自動化立體倉庫的設(shè)計

（一）設(shè)計的準(zhǔn)備工作

（二）自動化立體倉庫的總體規(guī)劃

（三）自動化立體倉庫計算

（一）設(shè)計的準(zhǔn)備工作

—— 系統(tǒng)調(diào)查及需求分析

1.立體倉庫是企業(yè)物流系統(tǒng)的子系統(tǒng)，必須要了解企業(yè)整個物流系統(tǒng)對子系統(tǒng)的要求和物流系統(tǒng)總體設(shè)計的布置圖，以便對倉儲的子系統(tǒng)進(jìn)行總體設(shè)計。要調(diào)查過去進(jìn)、出庫房或料場物品的種類、數(shù)量及規(guī)律，以便預(yù)測未來，進(jìn)行倉庫容量的計算和分析。

2.立體倉庫是機(jī)械、結(jié)構(gòu)、電氣、土建等多專業(yè)的工程，這些專業(yè)在立體倉庫的總體設(shè)計中互相交叉，互相制約。因此，在設(shè)計時對各專業(yè)必須兼顧，例如，機(jī)械的運動精度要根據(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)對倉儲系統(tǒng)的投資、人員配置等計劃，以確定倉儲系統(tǒng)的規(guī)模和機(jī)械化、自動化的程度。

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

5.了解建庫現(xiàn)場條件，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)查了解與倉儲系統(tǒng)有關(guān)的其他方面條件。例如，入庫貨物的來源，連結(jié)庫場交通情況，進(jìn)、出庫門的數(shù)目，包裝形式，搬運方法，出庫貨物的去向和運輸工具等。海格里斯自動化立體倉庫解決方案提供商

（二）自動化立體倉庫的總體規(guī)劃

1 庫場的選擇與規(guī)劃

2 倉庫形式和作業(yè)方式

3 貨物單元的形式和貨格尺寸設(shè)計

4 確定庫存量和倉庫總體尺寸

5 出、入庫搬運周期及出、入庫能力驗算

6 自動化立體倉庫的布置

7 自動化立體倉庫的控制方式和管理方式

1 庫場的選擇與規(guī)劃

倉庫和料場的選擇和布置對倉儲系統(tǒng)的基建投資、物流費用、生產(chǎn)管理、勞動條件、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)是確定庫場各部分的相互幾何位置關(guān)系，畫出平面布置圖。

2 倉庫形式和作業(yè)方式

在調(diào)查分析入庫貨物品種的基礎(chǔ)上，確定倉庫形式：

品種單一或品種較少單元貨格式倉庫

批量較大：重力式貨架倉庫或貫通式倉庫

特殊要求的貨物：冷藏、防潮、恒溫倉庫

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

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

立體倉庫是以單元化搬運為前提的，貨物單元形式、尺寸和重量的確定不僅影響倉庫的投資，而且對于整個物流和倉儲系統(tǒng)的配備、設(shè)施以及有關(guān)因素都有極大的影響。海格里斯自動化立體倉庫解決方案提供商

抓住所有入庫貨物流通中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，根據(jù)調(diào)查和統(tǒng)計結(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。

對于少數(shù)形狀和尺寸比較特殊以及很重的貨物，可以單獨處理。

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和運輸機(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 確定庫存量和倉庫總體尺寸

庫存量：同一時間內(nèi)儲存在倉庫內(nèi)的貨物單元數(shù)，根據(jù)歷史進(jìn)出倉庫和貨場的數(shù)量和規(guī)律，通過預(yù)測技術(shù)來確定庫存量。

倉庫內(nèi)采用存儲和搬運機(jī)械的數(shù)量取決于倉庫的最大出/入庫頻率。

倉庫高度：不宜設(shè)計得過高，以10~20米為宜，長、寬、高之間沒有確定的比例關(guān)系。設(shè)庫存量為N個貨物單元，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度L。

已知貨架總長度L，又知倉庫的寬度和高度，再根據(jù)實際需要，考慮辦公室、操縱控制室、搬運機(jī)械的轉(zhuǎn)彎以及其他輔助設(shè)施等，就可以確定倉庫的總體尺寸了。

在確定倉庫總體尺寸和貨架結(jié)構(gòu)尺寸的同時、還要參照國內(nèi)外倉庫和倉儲機(jī)械設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，遵照執(zhí)行。

5 出入庫搬運周期及出入庫能力驗算

立體倉庫的出、入庫搬運周期，一般講，主要取決于巷道堆垛起重機(jī)的作業(yè)循環(huán)時間。

6 自動化立體倉庫的布置

1）高層貨架區(qū)和作業(yè)區(qū)的銜接方式

（1）叉車－出入庫臺方式

（2）自動導(dǎo)引小車－出入庫臺方式

（3）自動導(dǎo)引小車－輸送機(jī)方式

（4）叉車（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－出入庫臺方式

自動導(dǎo)引小車－出入庫臺方式

自動導(dǎo)引小車－輸送機(jī)方式

叉車（或升降機(jī)）－連續(xù)輸送機(jī)方式

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

堆垛機(jī)是一種間隙作業(yè)機(jī)械

需要設(shè)置若干臺堆垛機(jī)

叉車和升降機(jī)也是間隙作業(yè)機(jī)械

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

（三）自動化立體倉庫計算

主要內(nèi)容是對已有的自動化立體倉庫面積、通過能力和配備人員、機(jī)械設(shè)備的計算。

★1. 立體倉庫面積和通過能力計算

方法一：

式中：

S——立體倉庫所需總面積，單位為平方米；

a——立體庫面積利用率，為堆貨面積與總面積之比；

mQ—立體倉庫貨物的堆存量，單位為噸；

q——立體庫單位面積上的貨物堆存量，單位為噸／平方米。

E——通過立體庫的月最大貨物存取量，單位為噸；

K——設(shè)計最大入庫百分?jǐn)?shù)；

30——每月30天計；

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

q的計算公式：

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——入庫驗貨場地面積，平方米，根據(jù)貨物種類、驗收和發(fā)貨的具體要求及設(shè)施確定。

f3——出庫發(fā)貨場地面積，平方米

f4——通道（人行道、車行道）面積， 平方米，根據(jù)倉庫的布置確定，取決于貨物和運輸工具的外形尺寸。

★2. 立體倉庫通過能力計算

月通過量 /平均庫存周期

b－－立體倉庫貨物的月不平衡系數(shù)，該系數(shù)與貨運量、貨源、運輸工具的銜接、水文氣象及生產(chǎn)管理因素有關(guān)。參照同類倉庫正常情況下不少于連續(xù)三年的統(tǒng)計資料來分析確定。運量越大，不平衡系數(shù)越小。

月不平衡系數(shù)b=最大月通過能力(吞吐量)/月平均通過能力

★3. 堆垛機(jī)作業(yè)循環(huán)時間

（1）平均單一作業(yè)循環(huán)時間

式中：

j——貨架列數(shù)，1~m

k——貨架層數(shù)，1~n

tjk——單程移動時間，從該入庫站開始到j(luò)列k層單程移動時間，秒

tf——叉貨時間，在出入庫站或貨格處，貨物移動時間，秒

ti——停機(jī)時間，控制延遲時間秒

（2）平均復(fù)合作業(yè)時間

式中：

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

ts——出入庫站間移動時間，入庫站和出庫站位置不同時的站間移動時間，秒

★4. 堆垛機(jī)基準(zhǔn)出入庫能力

（1）平均單一作業(yè)循環(huán)時間的基準(zhǔn)出入庫能力

（2）平均復(fù)合作業(yè)循環(huán)時間的基準(zhǔn)出入庫能力

★5. 倉庫機(jī)械及人員數(shù)量計算

一般情況下，立體倉庫的裝卸機(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算：

式中：

N——裝卸機(jī)械數(shù)量，單位為臺；

Ei——倉庫為完成月最大吞吐量，要求各類機(jī)械分別完成的操作量，單位為噸；

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

k——倉庫內(nèi)用于裝卸存取的機(jī)械設(shè)備種類數(shù)。

Ti ——第i種機(jī)械設(shè)備單位時間操作量，單位為噸/小時