第八章-仓库规划与设计

第八章仓储设施布局规划与设计

2023/1/91第一节普通仓库的布置规划与设计一．仓库的布置规划设计的含义普通仓库一般由：物料储存区、验收分发作业区、管理室及生活间及辅助设施组成。仓库的布置规划就是对上述区域的空间面积配置作出合理安排的同时，重点对仓库的储存区域的空间及技术要求、设备选择及作业通道宽度等进行规划设计。2023/1/92普通仓库规划与设计的主要内容1．仓库的储存区域空间规划储存货物的空间规划是普通仓库规划的核心，储存空间规划的合理与否直接关系到仓库的作业效率和储存能力。储存空间规划的内容包括：仓储区域面积规划柱子间隔规划库房高度规划通道宽度规划。2．仓库常用设备的选择2023/1/932023/1/94二．仓库储存区域空间规划1．储存区域空间规划的影响因素（1）存储方式。一般存储方式有散放、堆码、货架储存三种。（2）货品尺寸、数量。（3）托盘尺寸、货架空间。（4）使用的机械设备(型号/式样、尺寸、产能、回转半径)。（5）通道宽度、位置及需求空间。（6）库内柱距。（7）建筑尺寸与形式。（8）进出货及搬运位置。（9）补货或服务设施的位置(防火墙、灭火器、排水口)。（10）作业原则：动作经济原则、单元化负载、货品不落地原则、减少搬运次数及距离、空间利用原则等。2023/1/952．仓库储存区域面积的计算仓库面积含储存区域面积和辅助设施面积两部分储存区域面积指货架、料垛实际占用面积。辅助面积指验收、分类、分发作业场地、通道、办公室及生活间等需要的面积。这里主要介绍货物储存区域面积的计算。2023/1/96

(1)荷重计算法

荷重计算法是一种常用的计算方法，是根据仓库有效面积上的单位面积承重能力来确定仓库面积的方法。式中：

S——储存区域面积(m2)；Q——全年物料入库量(t)；

T——物料平均储备天数；q——单位有效面积的平均承重能力(t/m2)；

a——储存面积利用系数；T0——年有效工作日数；2023/1/97举例:某建材公司计算建造一座建筑材料仓库，年入库量为20000吨，一年中工作300天，物料平均储备期50天,有效面积上平均货重0.7吨/平方米,仓库利用系数为0.4,试用荷重计算法求仓库面积。2023/1/98解：根据题目中给出的条件，有

Q=20000，T0=300

T=50，α=0.4,q=0.7仓库面积:仓库面积为11905(平方米)2023/1/99(2)托盘尺寸计算法若货物储存量较大，并以托盘为单位进行储存，则可先计算出存货实际占用面积，再考虑叉车存取作业所需通道面积，就可计算出储存区域的面积需求2023/1/910①托盘平置置堆码假设托盘尺尺寸为P×P平方米，由由货品尺寸寸及托盘尺尺寸算出每每托盘平均均可码放N箱货品，若若仓库平均均存货量为为Q，则存货面面积需求(D)为：储存区域面面积还需考考虑叉车存存取作业所所需通道面面积，若通通道占全部部面积的30％～35％，则储存存区域面积积为：A＝D/(1-35％)2022/12/2811②托盘多层层叠堆假设托盘尺尺寸为P×P平方米，由由货品尺寸寸及托盘尺尺寸算出每每托盘平均均可码放N箱货品，托托盘在仓库库内可堆码码L层，若仓库库平均存货货量约为Q，则存货面面积需求(D)为：储存区域面面积再需考考虑叉车存存取作业所所需通道面面积即可。。2022/12/2812③托盘货货架储存存计算法法假设货架架为L层，每托托盘占用用一个货货格，每每货格放放入货物物后的左左右间隙隙尺寸为为P′，前后间间隙尺寸寸为P″，每托盘盘约可码码放N箱，若公公司平均均存货量量为Q，存货需需占的面面积为D，则存货货面积(D)为：2022/12/2813由于货架储存存系统具有分分区特性，每每区由两排货货架及存取通通道组成，因因此由基本托托盘占地面积积再加上存取取通道空间，，才是实际储储存区域面积积，其中存取取通道空间需需视叉车是否否作直角存取取或仅是通行行而异。而在各储存货货架位内的空空间计算，应应以一个货格格为计算基准准，一般的货货格通常可存存放两个托盘盘。下图为储储存区域面积积的计算方法法。P2P2P2P2P2P1P1P1P1W1W2双货位货格仓仓库空间的计计算2022/12/2814图中符号说明明：P1：货格宽度P2：货格长度Z：每货架区的的货格数(每格位含2个托盘空间)W1：叉车直角存存取的通道宽宽度W2：货架区侧向向通道宽度A：货架使用平平面面积B：储区内货架架总存货面积积S：储存区总平平面面积Q：平均存货需需求量L：货架层数N：平均每托盘盘码放货品箱箱数D：存货所需的的基本托盘地地面空间则：货架使用平面面面积货架使用总面面积B＝货架使用平平面面积×货架层数＝A×L储存区总平面面面积S＝货架使用平平面面积十叉叉车通道十侧侧通道＝A十[W1×(5P2十W2)]十(2P1×2×W2)2022/12/2815[三]3．仓仓库库通通道道宽宽度度设设计计2022/12/28164．柱柱子子间间距距设设计计(1)根据据卡卡车车台台数数及及种种类类确确定定柱柱子子间间距距进入入仓仓库库内内停停靠靠的的卡卡车车台台数数及及种种类类：：不不同同型型式式重重量量的的载载货货卡卡车车会会有有不不同同的的体体积积长长度度，，停停靠靠站站台台所所需需的的空空间间及及柱柱距距也也有有不不同同。。货车车在在室室内内停停靠靠时时柱柱子子排排列列如如图图所所示示。。2022/12/2817求柱柱子子间间距距：：Wc＝W××N十Ct×(N-1)十2××Cg柱子子间间距距计计算算：：Wc：柱柱子子间间距距；；W：货货车车宽宽度度；；N：货货车车数数量量；；Ct：货货车车间间距距；；Cg：侧侧面面间间间间隙隙尺尺寸寸。。计算算例例：：货车车宽宽W＝2.49m，货货车车N＝2台，，货货车车间间距距Ct＝lm侧面面间间隙隙尺尺寸寸Cg＝0.75m，求求内内部部柱柱间间距距尺尺寸寸：：Wi＝W××N十Ct×(N-1)十2××Cg＝2××2.49十l××1十2××0.75＝7.48m2022/12/2818(2)根据据储储存存设设备备的的种种类类及及尺尺寸寸确确定定柱柱子子间间距距储存存空空间间的的设设计计应应优优先先考考虑虑保保管管设设备备的的布布置置效效率率，，其其空空间间的的设设计计尽尽可可能能大大而而完完整整以以供供储储存存设设备备的的安安置置，，故故应应配配合合储储存存设设备备的的规规划划，，来来决决定定柱柱子子的的间间距距。。2022/12/2819①托托盘货货架宽宽度方方向往往子的的排列列计算例例：托盘深深度Lp＝1.0m，通道道宽度度WL＝2.5m，货架架背面面间隔隔Cr＝0.05m，平房房建筑筑，柱柱子间间隔内内可放放2对货架架(N＝2)，求内内部柱柱子间间距。。Wc=(WL＋2×Lp＋Cr)×N＝(2.5＋2×1.0＋0.05)×2＝9.1mWc：柱子子间距距；Lp：货架架深度度；WL：通道道宽度度；Cr：货架架背面面间隔隔；N：货架架巷道道数。。2022/12/2820②托盘盘货架架长度度方向向柱子子的排排列托盘宽宽Wp＝1.0m，托盘盘列数数Np＝7盘，托托盘间间隔Cp＝0.05m，侧面面间隙隙Co＝0.05m，求内内部柱柱间距距。Wi＝Wp×Np十Cp×(Np-1)十2×Co＝1.0×7十0.05××6十2×0.05＝7.4mWi：柱子子间距距；Wp：货架架宽度度；Np：货架架列数数；Cp：货架架间距距；Co：通道道宽度度。2022/12/28215．库房房高度度规划划在储存存空间间中，，库房房的有有效高高度也也称为为梁下下高度度，理理论上上是越越高超超好，，但实实际上上受货货物所所能堆堆码的的高度度、叉叉车的的扬程程、货货架高高度等等因素素的限限制，，库房房太高高有时时反而而会增增加成成本及及降低低建筑筑物的的楼层层数，，因此此要合合理设设计库库房的的有效效高度度。储存空空间梁梁下有有效高高度计计算公公式：：梁下有有效高高度＝＝最大大举升升的货货高＋＋梁下下间隙隙尺寸寸由于货货物储储存方方式、、堆垛垛搬运运设备备的种种类不不同，，就对对库房房的有有效高高度的的要求求不一一样，，再加加之仓仓库要要考虑虑消防防、空空调、、采光光等因因素。。所以在在进行行库房房的有有效高高度设设计时时，应应根据据货物物储存存方式式、堆堆垛搬搬运设设备等等因素素，采采取有有区别别的计计算方方式。。2022/12/2822（1）采用地地面层叠叠堆码时时，梁下下有效高高度的计计算计算例：：货高HA＝1.3m，堆码层层数N＝3，货叉的的抬货高高度FA＝0.3m，梁下间间隙尺寸寸a＝0．5m，求最大大举升货货高与梁梁下有效效高度。。最大举升升货高HL＝N×HA＋FA＝3×1.3十0.3＝4.2m梁下有效效高度He＝N×HA＋FA＋a＝4.2＋0.5＝4.7m2022/12/2823（2）采用货货架储存存时，梁梁下有效效高度的的计算计算例：：货架高度度Hr＝3.2m，货物高高度HA＝1.3m，货叉的的抬货高高度FA＝0.3m，梁下间间隙尺寸寸a＝0.5m，求最大大举升货货高与梁梁下有效效高度。。最大举升升货高度度HL＝Hr＋HA＋FA＝3.2＋1.3＋0.3＝4.8m梁下有效效高度He＝Hr＋HA＋FA＋a＝4.8＋0.5＝5.3m2022/12/28246．储存空间的的有效利用空间有效利用用的方法有三三种：(1)向上发展(2)平面经济的有有效利用①非储存空空间设置角落落②减少通道道面积③货架的安安装设置应尽尽量采取方型型配置，以减减少因货架安安置而剩下过过多无法使用用空间。④储存空间间顶上的通风风管路及配电电线槽，宜安安装于最不影影响存取作业业的角落上方方，以减少对对于货架的安安置干涉。减减少安置干涉涉，相对的就就可增加货架架数量，而提提高保管使用用空间。(3)采用自动仓库库2022/12/2825第二节自动动化仓库的规规划与设计AS/RS规划与设计2022/12/2826一、自动化化仓库的概概述1、自动化仓仓库的发展展概况自动化仓库库也称高架仓仓库，一般般指采用几层、、十几层乃乃至几十层层高的货架架贮存货物物，并且用专专门的仓储储作业设备备进行货物物出库或入入库作业的的仓库。能充分利用用空间进行行贮存1963年年美国建立立了第1个个计算机控控制的自动动化仓库1975年,郑州纺织机机械厂首次次利用仓储储技术建立立我国第一一坐自动化化模具仓库库1977年,北京起重运运输机械研研究所研究究制造出北北京汽车制制造厂整体体式自动化化仓库目前,我国已建成成自动化仓仓库300坐2022/12/28272、自动化仓仓库的基本本组成建筑物货架：自动化仓库库的中心部部分理货货区区：：整理理货货物物或或倒倒货货区区域域，，与与高高层层货货架架区区相相连连管理理区区：：出入入库库管管理理及及库库存存管管理理区区域域堆垛垛机机械械：：低层层自自动动化化库库一一般般使使用用叉车车等；；中中高高层层自自动动化化库库使使用用有轨轨巷巷道道堆堆垛垛机机、、无无轨轨巷巷道道堆堆垛垛机机或或桥桥式式堆堆垛垛机机配套套机机械械2022/12/28282022/12/28293、自动化化仓库的的分类[1]按照建筑筑形式分分类——整体体式自动动化仓库库：一般高度度＞12m；货架与仓仓库建筑筑物构成成一个整整体；结结构重量量轻、整整体性好好、抗震震性强。。——分离离式自动动化仓库库：一般高度度＜12m；施工安装装灵活方方便[2]按仓库高高度分类类——高层层（＞12m）——中层层（5～～12m）——低层层（＜5m）2022/12/2830[3]按货架的的形式分分类——贯通通式货架架仓库——旋转转式货架架仓库——移动动式货架架仓库——单元元货格式式货架仓仓库：应用最广广泛；货货物以集装单元元的形式储储存单元货格格式仓库库特点：：货架沿沿仓库的的宽度方方向分为为若干排排，每两两排货架架为一组组，其间间有一条条巷道，，供堆垛垛机作业业。每排排货架沿沿仓库纵纵长方向向（L）分为若若干列，，沿垂直直方向（（H）分为若若干层，，从而形形成大量量货格。。2022/12/2831重力式式货架架（gravityrack)特点：：其层层间间间隔由由重力力滚轮轮或滚滚筒输输送装装置组组成，，并且且与水水平面面成一一定的的倾斜斜角度度，低低端作作为出出货端端，而而高的的一端端入货货端。。这样样托盘盘或箱箱装货货物便便会由由重力力作用用自动动向低低端滑滑移，，还可可以在在滚轮轮下埋埋设充充气软软管控控制倾倾斜角角度，，以调调整货货物滑滑移的的速度度。2022/12/2832图驶驶入式式货架架驶入/驶出出式货货架(drive-inanddriveout)属高密密度配配置，，高度度可达10M，库容利利用率率可以以高达达90%以以上。。2022/12/2833特点：货架架各层可以以独立旋转转，每层都都有各自的的轨道；可分为多层层水平旋转转式货架和和整体水平平旋转货架架。2022/12/2834通常，单单元货格格式货架架仓库，，有如下下一些概概念与术术语：2022/12/28352022/12/2836[4]按仓库的的作业方方式分类类——单元元式仓库库：出入库作作业都以以货物单单元（托托盘或货货箱）为为单位——拣选选式仓库库：根据货单单要求从从货物单单元中拣拣选出库库2022/12/28372022/12/28384、自动化仓库库的优点2022/12/2839案例2022/12/2840二、立立体仓仓库规规划设设计步步骤与与内容容立体仓仓库规规划设设计一一般包包括以以下几几个阶阶段2022/12/28411、规划划的准准备阶阶段2022/12/28422、规划划设计计阶段段确定仓仓库的的结构构类型型和作作业方方式确定货货物单单元的的形式式、尺尺寸和和重量量确定堆堆垛机机械和和配套套设备备的主主参数数确定仓仓库总总体尺尺寸确定仓仓库的的总体体布置置选定控控制方方式选择管管理方方式提出土土建、、公用用设施施的要要求投资概概算进度计计划2022/12/28432022/12/2844三．．单单元元式式立立体体仓仓库库的的设设计计1．货货格格尺尺寸寸的的设设计计[1]横梁梁式式货货架架货货格格尺尺寸寸[2]牛腿腿式式货货架架货货格格尺尺寸寸2022/12/2845a0a2a1h1h3h2h4横梁式货货格尺寸寸a3a52022/12/2846a0a2a1h1h3h2h4牛腿式货货格尺寸寸a3a42022/12/2847[1]横梁式货货架货格格尺寸2022/12/2848[2]牛腿式货架架货格尺寸寸2022/12/28492、仓库总总体尺寸的的确定确定仓库总总体尺寸的的关键是确确定货架的的总体尺寸寸，也就是是货架的长长、宽、高高等尺寸，，当货格尺尺寸确定后后，只要知知道货架的的排数、列列数、层数数和巷道宽宽度，即可可计算出其其总体尺寸寸长度L＝货格长度度×列数宽度B＝(货格宽度×2十巷道宽度度)×排数/2高度H＝H0＋其中H0为底层高度度，Hi(i＝1，2，……，n)为各层高度度，共n层。巷道宽度＝＝堆垛机最最大外形宽宽度＋(150～200mm)值得注意的的是，总体体尺寸的确确定除取决决于以上因因素外，还还受用地情情况、空间间制约、投投资情况和和自动化程程度的影响响。故需根根据具体情情况和设计计者的实际际经验来综综合考虑，，统筹设计计，而且在在设计过程程中需要不不断地修改改和完善。。NH试算NB？求：货架列数NL2022/12/2850货架总体尺寸寸的确定方法法①静态法②动态法2022/12/2851[1]静态法设计货货架尺寸2022/12/2852[2]动态态法法确确定定货货架架尺尺寸寸根据据所所要要求求的的出出入入库库频频率率和和所所选选堆堆垛垛机机的的速速度度参参数数来来确确定定原理理：：由由于于库库容容量量[总货货格格]Q和货货架架高高H（或或层层数数NH）、、出出入入库库频频率率P0、堆垛垛机机的的速速度度V参数数（（V运、V起、V叉）已已定定，，只只要要求出能能满满足足出出入入库库频频率率要要求求的的最小小的的巷巷道道数数（（NB），，就就可可以以确确定定货货架架尺尺寸寸。。计算算方方法法：：试试算算法法。。试算算法法步步骤骤如如下下NH试算NB？求：货架列数NL2022/12/2853试算算法法步步骤骤[1]假定定巷道道数数（NB）=1，2，3…则货架架列列数数NL=库容容量量Q/（2×巷道道数数NB×层数数NH）（货货位位总总数数Q=排（2NB）×列NL×层NH）[2]根据层数NH和列数NL以及堆垛机的的速度参参数，计计算每台台堆垛机机平均作作业周期期tm[3]计算整个个仓库的的出入库库能力P(盘/小时）=NB×3600S/tm1小时=3600S（秒）；；tm=平均作业业周期[4]比较P和要求的的入库频率率P0，直到P≥P0，此时的巷道数（（NB）为最佳佳。排列2022/12/28543、计算平平均作业业周期平均单一一作业周周期的计计算平均复合合作业周周期的计计算L货架高H货架长货位2、单一作业如空车去取货回货位1、复合作业如送货去取货回自动化仓库的作业方式2022/12/2855[经验法法]2022/12/2856[经验法法]2022/12/28574、立体仓库库出入库能能力计算tms取一盘货物物的作业时时间1小时3600秒2022/12/2858案例:某自动化仓仓库,有4条巷道,每巷道配备备一台堆垛垛机,若堆垛机的的运行速度度为100m/min,升降速度为为20m/min,叉取货物时时间为25S,附加时间Ta=5S.货架总长L=80M,高H=15M,假设货位存存储概率相相同.试分别计算算用单作业业和复合作作业方式时时的本库出出入库能力力?P1(1/5×L,2/3×H)P2(2/3×L,1/5×H)VL=100M/MINVH=20M/MIN解:用经验法,取P1,P2两点,依题意知L=80MH=15MTf=25STa=5SP1LP1HP2LP2LP1x=1/5×LP1y=2/3×HP2x=2/3×LP2y=1/5×H2022/12/2859(1)根据单作业业公式:tms=tP1+tP2+2tf+ta由tP1=max[P1x/Vx,P1y/Vy]=max[(1/5×80)/100,(2/3×15)/20]=0.5min=30stP2=max[P2x/Vx,P2y/Vy]=max[(2/3×80)/100,(1/5×15)/20]=0.54min=32s故tms=tP1+tP2+2tf+ta=30S+32S+2×25S+5S=117S出入库能力力P=4P1=4×(3600/tms)=4×(3600/117)=123盘/小时2022/12/2860由TP1P2=max[(P2x-P1x)/Vx,(P2y-P1y)/Vy]=max{[(2/3×80)/100-(1/5×80)/100],[(2/3×15)/20-(1/5×15)/20]}=max[0.373,0.35]=0.373min=22.4Stmd=tP1+tP2+tP1P2+4tf+2ta=30S+32S+22.4S+4×25+2×5=194.4S出入入库库能能力力P=4P1=4×(3600/tmd)××2=4×(3600/194.4)××2=141盘/小时时(2)根据据复复合合作作业业公公式式:tmd=tP1+tP2+tP1P2+4tf+2ta2022/12/2861四