自動(dòng)化立體倉庫規(guī)劃思路

01 自動(dòng)化立體倉庫概述

自動(dòng)化立體倉庫系統(tǒng)主要是由立體貨架、出入庫托盤輸送設(shè)備、存儲(chǔ)設(shè)備、巷道堆垛機(jī)、尺寸檢測(cè)條碼閱讀系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)和上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)等部分組成。

自動(dòng)化立體倉庫系統(tǒng)與土建公共設(shè)施有關(guān)，如廠房、照明系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、通風(fēng)采暖系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)等等有關(guān)。 

02 自動(dòng)化立體倉庫規(guī)劃步驟

1、 確定自動(dòng)化立體庫的需求

1）要確定自動(dòng)化立體庫的需求，包括物料的類型、數(shù)量、尺寸、重量、包裝形式等信息，以及庫房的面積、高度、溫度、濕度、控制系統(tǒng)等要求。

2）要根據(jù)實(shí)際情況，計(jì)算出自動(dòng)化立體庫的最佳容量，以便在設(shè)計(jì)時(shí)考慮足夠的空間。

3）要考慮自動(dòng)化立體庫的安全性，確保貨物的安全存儲(chǔ)和安全運(yùn)輸。

2、自動(dòng)化立體庫的設(shè)計(jì)要點(diǎn)

1）根據(jù)自動(dòng)化立體庫的需求，設(shè)計(jì)貨架結(jié)構(gòu)，確定貨架定制的高度、寬度、深度、支撐結(jié)構(gòu)、支撐材料、組裝方式等。

2）設(shè)計(jì)自動(dòng)化立體庫的控制系統(tǒng)，包括控制設(shè)備、傳感器、控制程序、軟件等。

3）要設(shè)計(jì)自動(dòng)化立體庫的運(yùn)輸設(shè)備，包括貨架車、貨架升降機(jī)、自動(dòng)貨架移動(dòng)機(jī)械等。

4）設(shè)計(jì)自動(dòng)化立體庫的操作流程，包括入庫、出庫、查詢、庫存管理等。

3、自動(dòng)化立庫的設(shè)計(jì)流程

1）收集和研究原始資料，進(jìn)行需求分析。

在確定建自動(dòng)化立體倉庫之后，需要研究原始資料，得出倉庫規(guī)劃設(shè)計(jì)的主要依據(jù)。

需要對(duì)所有入庫貨物的品種進(jìn)行ABC分析，分析貨品的形式、尺寸和重量，確定土建設(shè)計(jì)的有關(guān)參數(shù)，進(jìn)行倉庫的貨架、作業(yè)機(jī)械配置。

2）確定倉庫形式、作業(yè)方式和貨物單元。

在調(diào)查分析入庫貨物的品種的基礎(chǔ)上，首先應(yīng)該確定倉庫的形式。一般采用單元貨位式倉庫。

為了提高出入庫的搬運(yùn)效率，應(yīng)盡量采用復(fù)合作業(yè)方式，避免單入單出模式，也可以采用一次搬運(yùn)兩個(gè)貨物單元的作業(yè)方式提高作業(yè)效率。

3）確定貨物單元形式和貨架設(shè)計(jì)。

為了確定貨物單元形式、尺寸和重量，應(yīng)該對(duì)貨物進(jìn)行品種的分析，選擇最佳的設(shè)計(jì)方案。

確定好貨物單元形式后，可以據(jù)此進(jìn)行貨架的設(shè)計(jì)。貨架的設(shè)計(jì)過程實(shí)際上是一個(gè)確定合理的貨架參數(shù)的過程。

4）確定庫存量和倉庫總體尺寸。

立體倉庫的實(shí)際規(guī)模主要取決于庫存量。

（1）如果庫存量已知，在恰當(dāng)考慮未來發(fā)展需要的基礎(chǔ)上，可以直接使用這個(gè)庫存量參數(shù)，但是要給出一定的余量。

（2）如果庫存量未知，需要根據(jù)近1-3年的出入庫的數(shù)量和規(guī)律確定庫存量。

確定立體倉庫的總體尺寸是容易實(shí)現(xiàn)和經(jīng)濟(jì)性要求，倉庫不宜設(shè)計(jì)的過高，以10至20m的高度為宜。

5）選擇機(jī)械設(shè)備類型數(shù)量。

選擇機(jī)械設(shè)備類型和數(shù)量主要是為立體倉庫選擇堆垛機(jī)。

堆垛機(jī)的數(shù)量主要取決于倉庫的作業(yè)能力，即最大出、入庫頻率。一般情況下，貨架的高和長(zhǎng)的比值等于堆垛機(jī)的垂直運(yùn)行速度和水平運(yùn)行速度的比值，是堆垛機(jī)的效率中最高。

另外，機(jī)械設(shè)備的選用還包括輸送設(shè)備、貨物自動(dòng)分揀設(shè)備及周邊設(shè)備的選用。

6）倉庫出入庫流量設(shè)計(jì)。

自動(dòng)倉庫的出入庫流量設(shè)計(jì)主要和出入庫搬運(yùn)周期有關(guān)。

自動(dòng)化立體倉庫的搬運(yùn)周期一般取決于巷道堆垛機(jī)的作業(yè)循環(huán)時(shí)間。堆垛機(jī)的出入庫搬運(yùn)分為單一作業(yè)和復(fù)合作業(yè)兩種，堆垛機(jī)的搬運(yùn)周期越短，立體倉庫的出入庫作業(yè)效率也越高。

7）總體布局設(shè)計(jì)。

完成上述六個(gè)步驟后，便可以對(duì)自動(dòng)化倉庫的總體布局進(jìn)行設(shè)計(jì)。這個(gè)時(shí)候需要考慮立庫存儲(chǔ)區(qū)與總體布局設(shè)計(jì)是應(yīng)考慮立體貨架與作業(yè)區(qū)的銜接方式和貨物單元出入高層貨架的方式。

8）確定管理和控制方式。

自動(dòng)化立庫的管理系統(tǒng)主要包括儲(chǔ)位管理、儲(chǔ)位編碼與貨物編號(hào)、儲(chǔ)位指派方式的確定。

涉及的控制技術(shù)主要包括電氣控制技術(shù)、計(jì)算機(jī)和堆垛機(jī)的通信等。

9）仿真分析。

為了驗(yàn)證所設(shè)計(jì)的自動(dòng)化立體倉庫是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求，可以使用仿真的方法進(jìn)行驗(yàn)證方案的合理性。

4、自動(dòng)化立體庫的實(shí)施

1）購買設(shè)備，包括控制設(shè)備、傳感器、貨架車、貨架升降機(jī)、自動(dòng)貨架移動(dòng)機(jī)械等。

2）安裝設(shè)備，根據(jù)設(shè)計(jì)圖紙安裝貨架，安裝控制設(shè)備、傳感器、貨架車、貨架升降機(jī)、自動(dòng)貨架移動(dòng)機(jī)械等。

3）要檢查設(shè)備，確保設(shè)備安裝正確，并進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)試，確保設(shè)備的正常運(yùn)行。

4）要進(jìn)行演示及培訓(xùn)，確保操作人員能夠正確操作自動(dòng)化立體庫，并能夠及時(shí)發(fā)現(xiàn)和處理故障。

 自動(dòng)化立體倉庫規(guī)劃測(cè)算

01 倉庫面積測(cè)算

1、荷重計(jì)算法：A=mQ/kq

• A指立體倉庫所需面積（m2）

• k指立體倉庫面積利用率，即存貨面積與總面積之比

• mQ指立體倉庫貨物的庫存量（t）

• q指立體倉庫單位面積上的庫存量（t/m2）

2、直接計(jì)算法：A=A1+A2+A3+A4

• A1指貨物有效存放面積（m2）

• A2指入庫驗(yàn)貨場(chǎng)地面積（m2）

• A3指出庫發(fā)貨場(chǎng)地面積（m2）

• A4指通道面積（m2）

3、庫存指標(biāo)：最大庫存量：mQ=（EK/30）t（每月30天計(jì)算）

• E指立體倉庫的月最大貨物存取量（t）

• K指設(shè)計(jì)最大入庫百分?jǐn)?shù)

• t指貨物在倉庫中平均庫存期（天）

 庫存周轉(zhuǎn)率：一種衡量物料在倉庫里或是整條價(jià)值流中，流動(dòng)快慢的標(biāo)準(zhǔn)。

02 貨架設(shè)計(jì) 

1、貨架高度設(shè)計(jì)

自動(dòng)化立體倉庫主要的參數(shù)是貨架高度，最佳高度直接影響占地面積、長(zhǎng)度、寬度、起重運(yùn)輸機(jī)械設(shè)備裝載效率以及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的選擇。

影響貨架高度的因素：儲(chǔ)存量、周轉(zhuǎn)率以及訂貨發(fā)送時(shí)的配套模式。

2、最佳參數(shù)確定

• 貨架高度H：貨架最佳高度取決于容量，通常在15－20m之間，當(dāng)容量為1000－1500t時(shí)，高度H為12.6m，當(dāng)容量為6000t或以上時(shí)，高度H為16.2 m。

• 貨架長(zhǎng)度L：若倉庫作業(yè)由堆垛機(jī)上、下貨，則貨架的最佳通道長(zhǎng)度L在80－120m之間。為保證堆垛機(jī)的托架垂直和水平移動(dòng)操作并行不悖，則H/L應(yīng)保持均衡，一般推薦采用下列比值：

  H/L={1/4-1/6}

3、貨架尺寸設(shè)計(jì)

• 兩種形式貨架：牛腿式貨架和橫梁式貨架

• 由以下4個(gè)參數(shù)中的3個(gè)來確定貨架尺寸：

  （1）倉庫長(zhǎng)度（或貨架列數(shù)）；

  （2）倉庫寬度（或巷道數(shù)）；

  （3）倉庫高度（或貨架層數(shù)）；

  （4）倉庫容量（或總貨位數(shù)）。

4、出入庫能力計(jì)算

（1）循環(huán)作業(yè)時(shí)間

平均單一作業(yè)循環(huán)時(shí)間：堆垛機(jī)從某一出入庫站開始向所有貨格進(jìn)行入庫作業(yè)循環(huán)（或出庫作業(yè)循環(huán)）的平均時(shí)間。當(dāng)貨架為m列，n層時(shí)，作業(yè)時(shí)間為：

• TS指平均單一循環(huán)作業(yè)時(shí)間（s）；

• tjk指從入庫開始到j(luò)列k層單程移動(dòng)時(shí)間（s）；

• tf指叉貨時(shí)間，在出入庫站或貨格處貨物移動(dòng)時(shí)間（s）

• ti指浪費(fèi)時(shí)間，控制延遲時(shí)間等（s）；

（2）同端出入庫

平均復(fù)合作業(yè)循環(huán)時(shí)間：入庫作業(yè)后進(jìn)行出庫作業(yè)時(shí)的循環(huán)時(shí)間。當(dāng)貨架為m列、n層時(shí)，作業(yè)時(shí)間為：

• TD指平均復(fù)合循環(huán)作業(yè)時(shí)間（s）；

• tjk指從入庫開始到j(luò)列k層單程移動(dòng)時(shí)間（s）；

• tf指叉貨時(shí)間，在出入庫站或貨格處，貨物移動(dòng)時(shí)（s）；

• ti停機(jī)時(shí)間，控制延遲時(shí)間等（s）；

• tt平均貨格移動(dòng)時(shí)間，隨機(jī)確定入庫貨格和出庫貨格，作適當(dāng)次數(shù)貨格移動(dòng)求得所需時(shí)間的平均值（s）；

• ts出入庫站間移動(dòng)時(shí)間（s）

 （3）出入庫周期

堆垛機(jī)基本出入庫能力用每小時(shí)內(nèi)入庫或出庫的存儲(chǔ)單元數(shù)表示。

平均單一作業(yè)循環(huán)時(shí)間基準(zhǔn)出入庫能力=Ns=3600/Ts

平均復(fù)合作業(yè)循環(huán)時(shí)間基準(zhǔn)出入庫能力=Nd=3600/Td

其中：Ns、Nd為每小時(shí)入庫或出庫的存儲(chǔ)單元數(shù)量

出入庫形式包括，同端出入庫、兩端出入庫、中間出入庫。

 自動(dòng)化立體倉庫好處

1、能夠提高企業(yè)的生產(chǎn)效率

通過自動(dòng)化倉庫，企業(yè)可以更好地控制庫存，減少庫存積壓，提高庫存周轉(zhuǎn)率，從而提高產(chǎn)品出貨速度，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)效率的提高。

2、能夠提高企業(yè)的生產(chǎn)率

自動(dòng)化倉庫可以消除人為因素，減少人工操作，減少生產(chǎn)過程中的操作錯(cuò)誤，從而提高產(chǎn)品的質(zhì)量，提升企業(yè)的生產(chǎn)率。

3、能夠提高企業(yè)的安全性

自動(dòng)化倉庫可以有效地控制庫存，實(shí)現(xiàn)精確的庫存管理，減少庫存積壓，從而有效地降低企業(yè)的庫存風(fēng)險(xiǎn)，提高企業(yè)的安全性。

4、能夠提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益

自動(dòng)化倉庫可以減少企業(yè)的人力成本，提高企業(yè)的生產(chǎn)效率，實(shí)現(xiàn)企業(yè)的高效率運(yùn)營(yíng),提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。

總之，自動(dòng)化倉庫能為企業(yè)帶來許多好處。因此，企業(yè)可以結(jié)合自身?xiàng)l件采用自動(dòng)化倉庫，以實(shí)現(xiàn)企業(yè)的高效率運(yùn)營(yíng)。