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上海地铁六号线备件自动化立体仓库规划方案

减小字体 增大字体 作者:周奇才 张 为 陈依新 刘 钧  来源:www.bob123.com  发布时间:最新发布
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  摘要:通过对既有地铁备件仓库的调研,分析了上海地铁六号线备件仓库的系统需求和功能,规划设计了其备件仓库的总体方案,从而使地铁公司可以根据库存情况合理制定备件需求计划,确保地铁在发生故障时能及时维修,稳定运营。
  关键词:地铁;备件;立体仓库;规划
  中图分类号:F715.6文献标识码:B
  文章编号:1002-3100(2008)07-0059-03
  Abstract: Researched on the exiting AS/RS of spare part, it analyzed the requirements and functions needed on AR/RS of spare part for Shanghai subway line 6 and designed the overall planning scheme for the system of AS/RS. Thus the subway company would make a plan reasonably based on the situation of storage and guaranteed to operate steadily by supplying all the spare parts promptly for maintenance.
  Key words: subway; spare part; AS/RS; planning
  
  优质高效的硬件设备是确保地铁正常运营工作的前提条件。地铁开通后,随着运营工作的逐步推进,在设备上将面临着质保期结束,经过质量稳定期后故障率将有所上升等一系列问题[1]。像地铁机车这类的高度自动化的生产运营设备若因关键备件的缺货而导致设备得不到及时维修,将给整个生产运营系统造成高额停产损失[2]。因此,维修系统为应对意外的部件故障,需要各种设备备件来及时维修以降低设备的停机时间,故需要一个专门的地铁备件仓库以供应维修所需的各种零部件。本文以上海地铁六号线备件仓库的系统需求和功能为基础,对其仓库进行总体方案的规划设计。
  
  1备件仓库设计原则及功能需求
  
  1.1设计原则
  (1)先进性[3]:应采用成熟先进的自动化立体仓库技术,采用计算机管理,实现货物进出自动化,并且操作简单方便。
  (2)可靠性:设备运行可靠、定位精确,主要电气控制系统元器件和关键元器件的选择要确保立库系统运行的高可靠性。
  (3)安全性:当堆垛机将要放货的货格有货物时,能停止放货并发出报警的重货位保护功能;当堆垛机出现断绳时自动锁死的断绳保护功能;设备的各种极限位置的限位保护功能;堆垛机的松绳保护功能;超载保护功能;货架的防坠保护设施等。
  (4)经济性:在确保立库使用性能的前提下,尽量降低工程投资。
  (5)易操作、维修性:采用计算机管理与控制,使整个立库操作简便、运行可靠。要具有完善的自动故障检测及报警显示功能,并且还应具有对所有设备进行动态监控的功能,使操作人员能随时了解设备运转动态。为设备检修方便,堆垛机具有手动操作功能。
  1.2系统功能设计
  1.2.1立体化存储。采用立体化堆放、自动化设备进行自动存储作业,可提高空间利用率,节约有限且宝贵的土地。
  1.2.2计算机管理。仓库存储的物品种类、库存数量、出入库流水账、储存位置等由计算机统一进行管理。入库时可由管理计算机自动进行货位分配或根据显示的空货位由操作人员进行指定分配,出库可通过输入多种格式数据(如物料代码、物料名称、货位号等)进行搜索,经确认后自动将数据传递至设备控制系统,自动将相应物品送至出口处。货位分配及出库货位确定根据预定的多种规则进行,如载荷均匀性原则、就近原则、先进先出原则、最少箱数原则等,为了提高系统可靠性,也可加入同种物品各巷道分布原则。可根据需要对相应的物品数量设置上下限,数量超出上下限时自动发出报警信息。可根据需要对相应物品设置有效期,存储时间超过有效期时发出报警信息。
  1.2.3自动出入库。根据管理计算机传递的信息,将入口处的货箱自动送入相应的货位或从相应货位处取出货箱送至出口处。
  1.2.4设备状态实时显示及安全检测保护。由于仓库内部的作业全部由自动化设备自动完成的,为了使控制室内的操作管理人员能随时了解库内的作业情况及设备的状态,可在控制室内设置一台监控计算机,实时显示各种状态信息。为了使仓库出入口处的操作人员也能了解设备动态,获知出入库物品的信息(如拣选时从各箱内提取物品的信息、出入库时货箱的出入口号等),可在仓库醒目处设置一大屏幕信息显示屏,也可在出入口处设置现场终端。由于系统自动化程度较高,系统必须要求有完善的安全检测保护系统,当系统发生异常状况时(如托盘堆码超范围、超重、重货位存货、设备自身发生异常等)能自动保护,并发出相应的报警信息。另外,仓库中的消防设施等也应符合国家相应规范的要求。
  
  2备件仓库总体规划方案
  
  在仓库的前端留有8m左右的货物整理区,货架两侧有1.2m的通道供人行走用,后端留有3m左右的检修区。在仓库的前端设有一个计算机房,靠墙放置仓库配电柜及输送系统的电气控制柜。在两侧的墙上设置若干个消防栓箱及灭火器箱。计算机房内设有两台互为备份的数据库服务器和一台管理用的计算机及一台监控用的带大屏幕计算机,也可在仓库醒目处加设一大屏幕显示设备、一台打印机及其它网络设备和UPS电源等设备,还可配置一些办公用的设备及配电箱等[4]。仓库平面图和立面图如图1所示。
  
  2.1货架规划方案
  根据既有地铁备件仓库的调研,货物品种约三千多种,它们尺寸和重量相差悬殊。为了提高系统的经济性和作业效率。将库存物品分为三类:
  第一类为超大超重的物品,它们数量不多,尺寸或重量较大,如也采用立体仓库储存,将使仓库投资大幅上升,而系统性能未提升,因此采用平库或专用货架,由人工操纵叉车或行车进行存取;
  第二类为重量尺寸也较大,有一定的数量,考虑采用一个专门的巷道放置,一般一个位置可放一件,对于像车门等物品可几件堆放,也可确定采用两种高度的货位分别存放。根据调研数据,可确定为:货位尺寸长×宽×高
  =2 400mm×1 200mm×1 200mm(长为垂直于巷道方向),重量为1 500kg,货位数量根据仓库总体布置决定,考虑为10列×5层×2排=100个;
  第三类为小件零散物品,这一类物品数量众多,大小不一,采用拼箱方式存储,针对不同的物品可采用托盘或货箱,货位尺寸:长×宽×高=1 200mm×1 200mm×1 000mm(宽为垂直于巷道方向),重量500kg。由于出库大多为少量、单件出库,若不考虑和现有托盘的统一,也可采用更小一些的货位尺寸。根据目前5号线数量,大约需500个左右的货位,立库货位根据布置,其数量为20列×6层×6排=720个。
  根据我们的测算,本立库采用组合式货架的总造价较小,故可采用组合式货架。因总高较低,所以可采用每单元两个货位的两单元组合式货架。货箱尺寸如图2所示,货箱上部设有吊耳供吊装及货箱堆放用,下部的空间便于堆垛机作业时货叉伸入,下部的横档用于货箱在输送机上运动时的支撑[5]。
  
  货格内空间尺寸为:1 845mm×810mm放置两个货箱。货架立柱及横梁采用90mm的组合式货架(如图3所示)。
  
  2.2输送系统规划方案
  由于本仓库大量的采用拣选方式进行作业,因此为了提高作业效率,减少设备及操作人员的等待时间,本方案采用了每个巷道设置两台输送机,这两台输送机均可进行出入库作业。控制系统采用PLC控制系统,它应能够与上位计算机联机,由上位机进行控制,完成出入库输送货箱的任务。当堆垛机采用无轨堆垛机时,输送机可取消,或用拣选台代替。
  2.3出入库作业规划方案
  根据管理计算机传递的信息,将入口处的货箱自动送入相应的货位或从相应货位处取出货箱送至出口处。
  入库时,在管理计算机上输入入库物品的信息,分配空货位后,将物品整理码垛整齐,放至相应的入库口上。经确认后由设

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