第七章 自动化仓储系统

物流系统规划陈雷雷第七章自动化仓储系统物流系统规划陈雷雷本章知识结构自动化仓储系统（AutomatedStorageandRetrievalSystem）是指不用人工直接处理，能自动存储和取出物料的系统。自动化仓储系统货架堆垛起重机AS/RS自动化技术库存物流系统规划陈雷雷自动化仓储系统概述自动化仓储系统主要由货架、堆垛机、出入库输送系统、计算机管理及控制系统等组成。功能及发展功能：收货、存货、取货、发货、信息查询物流系统规划陈雷雷取货收货物流系统规划陈雷雷发展趋势：1．自动化程度不断提高。2．与工艺流程结合更为紧密。3．储存货物品种多样化。4．提高仓库出入库周转率。5．提高仓库运转的可靠性与安全性及降低噪声。6．开发可供实用的拣选自动化设备和系统。物流系统规划陈雷雷物流系统规划陈雷雷系统组成货架+巷道机+周边搬运系统+控制系统优点及作用能大幅度地增加仓库高度，减少占地面积；提高仓库出入库频率；提高仓库管理水平；采用货架+计算管理，有利于实现先入先出；由于采用了自动化技术，有较强的环境适应性。物流系统规划陈雷雷货架组合式货架1、托盘货架托盘货架是存放装有货物的托盘的货架。使用高：采用堆垛机低：采用叉车优点库容利用率高机械作业方便物流系统规划陈雷雷2、悬臂式长形货架由3~4个塔形悬臂和纵梁相连接而成适用于:长条形材料积存物流系统规划陈雷雷3、驶入式货架这种货架采用纲质结构，钢柱上一定位置有向外伸出的水平突出构件。库容利用率可达90%以上物流系统规划陈雷雷4、货架的刚度和精度刚度——强度和稳定性精度——位置精度、水平度等物流系统规划陈雷雷重力式货架重力式货架有两类：一类是储存整批纸箱包装商品；另一类是储存托盘商品物流系统规划陈雷雷高度：2~4层坡度：1.5%~3.5%长度：5~12个托盘托盘载重：500~1500KG优点：能保证货物的先进先出；空间利用率极高；叉车、堆垛机行程最短；使货架的货位“空缺”减至最少物流系统规划陈雷雷旋转式货架物流系统规划陈雷雷旋转式货架分为:整体旋转式(整个货架是一个旋转整体)——水平和垂直分层旋转式(各层分设驱动装置，形成各自独立的旋转体系)适用范围:旋转式货架适于小物品的存取；要求货物便于拣货和管理。特点:旋转式货架样式很多；货架间不设通道；可采用局部通风和光照来改善操作环境。物流系统规划陈雷雷巷道式堆垛起重机分类按结构形式分类——单立柱型、双立柱型按支承方式分类——地面支承、悬挂、货架支承按作业方式分类——单元型、拣选型结构组成1、运行机构2、载货台及取货机构3、提升机构4、机架5、电气设备物流系统规划陈雷雷物流系统规划陈雷雷物流系统规划陈雷雷物流系统规划陈雷雷AS/RS的自动化技术AS/RS系统的自动化设备1、检测装置，检测各种参数，为系统数据判断、处理和决策提供最佳依据4、监控及调度装置，通过任务、路径、方向等的调度来提高效率6、数据通信，系统之间、设备之间的大量的信息交换5、计算机管理，自动化立体仓库的指挥中心2、信息识别，识别物品信息和货位仓储信息3、控制装置，主要是自动化设备的控制，包括堆垛机、输送机等等7、大屏幕显示，通过显示设备指示各种搬运、拣选等操作8、图象监视设备，对自动化仓库中人身及设备安全进行检测和控制物流系统规划陈雷雷自动寻址技术立体仓库自动寻址就是自动寻找存放/提取货物的位置。1、自动寻址原理同巷道内货位地址的三个参数：第几排货架、第几层货格、左侧或者右侧。2、相对数字认址系统这种认址系统的实质是用计数的方法来表示堆垛机实际走过的路程。3、绝对数字认址系统绝对认址是为每一个货位制定一个绝对代码物流系统规划陈雷雷4、常用认址编码系统双排条码认址编码系统这种系统将条形码原理应用于自动化仓库地址识别中，具有编码简单、识度迅速、信息量大、可靠性高、成本低廉等优点。循环校验认址编码系统循环校验是在整个地址域中周期性地重复使用有效地址编码来进行地址校验。物流系统规划陈雷雷控制方式（1）在自动化仓库中，控制的形式可分为手动控制、半自动控制、遥控和全自动控制。1、集中控制方式自动化设备+单板机+计算机2、分层分布控制方式全部系统不集中在一台或几台设备上，控制方式分层次，可以分别在高低层次上运行。3、现场总线工作站——现场总线仪表物流系统规划陈雷雷控制方式（2）4、无线局域网络物流系统规划陈雷雷AS/RS的设计规程1、工况分析和方案选择需求分析确定货物单元形式及规格作业方式及机械设备选择2、模型建立及总体布置所谓模型建立主要是指根据需求和单元规格确定货架整体尺寸和仓库内部布置。物流系统规划陈雷雷货位尺寸和仓库总体尺寸直接关系到仓库面积和空间利用率，也关系到仓库能否顺利地存取货物。确定仓库的整体布置货位数取决于有效空间和系统需要量。货架的高度增加，建设费用也相应增加，因此，要从技术上比较容易实现，经济上比较合理的角度确定货架高度。每排货架在水平方向应具有的列数C为：C=N/(2A*S)物流系统规划陈雷雷物流系统规划陈雷雷1—货架2—堆垛起重机3—进出库站4—转车台5—输送机物流系统规划陈雷雷3、出、入库流量验算与堆垛机的存取周期高架仓库的作业方式（1）单一作业方式VS复合作业方式物流系统规划陈雷雷zxVzxVxv当堆垛机的行走机构和升降机构同时都以最大速度zv和运行，经过一段时间到达货架上的某一货位（x，z），那么x和z存在如下关系：定义货架参数WLHvvvvLHWzxxz//高架仓库的作业方式（2）H为货架的高度，L为巷道的长度物流系统规划陈雷雷高架仓库的作业方式（3）堆垛机作业周期包括：堆垛机行走时间升降机升降时间货叉伸缩时间等时线物流系统规划陈雷雷物流系统规划陈雷雷平均作业周期计算方法1、总体平均法1、假设80%的作业是复合作业方式，20%是单作业方式。2、摒弃运行距离特别近和特别远的两种极端情况，取货架长度和高度的20%和80%之间的范围作为经常运行的范围。3、取四个复合作业和一个单作业为一组进行验算4、分别计算各次作业周期、、、、5、按下式计算一次入库和出库的平均作业周期：ⅠTⅡTⅢTⅣTⅤTⅠⅡⅢⅣⅤ1[()]2TTTTTT平均1＝5物流系统规划陈雷雷1、总体平均法6、计算每小时平均入库或者出库货物单元数3600nT平均所有操作时间T以秒为单位计算。2、分解平均法将个时间阶段分解，以求其操作时间的数学期望作为平均时间。物流系统规划陈雷雷物流系统规划陈雷雷3、平均复合作业周期复合作业周期是指堆垛机从出入库台取一件单元货物送到选定的货位，然后直接转移到另一个给定货位，取出其中的货物单元，再回到出入库台所需的时间。4、出发点不同时的平均复合作业周期为了提高出、入库的效率可以采用一次搬运两个货物单元的作业方法。物流系统规划陈雷雷计算机仿真适量的库存过多过少满足使用要求缺货损失成本上升应该存哪些物资、存量多少、什么情况下应该补货？？？计算机仿真是比较有效的手段自动化仓库的仿真也是确定仓库操作能力的好方法，它能提出设计建议和完成系统任务的设计参数物流系统规划陈雷雷物流系统规划陈雷雷库存控制技术1、定量订货技术2、定期订货技术物流系统规划陈雷雷定量订货技术定量订货技术是在预先确定一个订货点和订货批量，随时监控货物库存，当库存下降到订货点时，就发出订货单进行订货的控制方法。订货策略的核心需要解决的三个问题：确定订货点确定订货批量确定订货如何具体实施与操作物流系统规划陈雷雷订货点的确定订货点：指发出订货的时机或时间定量订货法中，订货点以库存水平作为参照点，当库存量下降到某个库存水平时就发出订货。库存量的多种内涵：批发商——仓库中销售物资的存量；零售商——货架上的货物储量；生产线——工位上临时存放的在制品；……定量订货法中，订货点和库存水平相对应，也就是说库存下降到一定的水平时发出订货，所以称该库存水平为订货点物流系统规划陈雷雷库存的分类基本库存：补给过程中产生的库存。这种库存随每日的销售不断减少，当库存降到某一水平时（如采购点）就要进行订货来补充库存，这种库存补充是按一定的规则反复地进行。安全库存：因需求不稳定，防止由不确定因素的作用而使订货需求加大而准备的缓冲库存。中转库存：即运输过程库存。是指正在转移（处于运输状态在途）或装在运输工具上待运的存货。物流系统规划陈雷雷订货订货订货QSDLQKQ*QAQBQC物流系统规划陈雷雷影响适度订货点的因素：库存消耗速率（销售速率或供应速率）订货提前期提前期的库存消耗量PRKTLDKPLKTRDQSLKQDQ不考虑不确定因素：考虑不确定因素：物流系统规划陈雷雷安全库存量的确定在需求和订货提前期都存在不确定的情况下，安全库存的设置是非常必要的。需求变动值最大订货提前期安全系数安全库存nDDi2)(需求变动值iD安全系数可根据缺货概率查安全系数表得到；最大订货提前期根据以往数据得到；需求变动值可用下列方法求得：Dn第i期需求，平均需求，总期数物流系统规划陈雷雷安全系数α0.00.130.260.390.540.680.841.00缺货概率P0.50.450.40.350.300.250.200.16安全系数α1.041.281.651.751.882.002.052.33缺货概率P0.150.100.050.040.030.0230.020.01安全系数α2.403.003.08缺货概率P0.0080.00130.0001安全系数表物流系统规划陈雷雷EX:某商品在过去三个月中的实际需求量分别为：一月份126箱，二月份110箱，三月份127箱。最大订货提前期为2个月，缺货概率根据经验统计为5%，求该商品的订货点。物流系统规划陈雷雷订货批量的确定所谓订货批量，是指一次订货所订的物资数量。批量过大库存量升高、成本增加批量过小难以确保满足用户需求影响订货批量的因素：经营费用PR库存消耗速率（销售速率或供应速率）物流系统规划陈雷雷前提假设产品需求固定提前期固定单位产品价格固定存储成本以平均库存为计算依据订购成本固定不允许延期交货订货批量的确定储成本单位产品单位时间的存单次订购成本订购批量单位产品成本单位时间需求量10CCQCR年存储成本年订购成本年采购成本年总成本102CQCQRRCTC通过一阶求导得到使总成本最小的批量Q物流系统规划陈雷雷在确定订货批量时，需要综合考虑发生的各种费用，根据使总费用最节省的原则来确定经济订货批量（EOQ）。在不同的模型中，考虑的库存费用种类不一样，所以订货批量的大小也不一样。在不允许缺货、瞬时到货的模型中经济订购批量为其中C0为单次订货费用，C1为单位货物单位时间保管费用，R为单位时间需求量10*/2CRCQ物流系统规划陈雷雷EX:已知某仓库某产品年需求量为1000单位，单次订购成本为5元一次,存储成本率为1.25元/单位,提前期为5天,单价为12.5元/单位，求订购批量，不考虑缺货情况的订货点，经济订购批量下的年总成本。物流系统规划陈雷雷订货实施定量订货技术应用的前提条件：（1）确定订货点和订货批量；（2）库存管理人员每天检查库存；（3）当库存量下降到订货点时，以经济订购批量发出订货。定量订货法的实施步骤：只适用订货不受限制的情况；只适用单一订货的情况。物流系统规划陈雷雷物资提前或延期到货的处理方法由于受到各种因素的影响，会经常发生提前或延期到货现象，而且这种由供方、运方造成的问题是不能通过订货点库存量来发现和调整。（1）事前密切联系（2）事后要积极调整补救物流系统规划陈雷雷定期订货技术定期订货技术及其原理定期订货法是从时间上控制订货周期，从而达到控制库存量的目的。定期订货法的原理，是预先确定一个订货周期T和一个最高库存量QMAX，周期性地检查库存，发出订货。QMAXQtR1R2R3Q2Q1Q3TT物流系统规划陈雷雷实施定期订货要解决的问题订货周期T的确定在定期订货法中，订货点实际上就是订货周期，其间隔时间总是相等的。订货周期的制定原则：使在采用该订货周期订货过程中发生的总费用最节省。)/(210*RCCT实际