005我们身边的仓储物流自动技术
005我们身边的仓储物流自动技术
今天看见一则关于天猫的广告，马云爸爸要搞一个创意十足的生意：汽车自动贩卖机。分享下视频给大家看。
https://zhuanlan.zhihu.com/p/34984752
汽车自动贩卖机以后可以让买车跟买饮料一样简单方便，面对汽车橱窗，选择好自己喜欢的汽车，简单操作APP，一辆崭新的车几分钟后就可以由买主开走了。不得不说这是十足的黑科技与商业创新“黑”模式。
天猫的这个汽车自动贩卖机跟现在的立体车库有点像，每个汽车可以通过自动设备进行进出，其实不就是仓储自动化系统里的重载立体库吗。
跟这个自动贩卖机类似，生活中有很多科技和应用其实在仓储物流自动化行业里同样的系统和设备也在运行。这其中也许是智能仓储物流里被其他领域借鉴后做成黑科技，也许是仓储物流自动化行业参考别的行业的系统衍生出内部物流黑科技。
立体车库
- 旋转式立体车库
旋转式立体车库的基本结构如图，每个独立的车位被放置在一个环形可旋转的框架里，框架旋转时可以带动所有的车位随之旋转。位于底下的一层车位与地面平齐，要停车的车辆在此处开入当前车位后司机离开，车位随框架旋转离开地面到高空出。旋转过程由电机驱动相应的机构完成动作，整个设备的启动、停止、寻找车位都由专门的控制器完成。
在仓储物流自动化领域里，有非常类似的设备：垂直旋转柜。在仓储物流中心里，垂直旋转柜主要用来存放各种料箱或者其他轻载类的物料单元。在旋转柜里，每个货位内可以用隔断分割成若干个小货位并进行编号。一般在0.8米高处的位置上在柜外开个口，作为物料的存取货口。需要存取时，操作员在柜子的操作屏幕上输入位置编号，系统得知后，启动旋转电机，旋转柜带动所有的货物旋转，当正确的货格到存储货位置处，柜子自动停止，隔口打开，操作员存取到正确的货位隔断里。
具体可以看下边视频。
https://zhuanlan.zhihu.com/p/34984752
个人评价：不论是旋转式立体车库还是垂直旋转柜，结构原理简单，可以有效的利用高度空间对物品或者车辆进行存储。不过由于存储的位置是固定的，所以每次存取单个的车辆或者物品时，都需要带动全部的物品旋转，对于能源来说是一种浪费。对于旋转立体车库来说，由于只有一个停车入库口，所以对于停车的效率上会有一定的限制，如果在车辆高峰时段，会有后续待停车辆排队的现象。另外如果机构出现故障时，所有的车辆只有在车库维修结束后才可取出。
- 平面移动式立体车库
这种立体车库由多层的车位结构组成，每层按照左边一列车位、中间一列通道、右边一列车位组成。通道内配置有可移动的车辆存取机构，存取机构前后移动到正确的位置处，可以朝左或者朝右存放车辆。车库的每一层都是同样的配置，在最底层的固定位置处接受到停好的车辆后，由提升机将车辆提到需要停放的平面层，由该层的存储机构将车接走后存入正确的位置。
在仓储物流自动化领域里，多层穿梭板系统就是类似的原理。多层穿梭车是典型的密集型料箱存储系统，在众多行业的仓储物流中心有着广泛的应用。和平面移动式的立体车库类似，托盘存放在货架结构里。每层都是由穿梭车和左右两排货架组成。提升机提升要入库的料箱到某一层后，该层的穿梭车将料箱取走并沿着货架前后移动到正确的货格位置处，然后由车体上的特殊机构将料箱放置于左右侧货格内，完成存放。
具体可以看如下视频：
https://zhuanlan.zhihu.com/p/34984752
个人评价：平面移动式结构可以将每层都当做独立的工作单元，因此效率很高。即使某层的车位或者某个车位出现问题，不会影响其他层或者其他车位的进出作业，因此系统的柔性很强。这种系统的吞吐量效率的瓶颈主要在提升机处，通过提高提升机的速度、增加提升机的数量、增加提升机每次可处理的车辆数来提高整个系统的效率。多穿系统里在每层都可以放置入库入口来完成料箱的入库，同样对于平面移动式立体车库，如果车库与其他建筑连在一起，也可以在建筑连接处的每层放置一个车辆存放入口。仓储物流系统里，穿梭车也可以直接运行到提升机里后由提升机搬运将穿梭车搬运到不同的货架层去工作，从而减少穿梭车的数量，降低整个系统的成本。
- 立体堆垛车库
仓储物流系统里经常提到的自动化立体仓库，通常来说一般指得的都是基于堆垛机和高位货架的自动立体仓储系统，往往存的都是以托盘为单位的货物。自动堆垛机由于占用的巷道小、运行速度快，同时一台堆垛机可以完成XYZ三个维度的动作，因此可以快速的巷道两侧的货架上用货叉取下任何一个托盘。立体库最高可以做到50米的高度。
立体车库也有类似的做法，存取车辆同样采用类似堆垛机的结构，用货叉叉取重型货架上的车辆。常见的车辆货架有两种结构，一种是类似仓储自动化的立体仓库，存放车辆货架做成两列，车辆堆垛机在这两列货架中间的巷道前后运行和沿着自身的垂直轨道爬升，到达正确位置后将车辆用巨型货架把车辆叉取到货架里；另外一类是将车辆货架分布成环形，堆垛机位于货架环的圆心，堆垛机可以原地旋转360和提升巨型货叉，从而找到正确的货架位置进行车辆存储。
具体可以看如下的视频
个人评价：堆垛机是利用高度空间尽心物品存储的经典设备，技术非常成熟，存储货物非常灵活和高效。对于堆垛式的立体车库，一层的车辆货架都可以当作车辆存放的入口，因此一层的车位可以当作缓存位置来减轻短时间内的存放车辆高峰：存车时，多个车辆可以同时选择一层的各自停车位置直接停车，后续由堆垛机存放到高处，取车时，可以通过预约取车的方式，提前给堆垛机发送取车指令，堆垛机提前将多个车辆从高处叉取到一层多个车位处，等车主到达停车场后可以从一层直接将车辆开走，这样提高了整体的效率。
自动泊车机器人
跟立体车库不同，最近可以看到很多新闻里提到停车场里司机不用在苦苦开车寻找车位，取而代之的是由泊车机器人自动完成车辆的存放。泊车机器人可以自动寻找那里有空车位，帮助车主完成自动泊车的过程。
不论是哪家公司做的泊车机器人，其实都是跟仓储物流自动化领域里衍生出来的一种产品：AGV，即自动导引小车。根据导航和寻址方式的不同，AGV小车有多种类型，视觉导航、磁道航、SLAM导航、惯性导航、激光导航等多种形式。在仓储物流中心里，AGV被用来在不同工位或者不同车间之间的物料搬运。在搬运过程中可以做到完全无人化，AGV自身可以躲避障碍物之外，同时多台AGV可以自行避让完成协作。AGV也具有自我寻找充电桩和自动充电的功能。
个人评价：自动泊车和AGV系统在很多场合下会被诟病：太慢。比如拿停车来说，多台车辆可以同时开到停车厂里，而自动泊车系统里往往不可能配置有很多的机器人，即使多配机器人互相避让的场合太多，反而影响效率；那这可能和仓储物流中心里的应用很类似，为了提供吞吐量，在不增加机器人的前提下，通常采用增加缓存站台数，和提前根据订单出库到缓存区的办法来解决。
今天分享的都是关于停车和仓储物流自动化技术领域里的交叉应用，而各种自动停车方案和设备都有各自的优缺点，如果能把这几种系统整合起来，也许能建成一个更加高密度、高柔性，高效率的进出自动存车系统。
下次再找几个别的领域的技术和智能仓储系统里的交叉点分享一下。
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