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自动仓库系统中的抗震技术 |
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作者：大福自动化物流设备（上海）有限公司 来源：MM《现代制造》 |
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自动库系统这一国内近些年迅猛发展的新兴物流系统如何抗震、耐震、免震成为了物流行业内讨论的热点话题。大福公司作为行业内技术领先的物流系统集成商，在物流系统抗震及免震方面掌握了先进的技术和成功的应用案例，重庆医药股份有限公司和平物流中心便是其中之一。该项目在2008年5月12日的四川地震中成功地经受住考验，同时也在抗震救灾工作发挥了巨大的作用。
和平物流中心上桥自动仓库是重庆医药股份有限公司现代物流项目主体工程（图1），总建筑面积26930平方米，于2007年4月21日投入试运行。上桥自动仓库包括立体库堆垛机系统、环形无人自动搬运车系统（图2）、入出库输送机系统、滑块式自动分拣系统（图3）和手持数据采集终端(RF)等，并通过WMS、群组控制器控制整体系统运作。系统规划设计、系统集成和关键设备由日本株式会社大福公司提供。
图1 重药和平物流中心
图2 STV搬运小车
图3 自动化分拣系统
上桥自动仓库设计年出库量不低于40亿RMB，平均存量13万箱，在库SKU数不低于15500个，日均处理订单2000个，15000订单行，可以适应医院纯销、批发分销、终端配送、零售连锁等业态订单的混合作业，是辐射云、贵、川、渝的一座规模最大的现代化医药物流中心。
抗震设计考虑
此次地震中，重药配送中心能够成功地经受考验，与设计规划过程中关于抗震因素的考虑分不开。从建筑设计到货架设计再到物流设备，都考虑了抗震的要求。
1．建筑抗震考虑
根据重庆当地的地震烈度设防要求，在计算自动库系统对建筑地基作用力中，充分考虑地震短期应力和系统长期作用力下的地面受力情况，利用大福公司专业的计算软件分析在地震烈度设防要求下地面最大的承载要求，并将该承载要求提供给建筑设计方作为地基设计的参考。
此外，自动仓库的建筑立柱采用由三根立柱组合而成的空间结构支撑方式（图4）。该式样的立柱结构比普通的单立柱支撑结构强度和稳定性都有较大的提高。同时，在中国国内实施的自动库项目遵照国家抗震规范《建筑抗震设计规范（GB50011-2001）的要求进行设计。
图4 立体库立柱结构
2．货架抗震考虑
对货架采用有限元工具软件进行受力分析，根据应力分析报告选择货架规格进行详细设计，确保了货架受力的结构合理、性能稳定。尤其是此次规划中采用水平横梁式货架，其稳定性比牛腿式货架结构要高，同时还在货架背部采用背部拉杆的形式进行加固（图5），进一步提高了货架整体的稳定性和抗震强度。
图5 立体库货架背部拉杆
重药立体库项目中货架与地面的连接也采用了特殊的方式。立体库项目中采用膨胀螺栓或化学螺栓进行连接固定的方式比较常见，但在该项目中根据立体库系统的长期静载和地震短期应力的综合考虑，采用二次浇灌的方法进行货架与地面的连接固定，货架直接与埋在地下的钢筋结构相连接，使得货架与地基部分成为一体，有效地提高了货架整体的抗震性。
3．设备抗震考虑
堆垛机是立体库的核心设备，大福公司的堆垛机在不断进行技术革新的情况下，一直保持着全球销量第一的地位。本项目中的堆垛机能够自动进行位置学习，并在运行中自动矫正位置以保证存取精度。当地震发生后，堆垛机设备会在外力的作用下沿轨道方向发生移动，同时货架和货物也会发生形变或偏移（部分短期应力的形变能够恢复）。堆垛机设备能够自行校正自己的位置，在运行中若发现货架位置异常时会主动报警。以上的功能保证了系统在地震后能够快速地恢复并投入使用。
在重药项目的规划中，各个楼层的托盘输送机都与自动库相连接，直接安装在楼板上，但与自动库相连接处的巷道输送机是安装在钢平台上（图6）。钢平台一端直接与货架立柱相连接进行固定和支撑，另一端则直接搭在建筑横梁上，只受到建筑梁的支撑作用，并没有固定相连。该做法的最大优点在于降低了地震作用力在建筑楼板和货架之间进行传导，同时也减少了对钢平台以及平台上设备的破坏。
图6 钢平台安装方式
抗震技术应用前景
目前，国内关于物流系统抗震设计还没有统一的国家规范，并且关于物流系统的抗震技术基本上也只是停留在以提高构件强度来抵御地震灾害这一技术层面。提高构件强度也是“大震不倒，重震可修，小震不坏”这一抗震设计理念最为直接的体现，但这一抗震技术对于建筑行业的意义要远大于物流行业，因为在物流系统中不但要保证仓库建筑、货架以及物流设备能够有足够的强度来抵御地震灾害，同时还要保证所保管的货品不会因为地震而发生摔坏或倾倒等损失，这些仅靠提高构件的抗震强度是无法实现的。因此，自动库系统的免震技术也将成为国内物流系统抗震技术新的发展方向。同时，未来物流系统除了要发挥其现代化的高效性和良好经济效益以外，物流系统的抗震、免震也将成为众多企业所关注的焦点。(end)
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(9/21/2008) |
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