量超过50,000台，每天进或出的能力为基础，在图2-1中给出了智能化仓储一层的平面设计方案。

图2-1仓库一层平面设计图

2.1.1物流功能区

（1）进货区。它的长度是8米，宽度是50米。完成仓储之前的托盘装载，货物信息和破损情况的扫描，货物从月台运输到存储区。

（2）存储区。全长92米，宽度52米。以托盘为单位，存放入库的物品。将货位划分为密集区与正常区，以增加存货的能力。

（3）预选区。它的长度为74米，宽度为50米。储存待拣作业的整托盘，主要是在拣选区 AGV作业较少的情况下，由货盘往备货区的方向接近，或在 RGV闲置时与上层货柜进行装卸作业。

（4）分拣区。它的长度是10米，宽度是50米。在此，预选区的商品由手工或夹持车分拣，并完成定单商品的扫描。

（5）备货区。它的长度是18米，宽度是50米。库存定单，完成从备货区到站台的运输。

2.1.2非物流区

（1）AGV充电区。AGV汽车在电池耗尽后，会在这里的插头上进行充电，或者在 AGV停放处临时停车。

（2）托盘存放区。可循环使用的空托盘，便于再循环使用。

（3）设备存放处。夹抱车等相应的机械设备用于存放的地方。

2.2存储设计

（1）上存下拣运营模式。针对传统的仓储模式，采用“上存下捡”的仓储模式，在备货区的一层设置备货区及预选区，充分利用备货区的上部空间，确保90%以上的库房空间得到充分利用，使库房的总库容面积增加8%以上。

（2）预选区设置。由于B2C的常规定单 SKU较多，单 SKU较少，因此，分选速度对装载效率有很大的影响。同时，由于仓库的长宽比大于2:1, RGV小车运输的货物需要很长的时间，当库存区域不变时，会对货物到人的分类速度产生一定的影响。而且，白天的时候，仓库里的订单比晚上要多得多，这样的话， AGV的小车和一些设备就会在晚上被占用。针对上述问题，本方案在一楼备货区内设置预选区，并根据需要的时间顺序将待拣出的整盘商品放在指定位置。从预选区直接将商品送到分类区域，与从上层货架快速，并且一天内可以进行多个不同时间的拣选，而直接放置于预选区，无需重复使用垂直升降机和 RGV，既节省了成本，又节省了资源。一楼可容纳上万件商品，足以应付白天的订单，所以 RGV和电梯可以将货物从一楼运输到一楼，并根据预定的时间，将货物填满。这样可以降低 AGV车辆的数量、成本的控制、资源的使用、仓库的进出速度。在此基础上，利用 BP神经网络进行定单预测，利用 Matlab对历史订单和市场走势进行预测，使机器在晚上活动，减少了资源的消耗，提高了生产的效率。

2.3托盘以及货架设计

2.3.1托盘尺寸设计

针对传统仓库在数千 SKU面前表现出的灵活性不足，造成的空间浪费，我们打算采用两种相同长度和宽度的货盘，并对其进行模型化：

通过对各个货物数据进行计算，可以得到托盘的尺寸。

我们可以将x1看作是托盘的长度，将x2看作是托盘的宽度，第i类货物所占整托盘数是yi，Ni是第i种货物在一个拖盘当中可以放置的货物的数量；ai，bi，ci分别可以看作是第i种货物的长宽高；lb，ub分别是托盘长宽的上下边界，m是所有货物的种类数量。

2.3.2货架层高设计

由于 AGV在一楼经过，它的层高一定要比上层的货架高，因此，针对货架的层数和各层的高度问题，建立了货架的高度模型。

Q=0或1

我们可以将X作为货架的高度，一共有四种预置的高度；T代表假定 i商品放在 j货架上，造成了高度的浪费；Q是一个0/1的变量，在 Q=1的情况下，判定的结果是 i商品放在了 j的架子上；S代表 j货架上的 i商品，要求 j格子的数目；N则代表 i商品置于 j货架上的层数；H、 C、 M、 L分别表示 i货物的高度、堆叠的层数、堆满一层的数量以及总的数量。

2.3.3货架种类及比例设计

为保证充足的仓储，保证 AGV和 RGV的平稳运转，可以考虑将交叉货架与贯穿货架相结合。左边是可通过的穿梭机，右边是横梁式的货架，中间的通道是 RGV, RGV可以同时运送货物和穿梭机。

因为每一排贯穿货架的长度都是有限的，所以为了决定两种货架之间的比率，可以将各种库存的资料进行分类，然后按照商品的大小来进行统计和计算。最后，将这种组合货架的结构设计成这样，在左右两边都有一个横梁式货架，在前面有11个货物的贯穿式货架，在后面有五个货物。该产品采用两种不同的组合方式，可存放大约6000个托盘，库存在50,000-60,000个之间。

图2-2两种货架立体图

2.4保护装置设计

这座仓库是B2C的仓库，里面 SKU很多，但大部分都是彩色电视机，因为它是一种特殊的易碎品，必须要用人力来搬运，而且它的摆放方式也有特殊的要求，而且因为它的价值太高，一旦损坏，就会导致无法弥补的损失。

根据这个仓库的特性，可以专门为彩电设计了一个可折叠的箱体，箱体是 PVC材料制成，重量轻、便于操作、防水、防火、保温，适用于大型仓库。可根据该托盘所需堆叠货物的尺寸及数量，在堆叠拼装时调节防护罩的外形，使其紧贴在货物周围，既能有效地防止货物倾覆，又能有效地保护货物，减少在仓库中的损坏，节省物流费用。

每个防护罩包括2个防护罩 A和2个防护罩 B，它们可以在调节防护罩的大小的同时调节防护罩的大小，使其适合于各种类型和数目的货品堆放，即使是在人工挑选后的个别商品，也能得到防护罩的良好保护。同时，为了避免在运输过程中，在保护外壳的接合处，在外壳的连接处加入了多个弹片，这样可以将外壳从外部挤压到内部，而不会再往外运动。这种弹舌覆盖了整个板面，因此可以根据货品的数目，选择适当的弹舌位置，使保护外壳不会松动。

3总结

通过合理的规划和设计，自动化仓库中的每一个环节都能达到最大程度的自动化，从而提高了空间利用率，减少了生产成本。本文概括了该方案的特征：

(1)高度定制，差异化。由于仓库中 SKU数量庞大，可以采用多种货架、不同规格的货箱，并采用了易碎性物品的防护罩，从而解决了传统仓库产品容易受到挤压、破损的问题。

(2)设定预定区域以应付定单的变动。在淡旺季、白天夜间订单较多的情况下，在此问题上设立了预选区，并依据次日订单，与系统的预报相结合，将所需的物料提前送至预选区，达到均衡设备白天夜间作业，提高出库效率。

(3)对整个过程的工作进行可视化。在控制成本的前提下，这个仓储系统将会引进一系列智能化的设施，比如扫描门， AGV, 垂直升降梯，监控系统等，并利用各种智能设备和 WMS等信息系统协同工作，使整个仓储过程可视化、信息化、智能化。

参考文献[1]邢虹娟,薛燕琴,范颖.新农村建设环境下农业经济管理的优化对策[J].现代农业研究.2021,(6).25~26.

[2]易桂林,徐毓敏,张尚美,等.新农村建设背景下农业经济管理优化途径探析[J].农业开发与装备.2021,(4).3~4.

[3]苟继亮,杨慧珍,鲁海生.信息化应用于农业经济管理中的策略探析[J].河南农业.2021,(14).12~13.

[4]白山稳.浅谈提高农业经济管理信息化水平的措施[J].种子科技.2020,(9).100~101.

[5]孟昭凯.电子信息产业与现代化农业协调发展的可行性分析[J].南方农机.2020,(1).97,103.