自动化立体仓库设施及设备

物流设施与设备第十章自动化立体仓库设施及设备物流设施与设备【案例导入】内蒙古蒙牛乳业泰安有限公司乳制品自动化立体仓库，是蒙牛乳业公司委托太原刚玉物流工程有限公司设计制造的第三座自动化立体仓库。该库后端与泰安公司乳制品生产线相衔接，与出库区相联接，库内主要存放成品纯鲜奶和成品瓶酸奶。库区面积8323平方米，货架总高度分别有：21米、19.35米、17.7米、16.05米、14.4米和12.75米。货架规模：常温区有14964个；低温区有4668个。托盘尺寸1200×1000毫米，库内货位总数19632个。其中，常温区货位数14964个；低温区货位46687年。入库能力150盘/小时，出库能力300盘/小时。出入库系统采用联机自动。物流设施与设备入库区由66台链式输送机、3台双工位高速穿梭车组成。输送机负责将生产线码垛区完成的整盘货物转入各入库口;双工位穿梭车则负责生产线端输送机输出的货物向各巷道入库口的分配、转动及空托盘回送。储存区包括高层货架和17台巷道堆垛机。高层货架采用双托盘货位，完成货物的存储功能。巷道堆垛机则按照指令完成从入库输送机到目标的取货、搬运、存货及从目标货位到出货输送机的取货、搬运、出货任务。托盘（外调）回流区分别设在常温储存区和低温储存区内部，由12台出库口输送机、14台入库口输送机、巷道堆垛机和货架组成。分别完成空托盘回收、存储、回送、外调货物入库、剩余产品与退库产品入库、回送等工作。物流设施与设备出库区设置在出库口外端，分为货物暂存区和装车区，由34台出库输送机、叉车和运输车辆组成。叉车司机通过电子看板、RF终端扫描来完成叉车装车作业，反馈发送信息。维修区设在穿梭车轨道外一侧，在某台空梭车更换配件或处理故障时，其他穿梭车仍旧可以正常工作。计算机控制室设在二楼，用于出入库登记、出入库高度、管理和联机控制。物流设施与设备第一节自动化立体仓库概述自动化立体仓库又简称高层货架仓库（简称高架仓库），一般是因为采用了几层、十几层乃至几十层的货架来储存单元货物，由于这类仓库能充分利用空间储存货物，故常形象地将其称为“立体仓库”。自动化仓库系统(AS／RS－Automatedstorageandretrievalsystem)是不需人工处理的情况下能自动存储和取出物料的系统。这个定义涵盖了不同复杂程度及规格的极为广泛的多样的系统。自动化立体仓库就是采用高层货架存放货物，以巷道堆垛起重机为主，结合入库与出库周边设备来进行自动化仓储作业的一种仓库。物流设施与设备物流设施与设备一、自动化立体仓库系统组成自动化立体仓库系统主要由货架、传输设备、存储设备、堆垛机、控制系统、通讯系统、计算机管理监控系统等部分组成。自动化立体仓库系统能够按照指令自动完成货物的存取，并能对库存货物进行自动管理，完全实现自动化作业物流设施与设备二、自动化立体仓库系统的功能自动化立体仓库的功能：（1）大量储存，一个自动化立体仓库拥有货位数可以达到30万个，可储存30万个托盘，以平均每托盘储存货物1吨计算，则一个自动化存取系统可同时储存30万吨货物。（2）自动存取，自动化仓库的出入库及库内搬运作业全部实现由计算机控制的机电一体化作业。（3）可以扩展到分类、计量、包装、分拣、配送等功能。物流设施与设备三、自动化立体仓库的分类1．按照立体仓库的高度分类可分为低层立体仓库、中层立体仓库和高层立体仓库。低层立体仓库高度在5米以下，中层立体仓库的高度在5～15米之间，高层立体仓库的高度在15米以上。立体仓库的建筑高度最高的可达40米，常用的立体仓库高度在7～25米之间。物流设施与设备海尔自动化立体仓库一角物流设施与设备2．按照操作对象的不同，自动化立体仓库系统类型包括托盘单元式自动仓库（PalletUnitAS/RS）箱盒单元式自动仓库（FineStocker）拣选式高层货架仓库（PickStocker）单元/拣选式自动仓库（Unit-PickStocker）高架叉车仓库（RackForkStocker）其中，采用托盘集装单元方式来保管物料的自动仓库，被国内企业较为广泛地采用。物流设施与设备3．按照储存物品的特性进行分类，有常温自动化立体仓库、低温自动化立体仓库、防爆型自动仓库等。4．按货架构造形式分为单元货格式仓库、贯通式仓库、水平旋转式仓库和垂直旋转式仓库。5．按所起的作用分为生产性仓库和流通性仓库。物流设施与设备四、自动化立体仓库的特点1．自动化立体仓库的优点能较好地满足特殊仓储环境的需要,保证货品在整个仓储过程的安全运行,提高了作业质量;由于采用了高层货架和自动化管理系统,大大提高了仓库的单位面积利用率,提高了劳动生产率,降低了劳动强度；减少了货物处理和信息处理过程的差错；能够合理有效地进行库存控制；便于实现系统的整体优化。物流设施与设备2．自动化立体仓库的缺点自动化立体仓库有以下不足：(1)结构复杂,配套设备多,需要的基建和设备投资很大；(2)货架安装精度要求高,施工比较困难,而且施工周期长；(3)储存货品的品种受到一定的限制,不同类型的货架仅适合于不同的储存物品,因此,自动化仓库一旦建成,系统的更新改造比较困难。物流设施与设备3、自动化立体仓库的适用条件自动化立体仓库适用于货品的出入库作业频率较大,且货物流动比较稳定的情况。系统运行需要有较大的资金投入；需要配备一支高素质的专业技术队伍；对货品包装要求严格；仓库的建筑地面应有足够的承载能力。物流设施与设备第二节仓库的基建及公用工程设施自动化立体仓库的基本设施包括土建及公用工程设施、机械设施和电气与电子设施。这些设施相互依存、相互制约，在使用维护和管理中应该分别采取相应的措施。一、厂房建筑库房一般由地基、地坪、墙体、屋顶和门窗几部分组成。物流设施与设备1．地坪地坪的作用主要是承受货物、货架以及人和机械设备等的荷载，因此，地坪必须有足够的强度以保证安全使用。根据使用的建筑材料可分为土质地坪、三合土、沥青、砖石、混凝土以及钢筋混凝土等。对地坪的基本要求是平坦坚实，耐摩擦和冲击，表面光洁不起灰尘。地坪的承载能力应视堆放物品性质、当地地质条件和使用的建筑材料确定，一般载荷量在5～10t／m²。物流设施与设备2．墙体墙体是库房建筑的主要组成部分，起着承重、围护和分隔等作用。墙体一般可分为内墙和外墙；按承重与否可分为承重墙和非承重墙。对于起不同作用的墙壁可以根据不同的要求，选择不同的结构和材料。外墙的表面接触外界环境，受外界气温变化、风吹、雨淋、日晒等大气侵蚀，因此，对承重外墙除要求其满足具有承重能力的条件外，还需要考虑保温、隔热、防潮等围护要求，以减少外部温度、湿度等变化对库存物品的影响。物流设施与设备3．屋顶屋顶由承载和覆盖两部分构成，承载部分除承担自身重量外，还要承担风、雪的荷载；覆盖部分主要作用是抵御雨、雪、风、沙的侵袭，同时也起保温、隔热、防潮的作用。对屋顶的一般要求是防水、保温隔热，并具有一定的防火性能，符合自重要轻、坚固耐用等要求。物流设施与设备4．门窗门窗是库房围护结构的组成部分，要求具有防水、保温、防火、防盗等性能。其中，库房窗户主要是通风和采光，因此，窗户的形状、尺寸、位置和数量应能保证库内采光和通风的需要，而且要求开闭方便，关闭严密；库门主要是供人员和搬运车辆通行，同时作业完毕后要关闭，以保持库内正常温度、湿度，保证物品存放安全，因此，对库门要求关启方便、关闭精密，库门的数量、尺寸应考虑库房的大小、吞吐量的多少、运输工具的类型、规格和储存物品的形状等因素。物流设施与设备货架与仓库建筑分离物流设施与设备二、消防系统自动化立体仓库的库房比较大，货物和设备多且密度大，又由于仓库的管理和操作人员较少，自动化仓库的消防系统大都采用自动消防系统。一个功能完善的火灾自动报警消防系统，是由以下分支系统组成，（1）自动报警系统，火灾初起时进行探知和警报；（2）自动消防系统，对火灾进行及时扑灭和有效的防护。物流设施与设备三、照明系统为了使仓库内的管理操作和维护人员能进行生产活动，在立体仓库外围的工作区和辅助区必须有一套良好的照明系统，自动化仓库的照明系统由日常照明、维修照明、应急照明三部分组成。对于存储感光材料的黑暗库来说，照明系统要特殊考虑。物流设施与设备四、通风及采暖系统自动化仓库内部的环境温度一般在5～45℃即可，可采用自然通风和机械通风，在厂房屋顶上及侧面安装风机、通风窗,满足通风调温的要求；通过在库内安装中央空调、暖气（或制冷系统）等设施，可以自动控制库内温度；而对散发有害气体的仓库，可设置离心通风机将有害气体排出室外。物流设施与设备五、动力系统自动化立体仓库一般需要动力电源，配电系统多采用三相四线供电，中性点可直接接地。动力电压为交流电压为380V/220V，50Hz，根据所有设备用电量的总和确定用电容量。配电系统的主要设备有：动力配电箱、电力电缆、控制电缆、电缆桥架等。ERP物流设施与设备六、其他设施其他设施包括给排水设施、避雷接地设施和环境保护设施等。给水设施主要保证消防用水、工作用水，排水是指工作废水、清洁废水、雨水系统等产生的水的排除。环境保护方面，根据《中华人民共和国环境保护法》等有关法规，对生产过程中产生的污物、噪音采取必要的措施进行排除和控制。物流设施与设备自动化立体仓库建筑可高达40m米，属于高层建筑，应防止雷击。雷击时，巨大的雷电流沿着建筑物泄入大地时，会对建筑物内部空间产生的各种影响，直击雷防护措施可以减弱或避免雷电流对建筑物内部空间产生的影响。建筑物防直击雷的措施采用避雷针、避雷带、避雷网、引下线、均压环、等电位、接地体等方式，立体仓库一般设置避雷网防直击雷。物流设施与设备第三节自动化立体仓库机械设备自动化立体仓库机械设备一般包括高层货架、巷道堆垛机和出入库输送、搬运机械等。一、高层货架高层货架是自动化仓库(AS/RS)主要组成部分，是保管物料的场所。随着单元货物重量和仓库高度的提高，要求货架立柱、横梁的刚度和强度提高，随着仓库自动化程度的提高，要求货架制造和安装精度也相应提高，高层货架的高精度是自动化仓库的主要保证之一。物流设施与设备高层货架的分类方法有以下几种。（一）按建筑形式分为整体式和分离式。（1）整体式由货架顶部支撑建筑屋架，在货架边侧安装墙围，货架与建筑物成一整体。建筑费用低，抗震，尤其适用于15米以上的大型自动仓库（2）分离式货架与建筑无关，呈独立、分离状态。适用于车间仓库、旧库技术改造和中小型自动仓库。物流设施与设备（二）按建造材料分类（1）钢筋混凝土货架优点：防火性能好，抗腐蚀能力强，维护保养简单。（2）钢货架优点：构件尺寸小，仓库利用率高，制作方便，安装建设周期短。物流设施与设备（三）按负载能力分类（1）轻负载式高层货架轻负载式货架高度5～10m，以塑料篮等容器为存取单位，存取重量在50～100kg，一般以重量轻、小的货物为储存对象较适合，如电子零件、精密机器零件、汽车零件、药品及化妆品等。物流设施与设备物流设施与设备（2）单元负载式高层货架单元负载式高层货架高度可达40m，储位量可达10万余个托盘单元，适用大型的仓库，普遍的高度为6～15m，储位数在100～1000个托盘单元。随着仓储自动化技术的不断进步，存取时间愈来愈快，以100个托盘单元存取为例，平均存取时间为70s/托盘。物流设施与设备物流设施与设备二、巷道堆垛机巷道式堆垛机又叫巷道堆垛起重机，是自动化立体仓库中最重要的搬运设备，它是随着立体仓库的出现而发展起来的专用起重机，专用于高架仓库。巷道式堆垛机一般由机架、运行机构、升降机构、司机室、货叉伸缩机构、电气控制设备等组成