開題報(bào)告-小型立體倉庫設(shè)計(jì)

PAGE畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告1．結(jié)合畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）課題情況，根據(jù)所查閱的文獻(xiàn)資料，每人撰寫2000字左右的文獻(xiàn)綜述：文獻(xiàn)綜述一、課題研究背景自動(dòng)化立體倉庫自從五十年代首次出現(xiàn)以來，由于它在實(shí)踐應(yīng)用方面所具有的無比優(yōu)越性,得到了迅速的推廣、應(yīng)用與發(fā)展?，F(xiàn)在自動(dòng)化立體倉庫己經(jīng)成為現(xiàn)代物資存取技術(shù)與自動(dòng)化技術(shù)相結(jié)合的高新技術(shù)產(chǎn)物，是物流自動(dòng)化的顯著標(biāo)志之一，是現(xiàn)代化大生產(chǎn)的必然產(chǎn)物,自動(dòng)化技術(shù)和計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅速發(fā)展為倉庫的自動(dòng)化提供了有力的條件。企業(yè)現(xiàn)代化生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和深化，使得倉庫成為生產(chǎn)物流系統(tǒng)中的一個(gè)重要且不可缺少的環(huán)節(jié)[1]。立體倉庫正以它最小的占地面積和最佳的空間利用率，逐步代替了面積大利用率低且陳舊落后的平面?zhèn)}庫，這種代替促使倉儲物流業(yè)的水平提高。物流自古以來就伴隨著人類社會共同向前發(fā)展,成為人們生活中不可缺少的組成部分，是現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)與工業(yè)發(fā)展相結(jié)合的產(chǎn)物[2-3]?，F(xiàn)代的物流與倉儲系統(tǒng)主要以自動(dòng)化立體倉庫為核心,并由倉庫外圍設(shè)備構(gòu)成,全部設(shè)備均由管理控制系統(tǒng)實(shí)行監(jiān)控。本次研究設(shè)計(jì)的小型立體倉庫集機(jī)械、電子,控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)于一體,具有科技含量高,貨物存取效率高和自動(dòng)化程度高等特點(diǎn),滿足現(xiàn)代化企業(yè)對高效倉儲設(shè)施和管理自動(dòng)化的要求,能夠?qū)崿F(xiàn)貨物的迅速、準(zhǔn)確存取,自動(dòng)進(jìn)行庫存分析和管理,為物資采購、供應(yīng)和計(jì)劃調(diào)度提供科學(xué)依據(jù)。本次研究設(shè)計(jì)的對象是一個(gè)配有有軌堆垛機(jī)的、能夠自動(dòng)存取的、單排的小型立體倉庫。二、課題研究的目的及意義自動(dòng)化立體倉庫可以產(chǎn)生巨大的社會效益和經(jīng)濟(jì)效益。它通過高層貨架存儲，使存儲區(qū)大幅度地向高空發(fā)展，提高了空間利用率[4];存取自動(dòng)化，操作簡便化；自動(dòng)化立體倉庫采用層積式存放，結(jié)合計(jì)算機(jī)管理，可以很容易實(shí)現(xiàn)先入先出，防止貨物的自然老化、變質(zhì)和損壞;通過自動(dòng)存取系統(tǒng)(AS/RS),加快了運(yùn)行和處理速度，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)率，降低操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度;采用自動(dòng)化技術(shù)后，還能較好地適應(yīng)黑暗、低溫、污染、有毒和易爆等特殊場合的物品存儲需要;計(jì)算機(jī)控制能夠始終準(zhǔn)確無誤地對各種信息進(jìn)行存儲和管理,減少了貨物處理和信息處理過程中的差錯(cuò)[5];同時(shí)借助于計(jì)算機(jī)管理還能有效地利用倉庫存儲能力，便于清點(diǎn)和盤庫，合理減少庫存，加快資金周轉(zhuǎn)，節(jié)約流動(dòng)資金，從而提高倉庫的管理水平。自動(dòng)化倉庫的信息系統(tǒng)[6]可以與企業(yè)的生產(chǎn)信息系統(tǒng)集成，實(shí)現(xiàn)企業(yè)信息管理的自動(dòng)化。立體倉庫的出現(xiàn),實(shí)現(xiàn)了倉庫功能從單純保管型向綜合流通型的轉(zhuǎn)變。隨著現(xiàn)代化生產(chǎn)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和深化,它將為工業(yè)、企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)效益。三、國內(nèi)外立體倉庫的發(fā)展及現(xiàn)況3.1國外的發(fā)展?fàn)顩r1950年美國首先產(chǎn)生了手動(dòng)控制的橋式堆垛起重機(jī)，這種起重機(jī)的大梁懸掛一個(gè)門架(立柱)，利用門架的上下和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)來搬運(yùn)貨物，與此同時(shí)也提出了高層貨架的新概念，被認(rèn)為是自動(dòng)化倉庫的雛形。1960年左右在美國開始出現(xiàn)了由人工操作的巷道式堆垛機(jī)。隨著立體倉庫的發(fā)展，巷道式堆垛機(jī)逐漸代替了橋式堆垛機(jī)[7]。1963年美國的一個(gè)食品廠在倉庫工作中采用電子計(jì)算機(jī)，成為世界上最早的全自動(dòng)化倉庫。從1967年開始，相繼完成了一些計(jì)算機(jī)管理和計(jì)算機(jī)控制的全自動(dòng)化倉庫，1970年安裝了了由貨架支承式變?yōu)榈孛嬷С惺降母叨冗_(dá)40米的堆垛機(jī)。70年代還提出了采用50米高堆垛機(jī)的可能性。進(jìn)入90年代后，堆垛機(jī)在使用范圍和性能上有了很大的發(fā)展[8]。在日本，從1967年開始安裝了高度為20到25米的高層堆垛機(jī)，1965年出現(xiàn)了聯(lián)機(jī)全自動(dòng)化倉庫。此后，日本的自動(dòng)化倉庫技術(shù)和設(shè)備的臺數(shù)都有了突飛猛進(jìn)的發(fā)展，在各個(gè)部門都安裝了各種各樣的堆垛機(jī)，特別是1973年建成了一座貯藏生鮮食品的自動(dòng)化冷藏庫，這是世界上第一座溫度在零下40攝氏度的低溫倉庫，解決了低溫條件下堆垛機(jī)工作的可靠性和技術(shù)方面的問題，取得了引人矚目的成果。2001年日本的自動(dòng)化倉庫技術(shù)和自動(dòng)化倉庫的擁有量位居世界前茅[9]。2017美國學(xué)者J．A．White將自動(dòng)化技術(shù)在倉儲領(lǐng)域(包括立體倉庫)中的發(fā)展分為五個(gè)階段：人工倉儲階段、機(jī)械化倉儲階段、自動(dòng)化倉儲階段、集成化倉儲階段和智能化階段。其中智能自動(dòng)化倉儲在九十年代后期以及二十一世紀(jì)的若干千年內(nèi)，將是自動(dòng)化立體倉庫技術(shù)的主要發(fā)展方向[10]。3.2國內(nèi)的發(fā)展?fàn)顩r我國對自動(dòng)化立體倉庫及其物料搬運(yùn)設(shè)備的研制并不晚，1963年研制成第一臺橋式堆垛起重機(jī)(機(jī)械部北京起重運(yùn)輸機(jī)械研究所)，1973年開始研制我國第一座由計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)化立體倉庫，該庫1980年投入運(yùn)行。1995年建成的儀征化纖工業(yè)聯(lián)合公司滌綸自動(dòng)化立體倉庫是由國內(nèi)獨(dú)立設(shè)計(jì)和制造的綜合自動(dòng)化程度最高的立體倉庫。近些年，我國自動(dòng)化倉庫技術(shù)發(fā)展很快，已實(shí)現(xiàn)了與其他信息決策系統(tǒng)得集成，并正在做智能控制和模糊控制的研究工作。2009年建設(shè)的自動(dòng)化立體庫主要集中在機(jī)械制造、汽車、煙草、食品加工、服裝生產(chǎn)、醫(yī)藥生產(chǎn)及流通等行業(yè)[11-12]。軍隊(duì)自動(dòng)化立體倉庫建設(shè)速度加快，近兩年全軍列入建設(shè)計(jì)劃的自動(dòng)化立體庫有幾十座，各供應(yīng)廠商格外重視該市場領(lǐng)域，今后的競爭將日趨激烈。1980年由北京機(jī)械工業(yè)自動(dòng)化研究所等單位研制建成我國第一座自動(dòng)化立體倉庫，并在北京汽車制造廠投產(chǎn)[13]。從此以后，立體倉庫在我國得到了迅速的發(fā)展。1995年建成的儀征化纖工業(yè)聯(lián)合公司滌綸長絲自動(dòng)化立體倉庫是日前由國內(nèi)獨(dú)立設(shè)計(jì)和制造的綜合自動(dòng)化程度最高的立體倉庫高度。這些立體倉庫廣泛使用在機(jī)器制造業(yè)、電器制造業(yè)、航空港、輕工和化工企業(yè)、商儲業(yè)、軍需部門等各行各業(yè)。目前我國有能力承接立體倉庫設(shè)計(jì)任務(wù)的單位已達(dá)數(shù)十家。2000年以來我國自動(dòng)化倉庫技術(shù)發(fā)展很快，己實(shí)現(xiàn)了與其它信息決策系統(tǒng)的集成，并正在做智能控制和模糊控制的研究工作。盡管如此，至今在我國己建成的集成化倉儲系統(tǒng)還不多，我國的自動(dòng)化立體倉庫與國外發(fā)達(dá)國家相比，無論是從數(shù)量上還是從建設(shè)水平上都有著比較大的差距[14]。自動(dòng)化立體倉庫在國內(nèi)大中城市發(fā)展前景看好。上海市已經(jīng)把發(fā)展立體倉庫和立體倉庫事業(yè)作為上海的五大支柱產(chǎn)業(yè)之一[15]。倉庫物流業(yè)的發(fā)展是一個(gè)及其復(fù)雜的動(dòng)態(tài)產(chǎn)業(yè)。而流通領(lǐng)域的革命是通過物流設(shè)備完成的，并將新的業(yè)種和技術(shù)引入了現(xiàn)代社會，成為一門新興產(chǎn)業(yè)，對提高產(chǎn)、供、銷的效率和效益起著關(guān)鍵性的作用。在這個(gè)系統(tǒng)中包含著經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。技術(shù)先進(jìn)性和科學(xué)。運(yùn)用自然科學(xué)中的數(shù)學(xué)邏輯推理與計(jì)算，對系統(tǒng)進(jìn)行模型化、模擬化、仿真分析和優(yōu)化設(shè)計(jì)[16]，使集“物流、商流、資金流和信息流”于一身的物流配送系統(tǒng)，在經(jīng)濟(jì)發(fā)展中得到延伸。2010年以后我國的物流產(chǎn)業(yè)與美國、日本、德國等發(fā)達(dá)國家的差距在不斷縮小[17][18]。所以，為了提高我國整體物流業(yè)的實(shí)力，同時(shí)為國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)充分發(fā)揮強(qiáng)大的作用，通過道路交通的發(fā)展帶動(dòng)倉庫物流技術(shù)，以倉庫設(shè)備及技術(shù)的提高帶動(dòng)機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展，建立良好的物流系統(tǒng)，使其越來越多地發(fā)揮出強(qiáng)大生命力，在國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)中發(fā)揮出越來越重要的作用。相信在不久的將來,隨著國家經(jīng)濟(jì)建設(shè)步伐的加快,自動(dòng)化搬運(yùn)和倉庫設(shè)備的完善，計(jì)算機(jī)及信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的普及，人們意識的提高，集自動(dòng)化、計(jì)算機(jī)和信息化管理的物流網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)必將大大發(fā)展，以物流發(fā)展起來的網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將發(fā)揮出巨大的力量[19]。四．課題總體設(shè)計(jì)方案本次設(shè)計(jì)對象是一個(gè)配有有軌堆垛機(jī)的、能夠自動(dòng)定位的、單排的小型立體倉庫。自動(dòng)化立體倉庫(AS/RS)是由高層貨架、托盤或貨箱、巷道堆垛機(jī)、堆垛機(jī)控制系統(tǒng)以及其他輔助設(shè)備組成的自動(dòng)化系統(tǒng)。自動(dòng)化立體倉庫的組成設(shè)備眾多，它是一個(gè)由相互作用、相互聯(lián)系的各種因素和環(huán)節(jié)構(gòu)成的綜合系統(tǒng)。同時(shí)，作為一個(gè)相對完整的子系統(tǒng)自動(dòng)化立體倉庫還與企業(yè)供應(yīng)鏈上的其他環(huán)節(jié)相互銜接。因此倉庫的設(shè)計(jì)過程實(shí)際上是一個(gè)不斷分析各種因素之間的相互關(guān)系并做出最合理決策的過程。(1)收集和研究原始資料。在確定要建立自動(dòng)化立體倉庫之后，規(guī)劃設(shè)計(jì)人員需要研究原始資料,經(jīng)過分析和整理后結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行修訂,得出倉庫規(guī)劃設(shè)計(jì)的主要依據(jù)。(2)確定倉庫形式、一般采用單元貨位式倉庫，對于儲存品種單一或很少，而批量較大的倉庫則可采用重力式貨架倉庫或者其它形式的倉庫;本次設(shè)計(jì)的小型立體倉庫主體由底盤、3列4層12個(gè)倉庫。(3)確定貨物單元形式和貨架設(shè)計(jì)。為了確定貨物單元形式、尺寸和重量，應(yīng)該對貨物進(jìn)行品種分析來確定庫存量和倉庫總體尺寸。確定立體倉庫的總體尺寸時(shí),考慮到容易實(shí)現(xiàn)和經(jīng)濟(jì)性要求，倉庫不宜設(shè)計(jì)的過高，以0.5-2m的高度為宜。倉庫的高度和長度之間的比例關(guān)系一般在0.15—0.4;倉庫的寬度和高度之間的比例關(guān)系一般在0.12—0.4。(4)堆垛機(jī)的選擇。堆垛機(jī)是立體倉庫的關(guān)鍵部件，負(fù)責(zé)全部貨物的入庫、出庫承運(yùn)作業(yè)，可實(shí)現(xiàn)三個(gè)自由度（X、Y、Z軸）的運(yùn)動(dòng)。X軸方向行走有效距離為800mm由伺服電機(jī)控制；Y軸方向由雙活塞滑臺氣缸控制實(shí)現(xiàn)貨物的存取；Z軸由伺服電機(jī)控制有效行走距離為800mm。(5)小型立體倉庫設(shè)計(jì)各部分運(yùn)行速度的選擇。立體倉庫的出入庫流量設(shè)計(jì)主要和出入庫搬運(yùn)周期有關(guān)。立體倉庫的搬運(yùn)周期一般取決于巷道堆垛機(jī)的作業(yè)循環(huán)時(shí)間。堆垛機(jī)的出入庫搬運(yùn)分為單一作業(yè)和復(fù)合作業(yè)兩種，堆垛機(jī)的搬運(yùn)周期越短，立體倉庫的出入庫作業(yè)效率也越高。本次設(shè)計(jì)行走速度，提升速度，貨叉升出速度都為0.6m/min。(6)總體布局設(shè)計(jì)。在完成上述五個(gè)主要步驟之后，便可以根據(jù)作業(yè)要求對自動(dòng)化立體倉庫進(jìn)行總體布局設(shè)計(jì)。總體布局設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮立體貨架與作業(yè)區(qū)的銜接方式和貨物單元出入高層貨架的方式。五．總結(jié)本文介紹了小型立體倉庫的設(shè)計(jì)，立體倉庫主要包括:巷道堆垛機(jī)、高層貨架、托盤、周邊輸送系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)管理與控制系統(tǒng)、信息采集系統(tǒng)、執(zhí)行機(jī)構(gòu)等部分組成。自動(dòng)化立體倉庫是一種用高層立體貨架(托盤系統(tǒng))儲存物資，用電子計(jì)算機(jī)控制管理和用自動(dòng)的自控制堆垛運(yùn)輸車進(jìn)行存取作業(yè)的倉庫，是現(xiàn)代物流系統(tǒng)的一個(gè)重要組成部分。與平庫相比，可節(jié)約70%的占地面積和70%的勞動(dòng)力具有很高的空間利用率和出人庫能力，在倉儲和制造業(yè)中能極大地加快貨物的出人庫存儲節(jié)奏，減輕工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，增強(qiáng)作業(yè)的安全性，提高貨物流通效率。堆垛機(jī)是自動(dòng)化立體倉庫的心臟部分，自動(dòng)化立體倉庫的優(yōu)越性必須依靠堆垛機(jī)才能充分體現(xiàn)出來?？删幊炭刂破鱌LC作為一種工業(yè)控制計(jì)算機(jī)，兼具控制功能強(qiáng)、處理速度快、結(jié)構(gòu)模塊化、配置靈活、性價(jià)比高等突出優(yōu)點(diǎn)，是目前廣泛應(yīng)用的控制裝置之一，應(yīng)用于堆垛機(jī)控制系統(tǒng)具有明顯的優(yōu)勢。參考文獻(xiàn)[1]關(guān)宏,苑韜.立體倉庫規(guī)劃設(shè)計(jì)方法研究.物流技術(shù),2014,12(6):50-51.[2]周美蘭主編.PLC電氣控制與組態(tài)設(shè)計(jì).北京:科學(xué)出版社,2016,15-17.[3]Ya-HongHu,ShellYingHuang,ChuanyuChenect.Traveltimeanalysisofanewautomated，Storageandretrievalsystem.Computers&OperationsResearch,2015,14(8):1515-1524.[4]曾慶波主編.監(jiān)控組態(tài)軟件及其應(yīng)用技術(shù).哈爾濱工業(yè)出版社,2016,17-20.[5]龔中華,史建成,孫毅.三菱FX系列PLC應(yīng)用技術(shù).北京:人民郵電出版社,2016,12-15.[6]吳宏韜.立體倉庫規(guī)劃設(shè)計(jì)方法研究.物流技術(shù),2015,45(5):50-51.[7]劉金平,周炳海,奚立峰.在線自動(dòng)化立體倉庫的庫位分配方法及其實(shí)證研究.工業(yè)工程與管理,2010,16(10):11-16.[8]RenédeKoster,ThoLe-Duc,KeesJanRoodbergen.Designandcontrolofwarehouseorderliteraturereview.\o"GotoEuropeanJournalofOperationalResearchonScienceDirect"EuropeanJournalofOperationalResearch,2007,5(2):48-51.[9]ZhiQiangYao*,HengJunZhu,WenHeDu.DesignandImplementationofAutomatedWarehouseMonitoringSystemBasedontheInternetofThings.AppliedMechanicsandMaterials,2014,17(8)543-547:10-11.[10]喬玉晶,呂寧.立體倉庫巷道堆垛機(jī)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì).自動(dòng)化技術(shù)與應(yīng)用,2004,25(1):44-46.[11]蔡臨寧,岳秀江.物流系統(tǒng)的仿真研究綜述.制造業(yè)自動(dòng)化,2014,32(9):5-8.[12]熊肖磊.巷道堆垛起重機(jī)的認(rèn)址方式與調(diào)速.起重運(yùn)輸機(jī)械,2006,(8):21-25．[13]劉昌祺,董良主編.自動(dòng)化立體倉庫設(shè)計(jì).北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2014,(5):13-21,132-138.[14]GuJX,Goetschalckx,McGinnisectResearchonwarehouseoperation:Acomprehensivereview.EuropeanJournalof0perationalResearch,2017,11(5):1-2.[15]秦同瞬,楊承新主編.物流機(jī)械技術(shù).北京:人民交通出版社,2011,18(5):16-17.[16]賴明勇,肖偉,張漢江等.高層貨架貨格數(shù)目整數(shù)規(guī)劃模型.湖南大學(xué)學(xué)報(bào),2006,21(4):68-71.[17]楊文英.自動(dòng)化立體倉庫PLC控制與貨位分配研究.北京工商大學(xué),2017,13-15.[18]張孝冰,沈曉紅.PLC在步進(jìn)電機(jī)中的應(yīng)用.機(jī)電工程技術(shù),2018,22(1),14-16.[19]李伊松.我國倉庫現(xiàn)狀與自動(dòng)化倉庫技術(shù)物流現(xiàn)代化.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2010,13(6):43-44.

畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告２．本課題要研究或解決的問題和擬采用的方法（途徑）：一、本課題研究或解決的問題（1）設(shè)計(jì)立體倉庫貨架，以及堆垛機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)，繪制裝配圖；（2）確定系統(tǒng)的總體控制系統(tǒng)方案：確定系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)方式、驅(qū)動(dòng)電機(jī)類型及調(diào)速方案