自动化立体仓库设计与运营课程设计

1、1、课程设计指导书 21.1、 课程设计的目的 21.2、 设计内容 21.3、 课程设计要求及时间安排 31.4、 课程设计提交材料 31.5、 其它需要说明的问题 31.6、 、成绩评定 32、仓库基础资料分析及计算 82.1 托盘的选用 82.2 ABC 分析93、仓库内部总体布局 103.1 总体位置规划 103.2 物流动线规划 133.3 仓库布置 144、仓库内部设计 154.1 选择机械设备的类型及相关参数 154.2 补货和集货 154.3 分拣设备 164.4 通道设计 164.5 进出货区设计 174.6 非物流功能区设计 185、总结及组内分工 195.1 总结 195

2、.2 组内分工 错 误 !未定义书签。1、课程设计指导书1.1 、课程设计的目的本课程设计是自动化仓库设计与运营课堂学习后的实践性教学环节。通过本课程设计，可以使学生全面系统复习本课程知识，通过完成方案设计，在实践中提高自身分析问题、解决问题和理论联系实践的能力。本课程设计，以给定的背景为基本依据，结合其他知识和设计规范，完成相关设计任务。巩固和加强仓储工程课程的理论知识，为以后工作中涉及到仓储内容部分奠定必要的基础。1.2 、设计内容某第三方物流企业为适应新的发展形势，决定投资新建一座仓库，新仓库为单层钢筋混凝土结构的仓库（仓库的建筑平面图见附件一）。 新仓库主要为100km范围内的10 家

3、供应商提供配送服务，涉及的产品主要为包装食品和日用品，总品项数达为2600 余种，但可大致将其划分为九大类，每大类货物的基本信息见附件二。 各种商品之间没有很大的影响，且均无特殊储存要求。根据实际运用需求， 仓库以储存区域为主，需要设立独立拣选区，仓库货物需要进行刷贴标签等简单的流通加工作业。企业处于一个稳定期，按现状需求量对仓库内部进行规划设计。仓库总高度为15m,进行累计库存量变动趋势特征分析和EIQ分析的基础上，结合给定的课程设计背景条件，综合考虑产品周转率、设施限制条件等因素，选择以下任务中若干项进行设计。任务 1： 计算仓库储区及分拣区的基本储存能力，以托盘作为基本储存单位，货物可选

4、用托盘（高层立体）货架存储或就地堆码方式。就地堆码最高可堆码2.0m 高，托盘单层平置堆放，就地堆码的设备费用不计。注意“五距 ”要求。仓储区及分拣区以外的其它区域的能力在给定条件的基础上进行估算，并说明理由。任务2： 根据仓库的业务情况，按照关联性分析的方法对仓库内部进行总体布局， 绘制仓库布局平面图。区内除需设置仓储功能作业区外，还需设有办公等场所，绘制包含所有设定区域（如进出货区、仓储保管区、暂存区、拣选区、集货区、流通加工区、办公室等等）的详细平面布置图。任务3： 根据进出库业务数量，详细设计仓库货架形式以及附属设备的配备和选择 （如堆垛机、分拣系统、输送系统、数据采集系统等等）， 并

5、画出平面图。任务4： 根据仓库的基础数据，选定仓库设备（如叉车、托盘、 输送带等等）并进行设备数量的确定。任务5： 对自动化立体仓库投资进行概算。1.3、 课程设计要求及时间安排1、课程设计要求：本次课程设计分小组进行，每小组不超过5（含5 人）人，自由组合，最后以小组为单位提交一份规划设计成果；设计过程中，根据合理的进度安排，踏实地开展课程设计活动。最后设计文档用A4 纸打印，字迹清晰，页面整洁，并按要求装订。2、时间安排：一周设计时间，第13 周。3、电子版文档排版参考东北林业大学本科毕业论文模板。1.4、 、课程设计提交材料1、提交电子版和打印版两种形式的课程设计报告书，每小组提交一份，

6、需列明各位成员的分工以及完成的主要内容。2、自动化立体仓库的详细平面布置图（AutoCAD 绘制） ，按一定的比例绘制。1.5、 其它需要说明的问题1、在设备选用时，除了考虑与物流作业量相关的参数，还应考虑其承载能力。2、设计时假设地面能满足各种承载要求。3、其它未给定条件，课程设计时可自行选定，但须做出合理说明。1.6、 成绩评定1、评分标准：根据每人的工作量及完成质量进行评分。2、若发现有两个和两个以上不同小组有抄袭嫌疑，则这几个小组的所有同学的成绩均为不及格。3、成绩等级：优秀、良好、中等、及格、不及格五档。附件一：新建仓库建筑平面图附件二：各类货物的外形尺寸、重量及包装如下:类别外形尺

7、寸（mm）（长栈*）重量（kg）包装A01400 >400 >40025纸箱A02600 >400 >60028纸箱A03600 >300 >60030纸箱A04400 >200 >2007纸箱A05300 >200 >4008纸箱A06600 >300 >30015纸箱A07300 >200 >60010纸箱A08400 >300 >2005纸箱A09400 >200 >2006纸箱附件三：2016年月出入库及库存情况2016年各月出入库及库存月末结存量（每月均按30天计算）单位：箱r

8、月累计出库量r月入ws月末结存量12月A01254332793388849A02258792396679820A035197529735092A044109382415553A052132241020945A067505704354A07478344136053A08110214645730A0942251241310211月A01301522853286349A02280002650281733A035252599134992A045153532815838A052154216920667A064661474534A07244027936423A08151217585368A09123121

9、31608610月A01200262119587969A02333203185983231A033999363534253A043872330615663A051344127020652A065187394853A0712755666070A086004165122A094072399751869月A01242212635186800A02543195450884692A036948788834617A044272399416229A052167244720726A06102014644632A07308736796779A0816029165306A093172314152618月A0123

10、0242322384670A02652296698484503A035225523233677A043613492916507A051527149620446A063894064188A07141119856187A0896817615992A0967069652927月A01253472427084471A02884897651182748A034758499533670A044364529615191A051986175520447A064878494171A07154312525613A085677655199A093156852666月A01202491894885548A028103

11、28306194726A034114428433433A044552423514259A051945158820708A064704103809A07153115865904A086085655001A091746163155135月A01199541957786849A02660677210592697A034228388933263A044061411614576A051531154721065A06359753869A07112610905849A084792905044A09110647856284月A01307432970587226A02514744846886658A036588

12、575633602A044581415314521A052097234721049A0690412664153A07200818765885A0899211365233A091343142962563月A01310012937188264A02444804732089664A034677434734434A044683459714949A051755134320799A06159716913791A077718016017A084604375089A091622222461702月A01221342472889894A02292393245586824A032329283334764A0430

13、21320415035A051266151721211A062341313697A075014885987A082181025112A0969046655681月A01278162472887300A02321593245583608A032329283334260A043044322014852A051329151720960A063475133800A0710534886000A083401025228A091354112857922、仓库基础资料分析及计算2.1 托盘的选用在仓库的设计过程中，货物存储方式的选择十分重要，要从货物码放的空间 利用率和货物本身是否怕挤压多方面考虑。 托盘上每

14、层货物的摆放方式相同，有 利于机器或者人工码放作业，避免无规则码放引起额外劳动率的消耗， 以下主要 选用了三种国家标准的托盘，从码盘规则和空间利用率考虑，选择最优利用率码 放数。堆码货物间隙为8mm（可忽略），按托盘载重不作限制，货物码放高度控 制在2000mm内。货物托盘规格800mm*1000mm1100mm*1100mm1000mm*1200mm最优编R利用单件尺寸码盘规则空间利用率码盘规则空间利用率码盘规则空间利用率率码放数A01400 X 400 X 4002*2*40.712*2*40.472*3*40.8024A02600 X 400 X 6001*2*30.601*2*30.4

15、02*2*30.8012A03600 X 300 X 6001*3*30.681*3*30.453*2*30.9018A04400 X 200 X 2002*5*91.002*5*90.665*3*91.00135A05300 X 200 X 4003*4*40.903*5*40.745*4*40.9080A06600 X 300 X 3001*3*60.681*3*60.453*2*60.9036A07300 X 200 X 6004*3*30.903*5*30.745*4*31.0060A08400 X 300 X 2002*3*90.902*3*90.603*3*90.9081A0940

16、0 X 200 X 2002*5*91.002*5*90.665*3*91.00135由资料可知，货物原始包装形式为箱，全部采用箱和托盘的形式进行存储。确定各种货物的出入库单元形式，必须基于选定的托盘、各种货物的出货量等。通过基础数据可分析得到各种货物的出入库单元形式：A01, A02, A03采用托盘形式；A04 A0S A0& A07、A0& A09采用托盘与箱结合的形式。从月末结存量计算得出各个货物空间利用率最高的适用托盘：（注：在计算中按照每月30天计算）货物编号适用才宜& （mm）日平均最大结存 量（取整）最优利用率码放数最优利用率需要托盘数量（取整）A011

17、000mm*1200mm299724125A021000mm*1200mm315812263A031000mm*1200mm11681865A041000mm*1200mm800mm*1000mm5511355A051000mm*1200mm800mm*1000mm708809A061000mm*1200mm162365A071000mm*1200mm226604A081000mm*1200mm800mm*1000mm200813A091000mm*1200mm2091352从表中可以发现，有大部分货物在使用1000mm*1200mm托盘时空间利用率 最高。尤其到考虑月出入库件数较大的货物 A

18、01、A02、A03适用的托盘，通过对 比数据发现A02月出入库最优利用率需要托盘数量比其他所有的货物总和都大， 所以综合以上因素决定选择1000mm*1200mm格的托盘。2.2 ABC分析由于商品的单价以及销售额没有给出，所以我们按照品项数和月累计出库量 进行分类：用ABC分析法分析，就是将库存商品按照当月的累计出库量的多少顺序进行 排列，再按照商品累计品种分为高、中、低档三种，采取分类管理策略。品项数月累计出库量A类15%-25%60%-90%B类25%-50%10%-60%C类25%-60%1%-10%月累计入库量所占百分比A0130010027.5%A0259968755.2%A03

19、556445.0%A04493254.5%A05212332.0%A0675411.0%A07215292.0%A0894480.8%A09215462.0%1086053100%所以结合定义和实际数据，可以将货物分为 ABC三类，如图示。A类（品项数占22%月累计出库量占82.7%）: A01、A02;B类（品项数占56%月累计出库量占13.5%）: A03 A04> A0S A07;C类（品项数占22%月累计出库量占1.8%）: A0& A08;综上所述，A01、A02两类物品占据了出库量的80犯上，因此选用托盘主要依据 这两类进行选择，综合以上因素决定选择1000mm*12

20、00mm格的托盘，数量约为 500 个。3、仓库内部总体布局3.1 总体位置规划SLP是一种最早应用于工厂设计的系统布置设计方法，是一种把物流分析与 作业单元关系的密切程度分析相结合、求得合理布置的技术。系统布置设计的基本要素（PQRST：P（Prodcution）:产品或材料或服务指规划设计的对象所生产的产品、原材料、加工的零部件或提供服务的项目。 包括原材料、进厂物料、工序间储备、产品、辅助材料、废品废料、切屑、包装 材料等。产品要素影响设施的组成及其相互关系、设备的类型、物料搬运的方式。Q（Quantity）:产量指生产、供应或使用的材料或产品的数量或服务的工作量。产量要素影响设 施规模

21、、设备数量、运输量、建筑物面积等。R(Route): 生产路线( 工艺过程)指根据所生产的产品品种、数量等设计出的工艺流程、物流路线、工序顺序等，可以用设备表、工艺路线卡、工艺过程图等表示。生产路线要素影响各作业单位之间的关系、物料搬运路线、仓库及堆放地的位置等。S(Supporting Service): 辅助服务部门指保证生产正常进行的辅助服务性活动、设施以及服务的人员。包括道路、生活设施、消防设施、照明、采暖通风、办公室、生产管理、质量控制及废物处理等，是正常生产的支持系统。T(Time): 时间(或时间安排)指在什么时候、用多长的时间生产出产品，包括作业、工序、流动、周转等标准时间，时

22、间要素决定着设备的数量、需要的面积和人员、工序的平衡安排等。进彳tslp分析，首先要建立一个各作业单位物流相关图，表示各部门的密切程度。作业单位相关图类似于车间之间的物流图。相关图要用试算法进行调整，直到得到满意方案为止。接下来就要根据建筑的容积来合理地安排各个部门。为了便于对布置方案进行评价，系统布置设计也要对方案进行量化。根据密切程度的不同赋予权重，然后试验不同的布置方案，最后选择得分最高的布置方案。按照作业流程，我们可以将仓库规划为进出货区、仓储保管区、分拣区、集货区、流通加工区、办公室。各功能区对应的作业有：1进货区：货物接运、进货验收、卸载作业、堆码作业。2仓储保管区：堆码作业、保养

23、维护、盘点作业、补货作业、整理移位。3分拣区：拣货作业。4集货区：集货暂存。5. 出货区：发货检核、装载上车。6办公室：入库准备、接单、订单处理、发货准备。7流通加工区：流通加工。SLp 法中作业单位间相互关系密切程度用A、 E、 I 、 O、 U 来表示。 A 为绝对重要、 E 为特别重要、I 为重要、 O 为一般、 U 为不重要，在评价择优量化过程中A、E、I 、O、U 的取值分别为4、3、2、1、0。经过综合考虑分析，并结合实际生产情况，得到如下作业单位相关图各作业单位相关图：进货区 仓储保管区分拣区流通加工区集货区 出货区 办公室进货区仓储保管 区分拣区集货区出货区办公室流通加工 区进

24、货区XO/1U/0U/0O/1O/1U/0仓储保管 区O/1I/2O/1O/1U/0O/1分拣区U/0I/2I/2E/3U/0I/1集货区U/0O/1I/2A/4U/0U/0出货区O/1O/1日3A/4O/1O/1办公室O/1U/0U/0U/0O/1U/0流通加工 区U/0O/1I/1U/0O/1U/0总分36871123作业单位从至表作业单位相关图进货区出货区流通加工区集货区分拣区A四条线 E三条线 I二条线 O一条线 U无线3.2 物流动线规划在进行仓库作业区相对位置规划时， 先要确定物流动线形式，总共有六种基 本形式。(1)直线式，这种形式的特点是出/入口在厂房的相对面，无论订单大小与拣

25、货 品项多少，均要通过厂房全程。适合于作业流程简单、规模较小的物流作业。(2)双直线式，这种形式的特点是出/入口在厂房的相对面。适合于作业流程相 似，但有两种不同进/出货形态的物流形式。(3)锯齿形或S形，通常适用于多排并列的库存货架区内。(4) U形，这种形式的特点是出/入口在厂房的同侧，可根据进/出货频率的大 小，将物流量大的物品安排在靠近进/出口端的储区，缩短这些物品的拣货搬运 路线。(5)分流式，这种形式适用于批量拣货的分流作业（ 6）集中式，这种形式适用于因储区与物品特性，而把订单分解在不同区域拣货，然后再进行集货的作业方式。由于本设计的仓库中货物以托盘入库，以托盘和单箱出库，单箱货

26、物就地堆码，进入分拣、集货、发货等一系列作业流程，考虑到作业流程中的设计方便性以及各作业区域的活动关系，决定选择U 形的整体布置。3.3 仓库布置（ 1）决定仓库厂房空间位置、大致的面积和长宽比例。由于各作业区域的面积和长宽比还没有经过详细计算，因此， 这里的面积和长宽比仅仅是一个大概的数值。如图所示为各作业区域的面积与长宽比示意图。（ 2）决定仓库内由进货到发货的主要物流动线形式，已经决定为U 形，出入库口在同侧。（ 3） 布置刚性区域，刚性区域就是作业区域中面积较大且长宽不易变动的区域。这类刚性区域应首先安排在建筑平面中，这里是托盘货架仓库、分拣区中分类输送机等作业区域。（ 4） 插入柔性

27、区域，柔性区域首先是指虽然面积较大但长宽比例容易调整的区域， 这里为流动货架与集货区等。其次还应包括面积较小且长宽比例容易调整的区域，如暂存区、流通加工区等。（ 5） 决定办公室位置，一般设两个办公室，分别负责进货和发货工作。上述程序完成后，物流作业区域的位置就基本得以确定，最后绘制出区域布置规划图如下。作业区相对位置布置规划图：流动货架区4、仓库内部设计4.1 选择机械设备的类型及相关参数堆垛机堆垛机是整个自动化立体仓库的核心设备，通过手动操作、半自动操作或全自 动操作实现把货物从一处搬运到另一处。(1)堆垛机形式的确定：堆垛机形式多种多样，包括单轨巷道式堆垛机、双 轨巷道式堆垛机、转巷道式

28、堆垛机、单立柱型堆垛机、双立柱型堆垛机等。(2)堆垛机速度的确定： 根据仓库的流量要求，计算出堆垛机的水平速度、提升速度及货叉速度。(3)其他参数及配置：根据仓库现场情况及用户的要求选定堆垛机的定位方式、通信方式等。输送系统根据立体库的总体布局，合理选择输送机的类型，包括：辗道输送机、链条输 送机、皮带输送机、升降移载机、提升机等。同时，还要根据仓库的瞬时流量 合理确定输送系统的速度。其他辅助设备根据仓库工艺流程以用户的一些特殊要求，可适当增加一些辅助设备，如：手持终端、叉车、平衡吊等。4.2 补货和集货补货包括入库分别至高层货架和流动货架， 以及自动化仓库区到流动货架区 的补货。其中自动化货

29、架采用旁流式中间设立一条通道通往流动货架补货。集货包括从自动化仓库拣出的托盘货物和从流动货架区拣出的箱货物，将它们分别按订单进行分类集货。4.3 分拣设备（ 1）拣选设备包括一般拣取设备、自动化拣取设备等。当拣货区和仓储区分区规划时，作业方式为由仓储区补货到拣货区，拣货量为中等水平，发货频率较高。这种情况适用于零散发货和拆箱拣货。当拣货区和仓储区在同一区而分层规划时，作业方式为由上层仓储区补货到下层拣货区，拣货量大，发货频率为中等。这种情况适用于整托盘发货。当拣货区和仓储区在同一区时，没有另设仓储区，直接在储位上拣货，拣货量较小，发货频率较低。这种情况适用于少量的零星发货。这里作业方式包括仓储

30、区补货到拣货区，自动化拣取设备为无轨巷道堆垛机，此外还有以流动货架拣选的方式。（ 2）分类作业系统影响发货分类系统的有单位时间的分类量、分类容量和货态等因素。通过对各因素进行综合分析后，来决定发货分类系统。单位时间的分类量是用一天的发货数量除以实际工作时间。4.4 通道设计（ 1）设计原则通道设计主要是通道设置和宽度的设计。这里设计应该遵循如下两个原则：1. 流量经济性，即在厂房通道内，人员与物品的移动要形成流通线。2. 空间经济性，即考虑空间利用率，有效发挥通道的效益。（ 2）考虑因素通道的正确布置和宽度设计将直接影响物流效率。在规划布置厂房时，一般首先设计通道位置和宽度。影响通道布置和宽度

31、设计的因素有：通道形式，搬运设备的型号、尺寸、能力和旋转半径，储存货物尺寸，储存批量尺寸，储存区到进出口及装卸区的距离，行列空间，服务区到设备的位置，地板负载能力，出入方便性等。（ 3）通道分类这里根据情况仅考虑工作通道和辅助工作通道和其他通道三种。（ 4）通道设计首先设计主要通道和出入厂门的位置，然后设计作业区间的辅助通道，最后设计其他通道。根据厂房通道宽度参考值表，中枢主通道设5m,托盘货架仓库内的叉车通道宽度设为3.5m,拣选区的通道设1.5m。4.5 进出货区设计（ 1）进出货平台的宽度设计进货时的物品一般要经过拆装、理货、 检查与暂存等工序，才能进入后续作业。 为此， 在进出货平台上

32、应留有一定的空间作为缓冲区。为了保证装卸货的顺利进行， 进出货平台需要有连接设备相配合。而连接设备分为两种，一种为活动连接设备，需要宽度为1.02.5m；另一种为固定连接设备，需要宽度为1.53.5m， 为使车辆及人员进出畅通，在暂存区与连接设备之间应有出入通道。若使用人力搬运，通道宽度需要2.54.0m。由此可见，进出货平台宽度应大约为5m a. 进出货平台配置形式设计进出货平台配置形式设计可根据作业性质、厂房形式以及仓库内物流动线来决定平台的安排形式。为使物料顺畅地进出仓库，进货平台与发货平台的相对位置是很重要的。两者位置将直接影响到进出货效率。两者位置关系有如下几种：进出货共同平台，这种形式可提高空间和设备利用率，但管理困难。特别是进出货高峰时间，容易造成进货与出货相互影响的不良效果。这种形式适合于进出货时间错开的仓库。进出货分开使用平台、两者相邻管理，这种设计方案使进出货空间分开，不会使进出货互相影响，但是空间利用率低。这种设计适用于厂房空间较大，进出货容易相互影响的仓库。进出货分别使用平台、两者不相邻，这是进出货作业完全独立的两个平台，不但空间分开而且设备利用率低，这种设计适用于厂房空间不足、但进出货频繁的仓库。多个进出货平台，适用于进出货频繁且空间足够的仓库。根据分析，这里进出货平台配置设计为不相邻形式。b. 进出货平台