第3章现代仓储设施设备与技术

1第三章现代仓储设施设备与技术第一节仓库第二节货架、货箱与托盘第三节输送与分拣设备第四节库存管理技术概述第三章作业2第一节仓库一、仓库的功能、分类与布局二、自动化仓库3一、仓库的功能、分类与布局1.仓库的功能2.仓库的分类3.仓储作业4.仓库的平面布置41.仓库的功能仓库是储藏保管物品的场所的总称。1）科学储备，提高物品调节水平。2）有效地衔接生产与库存，加快物资周转，降低成本。3）适当加工，衔接产需，合理利用资源，提高效益。4）为企业的生产指挥和决策提供有效的依据。52.仓库的分类1）按在社会中所处的领域分类（1）生产仓库（2）流通仓库。又分为：①成品仓库②储运仓库③储备仓库2）按保管的物品分类（1）原材料、产品仓库（2）商品、物资仓库。又称“商品物资综合仓库”。（3）农副产品仓库（4）一般专用仓库（5）特种危险品仓库（6）冷藏冷冻仓库（7）恒温恒湿仓库（8）战略物资仓库62.仓库的分类3）按建筑类型分类（1）平房仓库。又称“平库”。（2）楼房仓库。又称“楼库”。（3）筒式仓库。又称“罐式仓库”。（4）高层货架仓库。（5）简易仓库。4）按储存物资种类的多少分类（1）综合仓库（2）专业仓库5）按仓库的产权归属分类（1）自建仓库（2）租用仓库。73.仓储作业仓储作业一般包括收货、存货、取货、发货等环节。84.仓库的平面布置仓库的功能区一般包括进货区、入库办理区、储存区、拣选区、分类区、流通加工区、发货储存区、发货区、发货办理区、计算机控制中心等。布置时要考虑区与区之间以及区内的空间关系，即考虑商品、资材（货品箱、托盘、料箱）、废弃物和人员之间的移动路线（简称动线）。动线设计必须合理、完整，不能发生迂回、绕远、相互干扰等现象。如图3-1示。9图3-1仓库平面布置示意图10二、自动化仓库1.自动化仓库的作用和意义2.自动化仓库的构成3.自动化仓库系统的设计111.自动化仓库的作用和意义自动化立体仓库又称立库、高层货架仓库、自动仓储AS/RS。它是一种用高层立体货架储存物资，用计算机系统管理和控制堆垛运输车进行存取作业的仓库。自动化仓库的功能从单纯的物资储存保管，扩展到物品的接受、分类、计量、包装、分拣、配送等多种功能。12131.自动化仓库的作用和意义与传统仓库相比，自动化仓库能够产生巨大的经济效益和社会效益，主要表现在：1）由于使用高层货架存储货物，存储区可以大幅度地向高空发展，从而能充分利用仓库的地面和空间，可节省库存占地面积，提高空间利用率。2）由于AS/RS使用机械和自动化设备，运行和处理速度快，可提高劳动生产率，降低操作人员的劳动强度。同时，能方便地纳入企业的物流系统，使企业物流更趋合理化。3）能够准确地对各种信息进行存储和管理，可减少货物处理和信息处理中的差错。同时借助于计算机管理还能有效地利用仓库的储存能力，便于清点和盘库，合理减少库存，加快资金周转，节约流动资金，提高仓库的管理水平。142.自动化仓库的构成1）货物储存系统由立体货架的货格（托盘或货箱）组成。货架按照排、列、层组合构成立体仓库储存系统。2）货物存取和传送系统承担货物存取、出入仓库的功能，由有轨或无轨堆垛机、出入库输送机、装卸机械等组成。3）控制和管理系统有的仓库只采取对存取堆垛机、出入库输送机的单台PLC控制；有的仓库对各单台机械进行联网控制；更高级的自动化立体仓库采用集中控制、分离式控制和分布式控制，即由管理计算机、中央控制计算机对堆垛机、出入库输送机等直接控制组成控制系统。152.自动化仓库的构成4）消防系统。自动化仓库大都采用自动消防系统。5）照明系统6）通风及采暖系统7）动力系统8）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。163.自动化仓库系统的设计仓库是一个综合系统，其设计过程一般包括以下几个阶段：1）需求分析（准备阶段）2）确定货物单元形式及规格3）确定自动化仓库的形式、作业方式和机械设备参数4）建立模型。建立模型是指根据单元货物规格确定货架整体尺寸和仓库内部布置。（1）确定货位尺寸和仓库总体尺寸。（2）确定仓库的整体布置。173.自动化仓库系统的设计一般情况下，每二排货架为一个巷道，根据场地条件可以确定巷道数。如果库存量为Ｎ个货物单元，巷道数为A，货架高度方向可设S层，若每排货架设有同样的列数，则每排货架在水平方向应具有列数C为：C=N/（2AS）根据每排货架的列数C及货格横向尺寸可确定货架总长度L，之后，根据作业频率的要求确定堆垛机的数量和工作形式。还要确定高层货架区和作业区的衔接方式，可以选用叉车、运输小车或者输送机等运输设备。按照仓库作业的特点选择出入口的位置。183.自动化仓库系统的设计5）确定工艺流程，并核算仓库工作能力。（1）立体仓库的存取模式。在立体仓库中存取货物有两种基本模式：单作业模式和复合作业模式。（2）出、入库作业周期的核算。6）提出对土建及公用工程的设计要求7）选定控制方式和仓库管理方式。（1）选定控制方式。根据作业形式和作业量的要求确定堆垛机的控制方式，一般可分为手动控制、半自动控制和全自动控制。（2）选择管理方式。对于大中型仓库越来越普遍地采用计算机进行管理，并在线调度堆垛机和各种运输设备的作业。8）提出自动化设备的技术参数和配置19第二节货架、货箱与托盘一、货架二、货箱与托盘20一、货架1）货架的形式①悬臂货架。多用于存储长料，如金属棒、管等。②流动货架。适合于存储数量多、品种少、移动快的物品。③货格式货架。多用于容量较大的仓库。如以货箱为单位存储的立体仓库。④旋转式货架。它适合于存储体积小、重量轻的物品。⑤悬挂输送存储货架。整个存储系统是在不断低速运动的。⑥被动辊式货架。机场多采用这种形式的货架。21一、货架2.货架的材料高层货架一般用钢材或钢筋混凝土制作。22一、货架3.货架的尺寸对于给定尺寸的货物单元，货格尺寸取决于单元四周需留出的空隙大小。23一、货架4.货架的刚度和精度作为一种正常承重结构，货架必须具有足够的强度和稳定性。在正常工作条件下和在特殊的非工作条件下，都不至于破坏。同时，作为一种设备，高层货架还必须有一定的精度和在最大工作载荷下的有限弹性变形。24二、货箱与托盘1.货物的载体可以是托盘、托板、滑板、专用集装箱、专用堆放架、硬纸板箱等。2.货箱或托盘的基本功能是装载物料，同时便于叉车和堆垛机的叉取和存放。3.货箱尺寸是货架设计的基础数据。托盘多为钢制、木制；托板一般由金属制成；滑板是由波状纤维或塑料制成；专用集装箱多由钢板制成；专用盛放架由钢材或木料制成，可盛放专用件或特殊形状的物品；硬纸板箱盛放比重较小的物品；盛放洗衣机和电冰箱一类的物品可利用其自身的包装箱。25图3-3托盘的结构形式示意图26图3-4各种货箱示意图图中：（ａ）为木质和塑料托盘；（ｂ）为钢质格栅货箱；（ｃ）为钢质箱形托盘；（ｄ）为具有可折护板的托盘；（ｅ）为工具搬运托盘；（ｆ）为小型塑料货箱；（ｇ）为液体容器型托盘；（ｈ）为套托盘；（ｉ）为ISO货箱柜。27第三节输送与分拣设备一、输送与分拣设备的分类二、输送机械的特点与作用三、输送机械的选用四、典型输送设备简介28一、输送与分拣设备的分类1.按照所运货物的种类，可分为只用于装卸和搬运颗粒、粉末物料等散货的输送机，只用于输送成件包装物品的输送机以及两者都可输送的输送机。2.按照使用范围，可分为分拣输送系统和生产输送系统。29一、输送与分拣设备的分类1）分拣输送系统。是一种将随机的、不同类别、不同去向的物品，按其要求（如按产品类别或产品目的地）进行分类和输送的物料搬运系统。分拣输送系统又可分为：①链式分拣机：又有翻板式、翻盘式、翼盘式等形式。②带式分拣机：又有横向推出式、斜形胶带式、斜置辊轮式等形式。③滚柱输送机：由一系列以一定间隔排列的辊子组成，用于输送成件货物或托盘货物。④悬挂分拣机：依靠链条驱动，将物品放在相应容器上，进行传送、识别和分拣。⑤专用分拣机：用于分拣信函、报纸等特殊领域的设备。30一、输送与分拣设备的分类2）生产输送系统。由各类输送机、附属装置等组成，用于企业的分装、总装线。分拣输送系统生产输送系统31一、输送与分拣设备的分类3.按照输送动力，可分为自由式输送机和动力式输送机。1）自由式输送机。不需要动力，常采用螺旋滑槽形式。2）动力输送机。一般由电动机驱动，可分为辊子输送机、链条输送机和带式输送机等。4.按照输送机的传动特点，可分为：1）挠性牵引输送机。依靠挠性牵引构件将货物输送到相应的工位上。主要有：带式输送机、板式输送机、刮板输送机、悬挂输送机、链式输送机、斗式提升机等。2）无挠性牵引件输送机。依靠工作机构推动物品的移动。主要有：螺旋输送机、辊道式输送机、振动输送机等。32二、输送机械的特点与作用1.输送机械的特点1）可以以连续、稳定的流水方式搬运货物，使输送机械能够达到很高的生产率。2）沿固定的路线输送货物，动作单一，结构简单，便于实现自动控制。3）通用性差。4）大多数连续输送设备不能自行取货，因而需要相应的供货设备。5）具有积存性。33二、输送机械的特点与作用2.输送机械在现代物流系统中的作用输送机械在现代物流系统中，特别是在港口、车站、库场、货栈内，承担大量货物的运输，同时也是现代化立体仓库的辅助设备，常与装卸设备组合在一起使用。34三、输送机械的选用输送系统设计和选用一般应考虑如下原则：（1）流的合理化。应尽量将入库输送系统和出库输送系统分开。应根据高峰时的最大出入库频率来设计整条输送线的输送能力及系统中各种设备的运行或工作速度。（2）系统应具有一定的积存功能，以保证整个系统作业的连续性。（3）必须具有高度可靠性。35三、输送机械的选用（4）系统各单机间必须具备完善的信息传递和联锁，即把整个系统作为一个整体进行控制。（5）在选择装卸生产率特别高的连续作用装卸机械时，首先考虑的是其生产率的大小，因为它是选择或设计传输设备的结构尺寸、驱动功率的重要依据。此外，还应考虑所运货物的物理性质和集装形式，以合理确定所选输送设备及其零部件的形式和结构。36四、典型输送设备简介1.带式输送机2.板式输送机3.悬挂输送机4.滚柱输送机5.滑槽6.柔性输送系统371.带式输送机属于挠性牵引构件输送机，它是利用摩擦驱动原理，由传动滚筒带动输送带进行工作的。38图3-5带式输送机示意图1—平胶带；2—滚筒；3—电动机；4—减速器；5—电动机；6—丝杠；7—螺母滑块；8—连杆；9—导向板392.板式输送机也属于挠性牵引构件输送机，但其工作原理属啮合传动。根据链板的方式，分为平板式输送机和鳞板式输送机两种。平板式输送机主要用来输送成件物品。图3-6平板式输送机示意图403.悬挂输送机是一种具有空间走向、在空间轨道上运行的连续输送设备，它的空间轨道可以布置在空间任何方向，通过运行、转向、升降、分叉、合流组成复杂的空间线路，在输送过程中完成工艺流程各工序的要求。图3-7悬挂输送机示意图414.滚柱输送机是非挠性牵引构件输送机的一种，可以沿水平或倾斜方向输送成件物品，是生产流水线上常用的一种输送设备。1）无驱动滚柱输送机滚柱的形状主要有滚柱式和盘式两种。(a)滚柱式（b）盘式图3-8滚柱形式示意图424.滚柱输送机2）有驱动滚柱输送机滚柱输送机的驱动形式分为压带式和链式两种。1—电动机；2—减速器；3—传动链图3-9压带式驱动滚柱机示意图434.滚柱输送机2）有驱动滚柱输送机滚柱输送机的驱动形式分为压带式和链式两种。1-链轮；2—链条图3-10链式驱动滚柱机示意图444.滚柱输送机按工艺要求，滚柱输送机可以构成直线、转弯、交叉等多种线路，如图3-11所示。图3-11滚柱输送机线路构成示意图455.滑槽滑槽不需要动力，完全靠货物自重由上而下的传送。图3-12滑槽种类示意图466.柔性输送系统——自动导引小车系统1）AGV概述自动导引小车AGV是指装备有电磁或光学自动导引装置，能够沿规定的导引路径行驶，具有小车变程与停车装置、安全保护以及各种移载功能的运输小车。AGVS是自动导