自动化立体仓库与物流配送中心规划

——2017年11月AutomatedStorageandRetrievalSystem（AS/RS）自动化立体仓库与物流自动化配送中心规划AutomatedStorageandRetrievalSystem2IIIIIIIV自动化立体仓库概述自动化立体仓库储存设备自动化立体仓库规划设计辅助设备介绍及选型目录ⅴ实际案例分析目录AutomatedStorageandRetrievalSystem3立体仓库定义•立体化仓库又称高层货架仓库、自动存取系统AS/RS(AutomaticStorage&RetrievalSystem)。采用几层或十几层的高层货架存放货物，以巷道堆垛机为主，并结合出入库辅助设备来进行作业的一种仓库。•能够按照系统指令自动完成货物的存取，并能对库存货物进行自动管理，完全实现自动化出入库作业。AutomatedStorageandRetrievalSystem4系统组成•自动化立体仓库系统主要是由立体货架、出入库托盘输送设备、存储设备、巷道堆垛机、尺寸检测条码阅读系统、控制系统、通讯系统和上位机监控系统等部分组成。•自动化立体仓库系统与土建公共设施有关，如厂房、照明系统、消防系统、通风采暖系统、动力系统等等有关。AutomatedStorageandRetrievalSystem5优点提高库存占地面积，提高空间利用率节省人力，降低人工作业强度及时了解库存信息，便于盘库能够及时准确的寻取货物进行出入库AutomatedStorageandRetrievalSystem6功能信息查询自动存储自动出库发货自动入库AutomatedStorageandRetrievalSystem7IIIIIIIV自动化立体仓库概述自动化立体仓库储存设备自动化立体仓库规划设计辅助设备介绍及选型目录ⅴ实际案例分析目录AutomatedStorageandRetrievalSystem8储存设备•储存载体：用于装载物品的工具。例如托盘、容器（料箱）、单品、其他专用工具等等；•货架：用于存放成件或整托盘物品的保管设备；•储存设备的选择依据储存物品形状、重量、体积、包装形式等特性决定。AutomatedStorageandRetrievalSystem9托盘类型质轻、平整、美观，使用寿命长，整体性好，易冲洗消毒，可回收，购买成本高。使用寿命5年左右。抗弯强度大，承载能力大，易于维修，耐高温和低温性能好，一次性购买成本低。使用寿命2年左右。常用托盘尺寸有1100mmX800mm、1100mmX900mm、1100mmX1100mm、1300mmX1100mm、1400mmX1100mm、1200mmX800mm、1200mmX1000mm等七种规格。AutomatedStorageandRetrievalSystem10货架类型货架类型普通货架贯通式货架后推式货架移动式货架旋转式货架阁楼式货架自动化立体仓库专用货架货架的选择：仓库土建结构：高度、立柱位置、地面条件、消防设施；存取性：储存密度、出入方式、储位情况；搬运设备：通道宽度、载货重量、工作环境等等；出入库作业效率：出入库模式、存取频率、数量等等。AutomatedStorageandRetrievalSystem11普通货架普通货架适用于储存箱、包或单品等重量轻、体积小的物品。货架高度一般在4m以下。钩式设计，可自由调整存取高度及间隔，一般采用人力（不用叉车等）直接将货物（不采用托盘单元）存取于货架内。AutomatedStorageandRetrievalSystem12贯通式货架又叫驶入式/驶出式货架，用于储存托盘装载单元并具有叉车升降车出入口。储存密度高，存取性差，同一通道内的货物品种必须相同或同一通道内的货物必须一次完成出入库作业。AutomatedStorageandRetrievalSystem13后推式货架存取货依靠倾斜滑轨，货物自动滑送前方或被推送至后方。存取密度高，一般深度方向达到3～5个储位。适用于少品种大批量物品的存储，无法实现先进先出的存取方式。AutomatedStorageandRetrievalSystem14移动式货架移动式货架种类变化多，比一般货架存储量大，节省空间，各通道不能同时作业，出入库时间分开。适用于出入库频次低的场合，例如冷冻库以及档案管理等等。AutomatedStorageandRetrievalSystem15旋转式货架旋转式货架分为水平旋转式和垂直旋转式两种，操作简单，存取作业迅速，适用于小批量、多品种、小物品的储存及管理，出入库能力低。可实现货到人自动存取作业。AutomatedStorageandRetrievalSystem16其他货架AutomatedStorageandRetrievalSystem17仓储作业模式高架立体库料箱库密集库普通平库AutomatedStorageandRetrievalSystem18普通平库AutomatedStorageandRetrievalSystem19叉车高架库AutomatedStorageandRetrievalSystem20仓储的密集式程度大幅提高，对仓储面积的利用率提高，自动化程度提升；穿梭板故障处理方便，应急能力强。投资成本较横梁式货架较高，对土建地面的承载有较高的要求。对不同品规的货位分布，需要有系统化的设计和分配。密集库AutomatedStorageandRetrievalSystem21料箱库通过穿梭车进行料箱的存取，一台穿梭车对应多层料箱。通过提升机进行穿梭小车的换层。出入库效率较高，具有自动排序功能。实际中多和换层提升机配合使用。AutomatedStorageandRetrievalSystem22高架立体库目前行业大型物流中心应用较多的一种方式，自动化程度高，出入库效率高，单位面积的存储量高，出入库灵活，成熟稳定。成本较高，对土建、入库码盘及出库拆盘的能力有较高的要求。AutomatedStorageandRetrievalSystem23出入库形式同端出入库形式两端出入库形式中间出入库形式AutomatedStorageandRetrievalSystem24IIIIIIIV自动化立体仓库概述自动化立体仓库储存设备自动化立体仓库规划设计辅助设备介绍及选型目录ⅴ实际案例分析目录AutomatedStorageandRetrievalSystem25设计基本步骤搜集原始资料需求分析确定储存设备机械设备选型系统环节能力计算系统评价系统仿真验证①获取产品的特征、外形尺寸、平均库存量、日出入库数量、出入库频率等基础数据；②土建条件、现场地形及其仓库环境要求等；③出入库物流来源及去向、产品包装形式、搬运形式、运输条件等等。①根据原始数据进行数据分析，对入库的品规进行ABC分类；②根据参数确定储存单元的尺寸及仓库的容量；③根据出入库的基础数据分析平均出入库需求。根据库存量、品规、产品特征等基础参数选择储存设备以及仓库作业模式。根据需求分析、出入库效率以及作业流程选择合适的机械设备，并确定设备的主要参数。系统规划设计完成后，需要针对于各个环节的系统作业效率进行计算，能力与需求是否匹配。最后，对系统进行成本核算、经济效益分析以及远期规划设计理论计算后，需要对系统各个瓶颈进行仿真验证，对不合理的流程设计进行优化修正。基本方案设计根据需求分析、作业形式规划出基本的设计方案，然后再根据后续设备选型、能力需求计算以及仿真验证进一步优化设计方案。AutomatedStorageandRetrievalSystem26仓库面积（1）荷重计算法：A=mQkq式中：A——立体仓库所需总面积（m²）；k——立体仓库面积利用率，即存货面积与总面积之比；𝑚𝑄——立体仓库货物的库存量（t）；q——立体仓库单位面积上的库存量（t/m²）；（2）直接计算法：A=A1+A2+A3+A4式中：A1——货物有效存放面积（m²），A2——入库验货场地面积（m²）；A3——出库发货场地面积（m²）；A4——通道面积（m²）。AutomatedStorageandRetrievalSystem27库存指标最大库存量：𝑚𝑄=𝐸𝐾30t(每月30天计算)其中：E——立体仓库的月最大货物存取量（t）；K——设计最大入库百分数；t——货物在仓库中平均库存期（天）。库存周转率：一种衡量物料在仓库里或是整条价值流中，流动快慢的标准。库存周转率=年度销售产品成本/当年平均库存价值AutomatedStorageandRetrievalSystem28货架设计根据仓库最大规划储存量确定货架尺寸。以由以下4个参数中的3个来确定货架尺寸。仓库长度（或货架列数）仓库宽度（或巷道数）仓库高度（或货架层数）仓库容量（或总货位数）货架尺寸的计算是根据货格尺寸、库顶间隙、库内设施与墙体的安全距离以及前区尺寸确定的。AutomatedStorageandRetrievalSystem29货架高度设计自动化立体仓库主要的参数是货架高度，最佳高度直接影响占地面积、长度、宽度、起重运输机械设备装载效率以及技术经济指标的选择。影响货架高度的因素：储存量、周转率以及订货发送时的配套模式。AutomatedStorageandRetrievalSystem30最佳参数确定货架高度H：货架最佳高度取决于容量，通常在15－20m之间，当容量为1000－1500t时，高度H为12.6m，当容量为6000t或以上时，高度H为16.2m。货架长度L：若仓库作业由堆垛机上、下货，则货架的最佳通道长度L在80－120m之间。为保证堆垛机的托架垂直和水平移动操作并行不悖，则H/L应保持均衡，一般推荐采用下列比值：6141LHAutomatedStorageandRetrievalSystem31货格及轨道尺寸货格尺寸=装载单元货态尺寸+间隙尺寸侧面间隙尺寸一般取50-100mm，对横梁式货架，一般a5＞a3，对牛腿式货架，要求a4≥a3。垂直间隙尺寸应保证货叉叉取货物过程中微起升时不与上部构件发生干涉。轨道尺寸：装载单元货态尺寸+安全距离AutomatedStorageandRetrievalSystem32两种形式货架牛腿式货架横梁式货架AutomatedStorageandRetrievalSystem33出入库能力计算循环作业时间1.平均单一作业循环时间：堆垛机从某一出入库站开始向所有货格进行入库作业循环（或出库作业循环）的平均时间。当货架为m列，n层时，作业时间为：ifmjnkjkSttmntT2211式中：𝑇𝑆—平均单一循环作业时间（s）；𝑡𝑗𝑘—从入库开始到j列k层单程移动时间（s）；𝑡𝑓—叉货时间，在出入库站或货格处货物移动时间（s）；𝑡𝑖—浪费时间，控制延迟时间等（s）；AutomatedStorageandRetrievalSystem34同端出入库出库货位入库货位出库工作台入库工作台1列m层n𝒕jk𝒕jk𝒕𝒕𝒕𝒇𝒕𝒇𝒕𝒔𝒕𝒇𝒕𝒇1.平均复合作业循环时间：入库作业后进行出库作业时的循环的时间。当货架为m列、n层时，作业时间为：AutomatedStorageandRetrievalSystem35循环作业时间式中：𝑇𝐷—平均复合循环作业时间（s）；𝑡𝑗𝑘—从入库开始到j列k层单程移动时间（s）；𝑡𝑓—叉货时间，在出入库站或货格处，货物移动时（s）；𝑡𝑖—停机时间，控制延迟时间等（s）；𝑡𝑡—平均货格移动时间，随机确定入库货格和出库货格，作适当次数货格移动求得所需时间的平均值（s）；𝑡𝑠—出入库站间移动时间（s）；istfmjnkjkDttttmntT4211AutomatedStorageandRetrievalSystem36出入库周期堆垛机基本出入库能力用每小时内入库或出库的存储单元数表示。平均单一作业循环时间基准出入库能力𝑵𝒔=𝟑𝟔𝟎𝟎𝑻𝒔平均