自动化库设计

2020/9/201举例：自动化立体仓库的规划设计（一）仓库系统简介自动化立体仓库是通过仓库管理计算机对存储物资进行编码、入库、出库、分拣管理，并自动完成物资的存取及输送。立体货架自动存取设备分拣系统输送设备计算机管理与控制自动化立体仓库系统2020/9/202立体仓库平面布置图2020/9/203自动化仓储实例xxxxx医药厂自动立体化仓库，实现五个巷道公用一台堆垛机。2020/9/204自动化仓储实例2020/9/205自动化仓储实例该库体现了物流系统的完美组合，整个货架系统采用全组合式结构，高25米，将货架和库房钢结构合二为一，完成整个系统的整和。和常规仓库相比较，具有安装周期短，节省投资的特点。2020/9/206（二）系统结构整个仓库分为入库区、货物存放区、输送系统、自动分拣系统，而货物存放区又分为固定货架区和旋转货架区。立体仓库平面布置图2020/9/207（三）物资管理图2出库物资作业流程图巷道入口指定货位旋转货架入货台入库台输送系统订货的货物巷道堆垛机货架旋转分拣装箱自动分拣输送系统自动分拣系统出货台巷道口旋转货架固定货架巷道堆垛机货架旋转到位图1入库物资作业流程图2020/9/208仓储系统规划仓储知识仓储位置的合理布置库容量设计库房设计、通道设计仓储优化布置技术2020/9/209第一节仓储一、仓储系统的主要环节：仓储系统围绕物资储存而开展一系列业务活动，这些活动可分为三个阶段实现：1、物资的验收入库——包括物资接运、验收、办理入库手续等。2、物资的储存保管——即根据各物资的性能特点，结合具体自然条件，来确保库存物资的完好程度。影响物资储存的因素主要有：物资本身的性质、储存时间的长短和储存环境（防腐、防锈、防虫）。物资储存的核心工作是合理存放的问题，以确保物资不损坏和易于提取。3、物资的出库发运——一般有两种情况，一种是用料单位凭调拨单自提，一种是仓库发运。物资出库一般要遵循“先入先出”的原则。2020/9/2010核对出库凭证车站码头提货或专线接车清仓盘存检查维护保养码垛垫或密封建立帐卡档案检验实物核对资料验收准备短途运输和库内搬运代办托运包装送料领料复核备料代运点交清理出库保管保养验收内部交接接运入库出库发运保管2020/9/2011二、仓库类型：1、按保管形态分：普通仓库；恒温仓库；冷藏仓库；露天仓库。2、按产品流程分：原料仓库；在制品仓库；成品仓库。3、按堆放形式分：无货架仓库；货架仓库（普通货架、移动货架、流动货架）。4、按机械化程度分：人工仓库、机械化仓库、自动化仓库、集成自动化仓库、智能自动化仓库5、配送中心：连接生产和消费的流通部门。2020/9/2012三、仓储理论研究与应用发展：多阶段离散批量模型（考虑了品种、工序、生产进度安排）经济订购批量模型（）MRPⅡ精益生产模式（LP）JITERP2DS/HQ2020/9/2013第二节仓库位置的确定一、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。2020/9/2014二、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）2020/9/2015三、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。练习：用加权法判断本厂的位置选择是否合理若建配送中心，应在哪儿？2020/9/20162、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。W1W4W3W2●P1(x1,1/1)P3(x3,1/3)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2020/9/2017第三节库容量确定一、库容量的确定库容量是仓库的主要参数之一，是规划仓库的首先要确定的问题。库容量的大小：首先取决于仓库对生产经营缓冲平衡的需要；其次，仓库建设投资费用和建成后的经营费用是库容量经济性的评价指标；第三，出入库频率（仓库另一主要参数）与库容量密切相关，当出库与入库频率一致时，库容量可为极小值；此外，库容量还与库内货物存放形式、装卸搬运机械类型及通道有关。2020/9/2018二、库容量的计算（以无货架仓库为例）示例如图：通道两侧各有两排货物（即货堆深度为两个货位），每排货物有若干列，每列堆码四层。1M1M3M1M1M2020/9/20191、蜂窝型空缺系数的计算（概率论）：无货架堆放时，必须将同一种物品存放在一堆，如果在一列货堆上取走一层或几层，所产生的空缺不能用别的货物填补，从而影响了库容量的充分利用，这就是蜂窝空缺。空缺系数期望值：n表示一列货位堆码货物的件数。例中：101)(nininHE167708814375.0)(iiHE2020/9/20202、通道损失计算（设叉车通道3米）：总面积=1+1+3+1+1=7可利用面积=1+1+1+1=4则：损失=3/73、空缺损失：4、总损失：)7/4(*)16/7(*:*)(74）（例中可利用面积HEGHEG68.0*7374167空缺损失通道损失A2020/9/20215、库存容量计算（设实际需求库容量为1000个货位）6、仓容利用率（库存评价）：（货位）库容量。总损失实际库容量（库存量）3115680110001%1.32%100*31151000库存数量或容积积存储货物实际数量或容R2020/9/2022示例结论：说明仓库利用率很低。更复杂的设计计算，需要重新设计库存物资种类和堆码，装卸搬运设备和出入库频率。但基本原理都是比较损失的大小。一般地，货堆越深（例中深度为两个货位），空缺损失越大，但总库存损失越小。应该注意：不要一味追求存储效率（仓容利用率），否则会造成货场混乱、作业混乱。2020/9/2023第四节库房设计一、库房设计的主要内容和原则：库房设计主要是指仓库内部的合理布局，其具体要求有：（1）要根据仓库作业程度，有利于提高作业效率；（2）要尽可能减少储存物料及仓储人员的运动距离；（3）要有利于仓库作业时间的有效利用，尽量减少人员、设备窝工，防止物资堵塞；（4）要充分利用仓库面积和建筑物空间，但需注意存储数量要易于读取，便于检查；（5）有利于物资、人员、设施安全，要符合“三防”（防水、放火、防爆）。库房设计的具体内容包括：确定仓库形式和作业形式；确定货位尺寸和库房总体尺寸；物资堆码设计；通道设计；设备配置；存取模式和管理模式；建筑和公用工程设计。主要设计参数包括：静态的库容量、物品物理特征、库房辅助工具（托盘）尺寸等，动态的出入库时间、批次、作业时间等。2020/9/20243、库房系统形式框图：入库货物仓库设备仓库操作配置方式物流控制消息处理单件货物料垛存放小车按订货方式手动手动箱子或集装箱块形存放连续运输机按货物分类离线批量处理过程托盘不到7m的货架存放叉式提升机串行的在线实时过程建筑物自由仓库平面仓库（常规的）平面仓库（空气运输仓）高平面仓库金属结构的高架仓库水泥结构的高架仓库多层仓库并行的集中交付分散交付铁轨引向的配置前叉车位移叉车高架叉车卷道堆垛机不到12m的货架存放超过12m的高架仓库可移动式货架存放旋转式货架存放可通过式货架存放流动的存放自动小件货架自由操作配置2020/9/2025二、仓库及作业形式的确定1、需求分析——提出问题（如需建立适合什么情况下的库房），确定目标；通过调研找出各种限制条件；研究实施工作的可行性、组织措施等。2、确定货物单元形式和规格——这一步不一定花很多时间，却是企业库房设计中不易控制和容易忽略的一步。一些企业由于缺乏对企业产品自身的长远了解，因此只注重了眼前的货物形式。3、确定库房和作业形式——在上述工作基础上可以确定库房形式。一般多采用单元货格式仓库。对品种不多且批量较大的仓库，也可以采用重力式货架（流动式）仓库。同时，根据入出库的工艺要求（整单元或零散货入出库）来决定是否需要拣选作业等作业活动。2020/9/2026三、货位和堆码的确定1、货位尺寸的确定——货位尺寸是库房设计中易项极其重要的内容，它直接关系到仓库面积和空间利用率，也关系到能否顺利地存取货物。货位尺寸取决于在货物单元四周需留出的净空尺寸。对自动化仓库而言，这些净空尺寸的确定应考虑货架、起重设备轨道施工精度和停车精度。2、货位布局——一般应按入库、验收、储存、分拣、出库流程安排；根据作业频率确定堆垛机数量（一般一个巷道配备一台堆垛机）；确定高层货架和作业区的衔接方式。★常见错误：不注重流程中的货品流量（吞吐量大的应置于移动距离最短的位置（主通道、低货位））。3、堆码——按物资性质、品种、重量、外形尺寸设计堆码位置。堆码形式有平面堆码、立体堆码和悬挂堆码，常用立体堆码。2020/9/2027接收区订货提取区包装组合区装运组合区散货区散货区典型仓库设计图2020/9/2028四、通道设计通道有两类：a、仓库通道，包括：入库区通道、各库房间通道；b、库房通道：出入库通道、货位间通道。通道设计的主要指标有通道的方向、宽度和数量，一般按国家标准设计。例如：汽车通道应不小于4米，叉车通道应不小于3.6米。★常见错误：主通道交叉。思考：在线库存中，下列两种出入库房通道的设计分别适合于哪种情况直线型生产线直线型生产线立体仓库出入库口出入库口出入库口出入库口立体仓库2020/9/2029五、建筑和公用工程设计库房的工艺设计要对仓库的土建和公用工程的设计提出要求，内容包括：确定货架的工艺载荷；提出对货架的精度要求；提出对基础的承载力要求；确定采暖、通风、照明、放火等要求，其建筑主要项目如下。构造分类明细项目规模层数、地面积、梁间距、檀长度、房檐高、天花板高、梁高度、容积、容许库容量基础柱下基础（桩）、墙下基础骨架构成房架结构、框架结构、地面结构、强度柱间隔、粗细、形状墙壁外墙壁、隔断墙、防火墙、内装修、构造、材料屋顶倾斜度、构造、材料天花板有无、材料地面地面负荷、做法、高度窗侧窗、天窗、地窗、位置、大小、数量出入口外墙门、内墙壁门、防火墙门、位置、构造、大小、数量房檐位置、大小、高度通风装置位置、构造、高度附属设备防潮设备、消防设备、防盗设备、照明通风设备、防鼠设备、排水设备装卸设备、保管设备、其它设备主体构造2020/9/2030六、存取和管理模式1、存取模式：有两种基本模式。单作业模式——堆垛机从通道口取一个货物单元送到选定的货位，然后返回通道口。复合作业模式——堆垛机从通道口取一个货物单元送到选定的货位A，然后直接转移到另一个给定货位B，取出其中的货物单元，送到通道口出库。2、管理模式——大中型仓库普遍采用计算机管理，并在线调度运输设备。3、评价指标——仓库利用率单位时间单元仓库数量消耗费用投资费用比平均库存量每年运出总量转运频率总数量所存数量存取率库房有效面积存储物资面积面积利用率/