自动化仓库总体设计(第八次课)

自动化仓库规划设计自动化仓库规划设计规划设计程序收集研究原始资料选择仓库类型及地址仓库布置与规划货架与集装单元选择存取与传送设备选择计算机控制与管理系统的设计系统运行与评价1自动化仓库布置与规划的原则最小移动距离原则：保持仓库内各项操作之间具有最经济的距离。物料和人员流动距离能省则省，尽量缩短，节省物流时间，降低物流费用直线前进原则：要求设备安排、操作流程应能使物料搬运和储存按自然顺序逐步进行，避免迂回和倒流充分利用空间、场地的原则生产力均衡原则：维持各种设备、各工作站的均衡，使全库都能维持一个合理的速度运行1自动化仓库布置与规划的原则适宜库内运输原则：库内运输路线必须保持通畅，应设有专供搬运物料或人员行走的通道最佳流程原则：保持生产过程顺利进行，而无阻滞，或称最佳流程原则保持“再布置”的弹性原则：要便于在必要时能对设备做适当的重新安排，留出一定的空间整体性原则：凡是对物流路线及设备布置有影响的因素都要综合考虑2自动化仓库设计注意的问题物料的分类信息空间的物理限制出入库能力的要求库容量的要求控制水平的要求技术经济原则3自动化立体仓库规划设计三阶段概念设计阶段：总体设计的准备阶段，明确建立自动化仓库的目标和有关的背景条件基本设计阶段：对自动化仓库的总体布置、设备配备、管理和控制方式、进度规划以及预算等进行全面的规划和设计详细设计阶段：根据总体设计的要求，对组成自动化仓库的所有设备和设施的详细计划或选型，完成所有设备和设施的制造和施工图纸3.1自动化仓库设计设计的准备工作(需求分析)包括以下的内容：1．立体仓库是企业物流系统的子系统，必须要了解企业整个物流系统对子系统的要求和物流系统总体设计的布置图，以便对仓储的子系统进行总体设计。要调查过去进、出库房或料场物品的种类，数量及规律，以便预测未来，进行仓库容量的计算和分析。3.1需求分析内容2．立体仓库是机械，结构，电气，土建等多专业的工程，这些专业在立体仓库的总体设计中互相交叉，互相制约。因此，在设计时对各专业必须兼顾。3.1需求分析内容3．根据企业的生产规模和水平以及自动化仓库在整个物流系统中的位置，分析企业物流和生产系统对自动化仓库的要求，如上游进入仓库的最大入库量、向下游转运的最大出库量以及所要求的库存量，同时结合考虑企业的经营状况和经济实力，确定自动化仓库的基本规模和自动化水平。4．调查库内储存的货物的品名，特征（例如易碎，怕光，怕潮等），外形及尺寸，单件重量，平均库存量，最大库存量，每日进/出库数量，入库和出库频率等，以便确定仓库的类型、库容量和入出库频率等。3.1需求分析内容5．了解建库现场条件，包括气象，地形，地质条件，地面承载能力，风及雪荷载，地震情况以及其它环境影响。6．调查了解与仓储系统有关的其它方面条件。例如，入库货物的来源，连结库场交通情况，入，出库门的数目，包装形式，搬运方法，出库货物的去向和运输工具等。3.1自动仓储系统基本设计规划调查表1、仓储物品物性（1）储存物品名称：（2）储存物品种类：原材料、半成品、成品或其他（3）储存物品性质：一般物品、易燃品、易爆品或其他（4）储存物品包装：塑料箱、纸箱、袋装或其他（5）储存所用之容器种类：托盘、塑料箱、料箱或其他自动仓储系统基本设计规划调查表2、库存单位尺寸（1）储存物尺寸：最大L(mm)×W(mm)×H(mm)最小L(mm)×W(mm)×H(mm)（2）容器或托盘尺寸：L(mm)×W(mm)×H(mm)（3）每一库存单位重量：平均重量（kg）最大重量（kg）（4）容器或托盘重量：重量（kg）（5）预计所需货位数：（6）容器或托盘的存放货物形式：示意图自动仓储系统基本设计规划调查表3、仓库作业效率需求（1）每日入出库作业（入库、出库或检货等作业）时间分布表：（2）入出库数量（每小时的存取数量）：(1)入库(2)出库(3)检料出库(4)再入库(5)其它平均最大自动仓储系统基本设计规划调查表4、仓库规模要求（1）构造：整体式或分离式（2）高度：（3）可用地基尺寸：L(mm)×W(mm)×H(mm)（4）梁下限高度：（5）仓库形式：巷道排列层自动仓储系统基本设计规划调查表5、物流作业模式（1）入库前搬运状态：以人工或堆跺机搬运至入库站前、以无轨无人车（AGV）搬运、直接与生产线相连等（2）出库后搬运状态：以输送机输送、以无轨无人车（AGV）搬运、以人工或堆跺机搬运（3）出库后搬运车辆：种类、需要站台数、装卸平台等（4）卸货后，入库前需要的操作：清点、分类、自动堆托盘或其他（5）库存作业需求：拣料、盘点自动仓储系统基本设计规划调查表6、控制方式要求（1）自动化程度（2）控制模式自动仓储系统基本设计规划调查表7、周边设备要求（1）出入库站：无动力（暂存架）和有动力（输送机、移动台车等）（2）周边运送设备（AGV或RGV等）（3）显示设备（LED显示幕、颜色式灯具、文字指示灯具或其他）（4）检验设备（条码阅读机等）（5）安全设施（栏杆、安全网等）自动仓储系统基本设计规划调查表8、整体自动仓库基本设计规划（1）土木相关作业（2）建筑物相关作业（3）建筑相关作业（4）建筑设备相关（电气设备、避雷系统、消防设备、空调设备、水管工程、卫生设施等）3.2自动化立体仓库的总体规划1库场的选择与规划2仓库形式和作业方式3货物单元的形式和货格尺寸设计4确定库存量和仓库总体尺寸3.2.1自动化立体仓库的总体规划一、库场的选择与规划仓库和料场的选择和布置对仓储系统的基建投资，物流费用，生产管理，劳动条件，环境保护等都有着重要意义，这是首先要考虑的。根据企业物流系统的总体设计对仓储系统的要求，可采用分级评分法来确定仓储系统在整个物流系统中的位置。3.2.1库场选择与规划（续）仓储系统可能有多个立体仓库和货场，还有其它单位和设施，它们之间是相互联系，相互制约的，这就要求合理地确定仓储系统区在所有单位的相互几何位置关系，画出平面布置图。3.2.1库场的选择与规划仓库位置合理设置原则：1、保证生产经营需要（规模）2、自身经济效益（设备利用、库房设计）3、安全（物资安全、物资对企业安全）常见问题：1、缺乏充分的调查，凭主观意愿作决定；2、忽视自然条件、运输条件；3、缺乏长远考虑，场址限制了发展。3.2.1库场的选择与规划二、考虑因素：1、地区选择•自然条件（温度、湿度）•经济条件（基础设施、已形成的物流格局）•社会因素（政策、文化）2、地点选择•运输条件（仓库与生产单位运输距离及公路情况）•环境条件（防辐、防尘、防风、防湿）•公共设施条件（供电、供水）•地理条件（场形平缓、留有发展余地）•地质水文条件（地基承载力、古墓、地下水、滑坡）3.2.1库场的选择与规划三、场址选择的分析方法：1、地区选择：主要有优缺点比较法（列出主要影响因素，对比技术条件、建设费用和经营条件）和加权因素法。加权因素法的基本步骤：（1）选择有关评价因素，并列成因素清单（2）根据选择的因素的重要程度，给予适当权数（一般取为0—10）（3）对拟定方案中的因素打分（一般取A=4，E=3，I=2，O=1，U=0）（4）用每个因素的权数分别乘以该因素的评分，得因素分数（5）各拟定方案的因素分数比较，得最优方案。3.2库场的选择与规划2、地点选择：常用线性规划法（解决复合设施的选址问题）和重心法（根据重心原理确定场址的具体位置）。重心法的基本条件和计算式：如果生产费用中运输费用是一个很重要的因素，而且多种原材料由多个地点供应，则用重心法是是一种简单易行的方法。3.2.1库场的选择与规划niiniiiniiniiiWWyyWWxx1111其基本算式为：其中：Xi,Yi为每个供应点的坐标；Wi为每个点的供应量（每年）上式也可采用实验模型的方式更简单的完成3.2.2仓库形式和作业方式在调查分析入库货物品种的基础上，确定仓库型式。一般采用单元货格式仓库。对于品种单一或很少，而批量较大的仓库则可以采用重力式货架仓库或者其它型式的贯通式仓库。3.2.2仓库形式和作业方式对于有特殊要求的货物，可以采用如冷藏，防潮，恒温等设施的仓库。根据出库工艺要求，即以整单元出库为主，还是零星货物出库为主，决定要不要采用拣选作业。3.2.2作业方式为了提高出入库的搬运效率，尽量少采用单作业方式（即单入库或单出库），而尽量多采用复合作业方式（即迂回或回程也进行搬运作业）。还可以采用一次搬运两个货物单元的作业方式，就是仓储系统中堆垛机的台上设两副货叉。3.2.2双叉操作普通货架与双单元货架3.2.2总体设计注意内容系统总体设计时，要根据仓库的规模、货物的品种、出入库频率等选择最合适的机械设备，并确定其主要参数；要根据出入库率确定各个机构的工作速度；对于起重、装卸和堆垛等机械设备，根据货物单元的重量选定起重量；对于输送机，则根据货物单元尺寸选择输送机的宽度，并恰当地选定输送机速度。3.2.3货物单元的形式和货格尺寸设计根据调查和统计结果，列出所有可能的货物单元形式和规范，并进行合理的选择。立体仓库是以单元化搬运为前提的，所以确定货物单元的形式、尺寸及重量是一个重要的问题。它不仅影响仓库的投资，而且对于整个物流和仓储系统的配备、设施以及有关因素都有极为重要的影响。3.2.3确定货物单元尺寸在立体仓库设计中，根据货物单元恰当地确定货格尺寸是很重要的内容。它直接关系到仓库的面积和空间利用率，也关到仓库能否顺利地存取货物。在确定货物单元时，应尽量采用标准推荐的尺寸，以利与其他物料搬运和运输机具相匹配。标准推荐，货物单元的长、宽尺寸为：800毫米×1000毫米；800毫米×1200毫米；1000毫米×1200毫米。推荐货物包装尺寸与码放图3.2.3货格尺寸在货物单元尺寸确定后，货格尺寸取决于在货物单元四周需留出的净空尺寸和货架构件的有关尺寸。对于自动化仓库，这些净空尺寸的确定更要认真考虑，包括货架、堆垛机运行轨道、仓库地坪的施工、安装精度以及搬运机械的停止精度等。这些都要根据实际情况和有关经验数据来确定。3.2.4确定库存量和仓库总体尺寸立体仓库的设计规模主要取决于其库存量，即同一时间内储存仓库内货物单元数。所以，了解和推算出库存量是建立合理的仓库系统，特别是立体仓库的重要参数。3.2.4确定库存量如果已经给出库存量，适当考虑发展的需要，就可以直接应用这个参数，如果没有给出，就要根据过去几年的进、出仓库和货场的数量和规律，通过预测技术来确定库容量。库存需求量=每日出库量-入库量库存量=库存需求量*采购提前期+安全库存若在订货提前期内随机需求服从正态分布，则库存量=库存需求量+Zσ3.2.4确定搬运设备仓库内采用存储和搬运机械的数量取决于仓库的最大出入库频率（一般以每小时出库和入库的货物单元数计算）。在总体设计开始阶段，仓库货架尺寸和搬运机械速度都未最后选定，作为初步估算，可以考虑每台堆垛机每小时平均出库或入库30～40个货物单元。搬运设备数=最大出入库频率/（30或40）3.2.4巷道数估算在单元货格式仓库内，一般是每个巷道安装一台起重机。所以，起重机台数也就是巷道数。但如果仓库储存量比较大，而要求的出入库频率并不高，则按上述方法确定的起重机台数和货架巷道数比较少，使得每个巷道所拥有的货位数显得太大，因而货架的高度和长度偏大，造成经济上的不合理。一般认为，一个巷道的货位数以不超过1500~2000个为宜。3.2.4起重机与巷道数的匹配如果采用巷道堆垛机数量比巷道少，可以采用能走弯道堆垛机从一个巷道转移到另一巷道工作。或者在仓库巷道的一端设转移台车，按需要将堆垛起重机从一个巷道转入另一巷道工作。由于采用转移台车要增加仓库长度，所以，一般认为有3个以上巷道的仓库，才值得用这种方案。3.2.4巷道宽度估算在确定了巷道之后，大体上立体仓库的总体宽度可以确定了。巷道的宽度应保证搬运机械能安全地在巷道内高速穿行。一般，巷道宽度为搬运机械总宽度加150～400毫