立体仓库货架设计-说明书

/目录摘要－-－————-————-—－－-—--—-－--－－—－－—--——--—－－-———-－－－—-———-—-－3Absｔract—－--－—-—－－-－—－－－——－－－—-－－——－－－--－—－-－—－－—－—－－－—－—－--—－４1绪论-－———-—－-－--－－-－——－-—－-－—－--－—-——－－—－－－-－--—－—-－－－———————-—52AS／RS仓库主要参数确定－--———－—－－-—-－-——－－--—－-——－--———-—————-－—－—122。１单元货格尺寸的确定--——--－——-—-－--—－——-－－－-—-—-—－-————－—－-——122。2货架总体尺寸的确定方法－—-—-———－-——-－-—－—-——－-—-－-—-——－--162．2.１静态法确定货架尺寸-—－———－－－－--—--——－--——--－—－——-—－—－—162．2．2动态法确定货架尺寸-－－－－—-———-—－－—-—--——－—-—————————-162.3堆垛机平均作业循环时间的计算方法—－－-－—-—－－－-－—--—--——-－-－－1７２.４立体库出入库能力的计算-——-－-－－—-—-－—-——－—－—-－－--－——－—－－-—１92．5货架总体布局方案确定———-—--—-－—--－－——－-－--——－－-－-—－-－--－－-192．5。１假定巷道数ＮB＝1-－—－--———--—-—————-—-－—-－——-－-－——－-——－－——-1９2．5．2假定巷道数NB=3－－—－—－—-－——－－——————--—－—－－－－-－-—--—-—-—202。5．3假定巷道数NB=2—－———-———－——-——-－-－－——-－-—－－—－-——-—-－—-－－－21２。6本章小结--－－-—－－—-－－－—－－－-——－———-－-－－-—--－--—－--－—－—2２3AS/RS货物单元优化设计方法—--－-－-——-－—--－———-－——－-－-——--－２3３.1货架布局方式——————-－—－－-—－——-－-－—－--—－-－－-—－－—--—--－—－——-－—２33.2货位布局方式－-—－—－-－—-———－—－——-－－———-—-－-—--———--－—２33.3托盘尺寸的确定－—-－—--－-－－-——--———－—－－-－－－－-－-——－—-－—243．4托盘材质的确定－-—-－————－-－－-—-—-—－-－——－-——－—--－－-—-——-———--263。５堆码方式介绍—-－——-—————--——-——－－-－—－--—－——－－—-—--－-——-—－2８3。７本章小结－—－——－-—-—-—-—-—-－－-－－—－－——－-－——--————－－—--30致谢词--－——-————————－—－－－—--—-－—－－—-—－——－-—--－－-－－——－--－3１参考文献——--———-－-－—-—--———－－－—-———-—－－－——－———－－—－--—－-－--—－—-—３2附录－－——－—－－——-——－－—--———－－-－--—-——-－－－－－－—-－--—-－－-－—-—-－33摘要本设计主要设计了一种智能化立体仓库。对仓库内的货物进行自动化的存储与管理,与普通仓库相比提高了货物的存取速度，增大仓库的容积率，便利对货物的分类管理。在仓库布局上采用动态分析法。通过3次计算仓库不同布局下的出入库能力，并结合降低成本的思想，最终确定仓库采用2巷道、４5列、8层的布局形式。单元货架的尺寸的确定根据资料书上的经验选取。货架则采用太原刚玉物流工程有限公司的T-1０00型货架.T—10０0自动化型立体仓库在货架中增加了水平横梁、水平加强肋和垂直加强肋,所以整个结构非常牢固.货架的总高度随着层数和横梁数的不同而不同。在自动化立体仓库的周边设备中,阐述了托盘尺寸的确定、托盘材料的选择以及托盘上货物的堆码方式。托盘的尺寸应尽量选用标准托盘。托盘材料上选用塑料托盘，主要因其质轻、平稳、美观、整体性好、无钉无刺、无味无毒、耐酸、耐碱、耐腐蚀、易冲洗消毒、不腐烂、不助燃、无静电火花、可回收。堆码方式优先采用重叠式。关键词：自动化立体仓库；货物单元；总体布局;优化设计AbｓtracｔTheｄｅｓignofintｅｌｌiｇeｎtｄｅｓignofamaｉｎwarehouse．Goｏdｓtotｈewarehousetoaｕtoｍatｅtｈeｓtorａgｅanｄmanagｅｍent,comparedwｉtｈoｒｄinａｒｙｇoodswareｈｏuseaccesssｐeed，incｒeasesｔheｒａｔｅｏfstorａgevolumｅ,ｔｏfaｃiｌitａteｔhecategorizaｔioｎofｇoods。Wareｈｏuselayoutiｎdｙnaｍicanalysis.3tｉmeｓtｈrｏughｔheｃalculａｔｉonoｆtｈｅlａｙｏutoftheｗａｒeｈouｓeundeｒadｉffeｒenｔstoragecapacitｙ,cｏmbｉneｄwｉththeideaofreduｃiｎgcosｔｓ，ａｎｄulｔimateｌydeteｒｍｉnetheuseｏf2waｒehousｅroaｄway,4５,８—stｏrｙlayｏutｏfthｅform．Shelfunitinaccordaｎcewitｈtｈesiｚeinfoｒmatiｏntodetｅrmｉnｅｔｈeexｐeｒｉeｎceofｓelectedbｏoks.ShelfisｕsedgａnｇyulｏgｉstｉｃｓEnｇineeｒingLiｍited，T—100０-typｅｓheｌvｅs.T—1000－ｔｙpethree—dimenｓｉｏnａlｗarｅhｏuseautomａtｉontoinｃrｅaｓeｉｎtｈｅleｖeloｆtｈeshelfbeaｍs,hoｒiｚontaｌanｄvｅrticａlsｔrenｇthｅninｇrｉbｔｏstreｎgtheｎｔhｅrib,sｏtheｅntiresｔructuｒｅisverysｏｌid。Thｅｔotalheigｈｔｏｆｔheshelvesanｄbeamsasthenumbｅroｆlａyｅｒsｖaｒy。Intheｓurrｏundingthree－dimeｎsiｏnaｌwareｈouｓeautomaｔioｎｅｑuipment，ｓetouttｏdetermiｎｅtｈetrａyｓize，tｒａyseｌectionofmatｅｒiａlsanｄstaｃkｉngpaｌletsｏfgｏodsｗaｙ．Ｐallｅｔsｉzeshoｕldｂeｔheｓtａndardtrａyselectiｏn．Ｏｐtionａltrａyplastictraymaｔeriａl,ｍaiｎlｙｂecauseoftｈeiｒlightweigｈt，smoｏtｈ，beａuｔifｕl,goodiｎｔegritｙ，noｎailｓwithｏｕｔthorns，tastelesｓnｏn—toxｉｃ，acid，alkaｌi,coｒrｏsｉon—ｒｅsisｔaｎt，ｅasy-riｎsedisｉnfｅctａnt，nｏn-peｒishaｂｌe,ｎｏn－ｃombｕstｉon，ｎon-ｅlectｒostaticｓｐarks，recyｃlable．Giveprｉorｉtyｔothｅusｅofoveｒlaｐｐingstackingstｙlemaｎnｅｒ.Keywords:autoｍatedｓｔorａgeandretｒｉｅvaｌsyｓtem(ＡS/RS）；stanｄardkituｎiｔ(SKU)；overａlllayｏｕｔ;optimizinｇdesign1绪论1．1课题背景自动化仓库系统（AutomateｄStｏraｇeAｎdRetｒieva１Sｙstem,AＳ/RS)是在不直接进行人工处理的情况下能自动存储和取出物料的系统。由高层货架，巷道堆垛起重机（有轨堆垛机）、入出库输送机系统、自动化控制系统、计算机仓库管理系统及其周边设备组成，可对集装单元货物实现自动化保管和计算机管理的仓库。广泛应用于大型生产性企业的采购件、成品件仓库、柔性自动化生产系统(FAS),流通领域的大型流通中心、配送中心自动化立体仓库,是物流机械与计算机技术的完美结合，这种结合使物资的控制和管理要求实时、协调和一体化，信息自动化技术逐渐成为仓库自动化技术的核心。计算机之间、数据采集点之间、机械设备的控制器之间以及它们与计算机之间的信息可以及时地汇总，仓库计算机及时地记录订货和到货时间、显示库存量，计划人员可以方便地作出供货决策，他们知道正在生产什么、订什么货、什么时间发什么货，管理人员随时掌握货源及需求.历史和现实已经充分证明,作为先进的仓储技术，使用自动化立体仓库能够产生巨大的社会效益和经济效益.效益主要来自以下几个方面：1、由于使用了高层货架存储货物,存储区可以大幅度地向高空发展，充分利用仓库地面和空间,节省了库存占地面积，提高了空间利用率。目前世界上最高的立体仓库高度已达50米。立体仓库单位面积的储存量可达7.５吨/平方米,是普通仓库的5~１0倍。2、采用计算机管理储存,可以实现货物的先进先出原则，防止货物的自然老化、变质、生锈或发霉.3、集装化的存储也有利于防止货物搬运过程中的破损。４、仓储作业完全实现机械化和自动化，运行和处理速度快,提高了劳动生产率,降低了操作人员的劳动强度.采用自动化技术后,能较好地适应黑暗、有毒、低温和污染等特殊场合的需要。如国内已有的冷冻物品自动化仓库和存储胶片的自动化仓库,在低温和完全黑暗的库房内，由计算机自动控制,实现货物的出入库作业,从而改善了工作环境，保证了安全操作，促进文明生产同时,能方便地纳入企业的物流系统，使企业物流更趋合理化。５、计算机控制能够始终准确无误地对各种信息进行存储和管理，减少了货物的处理和信息处理过程中的差错。同时，能够有效地利用储存能力，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，从而提高仓库的管理水平。使用自动化立体仓库，可以促进企业的科学管理，减少浪费，保证均衡生产。仓储信息管理的及时准确，便于领导随时掌握库存情况，根据生产及市场情况及时对企业规划做出调整，提高了生产的应变能力和决策能力。同时，使用自动化立体仓库，可以提高操作人员素质和管理人员的水平，从而带动企业其他部门人员素质的提高.１．２课题意义自动化立体仓库是一个复杂的综合自动化系统,是一个由彼此相互作用的诸因素和各环节所构成的综合系统。同时,建立自动化立体仓库，投资较大。着手建造自动化立体仓库，一定要考虑经济原则，学会未雨绸缪，精打细算，确定立体仓库相关的技术参数。那么，在有限的仓库空间内，如何最大效率的利用，储存尽可能多的货物，尽可能快地提高工作效率，是设计过程中首先要考虑的问题，也是整个设计过程的关键。在自动化立体库里，存放的经常是品种繁多、大小不一的几十种甚至几百种货物，货物在货架区的存取,在库内的运输都是以集装化单元的形式进行的。这种集装有效地将分散的物流各项活动联结成一个整体,是物流系统化中的核心内容和主要方式.它贯穿了整个物流过程各项活动，在全过程中发挥作用，因而许多人已将其看成是干线物流发展方向.因此，在自动化立体库里，确定货物单元显得尤为重要。货物单元是指进行出入库作业和储存的集装单元，由集装单元化器具和货物二部分组成。一般需要确定两个方面的内容:集装单元化器具的类型：货物单元的外形尺寸和重量。它不仅影响到仓库的投资,而且直接影响到整个仓储物流系统的配备、布局结构设施选型以及利用效率等物流评价指标。立体库常用的集装单元化器具有托盘和集装箱，且以托盘最为常见。由于在货物单元中，集装单元化器具是货物的载体,因此集装单元化器具的性能决定了它所承载货物单元的码放要求,同时,决定了货物单元尺寸这一重要参数。货物单元尺寸的确定不是随意的，它与货架布局,货物的码放方式，运输输送方式以及输送设备的选型等诸多因素有着密切的关系,同时也影响着仓库容量,仓库的出入库能力以及仓库空间利用率等参数。对于品种繁多、包装尺寸不一的货物，如何确定货位单元器具的最优尺寸，从而确定仓储区布局，输送设备型号，使得仓库的空间利用率最高，是自动化立体仓库设计过程中首先要考虑的经济性原则。1.3仓库设计流程自动化立体仓库的规划设计是一项复杂的系统工程，目前国内外普遍采用传统的设计方法，相关的研究成果比较少,常用的设计流程与步骤如图1-１所示。图１－1自动化立体库规划设计流程1、搜集研究原始资料确认建设立体库的必要性。根据企业的生产经营方针，企业物流系统的总体布置和流程,分析确定立体仓库在企业物流系统中的位置、功能和作用。根据企业的生产规模和水平，以及立体库在整个物流系统中的位置,分析企业物流和生产系统对立体库的要求，并考虑企业的经营状况和经济实力，确定立体库的基本规模和自动化水平。调查拟存货物的品名、特征（例如易碎、怕光、怕潮等)、外形及尺寸、单件重量、平均库存量、最大库容量、每日入出库数量、入库和出库频率等,以便确定仓库的类型、库容量和出入库频率等.了解建库现场条件，包括气象、地形、地质条件、地面承载能力、风及雪荷载、地震情况以及其它环境影响等。调查了解与仓库有关的其它方面的条件。例如，入库货物的来源及入库作业方式，进、出库门的数目，包装形式和搬运方法,出库货物的去向和运输工具等。2、确定仓库的结构类型和作业方式立体仓库一般都是由建筑物、货架、理货区（整理和倒货区域)、管理区、堆垛机械和配套机械几部分组成的。确定仓库的结构类型就是确定各组成部分的结构组成，如：（1）建筑物的特征：原有还是新建,高层还是低层等；(2)货架的结构和特征：库架合一或库架分离式,横梁式或牛腿式,焊接式或组合式等;（3)理货区的面积和功能：和高架区的位置关系，所进行的作业,配备的设施等；(4)堆垛机械的类型：有轨巷道式堆垛机、无轨堆垛机、桥式堆垛机和普通叉车等；(５）配套设备的类型：配套设备主要指那些完成货架外的出入库搬运作业、理货作业以及卡车的装卸作业等的机械和设备。包括叉车、托盘搬运车、辊子输送机、链条输送机、升降台、有轨小车、无轨小车、转轨车以及称重和检测识别装置等,对于一些分拣仓库,还配备有自动分拣和配货的装置.应根据立体库的规模和工艺流程的要求确定配套设备的类型.（6）最后,根据工艺要求，决定是否采用拣选作业。如果以整单元出库为主,则采用单元出库作业方式;若是以零星货物出库为主，则可采用拣选作业方式：并根据具体情况，确定采用“人到货前"拣选，还是“货到人处”拣选.3、仓库主要参数的确定（1)确定货物单元的形式、尺寸和重量货物单元是指进行出入库作业和储存的集装单元,由集装单元化器具和货物二部分组成。因为单元式立体仓库是以单元化搬运为前提的,所以确定货物单元的形式、尺寸及重量显得尤为重要。一般需要确定两个方面的内容：集装单元化器具的类型；货物单元的外形尺寸和重量。立体库常用的集装单元化器具有托盘和集装箱，且以托盘最为常见。托盘的类型又有许多种,如平托盘、箱式托盘、柱式托盘和轮式托盘等，一般要根据所储存货物的特征来选择。当采用堆垛机作业时，不同结构的货架,对托盘的支腿有不同的要求，在设计时尤其要注意。为了合理确定货物单元的尺寸和重量，需要对所有入库的货物进行ＡBＣ分析,以流通量大而种类较少的A类货物为主要矛盾,选择合适的货物单元的外形尺寸和重量。对于少数形状和尺寸比较特殊以及很重的货物,可以单独进行储存.立体仓库是以单元化搬运为前提的,所以确定货物单元的形式、尺寸及重量是一个重要的问题。它不仅影响仓库的投资,而月对于整个物流和仓储系统的配备、设施以及有关因素都有极为重要的影响。因此，为了合理确定货物单元的形式、尺寸和重量,需要对所有入库的货物,抓住在流通中的关键环节,对货物单元的品种进行ＡBC分析,选择最为经济合理的方案.对于少数形状和尺寸比较特殊以及很重的货物，可以单独处理。例如,汽车上的前桥、后桥、车身等大件，形状不规则,尺寸又大，难以形成单元,就不一定非要与其它零件同入一个立体仓库.它们的储存问题可以用推式悬挂输送机或者其它方式单独处理.（2）确定堆垛机械和配套设备的主参数立体库常用的堆垛机械为有轨巷道堆垛机、无轨堆垛机(高架叉车)、桥式堆垛机和普通叉车等。在总体设计时,要根据仓库的高度、自动化程度和货物的特征等合理选择其规格结构，并确定其主要性能参数(包括外形尺寸、工作速度、起重量及工作级别等)。立体库配套设备的配备应根据系统的流程和工艺统筹考虑,并根据立体库的出入库频率、货物单元的尺寸和重量等确定各配套机械及设备的性能参数。如对于输送机，则根据货物单元尺寸确定输送机的宽度，根据立体库的频率要求确定输送机的速度.总体设计时,要根据仓库的规模、货物的品种、出入库频率等选择最合适的机械设备，并确定其主要参数；根据出入库频率确定各个机构的工作速度：根据货物单元的重量选定起重、装卸和堆垛设备的起重量；对于输送机，则根据货物单元尺寸确定输送机的宽度,并确定使整个系统协调工作的输送机的速度。(３)确定仓库总体尺寸确定仓库的总体尺寸，关键是确定货架的长宽高总体尺寸.立体仓库的设计规模主要取决于其库容量,即同一时间内储存在仓库内的货物单元数.如果已经给出库容量,就可以直接应用这个参数；如果没有给出，就要根据拟存入库内的货物数里,出入库的规律等,通过预测技术来确定库容量.根据库容量、货物单元尺寸和所采用的作业设备的性能参数以及其它空间限制条件，即可确定仓库的总体尺寸.4、确定仓库的总体布置确定了立体仓库的总体尺寸的后，便可进一步根据仓库作业的要求进行总体布置.主要包括立体仓库的物流模式、高架区的布局方式和入出库输送系统的方式.5、选定控制方式立体仓库的控制方式,一般可分为手动控制和自动控制二种.手动控制方式设备简单,投资小,对土建和货架的要求也较低。主要适用于规模较小,出入库频率较低的仓库,尤其适用于拣选式仓库.自动控制是立体库的主要控制方式。立体库的自动控制系统根据其控制层次和结构不同，可分为三级控制系统和二级控制系统，一般由管理级、监控级和直接控制级组成（二级控制系统由管理级、控制级组成），可完成立体库的自动认址和自动程序作业。适用于出入库频率较高、规模较大的立体仓库,特别是一些暗库、冷库或生产线中的立体仓库,可以减轻工人的劳动强度,提高系统的生产率。6、选择管理方式立体仓库的管理方式一般可分为人工台帐管理和计算机管理二种方式。台帐管理方式仅适用于库存量较小,品种不多，出入库频率不高的仓库。在自动化立体仓库中,一般都采用计算机管理,与自动控制系统结合，实现立体库的自动管理和控制,是立体仓库管理的主要方式。在总体设计阶段,要根据仓库的规模、出入库频率、生产管理的要求、仓库自动化水平等方面的因素综合考虑选定一种管理方式.7、提出土建、公用设施的要求在总体设计时,还要提出对仓库的土建和其它公用设施的要求：根据货架的工艺载荷，提出对货架的精度要求.提出地面需要承受的载荷以及对基础均匀沉降的要求.确定对采暖、采光、通风、给排水、电力、照明、防火、防污染等方面的要求。8、投资概算分别计算立体库各组成部分的设备费用、制造费用、设计及软件费用、运输费用、安装及调试费用等，综合得到立体仓库的总投资费用.9、进度计划提出立体仓库设计、制造、安装、调试以及试运营的进度计划、监督和检验措施。1。4课题的主要工作本课题是要设计一种智能化立体仓库,其目的是要对仓库内的货物进行自动化的存储与管理，提高货物的存取速度,增大仓库的容积率，便利对货物的分类管理。立体仓库设计的内容涉及:(1）仓库的布局，要求增大仓库容积率的同时提高货物存取的便利性与效率；(2）货架的设计，要求提高货架存储不同货物的柔性及便利性。1.５论文的章节安排本文共分三章。研究内容分别为：第1章绪论，介绍课题背景与意义以及课题的内容。第2章ＡS/RS仓库主要参数的确定,介绍了牛腿式货架的主要参数，堆垛机平均作业循环时间，立体库出入库能力的确定。第3章AS/RS货物单元优化设计方法１.6初步方案的想法通过查阅资料,以及根据老师的要求初步对设计的内容的一个预设想法。由于本人的实习单位是重庆渝安集团，因此在没有具体的针对性的情况下仓库主要货物的参考尺寸主要为渝安集团产品。部分产品打包后尺寸如下：EQ６380LF后减震2５０×20０×295；EQ6400LＦK0７Ⅱ后2５5×205×312ＥＱ6380ＬF前支柱5７0×295×145;２05后减震480×1４７×12２２０5前支柱550×230×145;减震弹簧525×345×220企业的货物流通频率不大,对立体仓库的进出货能力需求在１000次／日.仓库规模，部分参考太原刚玉物流工程有限公司为重庆隆鑫摩托车事业部设计的立体仓库规模。3巷道6排，每排３０列,8层,因此仓库总货位数为１4４0个。最终的方案的确定会在后面的章节中进行阐述。2AS/ＲS仓库主要参数确定２。1单元货格尺寸的确定货格是货架内存储货物的单位空间，货位是货格内存放一个单元货物的位置。每个货格内可有一个货位或多个货位.货物单元尺寸确定好以后，就可确定货格尺寸。在立库设计中,货格尺寸是一项极其重要的内容，因为它直接关系到仓库面积和空间利用率，也关系到仓库能否顺利地存取货物.对于给定尺寸的货物单元,货格尺寸主要取决于货物单元四周需留的间隙的大小和货架构件的有关尺寸.四周间隙留得太大或太小,都不合理。若间隙太大的话,会造成空间浪费，使得空间利用率下降，进而影响仓库的库容量。若间隙太小的话,未留出足够的空隙容纳由于货架的制造安装误差、堆垛机运行轨道误差、堆垛机的制造误差及重复定位误差、货箱在巷道口的位置误差、认址片的误差等等所引起的尺寸偏移,而影响堆垛机的存取作业的顺利完成。图2－1牛腿式货架载货示意图表2－１货格与货位间的尺寸代号及名称当单元货物的尺寸确定后，货格尺寸的大小主要取决于各个间隙尺寸的大小.下面介绍间隙尺寸的确定:1、侧面间隙侧向间隙a3的确定,主要应该考虑以下各项误差:(ｌ)来自堆垛机的误差有：堆垛机的停车误差和重复定位误差、堆垛机立柱的垂直度误差、堆垛机运行地轨的不平度误差（这两项误差均造成堆垛机立柱顶部产生横向偏移,位于货架顶层的货物相对于底层的货物,其横向偏移量最大).(2）来自货架的误差有：货架立柱的垂直度误差（使柱顶产生横向偏移)、货架在偏载作用下的变形误差。(3)来自货箱的误差有:货箱的尺寸误差（按规定，货物单元的外形尺寸偏差不得大于5mm)、货箱最初停在巷道口时的位置偏差。除以上各项误差外，还要留一定的安全裕度.侧向间隙a3的取值一般在5０~1OOmｍ范围内选用。对于高度在５m以下的低层货架、低速堆垛机的仓库,a3不大于50mm；对于高度在5～１2m之间的中高层货架、中高速型的堆垛机的仓库,ａ3不大于７5mm;对于高度在1２m以上的高层货架、高速型的堆垛机的仓库,a3不大于10Ｏmｍ.对牛腿式货架,要求a４≥ａ3。综上所述，根据仓库高度为１2m,故选择a3尺寸为50ｍm,a４尺寸为70mm2、垂直间隙(ｈ2、ｈ４)影响h2和h4大小的各种误差包括:堆垛机起升机构的停准误差；在确定ｈ2时，首先，要考虑货叉的微升降行程，第二要考虑以下几项误差累积:货叉升降时的定位误差、货物高度误差、认址误差、货架托梁(或横梁)的高度误差等。第三,要考虑货叉在伸出以后的下垂量，该值由货叉各节之间的间隙和货台的倾斜量组成,还要考虑在货箱压力作用下,货叉的弹性下挠。最后，要加上一个安全裕度。货格高度的确定,主要取决于单元货物上部垂直间隙场和下部垂直间隙场的尺寸。在确定垂直间隙时，上部垂直间隙h2应保证货叉叉取货物过程中微起升时不与上部构件发生千涉。一般h2)(货叉上浮动行程＋各种误差).下部垂直间隙ｈ4应保证堆垛机货又自由进出货架货位存取货物，一般h４≥（货叉厚度+货叉下浮动行程十各种误差).本设计采用太原刚玉物流工程有限公司的T—1000型立体仓库货架，根据货架参数表确定:标准层h2=90mmｈ４=15０mm;横梁层ｈ２＝23０mmｈ4=290mｍ3、宽度以及宽度方向间隙（b０、b3、b４）前面间隙场的选择应根据实际情况确定，对牛腿式货架，应使其尽量小后面间隙b4的大小应以货叉作业时不与后面拉杆发生干涉为前提。根据Ｔ-10０0型货架宽度确定标准货架宽度确定表（单位：mm)货物宽Ｗ堆垛机过道宽ＷC=W+１50货架面板宽ＷS=Ｗ＋50货架宽（外形）Wｒ＝WC+2ＷS货架总宽（包括加强肋）14001５50１4504４504510故确定b0=145０mm；b3=b4=２5mｍ4、单元货格长度a0T－１00０型货架跨度计算表根据表格可选出货架单元货架跨度a0=1300mm5、单元货格高度ｈ3根据T－1０00型仓库货架参数确定（详见《自动化立体仓库设计》刘昌祺、董良主编,Ｐ3５0页).具体数据如下:单元货物高度：11５0mｍ顶层高度：158０ｍm横梁曾高度：１440ｍm底层高度:４５0mm标准层高度:13０0mm(单位:ｍm)总层数总高度最下层12345678８1155045０13００1４4０１30０1４40１30０1440１300１580２。2货架总体尺寸的确定方法货架的总体尺寸也就是货架的长、宽、高等尺寸,下面介绍二种确定货架尺寸的基本方法.2．２．1静态法确定货架尺寸所谓静态法就是根据仓库最大规划量确定货架的尺寸。即由以下4个参数中的3个来确定货架尺寸。1、货架列数2、巷道数（或货架排数）3、货架层数4、总货位数当单元货格尺寸确定后,如果知道货架的排数、列数、层数和巷道宽度，即可按下面的公式(2-1)，(２—2),(２—３)计算出其总体尺寸。长度L=货格长度×列数+立柱片宽度(2-１)宽度B=（货格宽度×2+巷道宽度＋相邻两排货架间距）×排数/2（2-2）(2—3）其中H.为货架第一层距离地面的高度，由堆垛机的高度决定，一般为0。5米.Hi(i＝１，2，……,ｎ-1）为各层高度,共n层，Ｈn为第n层(货架顶层)高度，取决于堆垛机是否为载人搭乘型。非搭乘型的为1２米,搭乘型的为2。2米。巷道宽度=堆垛机最大外形宽度＋（15０～200)mｍ(2-4)2.２.2动态法确定货架尺寸动态法确定货架尺寸,就是根据所要求的出入库频率和所选堆垛机的速度参数来确定货架的总体尺寸。以每个巷道配备一台堆垛机为例，说明用动态法确定货架尺寸的方法.描述为：已知总货位数Q,出入库频率Ｐ0，货架最大高度H（或层数NＨ），货格尺寸和堆垛机速度参数.试确定货架的最佳布置和尺寸。由于总货位数和货架高度H（或层数NＨ)已定，故最佳布置就是能满足出入库频率要求的最少的巷道数。此时配备的堆垛机数最少，相应投资也就最小.具体步骤为：1、假定巷道数ＮＢ＝1，则货架列数NL＝Q／（２NBNH)2、根据层数NH和列数NL以及堆垛机的速度参数,计算每台堆垛机的平均作业周期Ts。3、计算整个仓库的出入库能力，P=ＮB×360０/Ts4、比较P和P０。若P<Ｐ０，所设计货架达不到出入库频率要求，试算NB=2的情况，重复１~４的计算，直到P≥P０为止,此时的巷道数为最佳巷道数。货架的总体尺寸确定后,再考虑理货区的尺寸、库顶间隙、货架和建筑物的安全距离等,即可确定仓库的总体尺寸。值得注意的是，总体尺寸的确定除取决于以上因素外,还受用地情况、空间制约、投资情况和自动化程度的影响。故需根据具体情况和设计者的实际经验来综合考虑,统筹设计，而且在设计过程中需要不断地修改和完善.2．3堆垛机平均作业循环时间的计算方法在自动化立体仓库中，货物的存取作业有二种基本方式见图（2-2)，即单一作业方式和复合作业方式.单一作业方式即堆垛机从出入库台取一个货物单元送到选定的货位,然后返回巷道口的出入库台(单入库）；或者从巷道口出发到某一个给定的货位取出一个货物单元送到出入库台(单出库)。复合作业方式即堆垛机从出入库台取一个货物单元送到选定的货位,然后直接转移到另一个给定货位，取出其中的货物单元，回到出入库台出库。本设计仅采用单一作业方式。图2—２堆垛机作业的单作业与复合作业1、平均单一作业循环时间的计算单一作业循环时间是指堆垛机完成一次单入库或单出库作业所需要的时间。在图中，0点为出入库台，P点为作业货位,则完成此项作业的时间见公式(2-５)．ts＝２×toｐ+2×ｔｆ+tｊ（2—5)式中top——从出入库台Ｏ到货位Ｐ的运行时间（s）.且有tｏp＝ti+th。tｉ为从O点到P点的水平运行时间，tｈ为从O点到Ｐ点的垂直运行时间。ｔf-—堆垛机货叉叉取（或存放）作业时间（S）。且有tf＝ｔｌoad+ｔｌｉｆt。tload为货叉完全伸出或完全缩回的时间tlift为货叉微升或微降的时间，即货叉在货格内升起或放下货物的时间。tj——堆垛机作业的附加时间(ｓ).包括堆垛机的定位、操作、信息查询及传输等的时间为了综合评价一个仓库的作业效率，需求出堆垛机的平均作业循环时间,即堆垛机从某一出入库站开始向所有货格进行入库作业循环（或出库作业循环）所需要的总时间被货格数除所得的时间。当出入库台在货架的一侧P0点，见图2—3,以P0为原点，在货架内取两个点Ｐ1和P2，P1和P２的坐标为其中L为货架全长，H为货架全高图２－3平均单一作业循环时间的计算分别计算从P０到P１、P２二点的作业周期，将二者的平均值，作为该巷道堆垛机的平均作业周期.即平均单一作业循环时间的经验公式（2－6）。Ts=×［t（P1）+t(Ｐ2）](2-6）或Ｔs=tP1+tP2+2×tf+ts（2-７）式中t(P１)——堆垛机完成P1货位的作业循环时间(s）t(Ｐ2)—-堆垛机完成P２货位的作业循环时间（ｓ)tP1——P0点到P１点的运行时间(s)tP２——Ｐ０点到P2点的运行时间（ｓ）tf——堆垛机货叉叉取（或存放)作业时间(s).2。4立体库出入库能力的计算立体库的出入库能力是用仓库每小时平均入库或出库的货物单元数来表示。堆垛机的出入库能力也就是指每台堆垛机每小时平均入库或出库的货物单元数。采用单一作业循环方式时，堆垛机的出入库能力见公式（２-11）.Ns=３６00/Ts（2—11)式中Ns——每小时出库或入库货物单元数（存储单元/ｈ）Ts——平均单一作业循环时间（s）２.5货架总体布局方案确定根据前面２.2和2。３的计算方法确定具体的仓库布局过程如下：已知总货位数１4４０,日出入库频率P0为100０次左右，货架最大高度１1550ｍm(总层数8),堆垛机速度参数满载行走速度8０m／miｎ；升降速度１２m/min;伸叉速度30m/ｍin。货叉伸长最大距离为１６00ｍm,升降最大距离为180ｍm。2.５．１假定巷道数ＮB＝1根据动态法确定货架尺寸方法有:货架列数NL=9０，Ｌ＝1１7000mm,H=1１55０mm根据经验公式法求平均单一作业循环时间由P１X＝Ｌ/5=2340０mm＝23．4mP1Ｙ＝２H／3=７７00mm＝７。7m；P2X=２Ｌ/3=78００0mm=7８．0mP2Y=H/5=2３10mm=2.3m；１．求t(P１）:tｏｐ１=ti１＋ｔh1＝=1７.55+３8。5≈5６。１stｆ１=tlｏaｄ1＋tliｆt1=＝3．2＋0.9=4.1sｔj根据网络上查到的数据暂定为５s。∴t（P1)＝５6。1+4.1+５=6５.2s2。求ｔ（P2):ｔop2=tｉ2+th2=＝５８。5＋11。5＝7０。0ｓｔf2=ｔload２+tlｉfｔ2==3。2+０。9=4.１ｓtj根据网络上查到的数据暂定为5ｓ。∴ｔ（P２）=70。0+4。1+5=79。１s3．求平均单一作业循环时间TｓTs=×［t(Ｐ1)＋t(Ｐ２）]=(６５.２+79．１)/2≈７2.2ｓ4。仓库的日出入库能力P(按8小时工作计算）P＝８×NB×3600/Ts＝８×1×3600／72。2=400次／ｈ<P0∵P＜P0∴调大仓库的巷道数.下面试选择3条巷道进行计算２.5．2假定巷道数ＮB=3根据动态法确定货架尺寸方法有:货架列数NＬ＝30，L=390００mm,H＝1155０ｍm根据经验公式法求平均单一作业循环时间由P１X＝L／５=７8０0mｍ=7。８mＰ1Ｙ＝2H／3＝7700ｍm＝7。７m;P2Ｘ=2L／3=26000mｍ=26.0mＰ２Y=Ｈ/5=2310mm=2.３ｍ;1.求t（P１)：toｐ1=ti1+ｔh1==5．８5+３8。5≈４４.4stf1=tload１+tlｉft１==3.2＋0．9=4。１stｊ根据网络上查到的数据暂定为５s。∴t(Ｐ1）=４4.4+4.1+5＝53.5ｓ2.求t（P2)：top2=tｉ2+tｈ2＝=１９．５+1１.5＝３１．0ｓtf2=tloaｄ２+tlift2＝=３.2＋０．９=4．1sｔj根据网络上查到的数据暂定为5s。∴ｔ（P2)=31．０+4.1+5=４0.1s3.求平均单一作业循环时间ＴsＴs＝×[t（P1)+t(Ｐ2)]=（53.5+40．1）／2≈46．8s4。仓库的日出入库能力P(按8小时工作计算）Ｐ=8×NB×3600／Ts＝8×3×3600/46．8=1８40次／h＞P０∵P》P0如果选择3巷道会造成资源浪费∴最终选择２巷道,下面进行验算。2。５。3假定巷道数NB=2根据动态法确定货架尺寸方法有:货架列数ＮＬ=45，L=585０0ｍm，Ｈ=115５０mｍ根据经验公式法求平均单一作业循环时间由P1X=L/５=11700mm＝１1．7mP1Y=2H/３=７700mｍ＝７.7m；P2X=2L／3＝390０0mm=39。０ｍP2Y=Ｈ／5=2３10mm=2．3m；1.求t(Ｐ１）:tｏp1=ti1+ｔｈ1＝=8.７7５＋３8.5≈４7。3sｔｆ1=ｔlｏad1+tlift１＝＝3．2+0．9＝4。1stｊ根据网络上查到的数据暂定为5s。∴ｔ(P１）＝4７.3+4。1+5＝56.４s2.求t（P2):toｐ２=tｉ2+th2＝＝2９。2５+1１.5=4０.8stf２=tloaｄ2+tlｉfｔ２=＝3.2＋0.９=４．１stｊ根据网络上查到的数据暂定为5ｓ.∴t(P2)=４0.8+４。１+５=４９。9ｓ3。求平均单一作业循环时间ＴsTs=×［t（Ｐ1）+t（P2)］=（56。４+49．9）/2≈5３。2s４．仓库的日出入库能力Ｐ（按８小时工作计算）P=8×NB×３6０0/Ｔs=8×2×３600／5３．2=1080次/h≈P０∴最终决定仓库为两巷道。货架列数NL=45，货架总长L=5８50０ｍm，货架总高H=11550mm2.６本章小结本章主要介绍了自动化立体仓库设计过程中仓库主要参数确定的方法以及具体计算过程，其中包括单元货格尺寸的确定，货架整体尺寸的确定方法，堆垛机平均作业循环时间的确定以及立体库出入库能力的计算，它们是一个非常重要的部分，是整个仓库系统设计的基础.规划设计过程中它们之间的相关衔接关系可以用下面的流程图2-4来表示.图2－4仓库主要参数规划设计流程图3AＳ/ＲＳ货物单元优化设计方法３.1货架布局方式货架布局方式一般有横列式、纵列式和混合式。所谓横列式,就是货架排的方向与库房的长边平行。若货架排的方向与库房宽边垂直排列，就是纵列式。两者皆有，则是混合式.a）横列式货架布局ｂ）纵列式货架布局图3-1货架布局形式如图3－１所示,横列式布置货架，作业通道数目较少，减少作业机械设备的数量，降低了资金投入，但巷道较深,需要考虑根据作业循环时间的要求，确定巷道堆垛机的性能参数。纵列式布置货架,作业通道相对增多,可以考虑通过采用巷道转轨车、转弯轨道（转弯堆垛机)、轨道道岔，将巷道堆垛机从一巷道转入另一巷道，实现多巷道公用一台堆垛机，适用于出入库系统频率较低的多巷道仓库.究竟是采用横列式还是纵列式,需要根据具体的仓储空间大小、设计库容量以及整体规划布局设计要求来最终决定。因根据出入库能力和节约成本考虑,最终设计仓储巷道为2巷道、4排、每排４5列，所以决定采用横列式货架布局。３。2货位布局方式货位布局方式一般有横列式、纵列式和混合式。横列式：将货位的长边与主作业通道形成垂直关系的布置方式.纵列式:将货位的长边与主作业通道形成平行关系的布置方式.混合式：是货位的长边与主作业通道既存在垂直关系,也存在平行关系的布置方式。a）横列式货位布局b）纵列式货位布局图３—2货位布局方式如图３—2所示，货位的布局方式决定了托盘的进叉方式。横列式，货位长边与主作业通道垂直,说明巷道堆垛机在作业通道工作叉取货物时,是沿着托盘的长边方向进叉的。同理而纵列式，是巷道堆垛机沿着托盘的短边方向进叉叉取货物的.本设计由于采用的托盘尺寸为14００mm×１１00mm,托盘较长,所以采用横列式货位布局采用纵列式的货位布局方式,使运输搬运能够顺畅进行，要求货架区外搬运货物单元的运输通道宽度更大，相应的可以用于规划的货架区的宽度就会减少。采用横列式的货位布局方式,货架区内的存取货物单元的通道宽度要考虑托盘长度尺寸，为运输输送系统留出的宽度更大的.如图3-３所示。①运输搬运设备②运输通道的宽度③单元货位式货架区.ａ）横列式货位布局ｂ)纵列式货位布局图3—3不同的货位布局方式对运输通道的影响3.３托盘尺寸的确定托盘虽然只是一个小小的器具，但由于托盘具有重要的衔接功能、广范围的应用性和举足轻重的连带性，在装卸搬运、保管、运输和包装等各个物流环节的效率化中，都处于中心位置,所以，托盘的规格是包装尺寸、车箱尺寸、集装单元尺寸的核心。只有以托盘尺寸为标准，决定包装、卡车车箱、火车车箱、集装箱箱体等配套规格尺寸和系列化规格标准，才最能体现装卸搬运、保管、运输和包装作业的合理性和效率性。从某种意义上讲,托盘的标准化，不单单是托盘租赁、托盘流通和循环使用的前提,也实现装卸搬运、包装、运输和保管作业机械化、自动化的决定因素,没有托盘规格尺寸的统一和以托盘为基础的相关设施、设备、装置、工具等的系列化标准，只能做到局部物流的合理化,难以达到整体物流的合理化。在托盘尺寸国际标准化方面,早在19４7年瑞典就率先推出了托盘标准，１961年国际标准化组织又颁布了15０/Ｒ1９Ｓ托盘标准。关于托盘的国际标准,目前国际标准化组织还在讨论修改之中。托盘标准化建设是物流标准化的基础,是物流系统协调化的关键:托盘共用系统的建立是提高中国物流作业效率的基点。随着中国物流的发展,中国托盘标准化建设及关于建立托盘共用系统问题不仅引起了国内物流业界的普遍关注，也受到了国际物流界尤其亚洲物流界的瞩目。由于托盘的尺寸涉及的面广，关联因素复杂,做到真正的一致和统一实在不容易，必须有一个过程。目前欧洲托盘的标准尺寸为1２0Omm×8O0mm，它是以通用卡车运输尺寸优化为前提，工业应用中还常采用12０0ｍm×１0０0mm的所谓工业托盘（化工托盘）,它与美国的标准尺寸一致。而日本的托盘尺寸则是基于集装箱的尺寸优化，标准尺寸为lｌoomm×ｌl０0ｍm。我国的托盘规格目前比较混乱。机械工业系统使用ＪＢ3０Ｏ３—18规定的800mm×１Ｏ00mm、5０0ｍｍ×800mm的托盘。1996年我国颁布的国家标准（GB/Ｔ2934－1９96)，将联运通用平托盘的平面尺寸规定为:800mｍ×l200mm、1200ｍm×８00mｍ、１０00mm×l2００mm、1200mm×1000mm、11０６mm×l21９mm、1２19ｍm×ｌl06mｍ、１14Oｍｍ×ll4Ｏmm，共7种。此外，关于托盘标准，我国还有：GB/T371６—200０托盘术语，GB／T16４70—1９96托盘包装，GB/Ｔ１5２３４-１994塑料平托盘，GＢ/Ｔ4996—1996联运通用平托盘试验方法,GB／T4995—1９９6联运通用平托盘性能要求等国家标准。近年,我国己大量出现了1１００ｍmxlｌOOｍm的托盘,普及率逐年提高,这也是一种新趋势。因此，为了顺应物流标准化建设的大趋势，确定货物单元时,应该优先选择标准托盘，这样有利于仓储与运输各环节的顺利衔接,未免不必要地装卸困难和运输困难.但是，如果事先已经明确托盘仅仅用于仓储区内货物的存储与周转，而不会出库参与运输环节,那么在货物单元的设计中，就可以根据实际仓储空间的大小和库存货物包装的形态，设计更合适更经济的托盘尺寸。设计中主要的货物尺寸如下:由于本人的实习单位是重庆渝安集团，因此仓库主要货物的参考尺寸主要为渝安集团产品。部分产品打包后尺寸如下：EＱ６380LＦ后减震２５0×200×295；EQ640０ＬＦK0７Ⅱ后255×2０5×3１２EＱ6380ＬF前支柱５7０×295×145；20５后减震48０×147×122２05前支柱5５0×2３0×1４5;减震弹簧525×3４５×220根据以上尺寸以及托盘的通用性决定选用托盘尺寸为1400mm×1100mｍ×150ｍm3。４托盘材质的确定3。４。1.托盘材质的种类托盘从使用材料来划分，有木托盘、塑料托盘、金属托盘、锯木托盘、纸托盘、复合材料托盘、超薄托盘等。a.木托盘木托盘以原木为材料，进行干燥定型处理，减少水分，消除内应力，然后进行切割、刨光、断头、抽边、砂光等精整加工处理而形成型材板块,采用具有防脱功能的射钉(个别情况采用螺母结构）将型材板块装订成半成品托盘，最后进行精整、防滑处理和封蜡处理。原木材料:目前国内木托盘的材料主要有松木、铁衫、冷杉以及其他杂类硬木,不同的材料代表托盘的不同使用性能.欧洲托盘标准中明确规定不能使用白杨木。水分含量：托盘原木料的水分含量影响托盘的收缩变形，甚至开裂。应用高标准的托盘对其水分含量指标有严格的控制。欧洲木托盘标准规定水分含量不能超过木材干燥状态时质量的22％,在2２％~２６％范围内被定义为小缺陷，超过26％即不合格.ｂ。塑料托盘塑料托盘有注塑托盘和中空吹塑托盘，其中应用较广的是注塑托盘。平时所说的塑料托盘均指注塑托盘，将塑料粒子加热后在高压力下注入金属模具内成型。塑料托盘生产工序少、生产效率高、产品质量稳定，托盘的性能主要取决于塑料原料和托盘结构。原料：大部分塑料托盘采用PＰ(聚丙烯)或HDPＥ(低压高密度聚乙烯）为主要原料,托盘性能表现为抗冲击性好.ｃ。金属托盘金属托盘包括重载钢制托盘、镀锌钢板托盘和金属箱式托盘，由钢板焊接成型。由于钢材本身刚性好,同时加工简易,可以选取不同牌号、不同厚度、不同外型尺寸的钢板,根据实际使用的要求来定制托盘.d。锯木托盘由锯木在模具中高温高压成型，可自身套叠堆垛，节省空间，成本低;自重轻，承重能力小。圆形边角和圆锥底脚适用于热缩单元包装;适用于运输用托盘，适合海外出口包装使用。e。纸托盘纸托盘单品价格低，自重轻,本身承重能力差，防潮性能差。但不需要熏蒸检疫,多用于出口空运等一次性不回收的物流作业。f．塑木托盘用一定比例的锯木和塑料进行混合，压制成型塑木板材，切割加工并用螺栓固定成托盘。塑木托盘结合了部分木托盘和塑料托盘的特点,具有良好的防潮、防腐、防酸碱的性能，自重大；组装方式与木托盘相似,适合于非标定制托盘。g．超薄托盘从材质上包括纸质和塑料两种超薄托盘，厚度从1mm到3ｍｍ,用于进出口集装箱内和汽车运输的物流作业,节省空间,但对应的叉车需配装推拉器属具.3.4。2托盘材质的选择经过资料的搜集本设计采用塑料托盘,虽然在成本上会有所增加,但选择塑料托盘的利大于弊主要原因如下:塑料托盘以工业塑料为原材料制造.质轻、平稳、美观、整体性好、无钉无刺、无味无毒、耐酸、耐碱、耐腐蚀、易冲洗消毒、不腐烂、不助燃、无静电火花、可回收等优点，使用寿命是木托盘的５-7倍;是现代化运输、包装、仓储的重要工具,是国际上规定的用于食品、水产品、医药、化学品等行业储存必备器材。主要优点如下:①耐久性：塑料托盘比木制托盘的寿命长约10倍.②可靠性：塑料托盘结构的可靠性大大减少了托盘的损坏消耗，以及由于托盘损坏造成托盘上物料的损害，塑料托盘比同样的木制托盘重量轻,所以减少了运输的重量及费用。③卫生性：塑料托盘可以清洗并再利用，美国农业部正促进各公司使用塑料托盘承载产品.而且现在美国环保署也意识到应把塑料托盘作为美国能源部和美国国防部的首选产品。④全球趋势:塑料托盘免熏蒸免检产品，可直接出口欧美等国。日前欧共体已颁布法令要求到200１年，所有食品,饮料,医药的运输必须使用塑料托盘.⑤专用性:塑料托盘在特种商品市场上会越来越受欢迎，例如:食品,饮料，医药工业，并且可以根据不同工厂的要求，将塑料托盘制成各种颜色,加上相应的公司徽标和标记。易于企业5Ｓ管理。⑥保险:由于塑料托盘的抗损害性,工人的赔偿要求相应减少,而且工厂中木材使用的减少等于火灾保险费的减少。⑦残值：用过的塑料托盘可按原值30％的价格销售，因为塑料托盘可以反售回生产厂家或其他实体以便再利用.⑧环保：塑料托盘是环保产品,因为他们可以全部回收并重新利用,大大减少了垃圾和处理费用。⑨保护森林：塑料托盘的使用可以防止每年成千