一、自動(dòng)化立體庫概述
1、自動(dòng)化倉(cāng)庫的發(fā)展概況自動(dòng)化倉(cāng)庫也稱高架倉(cāng)庫,一般指采用幾層、十幾層乃至幾十層高的貨架貯存貨物,并且用專門的倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)設(shè)備進(jìn)行貨物出庫或入庫作業(yè)的倉(cāng)庫。
能充分利用空間進(jìn)行貯存
1963年美國(guó)建立了第1個(gè)計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)化倉(cāng)庫
1975年, 鄭州紡織機(jī)械廠首次利用倉(cāng)儲(chǔ)技術(shù)建立我國(guó)第一坐自動(dòng)化模具倉(cāng)庫
1977年,北京起重運(yùn)輸機(jī)械研究所研究制造出北京汽車制造廠整體式自動(dòng)化倉(cāng)庫
目前,我國(guó)已建成自動(dòng)化倉(cāng)庫300座
2、自動(dòng)化倉(cāng)庫的基本組成建筑物
貨架 :自動(dòng)化倉(cāng)庫的中心部分
理貨區(qū):整理貨物或倒貨區(qū)域,與高層貨架區(qū)相連
管理區(qū) :出入庫管理及庫存管理區(qū)域
堆垛機(jī)械:低層自動(dòng)化庫一般使用叉車等;中高層自動(dòng)化庫使用有軌巷道堆垛機(jī)、無軌巷道堆垛機(jī)或橋式堆垛機(jī)
配套機(jī)械
3、自動(dòng)化倉(cāng)庫的分類[1] 按照建筑形式分類
——整體式自動(dòng)化倉(cāng)庫:一般高度>12m;貨架與倉(cāng)庫建筑物構(gòu)成一個(gè)整體;結(jié)構(gòu)重量輕、整體性好、抗震性強(qiáng)。
——分離式自動(dòng)化倉(cāng)庫:一般高度< 12m;施工安裝靈活方便
[2] 按倉(cāng)庫高度分類
——高層(>12 m)
——中層(5 ~ 12m)
——低層(<5m)
[3] 按貨架的形式分類
——貫通式貨架倉(cāng)庫
——旋轉(zhuǎn)式貨架倉(cāng)庫
——移動(dòng)式貨架倉(cāng)庫
——單元貨格式貨架倉(cāng)庫:應(yīng)用最廣泛;貨物以集裝單元的形式儲(chǔ)存
單元貨格式倉(cāng)庫特點(diǎn):貨架沿倉(cāng)庫的寬度方向分為若干排,每?jī)膳咆浖転橐唤M,其間有一條巷道,供堆垛機(jī)作業(yè)。每排貨架沿倉(cāng)庫縱長(zhǎng)方向(L)分為若干列,沿垂直方向(H)分為若干層,從而形成大量貨格。
通常,單元貨格式貨架倉(cāng)庫,有如下一些概念與術(shù)語:
[4] 按倉(cāng)庫的作業(yè)方式分類
——單元式倉(cāng)庫:出入庫作業(yè)都以貨物單元(托盤或貨箱)為單位
——揀選式倉(cāng)庫:根據(jù)貨單要求從貨物單元中揀選出庫
二、立體倉(cāng)庫規(guī)劃設(shè)計(jì)步驟與內(nèi)容
立體倉(cāng)庫規(guī)劃設(shè)計(jì)一般包括以下幾個(gè)階段
1、規(guī)劃的準(zhǔn)備階段
2、規(guī)劃設(shè)計(jì)階段
確定倉(cāng)庫的結(jié)構(gòu)類型和作業(yè)方式
確定貨物單元的形式、尺寸和重量
確定堆垛機(jī)械和配套設(shè)備的主參數(shù)
確定倉(cāng)庫總體尺寸
確定倉(cāng)庫的總體布置
選定控制方式
選擇管理方式
提出土建、公用設(shè)施的要求
投資概算
進(jìn)度計(jì)劃
三.單元式立體倉(cāng)庫的設(shè)計(jì)
1、貨架尺寸[1]橫梁式貨架貨格尺寸
[2]牛腿式貨架貨格尺寸
2、 倉(cāng)庫總體尺寸的確定確定倉(cāng)庫總體尺寸的關(guān)鍵是確定貨架的總體尺寸,也就是貨架的長(zhǎng)、寬、高等尺寸,當(dāng)貨格尺寸確定后,只要知道貨架的排數(shù)、列數(shù)、層數(shù)和巷道寬度,即可計(jì)算出其總體尺寸
長(zhǎng)度L=貨格長(zhǎng)度×列數(shù)
寬度B=(貨格寬度×2十巷道寬度)×排數(shù)/2
高度H=H0+其中H0為底層高度,Hi(i=1,2,……,n)為各層高度,共n層。
巷道寬度=堆垛機(jī)最大外形寬度+(150~200mm)
值得注意的是,總體尺寸的確定除取決于以上因素外,還受用地情況、空間制約、投資情況和自動(dòng)化程度的影響。故需根據(jù)具體情況和設(shè)計(jì)者的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)來綜合考慮,統(tǒng)籌設(shè)計(jì),而且在設(shè)計(jì)過程中需要不斷地修改和完善。
貨架總體尺寸的確定方法
①靜態(tài)法
②動(dòng)態(tài)法
動(dòng)態(tài)法確定貨架尺寸
根據(jù)所要求的出入庫頻率和所選堆垛機(jī)的速度參數(shù)來確定
原理:由于庫容量[總貨格]Q和貨架高H(或?qū)訑?shù)NH)、出入庫頻率P0、堆垛機(jī)的速度V參數(shù)(V運(yùn)、V起、V叉)已定,只要求出能滿足出入庫頻率要求的最小的巷道數(shù)(NB),就可以確定貨架尺寸。
計(jì)算方法:試算法。
[1]假定巷道數(shù)(NB)=1,2,3…則
貨架列數(shù)NL=庫容量Q/(2×巷道數(shù)NB×層數(shù)NH )
(貨位總數(shù)Q=排( 2 NB)×列 NL ×層NH)
[2]根據(jù)層數(shù)NH 和列數(shù)NL以及堆垛機(jī)的速度參數(shù),計(jì)算每臺(tái)堆垛機(jī)平均作業(yè)周期 t m
[3]計(jì)算整個(gè)倉(cāng)庫的出入庫能力P(盤/小時(shí))=NB ×3600S / tm
1小時(shí)=3600S (秒); tm = 平均作業(yè)周期
[4]比較P和要求的入庫頻率P0,直到P≥P0,此時(shí)的巷道數(shù)(NB)為最佳。
3、計(jì)算平均作業(yè)周期平均單一作業(yè)周期的計(jì)算
平均復(fù)合作業(yè)周期的計(jì)算
平均復(fù)合作業(yè)周期的計(jì)算
案例:
某自動(dòng)化倉(cāng)庫,有4條巷道,每巷道配備一臺(tái)堆垛機(jī),若堆垛機(jī)的運(yùn)行速度為100m/min,升降速度為20m/min,叉取貨物時(shí)間為25S,附加時(shí)間Ta=5S.貨架總長(zhǎng)L=80M,高H=15M,假設(shè)貨位存儲(chǔ)概率相同.試分別計(jì)算用單作業(yè)和復(fù)合作業(yè)方式時(shí)的本庫出入庫能力?
(1)根據(jù)單作業(yè)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=30s
tP2=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
出入庫能力P=4P1= 4×(3600/tms)= 4×(3600/117)=123盤/小時(shí)
(2)根據(jù)復(fù)合作業(yè)公式:tmd=tP1+tP2+tP1P2+4tf+2ta
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
=22.4S
tmd=tP1+tP2+tP1P2+4tf+2ta
=30S+32S+22.4S+4×25+2×5=194.4S
出入庫能力P=4P1= 4×(3600/tmd) ×2 = 4×(3600/194.4) ×2
=141盤/小時(shí)
四、立體自動(dòng)化倉(cāng)庫的總體布置
1、進(jìn)出入方式同端出入式:貨物的入庫和出庫在巷道同一端的布置,包括同層同端出入式和多層同端出入式兩種。
貫通式:貨物從巷道的一端入,從另一端出庫。
旁流式:貨物是從倉(cāng)庫的一端(或側(cè)面)入庫,從側(cè)面(或一端)出庫。
2、高架區(qū)的布置在單元貨格式自動(dòng)化倉(cāng)庫中,其主要作業(yè)設(shè)備是有軌巷道式堆垛機(jī),簡(jiǎn)稱堆垛機(jī)。
自動(dòng)化倉(cāng)庫中堆垛機(jī)的布置方式
——直線式:每個(gè)巷道配備一臺(tái)堆垛機(jī)。
——U型軌道式 :每臺(tái)堆垛機(jī)可服務(wù)于多條巷道,通過U型軌道實(shí)現(xiàn)堆垛機(jī)的換巷道作業(yè)。
——轉(zhuǎn)軌車式: 堆垛機(jī)通過轉(zhuǎn)軌車服務(wù)于多條巷道。
3、出入庫輸送系統(tǒng)---高層貨架區(qū)與作業(yè)區(qū)的銜接方式
叉車—出入庫臺(tái)方式:最簡(jiǎn)單
連續(xù)輸送機(jī)方式:大型自動(dòng)化庫最常、
AGV方式圖:系統(tǒng)柔性最好
穿梭車方式:最經(jīng)濟(jì)、高效
4、自動(dòng)化倉(cāng)庫總體布置方案--------AS/RS標(biāo)準(zhǔn)化布置模式
5、基于標(biāo)準(zhǔn)化方案的AS/RS系統(tǒng)布置流程
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