一、研究背景

自动化立体仓库系统主要指不需要仓管人员对仓库的现场进行管理。其主要运用现代化的机械设备来达到将货物的入库和出库以及领用，构成重点是自动化立体仓库。在自动化立体仓库中，自动化立体货架是保证其正常运行的重要设备。自动化立体货架主要依靠堆垛机实现货架上每个储存位货物的存储。该系统可以达到以前传统的仓库所有的功能，还能实现自动整理货物及自动领取货物等功能，这些功能实现主要依靠信息管理技术、物流管理技术及通信技术完成。

二、现代物流

（一）现代物流介绍

现代物流是一种新型综合集成式管理方式，是将仓储、运输、库存、装卸搬运、包装及信息等物流活动综合在一起，便于更好地进行货物管理，降低物流成本，提高管理效率。根据现代物流性质不同，可以分为才下四个方面：一是产品物流，二是制造物流，三是供应物流，四是回收物流。

（二）现代物流运行的关键环节

1. 包装环节

此环节的目的是保护物品，确保其在运输和转运中出现一定的损坏情况，并以此来提高销售的力度。当下，一些小包装运用在部分中小型的零售产品中，针对一些大型工业产品多使用集散包装或无包装，小包装的材质多使用塑料材质及一些纸盒包装。

2. 仓库存储环节

物流系统的完美状态是实现商品的零库存，但在实际情况下这种现象基本不会存在，进行货物的存储十分的重要。当前科学技术不断的高速发展，自动化立体仓库的技术得到一定的运用，其逐步替代了传统的仓库，并且存储的方式也转变为智能化和自动化。自动化仓库存储的实现需要利用自动化信息技术，实现商品的全方位管理，实现仓库货架的立体化。

3. 运输环节

运输的主要作用是连接物流的各个环节，物流运输方式主要由物品的性质决定。针对流水线生产的商品主要利用传输带这种连贯性较强的运输方式，针对批量生产的商品主要利用叉车、起重机这种间歇式运输方式。

4. 信息环节

信息环节是现代物流运行的重要环节，在物品的流通中，信息非常的关键，其对物流的系统运行具有非常重要的影响。伴随之互联网技术的不断发展，信息技术完全替代了人工的管理，现代物流通过利用图像识别技术、RFID技术实现现代物流的信息传递。

三、自动化立体仓库监控和管理系统

自动化的立体仓库是以下几个组部：高层货架、输送机、堆垛机、控制室。自动化立体仓库监控和管理系统主要负责货物出入库处理；按照货物性质及顾客需求进行仓储位的分配；对设备运行情况进行实时监控；按照设备工作位置及运行情况进行相关任务调度。该系统主要包括任务调度、仓库货物管理、智能化设备监控等。根据处理的方式以及信息流，又能把系统分成出入库、货物管理、信息传递、设备实时监控的有关模块，仓库监控以及管理信息流传递如图1。

（一）任务调度系统

此系统主要针对仓库和设备运行、运行位置进行实时监控，从而获取设备的运行状况和位置，然后对仓库内设备进行有效的调度，进一步提升仓库设备运转的工作效率，减少设备的冲突。任务调度系统监控物流方式采用元控制形式。

（二）仓库货物管理系统

仓库货物管理系统主要负责对货物的入库、出库等活动进行管理，主要分为出入库系统和基础信息系统两部分，利用状态转移图开展信息处理。出入库系统配置专业的ERP接口，主要利用仓库内货物信息开展工作，基础信息系统主要对仓库、货物、运输等信息进场进行管理。

图1 仓库监控和管理系统信息流传递  

（三）智能化设备监控系统

智能化设备监控系统主要负责对设备的运行情况进行监控，对运输设备和堆垛机的实时工作坐标进行监控，同时对出入库的设备工作状态检修记录。该系统的工作任务是：显示仓库设备的工作位置，记录仓库货物的位置、数量及仓储位的信息，并有效监控仓库的通信，将接收的指令予以相应的分配，测试设备的运行参数等。

一般来说，智能化设备监控系统主要有Field Bus监控系统和PLC集中监控系统这两种形式。其中，Field Bus监控系统采用分布式监控方式，是一种新型的智能化设备监控系统，现场总线技术是该系统的核心技术。该系统的传感设备、总线系统、出入库系统和上机位通过Field Bus组网技术连接，从而有效监控仓库内相关设备，保证货物存取及流通正常进行；PLC集中监控系统是仓库普遍运用的系统，其核心部件均为PLC。采用工业互联网与大数据分析技术，实时监控设备运行状态，为设备提供定制化的响应式服务，包括设备的智能分析诊断、预测性维护、节能管理、空中升级和远程作业指导等，减少因设备意外停车引起的生产停滞，提高设备利用率，为设备健康与安全高效生产保驾护航。

（四）系统操作方式

仓库的操作系统是由地面主控器、上位机、堆垛机予以组建。通过通信的接口保证仓库内设备的协调调度和任务分配，上机位利用通信接口对仓库任务指令进行传输。若在传输过程中发生网络中断或设备故障，这时仓库货物的管理需要利用地面主控器进行，仓库管理员使用客户端把货物的相关信息全部输入，然后把信息传送到堆垛机终端上，由此确保货物的出入库的有效运行。如果地面的主控器出现故障时，其能对堆垛机的控制方式进行相应的改变，将其变成手动运行，从而实现货物的有效出入库，另外堆垛机也有紧急制动装置，在其发生故障时可以紧急制动，避免货物损坏。

四、自动化立体仓库工作流程和出入库系统

（一）仓库工作流程

自动化立体仓库的主要工作任务是提高仓库的运转效率并保证货物出入库数据真实。仓库主要工作流程为：AGV搬运货物至承货台→检测货物重量、形状→货物运输至入库台进行信息扫描、录入→上机位分配货物储存位→向控制系统发送任务信息→控制系统接收任务信息并将信息发生给相关设备（自动化显示设备状态）→传输系统启动并运行→堆垛机启动并运行至巷道口准备→货物运输至巷道口堆垛机完成取货→堆垛机按照指令寻找储存位→堆垛机到达目标储存位进行入库作业→作业完成后反馈作业信息，堆垛机待命→控制系统接收反馈信息，并和上位机信息确认。

（二）出入库系统

出入库系统将货物的制造和存储连接，通过各种运输设备形成中间媒介，保证物流的高效运行。自动化仓库主要使用的运输设备为传输带、起重机、叉车等。通常情况下运用机械手把货物装入AGV运输车，之后发布相应的指令运用运输车把货物运输到位，货物经过打包后由传送带传至堆垛机处理。

五、仓库系统内物流

在当前的制造体系中均能运用自动化立体仓库，可根据产品的不同，采用不同的处理方式。针对用于生产的原材料，可以先放置在自动化立体仓库中，在需要加工时进行出库领用；针对已经加工过的半成品，也可以先放置在自动化立体仓库中，然后根据需要配送至各部门；针对已经制造完成的货物，一部分运输给客户，一部分先放置在自动化立体仓库。运用自动化的立体仓库能够有效、真实、快速地掌握商品的所有信息，有效的衔接货物各环节的流通，确保生产及输送保持平衡，进一步控制生产的成本，确保企业在生产制造过程中的及时性及高效性。

货物在仓库中存在两种动态，一是货物入库，二是货物出库。货物的入库及出库均有两种形式，分别是货架前区的入库/出库、加工区的入库/出库，货架前区的入库/出库需要仓管员根据货物的种类进行信息确认，再将入库/出库信息传输到堆垛机上，然后堆垛机根据指令完成入库/出库。

六、结语

自动化立体仓库是仓储物流的新概念，其利用立体的仓库设备可以实现货物存取合理化、自动化，提高仓库空间的利用率及仓库的运转效率。电子商务的蓬勃发展推动了我国物流行业的不断进步，但是我国人口基数大，商品流通量大且种类繁多，给现代物流的管理工作带来了巨大挑战。而现代物流采用自动化立体仓库系统，不仅能提高仓库的空间利用率，还有利于形成先进的物流系统。本文通过对自动化立体仓库系统的构成进行具体分析探究，有利于构建现代化、专业化的现代物流管理模式，创新物流管理体系及内容，实现高效化的仓库管理工作，形成先进的、自动化的产业链，促进生产进步。