自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的設(shè)計(jì)

（一）設(shè)計(jì)的準(zhǔn)備工作

（二）自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的總體規(guī)劃

（三）自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)計(jì)算

（一）設(shè)計(jì)的準(zhǔn)備工作

—— 系統(tǒng)調(diào)查及需求分析

1.立體倉(cāng)庫(kù)是企業(yè)物流系統(tǒng)的子系統(tǒng)，必須要了解企業(yè)整個(gè)物流系統(tǒng)對(duì)子系統(tǒng)的要求和物流系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)的布置圖，以便對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)的子系統(tǒng)進(jìn)行總體設(shè)計(jì)。要調(diào)查過(guò)去進(jìn)、出庫(kù)房或料場(chǎng)物品的種類(lèi)、數(shù)量及規(guī)律，以便預(yù)測(cè)未來(lái)，進(jìn)行倉(cāng)庫(kù)容量的計(jì)算和分析。

2.立體倉(cāng)庫(kù)是機(jī)械、結(jié)構(gòu)、電氣、土建等多專(zhuān)業(yè)的工程，這些專(zhuān)業(yè)在立體倉(cāng)庫(kù)的總體設(shè)計(jì)中互相交叉，互相制約。因此，在設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)各專(zhuān)業(yè)必須兼顧，例如，機(jī)械的運(yùn)動(dòng)精度要根據(jù)結(jié)構(gòu)制作精度和土建的沉降精度而選定。

3.要了解企業(yè)對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的投資、人員配置等計(jì)劃，以確定倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的規(guī)模和機(jī)械化、自動(dòng)化的程度。

4.調(diào)查庫(kù)內(nèi)儲(chǔ)存的貨物的品名，特征(例如易碎、怕光、怕潮等)，外形及尺寸，單件重量，平均庫(kù)存量，最大庫(kù)存量，每日進(jìn)、出庫(kù)數(shù)量，入庫(kù)和出庫(kù)頻率等。

5.了解建庫(kù)現(xiàn)場(chǎng)條件，包括氣象、地形、地質(zhì)條件、地面承載能力、風(fēng)及雪載荷，地震情況以及其他環(huán)境影響。

6.調(diào)查了解與倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)有關(guān)的其他方面條件。例如，入庫(kù)貨物的來(lái)源，連結(jié)庫(kù)場(chǎng)交通情況，進(jìn)、出庫(kù)門(mén)的數(shù)目，包裝形式，搬運(yùn)方法，出庫(kù)貨物的去向和運(yùn)輸工具等。

（二）自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的總體規(guī)劃

1 庫(kù)場(chǎng)的選擇與規(guī)劃

2 倉(cāng)庫(kù)形式和作業(yè)方式

3 貨物單元的形式和貨格尺寸設(shè)計(jì)

4 確定庫(kù)存量和倉(cāng)庫(kù)總體尺寸

5 出、入庫(kù)搬運(yùn)周期及出、入庫(kù)能力驗(yàn)算

6 自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的布置

7 自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的控制方式和管理方式

1 庫(kù)場(chǎng)的選擇與規(guī)劃

倉(cāng)庫(kù)和料場(chǎng)的選擇和布置對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的基建投資、物流費(fèi)用、生產(chǎn)管理、勞動(dòng)條件、環(huán)境保護(hù)等都有著重要意義，這是首先要考慮的。其主要任務(wù)是確定庫(kù)場(chǎng)各部分的相互幾何位置關(guān)系，畫(huà)出平面布置圖。

2 倉(cāng)庫(kù)形式和作業(yè)方式

在調(diào)查分析入庫(kù)貨物品種的基礎(chǔ)上，確定倉(cāng)庫(kù)形式：

1、品種單一或品種較少單元貨格式倉(cāng)庫(kù)

2、批量較大：重力式貨架倉(cāng)庫(kù)或貫通式倉(cāng)庫(kù)

3、特殊要求的貨物：冷藏、防潮、恒溫倉(cāng)庫(kù)

4、根據(jù)出庫(kù)工藝要求決定是否采用揀選作業(yè)：整單元出庫(kù)為主/零星貨物出庫(kù)為主

5、少采用單作業(yè)方式，盡量采用復(fù)合作業(yè)方式

3 貨物單元的形式和貨格尺寸設(shè)計(jì)

立體倉(cāng)庫(kù)是以單元化搬運(yùn)為前提的，貨物單元形式、尺寸和重量的確定不僅影響倉(cāng)庫(kù)的投資，而且對(duì)于整個(gè)物流和倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的配備、設(shè)施以及有關(guān)因素都有極大的影響。

抓住所有入庫(kù)貨物流通中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，根據(jù)調(diào)查和統(tǒng)計(jì)結(jié)果，列出所有可能的貨物單元形式和規(guī)格，選擇最為經(jīng)濟(jì)合理的方案。

對(duì)于少數(shù)形狀和尺寸比較特殊以及很重的貨物，可以單獨(dú)處理。貨物單元盡量采用標(biāo)準(zhǔn)推薦的尺寸，以便于與其它物料搬運(yùn)和運(yùn)輸機(jī)具相匹配。 貨格尺寸取決于在貨物單元四周需留出的凈空尺寸和貨架構(gòu)件的尺寸。

4 確定庫(kù)存量和倉(cāng)庫(kù)總體尺寸

庫(kù)存量：同一時(shí)間內(nèi)儲(chǔ)存在倉(cāng)庫(kù)內(nèi)的貨物單元數(shù)，根據(jù)歷史進(jìn)出倉(cāng)庫(kù)和貨場(chǎng)的數(shù)量和規(guī)律，通過(guò)預(yù)測(cè)技術(shù)來(lái)確定庫(kù)存量。

倉(cāng)庫(kù)內(nèi)采用存儲(chǔ)和搬運(yùn)機(jī)械的數(shù)量取決于倉(cāng)庫(kù)的最大出/入庫(kù)頻率。

倉(cāng)庫(kù)高度：不宜設(shè)計(jì)得過(guò)高，以10~20米為宜，長(zhǎng)、寬、高之間沒(méi)有確定的比例關(guān)系。設(shè)庫(kù)存量為N個(gè)貨物單元，巷道數(shù)為A，貨架高度方向可設(shè)B層，則每一排貨架在水平方向應(yīng)具有列數(shù)D為：

D=N/2AB

根據(jù)每排貨架的列數(shù)D及貨格橫向尺寸可確定貨架總長(zhǎng)度L。

已知貨架總長(zhǎng)度L，又知倉(cāng)庫(kù)的寬度和高度，再根據(jù)實(shí)際需要，考慮辦公室、操縱控制室、搬運(yùn)機(jī)械的轉(zhuǎn)彎以及其他輔助設(shè)施等，就可以確定倉(cāng)庫(kù)的總體尺寸了。

在確定倉(cāng)庫(kù)總體尺寸和貨架結(jié)構(gòu)尺寸的同時(shí)、還要參照國(guó)內(nèi)外倉(cāng)庫(kù)和倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)械設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，遵照?qǐng)?zhí)行。 請(qǐng)加微信公眾號(hào)：工業(yè)智能化(robotinfo) 馬云都在關(guān)注

5 出入庫(kù)搬運(yùn)周期及出入庫(kù)能力驗(yàn)算

立體倉(cāng)庫(kù)的出、入庫(kù)搬運(yùn)周期，一般講，主要取決于巷道堆垛起重機(jī)的作業(yè)循環(huán)時(shí)間。

6 自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的布置

1）高層貨架區(qū)和作業(yè)區(qū)的銜接方式

（1）叉車(chē)－出入庫(kù)臺(tái)方式

（2）自動(dòng)導(dǎo)引小車(chē)－出入庫(kù)臺(tái)方式

（3）自動(dòng)導(dǎo)引小車(chē)－輸送機(jī)方式

（4）叉車(chē)（或升降機(jī)）－連續(xù)輸送機(jī)方式

2）貨物單元出、入高層貨架的形式

（1）貫通式

（2）同端出入式

（3）旁流式

叉車(chē)－出入庫(kù)臺(tái)方式

自動(dòng)導(dǎo)引小車(chē)－出入庫(kù)臺(tái)方式

自動(dòng)導(dǎo)引小車(chē)－輸送機(jī)方式

叉車(chē)（或升降機(jī)）－連續(xù)輸送機(jī)方式

適應(yīng)情形：出入庫(kù)頻率高或要求每天按照品種、數(shù)量和時(shí)間有計(jì)劃地發(fā)貨

堆垛機(jī)是一種間隙作業(yè)機(jī)械，需要設(shè)置若干臺(tái)堆垛機(jī)

叉車(chē)和升降機(jī)也是間隙作業(yè)機(jī)械

為了解決堆垛機(jī)、叉車(chē)、升降機(jī)與連續(xù)輸送機(jī)之間的協(xié)調(diào)工作節(jié)拍問(wèn)題，通常使連續(xù)輸送機(jī)具有積放功能。

（三）自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)計(jì)算

主要內(nèi)容是對(duì)已有的自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)面積、通過(guò)能力和配備人員、機(jī)械設(shè)備的計(jì)算。

★1. 立體倉(cāng)庫(kù)面積和通過(guò)能力計(jì)算

方法一：

式中：

S——立體倉(cāng)庫(kù)所需總面積，單位為平方米；

a——立體庫(kù)面積利用率，為堆貨面積與總面積之比；

mQ—立體倉(cāng)庫(kù)貨物的堆存量，單位為噸；

q——立體庫(kù)單位面積上的貨物堆存量，單位為噸／平方米。

E——通過(guò)立體庫(kù)的月最大貨物存取量，單位為噸；

K——設(shè)計(jì)最大入庫(kù)百分?jǐn)?shù)；

30——每月30天計(jì)；

t——貨物在立體庫(kù)中平均庫(kù)存期(天)，根據(jù)統(tǒng)計(jì)的各種貨物歷年平均庫(kù)存周期分析確定。

q的計(jì)算公式：

H——貨物的堆放高度，按照裝卸工藝要求確定，單位米；

r——立體庫(kù)單位體積上的貨物堆存量，噸/立方米

方法二：

式中：

f1——存放貨物有效存放面積，平方米

f2——入庫(kù)驗(yàn)貨場(chǎng)地面積，平方米，根據(jù)貨物種類(lèi)、驗(yàn)收和發(fā)貨的具體要求及設(shè)施確定。

f3——出庫(kù)發(fā)貨場(chǎng)地面積，平方米

f4——通道（人行道、車(chē)行道）面積， 平方米，根據(jù)倉(cāng)庫(kù)的布置確定，取決于貨物和運(yùn)輸工具的外形尺寸。

★2. 立體倉(cāng)庫(kù)通過(guò)能力計(jì)算

月通過(guò)量 / 平均庫(kù)存周期

b－－立體倉(cāng)庫(kù)貨物的月不平衡系數(shù)，該系數(shù)與貨運(yùn)量、貨源、運(yùn)輸工具的銜接、水文氣象及生產(chǎn)管理因素有關(guān)。參照同類(lèi)倉(cāng)庫(kù)正常情況下不少于連續(xù)三年的統(tǒng)計(jì)資料來(lái)分析確定。運(yùn)量越大，不平衡系數(shù)越小。

月不平衡系數(shù)b=最大月通過(guò)能力(吞吐量)/月平均通過(guò)能力

★3. 堆垛機(jī)作業(yè)循環(huán)時(shí)間

（1）平均單一作業(yè)循環(huán)時(shí)間

式中：

j——貨架列數(shù)，1~m

k——貨架層數(shù)，1~n

tjk——單程移動(dòng)時(shí)間，從該入庫(kù)站開(kāi)始到j(luò)列k層單程移動(dòng)時(shí)間，秒

tf——叉貨時(shí)間，在出入庫(kù)站或貨格處，貨物移動(dòng)時(shí)間，秒

ti——停機(jī)時(shí)間，控制延遲時(shí)間秒

（2）平均復(fù)合作業(yè)時(shí)間

式中：

tt——平均貨格間移動(dòng)時(shí)間，隨機(jī)確定入庫(kù)貨格和出庫(kù)貨格，作適當(dāng)次數(shù)貨格間移動(dòng)求得所需時(shí)間的平均值，秒(從入庫(kù)貨格到出庫(kù)貨格的時(shí)間)

ts——出入庫(kù)站間移動(dòng)時(shí)間，入庫(kù)站和出庫(kù)站位置不同時(shí)的站間移動(dòng)時(shí)間，秒

★4. 堆垛機(jī)基準(zhǔn)出入庫(kù)能力

（1）平均單一作業(yè)循環(huán)時(shí)間的基準(zhǔn)出入庫(kù)能力

（2）平均復(fù)合作業(yè)循環(huán)時(shí)間的基準(zhǔn)出入庫(kù)能力

★5. 倉(cāng)庫(kù)機(jī)械及人員數(shù)量計(jì)算

一般情況下，立體倉(cāng)庫(kù)的裝卸機(jī)械數(shù)量，應(yīng)在同一調(diào)配原則下，根據(jù)物流工藝流程按下式計(jì)算：

式中：

N——裝卸機(jī)械數(shù)量，單位為臺(tái)；

Ei——倉(cāng)庫(kù)為完成月最大吞吐量，要求各類(lèi)機(jī)械分別完成的操作量，單位為噸；

d——機(jī)械利用率，為機(jī)械工作臺(tái)時(shí)占日歷臺(tái)時(shí)的百分比，一班制取0.15-0.20；兩班制取0.30-0.35；三班制取0.40-0.50。電動(dòng)機(jī)械取大值，內(nèi)燃機(jī)械取小值；

k——倉(cāng)庫(kù)內(nèi)用于裝卸存取的機(jī)械設(shè)備種類(lèi)數(shù)。

Ti ——第i種機(jī)械設(shè)備單位時(shí)間操作量，單位為噸/小時(shí)