立体仓库系统规划与设计自动化立体仓库详细设计方案现场管理经验.docx
- 文档编号:4927530
- 上传时间:2023-05-07
- 格式:DOCX
- 页数:22
- 大小:650.26KB
立体仓库系统规划与设计自动化立体仓库详细设计方案现场管理经验.docx
《立体仓库系统规划与设计自动化立体仓库详细设计方案现场管理经验.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《立体仓库系统规划与设计自动化立体仓库详细设计方案现场管理经验.docx(22页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
立体仓库系统规划与设计自动化立体仓库详细设计方案现场管理经验
1自动化立体仓库简介...............................................................................................................2
2立体仓库系统规划...................................................................................................................9
2.1设计的技术参数...........................................................................................................9
2.2仓库库存量及存储空间规划.......................................................................................9
2.2.1仓库的库存量...................................................................................................9
2.2.2存储空间规划...................................................................................................9
2.3托盘及货格尺寸设计.................................................................................................10
2.3.1托盘尺寸设计.................................................................................................10
2.3.2货格尺寸设计.................................................................................................11
3静态设计.................................................................................................................................15
3.1货架总体尺寸设计.....................................................................................................15
3.2堆垛机叉车作业方案.................................................................................................17
3.3堆垛机转轨与不转轨选择.........................................................................................17
3.4堆垛机参数设计.........................................................................................................18
3.4.1重量和载荷参数.............................................................................................19
3.4.2速度参数.........................................................................................................19
3.5堆垛机作业周期.........................................................................................................20
3.5.1平均单作业周期.............................................................................................20
3.5.2平均复合作业周期.........................................................................................20
3.6仓库效率校核...................................................................................................................21
4动态设计.................................................................................................................................22
5输送系统设计.........................................................................................................................23
5.1输送机速度参数设计.................................................................................................23
5.2输送机尺寸参数设计.................................................................................................24
5.2.1辊子长度.........................................................................................................24
5.2.2辊子间距.........................................................................................................24
5.2.3辊子直径.........................................................................................................24
5.3输送单元选型.............................................................................................................25
6小结与体会.............................................................................................................................25
参考文献.........................................................................................................................................26
1立体仓库简介
自动化立体仓库的出现是物流技术的一个划时代的革新。
它不仅彻底改变了仓储行业劳动密集、效率低下的落后面貌,而且大大拓展了仓储功能,使之从单纯的保管型向综合的流通型方向发展。
自动化立体仓库是用高层货架储存货物,以巷道堆垛起重机存取货物,并通过周围的装卸搬运设备,自动进行出入库存取作业的仓库。
自动化立体仓储具有普通仓库无可比拟的优越性。
首先是节约空间、节约劳力。
据国际仓库自动化会议资料:
以库存11000托盘、月吞吐10000托盘的冷库为例,自动化立体仓库与普通仓库比较情况为:
用地面积为13%、工作人员为21.9%、吞吐成本为55.7%、总投资为63.3%。
立体仓库的单位面积储存量为普通仓库的4-7倍。
其次是提高仓库管理水平,减少货损,优化、降低库存,缩短周转期,节约资金。
近年来,特别在冷冻行业,自动化立体仓库的发展极快。
自动化立体仓库主要由货架、巷道堆垛起重机、周边出入库配套机械设施和仓储管理控制系统等几部分组成。
货架长度大、排列数多、巷道窄,姑密度高;巷道机上装有各种定位的检测器和安全装置,保证巷道机和货*能高速、精确、安全地在货架中取货;目前,立体仓库自动控制方式有集中控制、分离式控制和分布式控制3种。
分布式控制是目前国际发展的主要方向。
大型立体仓库通常采用三级计算机分布式控制系统;三级控制系统是由管理级、中间控制级和直接控制级组成的。
管理级对仓库进行在线和离线管理,中间控制级对通讯、流程进行控制,并进行实时图象显示,直接控制级是由PLC(可编程序控制器)组成的控制系统对各设备进行单机自动操作。
使仓库作业实现高度自动化。
2立体仓库系统规划
2.1设计的技术参数
a.年吞吐量为126万件货物,供货率98%、每个任务的填充数75件、每年周转12次;
b.仓库每年工作280天;每天工作8个小时,其中3小时入库,5小时出库;
c.仓库规划空间:
长120m*高20m;
d.包装单元外型尺寸:
400mm*300mm*300mm,包装货物质量25kg;
e.托盘尺寸:
800mm*1200mm*150mm。
2.2仓库库存量及存储空间规划
2.2.1仓库的库存量
库存的货物越多,则支持特定客户的存货可得性也就越大,调整预测误差的能力也就越强,但安全库存的水平却提高了,根据概率的大数定理,对于给定的供货率η=98%,查表得库存安全系数fs=2.05,则
2.2.2存储空间规划
已知仓库规划空间:
长120m*高20m,则:
货架最大长度=120-输送系统=120-10=110m
货架最大存储高度=20-安全距离-堆垛机下横梁高
安全距离=0.9m+0.15+0.2=1.25m,
则高度=20-1.25-0.6=18.15m
2.3托盘及货格尺寸设计
2.3.1托盘尺寸设计
2.3.1.1托盘码放形式
一般来说,货物存放形式有三种:
自身堆垛、托盘堆垛、货架存放,
在本设计中采用托盘堆垛形式。
货物的堆码方式如图所示有:
重迭式、纵横交错式、旋转交错式、正反交错式
由于货物尺寸为400*300*300,为了充分利用空间并考虑其稳定性在此选用正反交错式或者纵横交错式
2.3.1.2确定托盘最优体积数
:
填充单元体积400mm*300mm*300mm
:
经验系数,取0.5
所以每个托盘放24件货物,三层,每层8件货,货重24*25kg=0.6t。
托盘位数=Qmax/24=15687取16000
托盘堆垛形式如图所示
2.3.1.3确定托盘类型
根据要求的尺寸和货重=0.6t,选用800*1200*150mm木托盘,重量取10kg
所以货物单元重量=托盘重+货重=0.010+0.6=0.61t
2.3.2货格尺寸设计
在采用托盘堆垛形式下,选择横梁式货架
2.3.2.1材料选择
横梁截面如下图
立柱截面如下图所示
因为货物总重0.61t,所以横梁截面我们可以选择选第一种,80*50横梁
又因为货架安全高度达到18.15m,所以立柱截面可选第四种,100*80立柱
2.3.2.2货格尺寸计算
在货物单元的尺寸确定后,货格尺寸取决于货物四周需留出的净空大小和货架的结构尺寸。
各个间隙的大小:
侧面间隙:
其大小主要取决于堆垛机的停车精度及堆垛机和货架的安装度。
精度越高,取值越小。
对于横梁式货架,在堆放三个货物单元时,取
a3=a5=100mm,在堆放两个货物单元时,取a3=a5=75mm。
垂直方向的间隙:
上部垂直间隙应保证堆垛机的货叉存取货物过程中,起
升不与上部构件发生碰撞,一般取h2=100~150mm
宽度方向间隙:
为减少货架所占仓库的面积并提高堆垛机在横梁货架卸货时货物放置的可靠性,可将货物伸出货架,即b3=50mm,货物后面间隙应以货叉作业时不碰到后面的货物为前提,一般取b3=100mm
由于货物单元重量较小,因此选用货格中堆放三个货物单元。
盘存放方式不同时对应的货格尺寸也不一样,托盘存放在货架上有如下两种方式:
方式一、托盘长度方向垂直于巷道,其主视图和侧视图及其参数如下图
主视图
侧视图
方式二、托盘长度方向平行于巷道,其主视图和侧视图及其参数如下图
主视图
侧视图
3静态设计
3.1货架总体尺寸设计
货架是专门用来存放成件物品的保管设备。
货架在仓储设备的总投资中所占比例较大,施工周期长、消耗钢材最多,对仓库的运作模式影响极大,合理选择和设计经济的货架是很重要的。
要在保证货架强度、刚度和整体稳定性的条件下,尽量减轻货架的重量,降低钢材消耗,降低货架对仓库地面承压能力和仓储面积的要求,满足仓储需要。
由于仓库的长、宽、高等尺寸受建筑用地的限制,货架参数的选取并非任意。
在库容量一定的条件下,则货架的长、宽、高三者中的一个会成为相关变量,货架的总体尺寸的计算要根据以上约束及货格尺寸、货架的摆放方式等来确定。
货架的摆放形式有照托盘长度方向平行于巷道和托盘长度方向平行于巷道方向两种方式,下面分别计算(已知堆垛机下梁高0.6m)
3.1.1按照托盘长度方向平行于巷道
3.1.1.1确定货架排数
因为每层货格高度为1280mm(考虑横梁宽度),最大安全高度18.15m,
则最大层数=18150/1280=14.2,取14层
货架高度=14*1280+600=18520mm
因为每个货格长度为2900mm(考虑立柱宽度),最大安全长度为110m,
则货架列数=最大安全距离/货格长度=110000/2900=37.93取36
货架长度=货格长度*货格列数+立柱截面长度*立柱数=2800*36+100*37=104500mm
考虑货物伸出,货架宽度为1100mm
一排货架的托盘位=层数*货格列数*每个货格堆放货物数=14*36*3=1512
仓库设计的托盘位=16000,货架排数=16000/1512=10.58因此设计12排货架
3.1.1.2确定巷道数
当储位深度为1时,有6个巷道,巷道宽为1500mm
存储区长度=货格长度*货格列数+立柱截面长=2.9*36+0.1=104.5
存储区宽度=巷道宽*巷道数+货格宽*货架数=1.5*6+1.2*12=23.4m
面积利用率=(104.5*1.2*12)/(104.5*23.4)=61.54%
当储位深度为2时,有3个巷道,巷道宽为1500mm
存储区长度=货格长度*货格列数+立柱截面长=2.9*36+0.1=104.5
存储区宽度=巷道宽*巷道数+货格宽*货架数=1.5*3+1.2*12=18.9m
面积利用率=(104.5*1.2*12)/(104.5*18.9)=76.19%
3.1.2托盘长度方向垂直于巷道
3.1.3.1确定货架排数
货格高度不变,所以货架层数仍取14,货架宽为700mm货格长度4100mm,
则货架列数=110000/4100=26.83取26
货架长度=4000*26+100*27=106700mm
每一排的托盘位=14*26*3=1092
货架排数=16000/1092=14.65取16排
3.1.1.2确定巷道数
所以储位深度为1时,有8个巷道。
储存区长度=106.7m,宽度=0.8*16+1.5*8=24.8
面积利用率=(106.7*0.8*16)/(106.7*24.8)=51.61%
储位深度为2时,有4个巷道。
储存区长度=106.7m,宽度=0.8*16+1.5*4=18.8
面积利用率=(106.7*0.8*16)/(106.7*18.8)68.1%
比较两种方式的面积利用率可知设计时无论储位深度为1或2采用托盘长度方向平行于巷道方向的布置方式要优于垂直的,选托盘长度方向平行于巷道方向的
3.2堆垛机叉车作业方案
3.2.1堆垛机作业方案
对于这种情况下的货架,其尺寸通过静态法可得有6排货架,每排36列,3
条巷道,存储区长为104.5,宽度为11.7。
3.2.2叉车作业方案
在此方案中,因为设计货架高度为18520mm,而叉车有效作用高度只有
6~8m,为了能有效作业,必然要降低货架层数,而增加巷道数,这样一则导致设备成本比较高,二是高度方向的面积利用率较低,其货架高度只有8m,而仓库的高度有20m,非常浪费。
由以上可知,堆垛机作业方案利用率较高,设备成本也较低,因此选择堆垛机作业方案
3.3堆垛机轨道形式分析
在前面我们已经选择了堆垛机作业方案,在现场作业时,还可设置转轨,因此有下面两个方案:
3.3.1堆垛机不转轨
此时还有两个方案,储位深度为1时和储位深度为2时
3.3.1.1储位深度为1时
此方案中,货架有12排,36列,6条巷道,存储区长104.5m,宽23.4m
3.3.2.1储位深度为2时
此方案中,货架有12排,36列,6条巷道,存储区长104.5m,宽28.9m
3.3.2堆垛机转轨
此时同样要对储位深度为1和为2的情况分别分析
3.3.2.1储位深度为1时
转轨形式如图所示
3.3.2.2储位深度为2时
转轨形式如图所示
3.4堆垛机参数设计
堆垛机的主要参数包括重量和载荷参数、速度参数、工作性能参数和工作级别等。
3.4.1重量和载荷参数
额定起升重(t)
0.1;0.25;0.5;0.8;1.0;1.5.....
托盘尺寸(mm×mm)
800*1000*;800*1200;1000*1200或任意
水平运行速度
(m/min)
5---180(变频调速)
起升速度(m/min)
2/124/16,(双速)或者变频调速3--30
货叉伸缩速度
(m/min)
3---15(变频调速)
总功率(kw)
>10
整机全高(m)
<30
最低货位标高(mm)
>560
最高货位标高(m)
<48
导电方式
电缆小车;滑导线
通讯方式
远红外通讯;滑导线;载波通讯
控制方式
手动;半自动;单机自动;联机自动
出入库作业方式
拣选式;单元式;混合式
额定起重量是堆垛机的主要性能参数,它是堆垛机允许起升的货物和托盘的质量的总和。
查表,可取额定起重量为0.5t
3.4.2速度参数
堆垛机的速度参数包括水平运行速度,升降速度和货叉伸缩速度。
从平均单作业周期与速度的关系分析,当货架尺寸确定后,可用下面的几个计算式来选择速度。
3.4.2.1最优行走速度:
3.4.2.2最优升降速度:
3.4.2.3最优货叉伸缩速度:
3.5堆垛机作业周期
堆垛机对货物进行存取有两种作业方式,即单一作业方式和复合作业方式。
本次设计的堆垛机为复合作业方式,即堆垛机从出入库台取一件单元货物送到选定的货位,然后直接转移到另一个给定货位,取出其中的货物单元,再回到库台。
采用这样的作业方式可以减少堆垛机的存取作业周期,提高堆垛机的作业效率。
3.6.1平均单作业周期
一般取货架参数ω=1,
3.6.2平均复合作业周期
3.7仓库效率
在复合作业模式下,堆垛机的作业能力必须能满足理论出库能
力。
3.7.1不设置转轨
堆垛机的作业能力:
3.7.2设置转轨
储位深度为1时
储位深度为2时
3.7.3理论出入库能力
理论出入库能力:
3.8方案比较和选择
3.8.1方案比较
根据上面得到的结论和结果,列出各个方案比较如下表
储位深度
巷道数
是否转轨
面积利用率%
堆垛机个数
单率托盘/小时
总效率托盘/小时
是否满足出入库要求
方案1
1
6
是
48.45
3
18.94
56.82
否
方案2
1
6
否
61.54
6
20.92
125.52
是
方案3
2
3
是
49.3
1
17.89
17.89
否
方案4
2
3
否
76.19
3
20.92
62.76
是
3.8.2方案选择
综合商标可以看出,方案4面积利用率为最优。
满足出入库要求,因此选择方案4
长m
宽m
排数
列数
巷道数
托盘摆放
是否转轨
方案4
104.5
18.9
12
6
3
短边对巷道
否
4动态设计
动态法确定货架尺寸,是根据所要求的出入库频率和所选的堆垛机的速度参数来确定货架的总体尺寸。
在保证货物出入库频率的条件下,实现巷道数最少的目标,提高仓库单位面积的库容量,减少堆垛机的配备数量,具体步骤如下:
根据货架层数,得到货架长度L=92.06m,货架高H=18.52m,货架系数ω=1
由此得到堆垛机的速度参数如下
堆垛机平均单作业周期
出入库作业能力:
比较可知P>P0,满足设计条件,因此可得动态设计方案为:
货架为6排,
3巷道,56列,14层。
综上计算过程,可知动态设计与静态设计结果相似,都是最优方案,在此我们选择静态设计方案作为最终方案
5输送系统设计
在自动化仓库的出入库系统中,为了完成托盘物料的自动化入库作业,采用托盘自动化系统对托盘物料进行输送已十分普遍。
但由于出入库能力的不同,对于托盘自动化输送系统设备的选择和布局,将直接影响输送效率和项目成本。
立体仓库按作业方式可分为同端出入式、贯通式、旁流式三种,在本设计中我们采用同端出入式
5.1输送机速度参数设计
在本次设计的仓储系统中,其可能出现的高峰在入库三小时里,如果输送机满足这3小时的工作量,那么肯定能满足其他情况下的工作量。
而输送机的输送能力必须
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 立体仓库系统规划与设计自动化立体仓库详细设计方案 现场管理经验 立体仓库 系统 规划 设计 自动化 详细 设计方案 现场 管理经验