货架系统

货架系统（精选10篇）

货架系统 篇1

摘要：介绍了仓库的火灾危险等级,结合《自动喷水灭火系统设计规范》及NFPA,FM的相关要求,分析了货架仓库自动喷洒系统的设计,提出了设计中应注意的问题,以完善仓库货架灭火系统的设计,降低仓库货架的火灾风险。

关键词：货架仓库,危险等级,喷头,设计参数

随着我国经济的发展,货架仓库得到了更为广泛的应用,但随之而来的是火灾风险也随之加大。本文通过对《自动喷水灭火系统设计规范》(以下简称GB)、NFPA以及FM相关规范的比较浅析货架仓库自动喷洒系统的设计。

1 仓库的火灾危险等级

GB仓库危险等级分为Ⅰ,Ⅱ,Ⅲ级,NFPA仓库等级分为Ⅰ类～Ⅳ类和A,B,C三组塑料。

GB的仓库危险性Ⅰ级的场所为:食品、烟酒;木箱、纸箱包装的不燃难燃物品等。

GB的仓库危险性Ⅱ级的场所为:木材、纸、皮革、谷物及制品、棉毛麻丝化纤及制品、家用电器、电缆、B组塑料与橡胶及其制品、钢塑混合材料制品、各种塑料瓶盖包装的不燃物品及各类物品混杂储存的仓库等。

GB的仓库危险性Ⅲ级的场所为:A组塑料与橡胶及其制品;沥青制品等。

NFPA的仓库Ⅰ类定义为:储存在木托盘上的不燃产品(中间不管有或没有单层的分隔纸板)。标准的Ⅰ类测试货物是木托盘上纸箱中用纸板分隔的玻璃瓶。

NFPA的仓库Ⅱ类定义为:使用少量可燃包装材料(如多层纸板箱)或装饰件(如塑料旋钮)的Ⅰ类产品。标准的Ⅱ类测试货物是木托盘上有金属内衬的双层、三层瓦楞箱。

NFPA的仓库Ⅲ类定义为:木托盘上纸箱中的普通可燃物(木材、纸、天然纤维布)。标准的Ⅲ类测试货物是木托盘上用纸板分隔的纸箱中的纸杯。

NFPA的仓库Ⅳ类定义为:瓦楞箱中含有一定数量A组塑料的Ⅰ,Ⅱ或Ⅲ类产品以及带有一定数量发泡A组塑料包装的放在木货盘上普通瓦楞箱中的Ⅰ,Ⅱ和Ⅲ类产品。一定数量A组塑料指塑料重量占5%～15%,体积占5%～25%。标准的Ⅳ类测试货物是木货盘上混装纸杯和塑料杯(塑料的重量占15%)。

另外,FM还将塑料分为发泡塑料和不发泡塑料。

2 货架的分类

仓库货架是一个结构框架,在其中放置货物,通常为货盘装载。货架储物仓库主要分为单、双排货架和多排货架。

GB中规定:“每排货架之间均保持1.2 m～2.4 m距离的属于单排货架,靠拢放置的两个单排货架属于双排货架,间距小于1.2 m的单排、双排货架按多排货架设计。”

NFPA中单排货架的定义为:货架总宽度不大于1.83 m,用不小于1.07 m宽的走廊与其他仓库物分开。

双排货架的定义为:由两个单行货架背对背组成,合并宽度不大于3.66 m,每侧至少有1.05 m宽的走廊。

多排货架的定义为:宽度超过3.66 m,或者由不足1.07 m宽走廊分隔开的单行或双行货架。

3 喷头的选择

参考FM的规定,对于货架仓库喷头类型的选择上主要分为三种:

1)抑制型喷头(ESFR),K系数为200,240,320,360,此种喷头为国内市场已经较普及的ESFR早期抑制快速响应喷头。国内市场上销售的且得到国家消防检测中心认证的主要有K200,K360两种。2)控火型特殊应用喷头(CMSA),K系数为160和240,此种喷头为国内市场不常见的大水滴洒水喷头。其性能及灭火效果与ESFR喷头接近。3)控火型密度面积喷头(CMDA),K系数为160,200,240,360EC,此种喷头为最常见的各种K系数的喷头。

4 货架内喷头的布置

GB对于货架内喷头的设置没有详细的说明,设计时常常感到无所适从。在设计时可参考FM的相关货架内喷头的几种布置形式。

按照FM的划分,主要分为四种布置:

1)IRAS(EO):纵向布置1层,水平隔1个托盘布置1排;

2)IRAS(E):纵向布置1层,水平每个托盘布置1排;

3)2IRAS(E):纵向布置2层,水平每个托盘布置1排;

4)IRAS(ETL):纵向每层均布置,水平隔1个托盘布置1排。

5 设计参数

在根据GB的基本参数进行设计时,常常会造成如下困扰:

1)表5.0.5-3、表5.0.5-4只对储物高度进行了规定,但并没有限定建筑物的高度,而对火势及其可控性影响最大的因素是仓库高度和从储存物顶部到洒水喷头之间的净空,仓库高度增加会导致洒水喷头工作时要求有更大的火焰(热释放率),且洒水喷头要有更高的性能才控制火势。2)表5.0.5-3、表5.0.5-4对于单、双排货架储物高度超过4.5 m,多排货架超过7.5 m后没有相关的设计参数。而现在很多货架仓库的高度都超过了表中所列的数值。3)表5.0.5-6要求货架应为通透性层板,但实际工程中经常遇到非通透性层板的案例。对于GB没涉及到的部分,在设计时可参考NFPA及FM进行设计。

例:存放纸类的双排货架仓库,托盘采用通透型木质托盘。储物高度7.5 m。仓库高度小于9.0 m,货架间通道距离大于2.4 m,单块托盘小于2 m2。

1)按GB进行设计:

定义为仓库危险级Ⅱ级。储物高度超过了GB中表5.0.5-3中的储物高度,无法按表5.0.5-3进行设计,但可按表5.0.5-6采用早期抑制快速响应喷头进行设计。持续喷水时间1 h。

a.选用K200(ESFR)喷头,喷头工作压力0.35 MPa;

b.选用K360(ESFR)喷头,喷头工作压力0.10 MPa。

2)按NFPA及FM进行设计:

定义为仓库Ⅲ类。可按采用CMDA喷头、CMSA喷头及ESFR喷头分别进行设计。

a.采用CMDA类喷头,持续喷水时间1.5 h,有以下几种选择:

喷水强度32 mm/min,作用面积185 m2。

喷水强度12 mm/min,作用面积185 m2;同时需设置IRAS(EO)型货架内喷头,按一层动作6只喷头计算,货架内喷头最小设计流量85 L/min。

b.采用ESFR类喷头,持续喷水时间1.0 h,有以下几种选择:

选用K200(ESFR)喷头(直立型、下垂型),动作12只喷头,喷头工作压力0.35 MPa;

选用K240(ESFR)喷头(直立型、下垂型),动作12只喷头,喷头工作压力0.24 MPa;

选用K320(ESFR)喷头(下垂型),动作12只喷头,喷头工作压力0.17 MPa;

选用K360(ESFR)喷头(下垂型),动作12只喷头,喷头工作压力0.14 MPa。

c.也可采用CMSA类喷头,由于国内这种喷头很少,本文不做介绍。

货架仓库的设计思路有两种,一种是根据喷水强度、作用面积的方法进行设计,主要采用CMDA型喷头并根据要求附以货架内喷头。另一种是根据动作喷头个数进行设计,主要采用CMSA,ESFR型喷头并根据要求附以CMDA型货架内喷头。

6 设计中应注意的问题

1)设计时应根据系统的要求,选择合理的设计参数。当系统流量受到限制时,可采用较小的喷洒强度加货架内喷头的方式;当系统压力受到限制时,可采用K系数大的喷头以减小整个系统的工作压力。

2)根据多个工程的经验,无论是钢筋混凝土结构还是钢结构厂房,布置在顶板的喷头由于受到梁、檩条、风管、桥架等障碍物的遮挡,要满足规范中规定的喷头与障碍物距离的规定难度非常大,故而建议在仓库高度允许的前提下内设置吊顶,吊顶喷头均匀布置,从而去除了障碍物的遮挡,使喷头的灭火效果达到最佳。

3)对于轻钢屋面的仓库,喷洒管道的荷载成为了屋面系统的最主要荷载之一,设计时应给予足够的重视。对于每个重力吊架的吊点荷载应满足“水重+管重+114 kg”的要求,对于支架的荷载应满足“5 kg(水重+管重)+114 kg”的要求。

4)仓库内的顶板喷头不要采用K80及K115喷头。

5)货架内喷头应设置防撞罩,以避免喷头被撞坏。

参考文献

[1]GB 50084-2001,自动喷洒灭火系统设计规范[S].

[2]朱玉林.室内UPVC排水管在施工中应注意的问题[J].山西建筑,2008,34(8):208-209.

货架上的明星 篇2

这个时代，被称作明星的人实在是太多了，从文艺的到体育的，从政治的到学术的，甚至还有动物的和虚拟的，似乎不好一概而论。反正但凡被公众广为知晓的人，就多少要带点星光。有人说，人民需要明星，否则生活就太无聊了。这话不中肯，明星的产生也不过是百十年的事情，不能说从前数千年的历史都是在无聊中度过的。人民确实需要明星，不过这种需要并不像需要“食色”那样来的刻不容缓和质朴天然，和很多其它莫明其妙的需要一样，这种需要也是被大众传媒制造出来的。严肃点说，明星是这个爆炸似的消费时代制造出来的登峰造极的产物，明星从诞生的那一天起就是注定要被消费的。

无需暗示明星消费中包含有等级性，其实，就算我们买一件衣裳，买一辆车，也是挑自己喜欢的，不是说消费谁就是鄙视谁，相反，如果说这里面有等级关系，更有可能是消费谁就是尊敬谁。明星也许是消费拜物教的产物，但这种拜物教不也正是我们的生活得以延续的基础所在吗？要不然，那些精明的政客和商人怎么会争先恐后地把自己打扮成明星呢！

消费明星，大概有两种典型的方式，比较古典一点的当然是指富豪的个人行为，他们可以捧角儿，可以办堂会，可以将明星以各种方式变成自己人，比如，婚姻、交友、合作等等；而比较后现代的就是狗仔队了，他们不遗余力地去挖掘明星们的一举一动，严重时还动用诛心之术，所为的就是满足人们最隐秘的消费欲望，如果说他们和那些堂而皇之的大众媒体不同，那也只是程度上的，绝不是本质上的；而比较具有强制性的消费方式则来自这些明星背后的公司、制作人等，他们一方面打造公司，一方面在消费着这些明星的生命。

货架系统在冷库中的应用 篇3

冷库的建设和维护成本高,整个仓储和配送中的运营成本高等问题,是企业关注的焦点,也是制约冷链物流发展的关键因素。为提高冷库的利用效率,货架系统在冷库的整体规划和布局中起到了至关重要的作用。

一、冷库中常用的货架系统

为提高冷库单位面积和空间的利用率,降低日常运营的能耗,以下几种货架系统开始得到广泛应用。

贯通式货架(又称驶入式货架):此类货架投资成本较低,货架通道与叉车作业通道合一,仓库面积和空间利用率较高,存量较大。在货架同一通道内适合存放大批量、少品项、进出库频率低的物品,或同一通道内的物品为同批次出库物品,是典型的先进后出。当品项较多且每一品项存量不大时,不适合使用贯通式货架。

穿梭车式货架:此类货架类似于贯通式货架,可与穿梭车搭配使用,货架通道与存储设备(穿梭车)的作业通道合一,叉车只在货架两端部向货架装卸货品,由穿梭车将托盘货品从入库端运至出库端。能满足先进先出的要求,叉车不需到通道内存取货物,安全性高,作业效率较贯通式货架高。

后推式货架:后推式货架集中了贯通式货架和重力式货架的优点。叉车通过推送完成入库作业,只需要在货架前端工作,为先进后出的存储方式。存量较大,既适用于以存储型为主,又适合物流作业比较频繁的冷库,物流作业效率较高。投资成本较贯通式货架高,较穿梭车式货架低。

双深度货架:双深度货架类似横梁式托盘货架,但在货架的深度方向可储存二个货位。在同样的空间内少一部分通道,能提高存储量。先进后出,须使用价格很高的双深度叉车。

窄巷道式(VNA)货架:采用窄巷式叉车(又称三向叉车)在巷道内向二侧窄巷式货架存、取托盘货品。窄巷式(VNA)叉车的货叉具有三向旋转和侧移功能,因此在通道内提存托盘货品时叉车不需直角转弯,叉车作业通道一般仅需1300mm,货架高度可做到15m。因此,仓库面积、空间利用率为最高。

企业应根据冷库的库存容量、存放货物的品项数、入出货物的频率等选择适合的货架产品,方可实现投资和运营的低成本、作业的高效率、作业的安全运行等目标,提高冷链仓储的效益。

二、货架系统在冷库中的合理规划与布局

1. 提高冷库的空间利用率

由于冷库建设本身的投资比较大,所以在选择货架类型时首先要考虑提高仓库面积和空间利用率,即在相同面积和空间条件下,优先选用存储量高的货架,如窄巷道、贯通式、后推式、重力式、穿梭式等货架系统。

为使冷库内的面积与空间得到最大利用,仓库功能区(理货集货区、拣货缓存区、充电区等)的规划,应尽量考虑在库外穿堂中安置。但如果冷库中有可以利用的高度空间,也可将以上功能区规划在冷库中,一是可以充分利用冷库中的高度空间(但要尽可能将功能区和存货区水平隔离),二是避免了工作时反复进出冷库,提高操作效率,降低冷库能耗。

2. 冷库中保持冷气动线的规划

在提高存储量的同时也需考虑入出库效率的要求,货物品项(货物种类、规格尺寸、单件重量、单种数量、保质期要求、包装类型等)对货架的选型与拣选方式的确定至关重要。按照进、出库方式的不同,一般分为先进先出和先进后出两种方式。大而重的物品主要以托盘货品的形式进行保管和存取,小而轻的物品一般以周转箱、零件盒等容器的形式进行保管和存取。不论何种存储方式,冷库内的物品与物品之间,货位的前后、左右之间,必须有足够的间隙空间,让冷气在物品之间流动(一般情况下冷凝管是配置在仓库顶部和墙壁四周,冷气从上向下流动),达到制冷保温均衡的目的。冷库中,冷气动线的合理设计,可以确保冷库中温度的均匀性。

3. 冷库建筑与货架配合

冷库的建筑分为单层库与多层库两种,由于两种库房类型的建筑结构不同,对于货架形式的选定和布置也有不同的要求。因此在冷库建筑的规划阶段,就需考虑货架等物流设备的选型和规划。如,货架与货物的高度一定不能与制冷系统相干涉;货物与货物之间应保持足够的间隙空间、以便冷气流通顺畅;货架与墙体、立柱间也需有一定的空间,以满足安装维护操作的便利性;在布置货架时,不得将立柱留在通道中,这将影响叉车的行进;还应避免与消防、照明等设施位置的冲突等。

冷库内的通道数量是影响存储量大小的一个重要因素。冷库内通道数量越少,相应的面积和空间利用率就越高,存储量也就越大。在每个冷库的出入大门内,应配一个缓冲隔离库,隔离库内外的温差,以减少能量损失。同时,也可以让操作人员、设备和货物等在隔离区内调节大温差带来的不适应现象,缓冲隔离区与相临区域间的温差应控制在5℃～10℃。冷库的进、出库大门,尽可能分开使用,这样既可以减少每次进出库带来的能量损失,也可避免和减少在同时进出库作业时发生拥挤与撞车现象。

4. 冷库内的货架设计

冷库所用的钢材在低温状态下会出现钝化现象,焊接之后的工件在低温状态下屈服度也会降低,在冷库中的货架钢材其材质应有抗低温的特性。具体的材料应以-20℃为区分温度界限,低于该温度的冷库应根据国家或行业的钢结构设计规范、钢货架结构设计规范里的相关条款,对所用钢材进行选择,以保证货架系统的安全性。

仓库方案设计中,经济实用、价格合理、安全性高是所有使用者的共同想法和最终目标,应结合客户的实际情况,综合各种货架的性价比,选择合理的货架系统。

三、货架系统在冷库中的应用案例

以下结合具体案例,介绍适用于不同冷库的货架系统解决方案。

1. 苏州某冷库案例

该冷库坐落在苏州高新区,是一家集食品冷冻、冷藏、配送、代理为一体的专业冷链服务企业。公司一期总投资3500万元,可冷冻、冷藏货物近万吨。二期项目中干货仓储面积为5400m2,冷库面积4600m2,整个仓库货架高度达10m,冷库温度在-20℃左右。该冷库是目前苏州乃至华东地区较大型的冷冻冷藏配送中心之一,主要服务于整个苏州及周边地区各个门店的供货。该冷库要求存放的货物种类较多,批量大,因此要求尽可能地利用冷库的有限空间,来设置尽可能多的托盘货位。客户将所有的货物统一成了一种托盘规格:托盘货物的尺寸为W1200×D1000mm×H1900mm,托盘货物的重量为1000kg。

在了解到客户的需求和货物的特点后,鼎虎对该冷库进行设计规划工作,其平面布置(如图1),左侧的常温库采用托盘货架系统,右侧的低温库采用穿梭车式货架系统(如图2,图3)。该低温库方案中的穿梭车货架的深度做到了19个托盘深度。

穿梭车货架系统是由穿梭式货架、穿梭车以及叉车组成的高密度储存系统,这种高效率的储存方式能大大提高仓库空间的利用率及仓储效率。

穿梭车货架系统的特点:

①高密度存储,提高仓库利用率。

2作业效率高,提高进出货效率。

3安全性好,无需叉车进入货架通道中取货,提高安全性。

4作业方式灵活,货物的存取方式可以先进先出。

穿梭车货架系统的工作原理:通过叉车将托盘货物放置在穿梭车货架一端的穿梭车上,通过无线电遥控器操作的穿梭车,实现穿梭车将托盘货物移动到穿梭车货架的另一端,并放下,待穿梭车货架另一端的叉车将货物取走。通过叉车可将穿梭车放置在不同巷道,多个巷道可以共用一部穿梭车。穿梭车的数量由巷道长度、托盘货物总量、进出货频率等综合因素来决定。

这种货架系统克服了传统的横梁托盘货架空间利用率低的缺点。与贯通式货架相比,克服了安全性差、出货效率低的缺点。

2. 无锡某冷库案例

该冷库用于存储多种肉类、海鲜等类食品。由于建筑结构采用多层楼的设计,在库房中相应的建筑立柱排放较多。单个库房的面积约为1800m2,可利用高度为5.1m,冷库温度在-20℃。

鼎虎在了解到客户需求及存储货物特点后,根据其多层库的立柱排放规律,一期工程设计了多种深度的贯通式货架系统方案(如图4),该方案增加了仓库存储量,提高了可存放的货物品项数量,并将该冷库中所有建筑立柱包容到货架之中,提高了冷库叉车操作的安全性,确保了仓库美观度。

终端争夺战：神奇的货架 篇4

瓶颈

晚饭后，带着这个问题，凌云打开了电脑，查看各门店上报的销量报表。由于前一段时间一直忙着处理门店的库存与价格混乱问题，使他无法静下心来好好思考如何突破销量瓶颈。他打开电子表格，整理出所有门店上个月的销量，并做了一个排序：

“九头崖的7个重点门店，做促销那几个月销量上去了，促销结束之后销量又回到原来的位置……”

“世纪联华的4个店，上个月除了总店由于店庆活动销量有点增长，其他店都保持不变……”

“佳华的5个店，这几个月都有进行促销，但销量也没什么起色……”

凌云越看心里越烦躁，他从数据中看到的全都是问题，找不到任何头绪。这个时候，他想起公司上个月给他们做的一个数据分析课程。当时讲师告诉他们两个重要的概念：在评价一个店的生意表现时，不应该只看一个时点，而应该对一段时间的表现做出分析，要保证连贯性。二是在分析方法上，要多利用对比分析，而做对比分析的话还要选择好比较对象，如果将没有可比性的门店摆在一起分析就没有太大的意义。想到这里，凌云就像抓住了一根救命稻草，他立即从前20个重点门店中挑出了5个可比的门店，这几个门店的月销量都比较接近，并且都有两年左右店龄，有一个固定的促销员，货架面积与位置都不错，门店所处的商圈也比较相似。

凌云对比了这5家店过去6个月的销量，发现在其他店都没什么起色的时候，佳华广场店从1月份开始，销量突然有较大的提升。这使得凌云十分好奇，他继续往下挖掘，一看吓一跳。佳华广场店的高中档产品的占比均远高于整体门店的平均水平．而这个变化也是在1月份前后开始的。

看到这里，凌云拍着自己大腿说：“怎么这么简单我都没想到，只要把各个门店的高中档产品占比提高，这个瓶颈肯定能够突破。”但应该怎么去做呢?惠辉本身的产品定位就是高档品牌，让各个门店的促销员主推高中档系列也不是一天两天的事了，而是一直都是这样的要求。对比这五家店，各个方面都差不多，为什么会有这样的差距，这背后到底有什么蹊跷?凌云决定一探究竟。

探究

第二天早上例会一结束，凌云便马不停蹄地赶往佳华广场店，就像赶赴约会一样。来到店里已经是中午时分，顾客不是很多。这个店和其他几个对比的店相似，附近都是比较繁华的商业区以及成熟的小区，人流量大，并且也有一定的消费能力。凌云径直走到奶粉货架前面，促销员小敏正在招呼着一位妈妈。

“我们的奶粉质量一点都不比这些外资品牌的差，但价格更加优惠……”不一会儿，那位妈妈就拿着一个中档装奶粉心满意足地离开了。

“不错嘛小敏，进步很大，这么贵的奶粉给你三两下就卖出去。看来我们的店内导购精英大奖很快就会被你拿去了。”如何通过夸奖来激励团队的士气，凌云有自己的一套。

“哎呀，经理你来了啊，你别挖苦我了。 其实我还是跟以前一样子地卖，但这两个月的销售不知道怎么的就上去了，旁边其他厂家的几个促销员近来也老拿话刺儿我。”

“哦?没那么神的事吧，我们在这边也没有投什么广告啊。”

“我感觉最近推销起产品来比以往更加容易了。顾客都会注意到我们，而且愿意停下来听我讲。另外，我不在的时候也比以前卖得好。”

一样的人在卖，一样的货架，一样的促销活动……

但为什么会产生这么大差别?这时候他注意到小敏身后惠辉产品的陈列，跟下图是几个月前的货架陈列：以前的似乎有些不同。

凌云仔细地端详着这个货架，与以前最大的不同是，低档产品的面位从两排多减少到现在的一排不到。中高档产品的陈列更加集中，更有视觉冲击力， 顾客会很容易地注意到我们品牌的定位是高档品牌。并且高中档产品中的1段和2段应该是我们的重点产品。

以往的货架陈列虽然按系列，按段位进行了陈列，看上去比较整齐，但却没能把我们的品牌定位以及重点产品在这么长的货架中凸显出来。试想一下，这么长的货架里面陈列着8个品牌的奶粉，将近300多个规格品种。顾客推着车在奶粉货架前选购时，她的视线停留在每个品牌上面不会超过2秒钟。在这么短的时间内，如果我们无法引起她的注意，并且让她捕获到我们所要传递的产品信息，那么我们很可能就会失去这个顾客。现在这种陈列在促销员不在的时间里，也会带来不少销量，货架本身就变成一个促销员在帮我们推荐主推产品。

凌云又想起昨天晚上看到的一组数字，这家店的高中低档产品销量占比分别为50％、35％、15％，跟现在他看到的面位占比基本一致，很好地验证了“货架公平原则”。“看来我是找到了这个销量的驱动要素了”。

“你为什么会想到把产品这么陈列?”凌云问起小敏，他非常好奇这个刚进公司不久的促销员怎么会懂得这些学问。

“哦，上次元旦我们不是买了一个堆头做活动，进了很多中高档产品，活动结束后还剩很多。刚好又碰上那时中低档袋装缺货，我就把这些高档的补上。在我们这里，1段和2段比较好卖，所以我就把他们摆多点，后来发现这样摆了之后卖得更好，我也就没有改回来。”

“凌经理，您是觉得我这样摆有问题?要不我现在就把它调回去?”小敏以为凌云在责怪她。

“不，不用，这样很好。”凌云心想，没想到小敏无意中做的一件事情帮他解决了一大难题。

“你刚才说这样陈列后推销起产品来更容易，能再给我讲讲吗?”凌云还是想再了解多一点。

“嗯，让我想想啊。以前顾客过来我也不知道给他们推荐什么好，那些顾客也什么都不说，看不出他们对我们哪类产品比较感兴趣。一般我都是按照公司规定先推荐高档的，如果他们没什么反应，我就立即推荐低档袋装。这样摆的确比较好，顾客自己先拿起高档的这些产品，我就知道他们对这些感兴趣，信心也足了，顺着这个给他们介绍，成功率也高很多。”

看来，这个陈列的调整还给促销员的推荐帮了大忙，一来能吸引购买者的注意力，二来能让促销员知道购买者的兴趣，同时也对首推起到暗示作用。

突破

从佳华广场店出来，凌云立即赶往其他重点门店，在每个门店，他都亲自向促销员讲述他在佳华店发现的秘密，并且与促销员一起研究门店的特点，找出主推的规格。一天下来，几家重点门店的陈列都重新调整过了。他还决定参加下周的促销员例会，在会上再跟其他店分享这个案例，并且要求他们执行下去。

凌云非常有信心他能迎来一个新的销量增长高峰……

总结

陈列在店内对顾客购买的影响，虽然不如促销这么立竿见影，但却是持续稳定有效的，我们应该在货架的陈列上花心思。

食品货架期监测系统的设计与实现 篇5

关键词：嵌入式技术,RFID技术,GPRS技术,监测系统

食品质量安全是人们一直高度关注的问题，传统的保质方法只是简单设定食品出厂的保质期,并利用条形码技术对食品进行流通管理[1,2]。但无论是植物性食品、动物性食品还是人造食品，在原材料的摘取、加工、物流、仓储、销售等环节中，都会受到外界温度、湿度、光照及环境中微生物群与包装气体组成等影响，并不断地发生物理、化学、微生物上的变化，因此急需对食品在生产、运输、销售等环节进行实时监测、管理，但传统方法已不能满足细致的食品安全管理要求。

目前，对于食品安全监测已成为研究重点[3,4]，上海海洋大学陈明、刘慧芳、冯国富采用K—means聚类算法，研制了水产品货架期指示器[5]，能够对水产品进行实时监测。通过生化实验对比，监测的货架期数据与生化数据具有98%的拟合度，此检测装置达到了对水产品实时监测的水平,但不能将监测数据及时发送给管理者进行及时有效的管理。针对这一问题，本文采用RFID技术[6]和GPRS技术[7,8]设计了食品货架期监测系统，该系统能够对食品数据进行实时采集，从而实现实时管理。

1 系统结构与原理

食品货架期监测系统由监测前端、监测终端和监控中心三部分组成。监测前端负责采集食品在流通过程中的货架期信息，并进行数据处理;监测终端负责接收监测前端的数据信息，并进行数据发送;监控中心负责接收数据信息。监测前端与监测终端的无线通信采用星型网络拓扑结构，每个监测前端都能与监测终端进行双向通信，但各个监测前端之间不能进行通信，食品货架期监测系统结构如图1所示。

监测系统首先通过监测前端检测冷藏车内食品质量信息，通过射频装置将质量参数信息发送给监测终端，监测终端通过SPI口将数据发送给GPRS模块，然后发送给监控中心的监测终端，再通过RS232串口将数据发送到PC机，以此实现客户端的可视化和实时数据信息的监测与查询。

2 系统硬件设计

2.1 监测前端硬件设计

监测前端主要负责对食品质量信息的采集与计算，通过nRF905无线射频模块将数据信息发送给监测终端，并接收监测终端发送的相关指令。监测前端主要由控制模块、RFID模拟前端模块(天线、射频芯片nRF905)、温度采集模块、用户界面模块(按键模块、用于LED、时钟模块、调试接口JTAG)、电源管理模块等五大模块和相关电路组成。RFID模拟前端模块负责接收指令，并根据指令格式发送数据包;温度采集模块负责采集温度并将温度传输到控制模块;控制模块处理装置的所有数据并维护装置的正常运行，用户界面模块能够便于用户使用,电源管理模块主要为控制模块和RFID模拟前端模块供电。

监测前端的微处理器采用MSP430F149，其自带有60 KB+256 B Flash存储器，地址为1100H-FFDFH的Flash存储器,用于存放系统代码;地址为0200H-9FFH的2 KB RAM用于存储装置的历史信息。监测前端的信号类型分为模拟部分和数字部分，模拟部分负责与监测终端的通信，数字部分负责处理数据、控制装置运行以及控制与监测终端的通信。模拟部分包括射频收发芯片nRF905、PCB板载天线、晶振等芯片和相关电路等。数字部分由嵌入式微处理器MSP430F149、温度传感器DS18B20、日历时钟芯片DS1302、调试接口JTAG、红绿指示灯、开关键、复位键等外围电路以及各芯片间的连接电路组成。射频芯片nRF905的4种工作方式中，正常工作状态是处于接收状态，即ShockBurst RX模式。在接收到指令时,自动将指令数据包的字头和CRC校验码移出，再根据数据包的第一个字节的内容解析指令数据包，并根据解析的配置装置运行状态或发送数据。若解析后的指令为“读当前”，则把当前温度、货架期等数据组装成32 B的数据包发送至监测终端;若“读历史”,则从微处理器MSP430F149的0200H-9FFH的2 KB RAM中一次读取N个数据为一组并组装成32 B的数据包发送出去，直至RAM中所有信息均发送出去时，装置发送过程结束。

射频电路主要由三大部分组成：与单片机相连的接口电路、nRF905应用电路以及天线的发送、接收电路。在设计过程中，电源VDD引脚所接入的电压范围为1.9～3.6 V;为了使晶振稳定，在晶振两端并联电阻R1(1 MΩ);为了让监测前端得到稳定的信号，天线的电路设计尤为关键，其中，VDD_PA引脚给天线提供直流电源，ANT1与ANT2引脚给天线提供稳定的RF输出，图2所示为监测前端的射频电路。

2.2 监测终端硬件设计

监测终端的任务是把监测前端的数据信息通过GPRS发送至监控中心，其结构框图如图3所示。

监测终端的微处理器通过SPI口与射频模块NRF905数据通信,通过串口方式与GPRS模块数据通信。

3 系统软件设计

3.1 监测前端的软件设计

在冷链物流过程中，监测前端需要实时监测食品质量，采集完数据后进入休眠状态，每隔一定时间被唤醒监听是否有监测终端的射频信号，若监听到射频信号，则立刻与之进行数据通信;若没有监听到射频信号，则继续进入休眠状态。每隔30 min唤醒温度传感器模块完成数据的采集，采集完数据转入休眠状态，工作流程如图4所示。

3.2 监测终端的软件设计

在冷藏车内的监测终端需要读取监测前端的数据信息，监测终端首先发送读取命令，待进入通信范围内的监测前端被唤醒时，将对其进行验证，如果认证成功，则建立数据通信，并将数据通过GPRS模块发送给监控中心的监测终端，工作流程如图5所示。

4 系统测试

在食品运输流通过程中，监测前端通过传感器模块进行数据采集及货架期计算，然后通过NRF905射频模块将数据信息发送监测终端，监测终端再把数据发送至监控中心。在监控中心，监测终端通过RS232串口与电脑连接，从而使数据能够直接传输到PC机上。图6所示为监测前端发送到监控中心的数据，可通过串口调试精灵显示。

在图6监测数据中，监测终端首先接收到的是监测前端的ID号，其次是温度数值。读取到的第一个监测前端是G3，其温度数据为10.13℃。通过实验表明，食品货架期监测系统能够监测食品在流通过程中的质量信息。

食品货架期监测系统通过RFID技术和GPRS技术实现了对食品质量的实时监测，并将数据可视化，达到动态监测食品在流通过程中的情况，系统具有可靠性高、适应性强等优点，推广价值较大。

参考文献

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[7]董宇,杨强,颜文俊.基于nRF905和GPRS的智能家居用电监测系统[J].电子技术应用,2012,38(9):78-81.

货架系统 篇6

ESL是一种放置在货架上、可替代传统纸质价格标签的电子显示装置[1]。每一个ESL通过无线网络与商场计算机数据库相连, 并将最新商品价格通过ESL上的显示屏, 如电子纸或LCD显示出来。ESL事实上成功地将货架纳入了计算机程序, 摆脱了手动更换价格标签的状况, 实现了收银台与货架之间的价格一致性。电子标签系统在西方发达国家已是一项比较成熟的技术, 而在国内才刚刚起步[2]。超市中的价格标签少则几百个, 多则上万, 中心节点处理能力是急需探讨的关键问题之一。

市面上已有许多基于Zig Bee的组网方案, 如文献[3, 4]中均提出了以集成了无线收发功能的CC2430/CC2431为控制核心的无线传感器网络设计, 主要通过终端节点的温湿度等传感器采集数据, 中心节点接收数据并做出相关分析, 其中终端节点通常直接由电池供电。但这些方案均是以星型结构设计, 控制芯片处理能力有限, 无法满足大网络需求。且尽管CC2430的功耗已经较低, 但仍无法满足市场应用要求。而文献[5]中提出的基于有源远距离RFID技术的电子货架标签系统设计亦有标签读写设备价格高昂、功耗较高等缺点。

基于此, 本文提出一种以AT91SAM3S4C作为协调器和路由器控制芯片, ATmega128rfa1为终端节点控制芯片构造Mesh网络的方案。该系统可应用于大中型超市、便利店等各商业场所, 前景广阔[6]。

1 系统总体方案

1.1 网络结构

Zig Bee网络的节点根据角色可分为协调器 (coordinator) , 路由器 (router) 和终端节点 (end device) [6]。Zig Bee设备按照功能分也有2种类型:全功能设备 (FFD) 和精简功能设备 (RFD) , FFD可以和FFD或RFD通话, 而RFD只能和FFD通话。协调器和路由器只能是FFD, 而终端节点可以是FFD或RFD。

Zig Bee网络由一个协调器、一个或多个路由器 (也可以没有) 和一个或多个终端节点 (也可以没有) 组成。协调器负责发送网络信标、建立网络、存储网络节点信息、管理网络节点等;路由器负责转发路由信息, 必要时可担任协调器角色, 形成网络;终端节点可收发信息。Zig Bee网络的拓扑结构有3种, 如图1所示。

星型结构是最简单的网络拓扑结构, 由一个协调器和多个终端节点组成, 主要缺点是网络节点容量有限。树形结构中从协调器到终端节点间的通信通道唯一, 灵活性较差。而Mesh结构的扩容性和灵活性比较好, 但较为复杂。基于任务需求, 本文选择根据Mesh结构进行组网。

1.2 终端节点

目前, 许多公司都有自己的主流Zig Bee芯片, 先对几款芯片的灵敏度、收发电流等参数进行比较, 如表1所示。

综合来看, ATmega128rfa1的参数指标明显优于其他芯片, 特别是收发电流上比其他芯片低得多, 更符合系统超低功耗的要求。由此, 本文选择AT-mega128rfa1作为终端节点主控制器。

1.3 路由器及协调器

一般超市中的价格标签少则几百个, 多则上万, 系统对协调器和路由器的处理能力要求很高。ATmega128rfa1的内核为8-bit AVR, 最高工作频率为16 MHz, 4 K bytes SRAM。倘若此款芯片作为路由器的主控制器, 要管理成百上千个子节点会显得力不从心, 网络通信效率也得不到保证。为此, 本文选择处理能力更强的AT91SAM3S系列芯片来担任路由器及协调器角色。

AT91SAM3S系列的几款芯片主要在Flash大小、SRAM容量、GPIO数量、有无外部总线接口等方面有所区别, 如AT91SAM3S2A有128 K bytes Flash、32 K bytes SRAM、34个GPIO、无外部总线接口, 而AT91SAM3S4C有256 K bytes Flash、48K bytes SRAM、79个GPIO、8-bit数据总线、24-bit地址总线等。

为系统运作高效性及日后扩容需要考虑, 本文选择功能较强大的AT91SAM3S4C作为路由器和协调器的主控制器。而AT91SAM3S4C和AT-mega128rfa1均工作在Atmel的Zig Bee协议栈Bit C-loud下, 在兼容性上不成问题。

1.4 显示模块

目前用于显示的技术主要有电子纸和LCD, 我们可以先将两者进行比较, 如表2。

基于此, 本文选择电子纸用于标签价码信息的显示。而超市营业时灯光定能保证, 可不必考虑电子纸背光显示问题。电子纸与MCU的接口电路简单, 写入方便, 很适合应用在此系统中。

1.5 系统架构

综合上述分析, 本文设计出一个完整的系统架构, 包括协调器、路由器、终端节点、后台管理器等组成部分, 如图2所示。

2 协议栈分析及软件设计

Bit Cloud是Atmel公司开发出的一个全功能、专业级的嵌入式Zig Bee协议栈, 类似TI的Z-Stack。它提供了一个安全可靠的、扩展性强的应用软件开发平台, 供运行在Atmel的MCU及无线收发器上。Bit Cloud同Zig Bee Pro和Zig Bee无线传感和控制标准是完全兼容的。

Bit Cloud除包含Zig Bee协议栈核心层如NWK、MAC、APS、ZDO之外, 还包含硬件支持内容主要有硬件抽象层 (hardware abstraction layer, HAL) 和板层支持包 (board support package, BSP) , 另外还附加提供共享服务部分包括任务管理器、安全层、电源管理层[7,8]。需要指出的是, 在Bit Cloud中核心栈内容以封装库的形式呈现, 区别于Z-Stack的开源形式。

2.1 网络建立与加入

系统通过无限循环调用SYS_Run Task () 执行任务管理。任务管理器按照任务优先级 (从最高到最低) 调用Stack各层任务处理函数, 最后执行APL任务, 即APL_Task Handler () , 再转而进入app Task Handler () 中根据app State执行相关的网络操作, 其中app State的值有APP_INITIAL_STATE、APP_JOINING_STATE、APP_JOINED_STATE、APP_LEAVE_STATE, 分别表示初始化、正在加入、已加入、离开四种状态[7]。网络建立由协调器或网关负责, 终端节点和路由器则需执行网络加入等动作。网络加入具体流程如图3所示。

2.2 数据发送

当终端节点成功加入网络后, 协调器以固定数据帧形式向标签发送相关价码信息。每个需要发送的数据帧包括命令和数据。其中命令包括节点类型、64位MAC地址、16位网络地址、工作信道、LQI、RSSI等。为方便处理, 定义一种数据通信格式, 如表3所示。

其中数据内容包括名称、价格、条形码等商品信息。而发送网络加入申请命令时, 格式简化为表4所示。

2.3 上位机管理系统设计

系统在运行过程中, 协调器常需要向终端节点发送最新价码信息。为方便管理, 设计一个上位机管理系统, 人为设定需要改动的数据, 通过RS232传送至协调器中, 然后再送至路由器或终端节点中。由于每个标签的价码信息基本都是不同的, 所以在传输方式上通常采用单播形式。此管理系统由VB编写而成, 如图4所示。

3 能耗分析

由于网络节点数目庞大, 且均采用电池供电, 若频繁更换电池, 必大大增加运营成本, 实用性大打折扣。所以电池的使用寿命是最需关注的关键参数之一[9]。

3.1 硬件低功耗设计

本方案中选择Atmel的Zig Bee超低功耗芯片ATmega128rfa1作为网络终端节点的主控制器, 系统功耗已比已有的其他方案降低很多。另外, AT-mega128rfa1具有较宽的工作频率和工作电压范围 (0~16 MHz, 1.8~3.6 V) , 在保证系统可靠工作的情况下, 尽量采用较低的工作频率和工作电压, 以减少系统消耗[9]。

3.2 软件低功耗设计

每个节点均包含处理器模块 (包括存储器) 、无线收发模块、电源模块、信息显示模块。处理器的运行电流为4.1 m A (工作在16 MHz上) , 信息显示模块采用电子纸, 功耗极低。而无线收发模块的接收和发送电流分别为12.5 m A和14.5 m A, 可知节点的大部分能量消耗在无线收发模块上。而当无线收发模块的接收端与发送端关闭也即进入RTX_OFF状态时电流仅为0.4 m A, 而在SLEEP状态下电流消耗基本为零。

为进一步降低功耗, 终端节点需常置于空闲或睡眠模式, 定时唤醒查询有无请求及收发数据。这里需要指出的是, 为保证整个系统工作的稳定性, 协调器和路由器均采用市电供电, 不考虑功耗问题。

文献[10]中提出一种节点寿命预测公式:

式 (1) , 中Td为节点可工作天数;

Qb为可用电池容量;Tw为每周期内工作时长;Ts为每周期内休眠时长;Iw为工作电流;Is为休眠电流。

此公式只简单考虑睡眠和工作模式的切换, 没有应用到空闲模式, 且忽视不同模式之间的切换时间, 最后得出的预测结果也是不够准确的。虽然增加睡眠时间能有效降低系统总功耗, 但这是以大幅度降低通讯质量为代价的。

文献[11]中提出的功耗计算及传输时延计算公式较好地说明了睡眠时间、功耗及传输时延的相互关系。文中指出, 每个节点接收一个信号包的平均损耗功率为:

式 (2) 中, Ps为睡眠状态下的消耗功率;Prx为接收状态下消耗功率;Ptx为发送状态下消耗功率;Tw为收发器从睡眠状态转为空闲状态所需的时间;Ti为处于休闲状态下的时间;Tc为控制包传输时间;Ts为处于睡眠状态下的时间;Td为数据包传输时间;Tt为发送状态与接收状态相互转换所需的时间;L为接收一个数据包的周期, 即平均每L秒接收一个数据包;表示在睡眠和空闲状态下节点通电和接收控制包所消耗的功率;表示发送一个控制包及接收一个数据包所消耗的功率。

但是, 上述公式只适用于空闲状态下和接收状态下消耗电流基本相同的系统, 而本文所设计系统在空闲状态下的电流小于接收电流。且无线收发模块在睡眠模式下消耗电流极小, 只有几μA, 可忽略不计, 故将公式修正如下:

式 (3) 中, Pi为空闲状态下消耗功率。

整个网络完整传输一遍数据包括数据的发送和确认包的回传, 所需的时间为

式 (4) 中, Ndata为数据包的字节数;Ncontrol为控制包的字节数, 包括请求和确认;N为网络节点个数;Nbits为传送一个字节的实际发送位数;Vs为网络实际传输速率。

Zig Bee在2.4 G上的传输速率一般为250 Kb/s, 但经反复测试, 实际传输速率远远达不到250Kb/s, 甚至有时只能达到一半。基于此, 文中取200Kb/s来进行计算。数据包按实际需求取60 bytes, 每个控制包为20 bytes。每个字节以1个起始位, 8个数据位, 1个奇偶校验位, 1个终止位的形式传输。假设网络节点为100~2 000个, 则整个网络完整传输一遍数据所需的时间为:

由于系统对数据传输的频度要求不高, L可根据节点数量适当取大值。此次实验中节点数量为100个左右, 分别取3 s、6 s进行仿真。

系统工作电压取3 V, 得出以下数值。

通过Ti、L取不同值得出仿真图如图5~图7所示。

仿真结果表明, Ti在相等的情况下, L越大, PZig Bee越快趋于平缓, 最终稳定值也越小。而当L一定时, Ti越大, PZig Bee的变化曲线随着Ts的增大越慢趋于平缓, 且最后的稳定值也越大。但这并不能说明Ti越小越好, PZig Bee的数值还与休眠时间Ts的大小有关。为此取图1和图2中某些具体点进行分析。

从表6中可看出, PZig Bee与Ti/Ts的比值成正比。

由此可得出结论:信息更新频率要求不高的标签, 如超市中的家具、电器等价格较固定商品的标签可将更新周期设置得尽量长, 以降低功耗;而诸如蔬菜、水果等价格更新较频繁的标签可将周期设定得短一些, 以保证信息更新及时。但需注意的是, 对于每个给定的更新周期, PZig Bee的变化均在某个Ts值后便趋于平缓, 所以盲目增长Ts并不会对降低功耗起到多大作用。而从表中也可看出, PZig Bee与Ti/Ts是息息相关的。

根据文献[11]中给出了传输时延公式:

可知Ts和Ti越大, DZig Bee也越大, 所以在保证Ti/Ts较小的同时, 也要同时保证Ti、Ts较小。由此, 可以在每个更新周期中设立多次睡眠和多次唤醒, 即当睡眠时间结束, 节点被唤醒进入空闲阶段, 不断侦听无线信道, 若没有数据包需要接收且空闲时间段结束, 再转入睡眠模式, 反复如此, 直至侦听到有需要接收的数据包后进入正常收发模式。这里需要指出的是, 为保证在有数据包发送过来时节点能及时侦听到, Ti不能设置过小而Ts设置过大。这在具体实施中就需要在功耗大小和传输可靠性上折中考虑。

另外, 尽量减少通信流量, 如加入数据校验机制减少有效数据包的重传、减少控制包的开销和包头长度, 也能有效降低功耗。由于绝大部分标签上的商品信息都不一样, 所以传感器网络中常用的数据融合技术并不适用。

4 结语

Zig Bee无线通信网络中的节点一般采用电池供电, 低功耗性能是设计中非常重要的考虑因素。本文给出了基于Atmel的电子货架标签系统设计方案, 并进行较为详细的软硬件能耗分析。分析表明节点的信息更新周期、空闲时间与睡眠时间的比值与功耗息息相关, 而减少通信流量、选用较低工作频率、较低工作电压亦能有效降低系统功耗。但是实际搭建过程中需综合考虑系统功耗和传输可靠性, 不能牺牲某一性能而换取另一指标。一般超市中的商品很多, 上百个节点显然不能满足需求。如何扩大网络容量, 并保证系统工作可靠性和高效性, 将是项目下一步需要探讨的问题。

摘要：针对目前超市中纸质价码标签的信息更新时间长、手工更换效率低、人力成本高等缺点, 开发出一套基于ZigBee协议栈BitCloud的低功耗电子货架标签 (Electronic Shelf Label, 简称ESL) 系统。它以AT91SAM3S4C作为协调器和路由器控制芯片, ATmega128rfa1为终端节点控制芯片, 构成一个多路由的Mesh网络。给出了系统的方案设计, 并从软硬件两方面对系统能耗进行分析。结果表明节点的信息更新周期、空闲时间与睡眠时间的比值与功耗息息相关;而减少通信流量、选用较低工作频率、较低工作电压亦能有效降低系统功耗。

关键词：ZigBee,ATmega128rfa1,电子货架标签,低功耗

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货架系统 篇7

所谓密集化仓储系统,一般是指利用特殊的存取方式或货架结构,实现货架深度上货物的连续存储,达到存储密度最大化的仓储系统,但密集化仓储系统同时也伴随着作业通道少而带来的作业效率低等固有特点。因此密集化仓储系统更多的被应用在食品、饮料、化工、烟草等单品种批量大,品项相对单一的行业。

在密集化仓储系统中,货架是最重要的组成主体。在此,我们结合从事货架行业多年的经验以及各种货架特点,来谈一下货架在密集化仓储系统中的应用与创新。

密集化仓储货架的分类

目前常见的密集化仓储货架主要有以下几种:

1. 驶入式货架

驶入式货架又称为贯通式货架或通廊式货架,顾名思义,驶入式货架是一种叉车进入货架内部进行存取货作业的货架,叉车的运行通道即货物的存储空间,托盘按深度方向连续存放于支撑导轨之上,为先进后出型货架。(如图1示)

2. 压入式货架

压入式货架又称为后推式货架,其储存的货物存放于专门制造的托盘小车之上,托盘小车通过前低后高有一定斜度的导轨实现自滑功能。存放货物时利用叉车将货物从导轨较低的一端存放于托盘小车之上,接着叉车再用下一个托盘推着前一个托盘进入一个深位,以此类推;货物拿取时也是从导轨较低的一端进行,每取走一个货物,剩余的货物会在重力的作用下自动滑到导轨较低的一端,方便继续取货,为先进后出型货架。(如图2示)

3.重力式货架

重力式货架又称为辊道式货架,其与压入式货架结构类似,不同之处在于用辊道取代了导轨和托盘小车,在货架深度方向设置具有一定倾斜角度无动力的重力辊道。货物存放时,从辊道高处放入,依靠重力自动滑动到辊道低处,辊道中需加设阻尼装置对货物进行速度控制。可实现先进先出功能。(如图3示)

4.穿梭式货架

穿梭式货架通过在货架深度方向设置穿梭小车导轨,存货时只需将货物放在导轨的最前端,导轨上的无线遥控穿梭车会自动承载托盘在导轨上运行,将其放置于导轨最深的货物处;取货时穿梭车会将托盘放置于导轨最前端,叉车取走即可。穿梭车货架既可以实现先进先出,也可以实现先进后出。(如图4示)

5.重型移动式货架

重型移动式货架的特点在于每排货架底部有一个电机驱动,由装置于货架下的滚轮沿铺设于地面上的轨道移动,可实现货架连续排布,一组货架只需要一个通道空间,实现了高密度存储。在需要存取货物时,移动货架,现出一条作业通道空间,实现作业功能。移动式货架可以实现任意顺序存取。(如图5示)

6.多深位自动化立体仓库货架

多深位的自动化立体仓库货架是一种多类型的货架结合体,其可以将堆垛机和重力式货架结合,也可以将堆垛机和穿梭式货架相结合。通俗来讲,该类型货架相当于以堆垛机取代传统叉车,以计算机控制取代人工操作的自动化密集式仓储货架(如图6示)

各种密集化仓储货架的优缺点

每种密集化仓储货架都有其适用范围,没有绝对的优劣之分,只有选用是否恰与之说。选用得当的货架类型,就可以实现功能性与经济性的双重收益;若只是一味地追求新兴的货架类型,并不一定能恰当地解决所有的仓储问题,相反可能会事倍功半。以下结合我公司的实际案例予以说明。

1.驶入式货架

优点:驶入式货架是目前使用最广泛的密集化仓储货架,其成本最为低廉,结构简单,维护成本低,且能实现很高的存储率,广泛应用于饮料、烟草等行业。

案例:中国乳业领军品牌蒙牛、伊利、光明等在中国各地仓库建造了大量的驶入式货架,既实现了大密度的仓储,又节约了大量的成本,且自1999年使用至今从未更换货架类型,充分证明了其实用性;在烟草行业,常德卷烟厂醇化库、湖南长沙吉首醇化库、上海卷烟厂醇化库也使用了大量的驶入式货架,同样很好地实现了预定设计目标。

技术难点及缺点:驶入式货架由于结构上缺少横梁构件,导致其结构稳定性较难控制,一般高度不宜超过10米,否则要么货架制作成本大幅度上升,要么无法满足日常安全使用要求该类型货架需要精确的计算和合理的选材,才能确保货架的安全性。

2. 压入式货架

优点:压入式货架存取货物时叉车只在导轨较低的一端作业,无需进入货架货物存储通道,使其存取速度高于驶入式货架。这一特性使其适合用来作为仓库中的中转暂存区域,也非常适用于仓库空间有限,但又想在小面积内实现密集存储的客户,其典型布置为仓库内靠墙排布,制作3至4个深位。压入式货架结构较稳定,且对叉车操作人员的要求较低,能降低误操作撞击货架的概率。

案例:世界最大的饮料公司之一可口可乐从2007年开始使用压入式货架,至今一直将其作为首选;此外,宝洁集团公司也大规模使用了压入式货架。

技术难点及缺点:压入式货架需要用托盘小车来承载货物,其中涉及不同层次小车之间、小车与导轨之间以及导轨与货架之间的配合问题,存储深度越大,设计难度越大,对货架制作精度要求很高,成本较高,且受货架结构特点所限,货位深度一般不超过5个,存储率在密集化仓储货架中属较低之列。

3. 重力式货架

优点:重力式货架的空间使用率很高,非常适用于规格统一、批量大的货物。由于进、出货分别位于货架两侧,故可作为车间内生产线不间断物料供给之用,也可作为配送中心出货暂存以及叉车或堆垛机的补货系统

案例:中国最大的糖烟酒批发中心上海海烟物流公司、宝洁集团公司以及国药系统的配送中心均采用了很多这类货架。

技术难点及缺点:重力式货架利用辊道运输托盘,对辊子有较高的同心度要求,且对托盘质量要求较高,最好选用硬木材质托盘,其次是塑料托盘,否则容易发生托盘卡住难以滑动的局面;且为保证托盘受控滑动,需要安装阻尼装置、缓冲装置以及出货分离装置,因此造价较高,后期维护成本也比较高。

4. 穿梭式货架

优点:穿梭式货架集合了多种密集化仓储货架的优点,比驶入式货架的叉车操作要求低,比压入式、重力式货架的存储率高,比移动式货架的效率高。适用范围广泛,没有明显的缺点就是其最大优点。又可以实现货物在货架内的自动运输,适应性良好,多数密集仓储问题都可以解决,且可根据实际情况灵活地选择先进先出或先进后出功能;并且由于其运输货物实现自动化,非常适用于冷库等极端条件仓库,以减少人员活动,提高人员工作效率及作业安全性。

案例:天津大洋冷库大量使用了穿梭式货架,实现了功能性与经济性的良好结合;广州中远物流公司同样使用了这种新兴的货架。上述客户在与货架配合的穿梭车选择上,均采用了国外进口的品质上乘的永恒力穿梭车。此外,嘉里物流集团也配备了此种货架,同样获得了良好的使用效果。

技术难点及缺点:为保证穿梭车稳定地运行,对货架、导轨的精度及地坪均有较高的要求。穿梭车是该系统的核心构件,其品质直接关系到未来用户售后费用的高低。该系统投资成本及后续维护成本比较高,需要有专业可靠的服务团队负责维修维护。

5. 重型移动式货架

优点:在能实现连续存放货物的密集仓储货架中,移动式货架是唯一能实现任意货位存取的货架类型,故十分适合出入库频率低、存储密度高但库存品种繁多的客户使用

案例:森松集团、住友机械、佑康食品等知名企业,均选取了移动式货架,并达到了预期设计要求。

技术难点及缺点:移动式货架建造时需要配备导轨、电力系统及电机,成本非常高,且存取货物时需要移动货架方可执行,存取效率比较低,耗能较高,后续使用及维护成本也较高,目前国内客户选用比较少。

6. 多深位自动化立体仓库货架

优点:货物存、取全部由计算机控制,实现从入库到出库的全自动作业,效率高,且能最大程度地利用仓库高度,增加存储率;库区内无人工操作,提高工人和产品安全性,并能达到最高的订单精确性。该货架最大的特点在于其复合性,能结合多种密集存储方式,实现多样化的存储可能。随着未来人力成本的持续增加以及对高效、精确物流的不断追求,多深位自动化立体仓库货架必然成为未来高科技货架的发展方向。

技术难点及缺点:该货架形式对制造精度、制造工艺以及系统集成的能力提出了很高的要求,受这些技术条件制约,该货架制造成本很高,在国内极少应用。

综上,将上述货架的特点总结如表1。

对密集化仓储系统的一些认识

企业是否考虑建设以及如何建设适用的密集化仓储系统,需要关注和认清以下几个方面:

1.存储率

对货架存储率的比较要基于相同类型货架之间的比较。密集化仓储最大的特点就是高存储率,但通常宣传中的高存储效率往往是用理想情况下的密集化仓储货架同特定的横梁式货架进行比较的结果,这样的结果并不科学,这两种货架类型结构差异实在太大,使用特性完全不一致,需要横梁式货架使用特性的客户是不会选择密集化存储方式的。如果客户已经选择了密集存储方式,那么在密集化仓储货架之间进行比较得出存储率高低的结论才比较合理。在大多数的情况下,密集化仓储系统之间存储率的差距并不明显,如成本最低廉的驶入式货架的存储率并不比先进的穿梭式货架少。

对货架存储率的设定要基于实际需求,不能一味求高。就密集化仓储而言,通常宣传中的80%的仓储率是否合理呢?这样高的存储率意味着整个仓库基本上满布货架,连通道都很少。以目前密集化仓储系统的代表——穿梭式货架为例,当货架覆盖80%的库区面积(仓储率80%)时,相当于库区一个方向满布货架,另一个方向每12个货架深度留一个约3米宽的通道(可同比放大缩小),这样的空间利用率会导致叉车没有太多有效的运转空间,出入库效率会降低很多,只有极端的仅以存储作为主要目的的客户才会选择这样的库区利用率,并不适用于所有的客户。故货架类型的选择还是要根据实际需求,根据货物出入库频率、货物储存特点以及经济性来定,不能一味地追求新兴货架,追求高仓储率,否则投入较高成本,却仍难以达到使用要求,得不偿失。

2.穿梭式货架系统中穿梭车的选用

穿梭式货架系统是现代化密集仓储的先锋,也得到了非常多用户的关注。穿梭车是整个系统的核心构件,其合理选择十分重要。为方便用户根据自身需求作出正确选择,下面根据穿梭车的特点特性,谈一下我们的看法。

在国内,穿梭车的销售主要有两大阵营,国外进口代理和国内生产两大类。现从技术性、专业性、经济性及售后服务角度进行比较剖析:

技术性:目前国内生产的穿梭车基本还是以仿造国外穿梭车为主,从做工、稳定性、可靠性以及性能上来说,同国外产品还存在着一定差距。

专业性:国外穿梭车制造商一般都具有专业背景,如永恒力、BT等,均为专业的穿梭车制造商,经过多年的发展,无论在技术积累、理念理解、市场导向等方面都具有先天优势;而国产穿梭车基本上为货架厂商推出,在穿梭车的技术底蕴上与国外还存在不小差距。

经济性:进口穿梭车与国产穿梭车相比在价格上存在劣势,目前国外穿梭车(32～40万元/台)比国产穿梭车(15～20万元/台)要贵不少。但由于一个货架系统中穿梭车配置的数量并不多,大多数情况下数千个货位才配置一台穿梭车,那么平摊下来,采用进口穿梭车的系统也仅仅比采用国产穿梭车的系统贵3%～5%。考虑到进口穿梭车在行驶速度、运行加速度等技术上的优势,折算成工作效率后,其经济性并不比国产穿梭车差。

售后服务:由于穿梭车销售数量不会非常大,以货架厂商而言,在全国大面积建设售后服务网点可能性不大,即使国外的专业厂家也是让叉车商作为代理,然后利用叉车商的售后网络进行维护保养。因此建议客户尽量采用国外的有售后服务网络的品牌穿梭车,专业的事还是需要交给专业的厂家来做,毕竟穿梭车使用一段时间后,维护保养的情况会不断增多。

3.密集化仓储货架的结构稳定性

密集化仓储货架由于其结构特点,需要货架在深度方向连续放置货物,这就决定了货架在垂直深度方向上是不能安装加强结构部件的,即垂直拉杆,因为这会隔断货物存储的连续性,越是深度大的货架,这种结构特点就越明显。当货架在常规使用时,垂直拉杆的作用体现得不显著;但是当货架受到较大的水平力时,如地震力,密集化仓储货架的结构薄弱性就会体现出来。

货架系统 篇8

现在为大家推荐的盘点方法称为“货架商品清单”盘点法, 所谓的货架商品清单, 又称为盘点卡, 指商品在货架上摆放的次序。货架商品清单中栏目一般包含商品编码、商品名称、商品条码、规格等。商场盘点的难点在于店面商品清点过程, 耗时耗力, 除了商品整理这种必不可少的动作, 主要工作量体现在两个环节上, 一是盘点清单准备的工作量, 二是现场盘点记录录入系统的工作量, 将这两个环节的工作量尽可能地降至最低, 将使盘点工作事半功倍。建立货架盘点清单, 正是基于这种考虑。下面简要介绍一下方法和过程。

二、使用货架商品清单盘点的流程

1、建立盘点配置图

盘点之前要做好规划, 根据商品货架等位置建立盘点配置图。在盘点配置图上将所有商品的陈列存储区都进行编号, 包括货架、促销陈列区、冷冻柜、冷藏柜、后场的仓库区、冷库等, 只要是商品储存、陈列之处均要标明, 对于非货架冷藏柜、仓库中的仓位, 也视为一个货架进行编号。

2、建立货架商品清单

将盘点配置图中, 货架商品清单中列示每个货架上商品信息及摆放次序。由于店面普通陈列一般具有较大的稳固性, 所以除了第一次将盘点清单录入系统时工作量较大以外, 以后再次使用该功能时只需根据店面实际作少量修改即可。建立货架商品清单, 可以选在任何非盘点时间分多次多人进行, 每个货架建立一张独立盘点清单。

可以通过以下几种方式完成清单建立:

第一种, 手工抄写货架上的商品信息, 按商品的摆放顺序, 从左到右从上到下的顺序记录商品, 商品记录内容包括商品条码、商品名称等, 手工采集完毕后在业务系统中按陈列顺序录入每张清单上的商品。

第二种, 使用盘点机, 将所有的商品按货架号每个商品扫描一次, 在业务系统中导入盘点机文件形成货架商品清单。建立货架商品清单可以在非盘点时间进行, 可以提高盘点机的利用率。

第三种, 使用无线条码枪, 或者使用手提电脑接条码枪来模拟无线条码枪。将扫描的条码记录在新建的文本文件中, 每节货架保存为一个文件。再通过业务系统的导入文本文件的功能, 建立货架商品清单。

3、生成盘点任务

在每次开始盘点之前, 需要在零售管理信息系统中生成盘点任务。生成盘点任务是确定盘点商品的范围, 对业务系统中的账面库存保存一份备份。生成盘点任务时, 需要选择盘点的类型, 分为全场盘点和分组盘点。

4、商品清点, 填写货架商品清单

将货架商品清单打印出来, 每个货架对应一张表格, 分发给负责不同区域的盘点人员进行盘点。打印的货架商品清单栏目, 包含商品编码、商品名称、商品条码、规格及空白的初盘及复盘数量。盘点人员对商品进行清点, 将每个商品的实际数量填写在初盘数量栏内。初盘完成后, 盘点人员之间交换货架盘点清单, 对初盘的商品再次清点确认。

5、通过货架商品清单进行盘点数据的录入

盘点数据录入是很费时的工作, 并且容易引起错误。盘点数据的录入可以分为两种方式进行, 一种是在收银机上录入, 另一种是在后台工作站上录入。系统如果提供按货架商品清单进行录入, 可以提高盘点的效率。

如果在收银机上通过货架商品清单录入, 需要将盘点任务及货架商品清单等盘点数据下发到收银机中。数据录时要先选择盘点任务确定盘点商品范围, 再选择事先设定好的货架商品清单编号, 调出商品清单。系统会自动按商品在货架中的陈列顺序, 将商品信息加入到盘点数据的录入界面中。录入人员只需对照货架商品清单逐条录入商品数量即可, 不需录入商品编码或商品条码。录入工作简化到最少, 同时也不必核对录入顺序及每张清单中商品行数, 这样可以大大加快录入的速度, 提高数据录入的准确率。

6、盘点数据审核及复盘

盘点清单全部录入完毕并及入账, 开始对盘点数据审核。

首先检查漏盘商品。零售信息系统在结束盘点时, 会将漏盘商品的库存全部清零, 所以对漏盘商品一定要认真对待, 以免引起账实不符。

其次检查需要抽盘的商品。对于单价高和数量多的商品, 作为抽盘的重点。零售信息系统中提供按数量或按比例设置复盘警界线, 确定复盘的商品。再次盘点的结果, 零售信息系统中录入复盘单, 每个盘点任务中只允许录入一张复盘单。

7、结束盘点

在确认所有盘点工作无异常情况后, 就要进行第二天正常营业的准备和清扫工作。包括补充商品, 将陈列的样子恢复到原来的状态, 清扫卫生等。

结束盘点时, 系统会根据盘点的数据, 自动产生商品的盈亏情况, 经审核后更正系统的库存, 生成盘点分析报表。

三、使用货架商品清单盘点应用推广

中国超市货架上的空白 篇9

由于家人在美国生活的缘故，我经常往返于中美之间。每次到了美国，与游客出没在纽约第五大道或者洛杉矶日落大道不同的是，我通常都出没在超市和各种卖场，奔波于柴米油盐。这对于做市场的我来说是个好机会。不忙的时候，我甚至可以在大型超市里逛3、4个小时，仔细看过每一个货架。我不是为了购物，只是想认真从货架上发现和感受两个市场的区别。

稍微对比一下美国和中国的市场，就会发现我们可以“借鉴”的不仅仅是互联网的创业构想。就算只是走进美国的沃尔玛，再走回中国的沃尔玛，也会立刻发现商机无限——在那些琳琅满目的商品背后，有巨大的类目差别，以及类目中具体单品的差别。每一个差别，都暗示着两个市场互相借鉴的机会。而相对服务业来说，商品消费对文化的依赖性更低，中国和国外更有机会做出清晰的对比和有价值的借鉴。

一个明显的差异是：在美国市场的众多商品品类中，有更多用于提升生活品质的“弹性产品”，而中国的市场则更多提供满足“刚性需求”的生活必需品。这根本不是什么秘密或者重大的发现，因为谁都知道两国居民可支配收入的差异十分巨大。所谓可支配收入，就是扣除生活必需品开支后可以用来改善生活的收入，也就是我们常说的“闲钱”。

过去，我们将主要的收入用于柴米油盐，扣掉这些必需开支后，就几乎没有闲钱了。所以，很多国人都无法理解为什么会有人为了好那么一点点的品质，愿意多支付很多张钞票。

不过，如今的可支配收入从无到有、从少到多，逐渐积累了起来。

2010年，中国城镇居民人均可支配收入为19109元。特别要注意的是，中国城镇居民收入最高的20%和收入最低的20%，其可支配收入比达到了5.4 : 1。也许这个中国“特色”让人讨厌，但是我们却没必要对此视而不见。这个数据加上其他一些数据，就意味着在沿海和中西部某些高收入地区，可能有1亿人的可支配收入达到或者超过每月5000元人民币。

商家的目标就是掏出这5000元来。下面几个品类，都是值得特别留意的。

更舒适和更精致

新兴市场的一个特点是年轻人整体收入水平高于他们的父辈。同时，他们负担轻、消费更自我，也更愿意模仿国外的消费方式。如果你给他们每月5000元的零花钱，他们一定不会考虑太久，就会把这些钱花得一干二净。这就是为什么中国大中城市的酒吧价格比国外还贵，但是里面从来都会有熙熙攘攘的年轻人。所以，满足这些人的需求，是商家的一大机会。

家纺产品是这个领域的代表。国外的大型商超里，家纺拥有的销售面积远大于国内的沃尔玛，产品也远比国内丰富。在国外的大型百货商场，也会看到很多像Calvin Klein这样有一定知名度的服装设计师参与到家纺产品的设计中。在国内，以罗莱和富安娜为例，他们的产品并不比国外同类产品便宜很多，销售却节节高升。预计在2011年，两家公司销售额会分别突破20亿元和12亿元，而且罗莱推出了一系列面向不同消费者的品牌，业务增长更是迅猛。

在前不久淘宝光棍节的大促销中，富安娜和罗莱的销量也都处在所有目类商品的前列，当天销售均达到千万元级别，这无疑折射出消费者对这一品类产品的巨大需求。不过，在国内，大牌设计师还没有积极参与到家纺产品设计中，我预计这将在不久的将来成为一个潮流。

除了家纺，各种家居用品和厨卫用品也是一个快速发展的市场。年轻人越来越倾向于消费更精致的家居用品，他们仔细挑选每一个台灯、相框、椅子和抱枕，尽量做到少而精，绝不会在这些地方委屈自己。

他们也愿意在厨房里配备更西式的工具，做出一些他们的父辈不愿意吃甚至从没见过的东西来。他们买不起大的房子，但是会把自己的小窝布置得富有生活气息。

但是，除了宜家之外，还没有哪个地方可以集中满足他們在这方面的需求。所以，你总是能看到宜家人满为患。而在国外，则有无数选择，甚至去趟沃尔玛就可以发现很多想象不到的产品，满足你很细节的需求，比如厨具货架。

拿钱买命

毫无疑问，没有一个国家的消费者会像今天的中国消费者一样关注食品安全问题。

不过，最重视食品安全的不是年轻人，中国的年轻人根本不怕，也不在乎这个。食品安全的高度关心者正是那些收入颇丰的30岁到50岁的人，他们收入更高，可支配收入甚至远远超过每月5000元，但更愿意把钱花在“本质上”，而不是“表面花哨”。

自建农业合作社也许并不是解决粮食问题的根本途径，产业化的大生产最终还会是永恒的主导。在这一点上，所有人都发现了巨大的商业机会，并把眼睛瞄向那些收入丰厚的中年和壮年人士。商家不断地告诉这些消费者：挣钱就是为了花的，特别是拿钱买命，值！

有机、绿色和无公害食品是很大的一块市场。美国的Whole Foods超市是有机食品专卖超市，5年前门口的停车场还一片萧条惨淡，如今已经是车满为患。

在国外的沃尔玛，食品货架上经常可以看到“有机货”，价格已经降到只比普通农产品贵30%左右。从全球市场看，有机食品市场增长并不算特别迅猛，每年保持着20%30%的总体增长。但是，由于国内巨大的市场落差，以及各种众所周知的原因，尽管这一市场还面临着鱼龙混杂的乱象，但还是可以非常有信心地迎来这个产业在近期的超高速发展。

一个更有趣的现象是，在国外，有机已经不仅限于食品了。实际上，我刚买了一条有机的牛仔裤以及一块有机的香皂、一个有机的梳子和几瓶有机的精油。总之，你可以在超市里发现任何有可能和身体接触的产品都被“有机”了。这也将是未来在中国有可能发生的现象，至少对服装、洗浴用品、草本化妆品都是有可能的。

除了有机食品，人们恐怕会忽视一个巨大的市场：营养保健食品。谁说只有中国人吃营养保健品，我可以负责任地说，美国超市里贩卖的营养保健品数量绝对远超中国超市，货架上各种瓶子一应俱全。

据不完全统计，全球营养保健食品市场2010年已经超过了3000亿美元，是有机食品的3倍！仅安利一家，销售额就突破了92亿美元，而营养保健品是安利的主打产品。

就在一些公益组织转移矛盾，把鲨鱼贸易的矛头指向鱼翅的时候，殊不知西方世界却在积极地消费着鲨鱼软骨素，这已经成为一些运动员和老年人保护关节的重要药品。在营养保健品领域，中医在中国市场的价值将变得至关重要，甚至有可能影响到全球市场。

更专业和精致的母婴产品

在过去，老人们都用“把孩子拉扯大”这样的词。这是一个可悲的词，充满感情色彩却非常沉重。不过，Baby R Us和Toys R Us却突然闯入中国人的生活。在大中城市，从国外代购奶瓶、奶嘴、奶粉、母乳泵、各种小器具甚至婴儿车，这已经蔚然成风。

不过，如果你真的去Baby R Us和Toys R Us逛一圈，一定会为这里丰富的商品感到震惊。更让人震惊的是，很多商品上写着Made in China，在中国却从来都没有出现过。其实，如果你要在北京找到一家商品比较齐全的母婴用品商店，还真是很困难。

仅仅是中国的母婴市场，全年市场规模保守估计也在2000亿元人民币以上，母婴产品已经造就了红孩子这样的电商渠道。但是，由于在实业界还缺乏强有力的竞争者，中国的母婴市场还没有被催化起来。从另一个角度讲，这又是多么巨大的一片蓝海！

其实，母婴市场也揭示了中国消费市场一个普遍的现象：过于重渠道，而轻品牌。可能是很多商家对市场缺乏持久的信心，不愿意投资在品牌上。但是，在弹性市场中，渠道不是王道，品牌和扎实的客户关系才是王道。用一句通俗的话讲：既然消费者购买弹性需求产品的目标就是要改善自己的生活品质，当然要认牌子！多花点儿钱都不怕，还怕多跑点儿路吗？

货架系统 篇10

移动立体货架是一种新型密集化存储设备系统, 具有结构简单、存储方便、土地利用率高、节约能源的特点。不仅在物流存放、备品间等传统仓库部门得到广泛应用, 也在图书馆, 阅览室和大型超市等处得到了推广使用, 特别适用于冷冻、冷藏和危险品的大容量存储。与巷道式固定货架比较, 可节省储存面积53%, 实际仓储利用率高达85%以上。因为移动立体货架的诸多优点, 在国内外越来越得到广泛关注。

为了方便仓储活动操作, 降低生产成本, 采用无轨移动式货架系统取代导轨系统已经成为趋势。但是, 货架在无轨运行时, 由于外界干扰的存在 (偏载和地面斜度等) , 存在与实际运行方向产生较大偏离的技术难题, 阻碍了无轨移动式货架的发展。因此, 针对无轨货架结构和移动方式的特点, 将磁诱导技术引用到无轨移动式货架系统, 用来解决仓储货架在无轨地面上的直线移动方向问题和移动货架运动系统控制定位问题。

1、磁诱导技术介绍

磁诱导技术是由交通部公路科学研究院开发的专利技术该技术, 它根据多雪地区冬季公路养护工作的需要, 特别是在风雪天气能见度低的条件下, 为驾驶员提供的视线引导功能。

该技术由路面磁性路标和车载传感器两部分组成。路面部分以磁道钉为定位参照物, 引导驾驶员驾驶车辆沿磁道钉布设线行驶;车载部分通过显示器显示车辆与公路的相对方位关系, 以供驾驶员参考。

磁性路标即为车道离散布设的磁性道钉, 形成沿车道行驶方向的诱导磁场。磁性路标的磁传感器是依据电磁感应原理设计制造.用于实时检测磁性路标的仪器。车载传感器探测到磁信号产生感应电压, 车载控制器根据感应电压的相对大小, 确定车辆在车道上的相对位置。显示在安置在驾驶室里的人机界面上, 引导驾驶员驾驶车辆沿磁道钉布设线行驶。显示器实时显示车辆与道路的相对方位关系.并以此为基础为车辆提供诱导信息。当车辆偏离磁道钉布设线一定程度时, 系统将报警提醒驾驶员。因此, 本文将磁诱导技术引用到无轨移动式货架系统, 完全能用来解决仓储货架在无轨地面上的直线移动方向问题和移动货架运动系统控制定位问题。

2、无轨移动立体货架系统设计

2.1 移动立体货架控制系统的组成

无轨移动立体货架系统通常是由仓库管理信息系统、地面控制台、运动控制柜以及移动立体货架架体等主要部分组成, 以有5个货架的仓储系统为例 (一个为固定货架) , 其控制系统基本结构如图1所示。

移动立体货架系统一般采用仓库管理计算机进行库存管理, 实现货位编号寻址管理。作业时, 仓库管理计算机可准确显示货物的名称、数量、进仓日期以及货位等信息。只要在仓库管理计算机输入进出仓作业计划, 通过通讯线路发送作业指令。货架控制单元收到作业指令后自动移动相关货架, 在存储位置移出作业通道。

(1) 仓库管理计算机系统由四个功能模块组成:基本资料、统计报表、系统维护、业务处理 (库存管理、货位管理、任务输入以及过程监控等) 。在系统中除了接收从ERP系统传递的数据外, 引入了条码技术和RFID技术, 对仓库的到货检验、入库、出库、调拨、移架移位、库存盘点等各个作业环节的数据可以进行自动数据采集, 保证了管理系统中各个作业环节数据输入的效率和准确性, 确保企业及时准确地掌握库存的真实数据, 合理保持和控制企业库存。通过科学的编码, 还可方便地进行物品的批次、保质期等进行管理。

同时, 对仓库的货位进行科学编码, 实现货位管理目标。对仓库的货位进行科学编码, 用条码符号加以标识, 并仓库作业的各个环节采集库位数据, 同时导入管理系统。有利于在多品种仓库种快速定位库存品所在的位置, 实现先进先出的管理目标及仓库作业的效率。

(2) 地面控制台上安装有触摸屏和控制按钮, 为人机交互的备用设备, 可输入任务指令并负责工作区域周边警戒。当仓库管理计算机出现故障时, 可通过地面控制台输入 (一般采用触摸屏) 控制指令, 控制仓库中的货架协调运动, 移出作业通道。同样, 货架的位置状态与传感器状态、显示作业通道的位置以及作业区周边状况也可以在地面控制台屏幕上显示。

(3) 运动控制柜为安装在货架上的运动控制单元, 负责控制移动货架运动, 同时采集货架上各种传感器的信号, 并在运动中进行货架偏移调整、位置检测与安全保护, 实现安全检测与控制。在自动模式下, 运动控制单元可通过串行通讯接口接收控制指令;在手动模式下, 可通过控制柜上的按钮控制货架移动。

(4) 移动立体货架部分是用于存储物品, 货架安装在底座上, 底座上有多个轮子, 货架可在垂直与通道的方向上自由移动。

其中, 移动立体货架部分是整个移动货架系统的主要部分, 是由磁性路标定位系统、底座和货架组成, 磁性路标定位系统安装于地面下, 每个底座上有多个轮子, 沿路标运动, 由一套电动驱动装置驱动。货架为通用货架, 安装于底座上。平时, 货架是紧挨在一起的, 只有一个作业通道。当需要在某一排货架上取货时, 即同时移动相关的多排货架, 在该排货架前移出一条作业通道。移动立体货架部分结构图如图2所示。

2.2 移动立体货架运动控制系统要求

根据无轨移动立体货架运动特点, 在使用磁诱导技术设计时, 要按照以下原则:

(1) 货架在移动过程中能自动识别行程范围内的障碍物, 检测到障碍物立即停车并报警, 同时在管理系统中显示报警提示。货架系统具有一定安全保护能力, 防止造成人身伤害与货架损坏;

(2) 系统应能纠正由于货架执行机构参数不一致、载重不平衡以及地面状况差异等原因引起的货架偏移, 即具有一定的纠偏能力;货架移动过程平稳无冲击, 特别在货架启动停止阶段, 防止货物倒塌;

(3) 系统具有全自动、半自动与手动等操作模式, 以满足不同工况需要;

(4) 采用视窗图形界面作为人机交互界面, 实时显示各货架系统的位置与工作状况。

2.3 移动立体货架运动控制系统硬件设计

根据法拉第电磁感应定律, 对于任何闭合导线回路, 当通过它的磁通量发生变化时, 其回路两端会产生与磁通量有关的感应电动势:

由以上原理, 把一个截面积为S, N匝的线圈, 置于无限长的通有交变电流的导线旁边, 则线圈回路的两端将产生感应电动势ε, 且:

式中:θ为线圈截面的法线与磁场方向的夹角, r为传感器到磁诱导的距离。

可见, 当电流的变化率、线圈的匝数N线圈的截面积S不变时, 感应电动势ε的大小只与θ和r有关。这就决定电磁感应传感器的最佳安装方式应符合以下两个条件:

(1) 两个传感器45度安装, 有利于电磁感应传感器组获取诱导线的信息。

(2) 传感器必须安装在车轮前方, 有利于跟踪诱导线的方向。按上述要求电磁感应传感器的最终安装形式如图3所示。使用传感器实现移动货架在前进和后退时的跟踪诱导信息。

系统的运动控制系统硬件框图, 如图4所示。其中位移检测采用安装在左右从动轮上的传感器, 检测货架是否走偏, 安全检测通过光电开关检测运动轨道是否有阻挡物以及行走是否到位, 使用控制按钮可在脱机状态下对货架手动控制;货架左右驱动变频器通过控制总线指令控制;运动控制系统与上位机的通讯也采用控制总线;通过继电器输出可控制状态指示灯、运动警笛与制动系统。为实现控制系统的软件升级与参数修改, 本系统可设计为单片机编程接口。

该系统的应用成本较低, 因为磁道钉不需要其他工作能源, 系统耐久性强一旦安装好, 埋设在地上的磁道钉使用寿命可达很多年以上, 并且不会对地面造成任何不良影响。

3、结论

当前, 我国正处于经济高速发展阶段, 土地资源与能源非常短缺, 所以开展对水平移动立体货架控制技术的研究与水平移动立体货架系统的推广应用显得尤为重要。同时, 磁诱导技术还是一个相对比较新的技术, 目前通过该技术无轨移动货架系统中的使用, 进一步地研究在曲线行走的工业控制中的使用问题, 以加快磁诱导技术的推广应用。

参考文献

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