第7章--仓库布局课件

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第七章 仓库布局设计,熊燕华,*,设计需解决的四个问题：,存贮系统的大小,存贮位置的分配,存贮、拣货的方法,成本,/,效率权衡,*,目标：,空间利用最大化,设备利用最大化,人员利用最大化,物料损耗最小化,物料搬运高效化,*,第一节 仓库的总体布局设计,一、仓库的组成与典型布置,1、仓库的组成,存储区：主体,验收、分发作业区：收货、验货、整理装箱、发货,收发货区面积的大小，则应根据一次收发批量的大小、物品规格品种的多少、供货方和用户的数量、收发作业效率的高低、仓库的设备情况、收发货的均衡性、发货方式等情况确定。,管理室：,可在库内或库外，但危险品库的保管员办公室一律设在库外。,辅助设施,生活间,*,仓储系统的构成,存储空间,货品,人员,设备,*,二、仓库布局的原则与功能要求,仓库布局,仓库布局是指一个仓库的各个组成部分，如库房、货棚、货场、辅助建筑物、铁路专运线、库内道路、附属固定设备等。在规定的范围内，进行平面和立体的全面合理的安排。,*,1、仓库布局的原则,尽可能采用,单层,设备，这样做造价低，资产的平均利用率也高。,使货物在出入库时,单向和直线,运动，避免逆向操作和大幅度变向的低效率运作。,采用高效的,物料搬运设备,及操作流程。,在仓库里采用有效的,存储计划,。,在物料搬运设备大小、类型、转弯半径的限制下，尽量,减少通道所占用的空间,。,尽量利用仓库的高度，也就是说，,有效地利用仓库的容积,。如采用货架,*,单层仓库布置原则,1.重、大件物品、周转量大和出入库频繁的物品，宜靠近出入口布置，以缩短搬运距离，提高出入库效率。,2.易燃的物品，应尽量靠外面布置，以便管理。,3.要考虑充分利用面积和空间，使布置紧凑。,4.有吊车的仓库，汽车入库的运输通道最好布置在仓库的横向方向，以减少辅助面积，提高面积利用率。,5.仓库内部主要运输通道的宽度，一般采用双行道。,6.仓库出入口附近，一般应留有收发作业用的面积。,7.仓库内设置管理室及生活间时，应该用墙与库房隔开，其位置应靠近道路一侧的入口处。,*,1.多层仓库占地面积、防火隔间面积、层数，根据储存物品类别和建筑耐火等级遵照现行建筑设计防火规范来确定。,2.一座多层库房占地面积小于300m,2,时，可设一个疏散楼梯，面积小于100m,2,的防火隔间，可设置一个门。,3.多层仓库建筑高度超过24m时，应按高层库房处理。,4.多层仓库存放物品时遵守上轻下重，周转快的物品分布在低层。,5.当设地下室时，地下室净空高度不宜小于2.2m。,6.楼板载荷控制在2t/m,2,左右为宜。,多层仓库布置原则,*,7. 连续性计划,1. 建立目标,2. 收集数据,3. 分析数据,4. 制定计划,5. 执行计划,6. 实施后检查,2、仓库布置方法,*,业务流程分析,作业主流程,作业子流程,主要涉及区域,进货入库,预收货,进货月台,卸货,入库暂存区,验收,入库验收区,入库上架,存储区,仓储与库存管理,盘点,存储区,库存安全,存储区,订单处理,接单,办公室,库存分配,办公室,补货和拣货,补货,拣货分货区,拣选,拣货分货区,流通加工,包装,流通加工区,标示,流通加工区,出货作业,复核,出货合流区,合流,出货合流区,点货上车,出货月台,返品作业,返品处理,返品处理区,*,动线分析,动线分析法是将动线规划的原理应用到物流中心，具体就是将物流中心的动线分为若干类型，并通过分析各类型动线的优劣点，作为在物流中心规划中动线选型的依据。,*,2、仓库的典型布置,（1）U型布置,托盘存取系统,货箱拣货系统,散箱拣货系统,进货,越库作业,包装与出货,入库,物料搬运,分类和集中,U型布置特点,： 仓库设计首选,（1）物流路线合理，进出口码头资源可以充分利用，便于越库作业，方便在出入库区之间设置CrossDock。如果有大量的产品，一入库马上就进行出库操作，可以先考虑U型,（2）存储区靠里布置，比较集中，好利用,（3）易于控制和安全防范,（4）可以在建筑物三个方向进行空间扩张,*,L,型：,(1)L,型同样也比较适合做,Cross,dock,方式和处理快速货物,(2),但,L,型的出入库理货区同时占了,仓库,的长度、和宽度，在设计时会感觉空间浪费比较严重，比,U,型存储量低，对叉车货架的影响小些。,*,（2）直进穿越式布置（I型）,进,货,储,存,拣,货,出,货,直型布置特点,：,（1）非常适合纯粹的越库作业，便于解决高峰时同时进出货库作业。,（2）常用于接受相邻加工厂的货物，或不同类型车辆来出货和发货。,（3）不方便使用ABC分级储备模式,*,S,型,（,1,）可以满足多种流通加工方式等处理工序的需要，且适合在宽度不足的仓库作业,（,2,）可与,I,型动线结合在一起使用,*,（3）模块化干线布置,越库模块,持续补货直,进穿越模块,中速周转,产品模块,慢速周转,产品模块,（4）多层楼房仓库布置,多层楼房搬运困难，适合与用地比较昂贵的国家和地区，如日本和西欧等,模块化干线布置特点,：,非常适合大型仓库和物流中心中多类物资存储拣选的情况,*,三、存储区的空间规划,1、影响因素,存贮方式：散放、堆码、货架存储,货品特征：尺寸、数量、重量,托盘尺寸：货架尺寸、机械设备尺寸,建筑尺寸：柱距、通道宽度,进出货位置：服务设施位置,作业原则：动作经济、空间利用、搬运量最小化,*,2、基本要求,1.适应仓储作业过程的要求，有利于仓储业务的顺利进行。,（1）单一的物流方向,（2）应尽量减少储存物资在库内的搬运距离，避免任何迂回运输。,（3）最少的装卸环节,（4）最大程度地利用空间,2有利于提高仓库的经济效益,(1)货区布局应充分考虑地形、地质条件，因地制宜,(2)平面布置与竖向布置相适应,(3)货区布局能充分和合理地利用我国目前普遍使用的门式、桥式起重机等固定设备,3有利于保证安全生产和文明生产,*,3、库区布置形式,垂直布置,倾斜布置,横列式,纵列式,纵横式,货架倾斜,通道倾斜,*,优点：运输通道长，作业通道短，对库存物资的收发和查验方便，有利于机械化作业，通风采光良好；,缺点：运输通道占用面积较多，影响仓库面积利用率,垂直布置之横列式,：,货垛或货架的长度方向与仓库的侧 墙互相垂直,*,垂直布置之纵列式,：,货垛或货架的长度方向与仓库侧墙平行,优点：运输通道较短，占用面积少，仓库面积利用率较高；,缺点：作业通道长，对存取物资不方便，对通风采光不利。,*,垂直布置之纵横式布局：是指在同一保管场所内，横列式布局和纵列式布局兼而有之，可以综合利用两种布局的优点。,*,倾斜布置之货垛倾斜,主要是便于叉车操作，缩小叉车的回转角度,*,倾斜布置之通道倾斜,优点：可以通过通道进行仓库分区，便于物品分类管理。,缺点：仓库内布局较为复杂,出入口,出入口,出入口,出,入,口,*,4、,储存空间规划,在进行储存空间规划时，必须考虑到,空间大小、柱子排列、梁下高度、走道、设备回转半径,等基本因素,*,空间规划,基于行走距离最小化的货架式存储空间规划,需存放n单元货物，货架高度方向为z层，,X列货架，通道系数a,（假定没列货架长度为1，通道长度占货架长度的比例）,Y行货架，,通道系数b,仓库长度 x（1+a） 仓库宽度 y（1+b）,搬运平均距离= 最远（左下角到右上角）+最近（左下到左下） / 2,= x（1+a）+y（1+b）+0 / 2,*,搬运距离最小,Min x（1+a）+y（1+b）+0 / 2,s.t. xyzn,x、y为正整数,a、b的取值定的不好会影响今后的存取效率,*,面积计算,（1）货位区面积,荷重计算法,直接堆放方式 适用于周转快的货品,*,托盘尺寸计算法,以托盘为存储单位 集装化 货架方式,托盘平置堆码,托盘尺寸PP(m,2,)，每托盘平均可码放N箱货，,仓库平均存储量Q,储存区面积D= Q/NP,2,经验数据：叉车所需通道面积为存储面积的30-35%,总面积=D/(1-35%),*,托盘多层叠堆,托盘可堆码L层,储存区面积D= Q/(LN)P,2,托盘货架存储计算法,货架为L层，每托盘占一个货格,货格货物间隙尺寸P（左右），P”（前后）,储存区面积D= Q/(LN) （P+P） （P+ P”）,*,（2）通道宽度计算,库房内的通道，分为运输通道（主通道）、作业通道（副通道）和检查通道。,墙间距一般宽度为0.5米左右，当兼作作业通道时，其宽度需增加一倍。,根据物料周转量、物料尺寸、库内搬运设备尺寸等决定单向/双向运行,*,若双向 最小宽度=2b+c,b=max（设备宽度、物料宽度）,c=安全间隙，一般为0.9米,经验值 手推车 通道宽 2-2.5米,小型叉车 2.4-3.0,汽车单向通道 3.6-4.2,人工存取 0.9-1.0,*,（3）柱子间距计算,除考虑建筑承重要求，还需要考虑存储要求,根据库内停靠卡车等运输设备台数计算,柱子间距=车宽wN+车距Ct（N-1）+2Cg,*,根据存储设备尺寸计算,托盘深度Lp 通道宽度W,L,货架背面间隔Cr 柱子间有N对货架,当N=2时， 柱子间距=N（W,L,+2 Lp+ Cr）,*,（4）高度计算,地面重叠堆垛,最大举升货高H,L,=堆码层数N货高H,A,+货叉抬货高度F,A,（经验值0.3m）,梁下有效高度He=H,L,+梁下间隙a（0.5m）,*,四、仓储空间评价,空间效率,货品流量,作业感觉,作业时间,仓储成本,仓储,空间,*,1、仓储空间的评价指标,仓储成本指标。,固定保管费用、保管设备费用、其他搬运设备费用等。,以1立方米货品的保管费用来估算,空间效率指标,。,空间效率的评估可由实际的保管容积率来判别。,计算公式：仓库空间效率=(实际仓储可利用容积/仓储空间容积) 100,时间指标,。,出入库,作业时间主要用拣货时间加上在保管时因货位空间的调整而移动货品的时间来表示。,流量指标,。,主要指进货量、保管量、拣货量、补货量、出货量。,流量的评估基准以月为单位，即以每月的入库量、出库量、库存量三项数值来计算，其值在01之间，越接近1说明库存的周转率越高。,计算公式：仓库流量=(入库货量+出库货量)/(入库货量+出库货量+存货量),作业感觉指标,。,作业方法、作业环境等。,仓库可以自行定义该指标的级数，如：宽的、窄的、大的、小的、舒服的、不舒服的、整齐的、杂乱的、明亮的、暗的等。,*,2、仓容利用率评价,通道损失,=通道面积/总面积,=3/(3+1+1)=60%,1m,3m,1m,货架俯视图,*,空缺损失,空缺系数期望E（H）,（n为层数）,空缺损失= E（H）可利用库容量,= E（H）（1-通道损失）,=37.5% （1-60%）=15%,3层4列的货架,空两层,满载,空一层,空三层,*,仓容利用率,库容损失=通道损失+空缺损失=60%+15%=75%,货堆越深，通道损失越小，空缺损失越大，但总库容损失有所减少,仓容利用率R=1-库容损失=1- 75%=25%,设计库容量=实际需存储量/R,=2000/25%=8000单位（仓库面积）,*,其它指标,（非货架式）,库房面积利用率=存储物资面积/库房有效面积,*,第二节 储位分配,首先，要考虑需储存货品的数量及其储存形态；,其次，必须进行储区的分类；,最后，再进行储存空间的布置设计。,*,一、存储空间大小的计算依据,例：某物品，日均消耗量20箱，订货提前期10天，订货批量为满足45天的量，安全库存为满足5天的量。,再订货点=提前期*日均量+安全库存,=10*20+5*20=300,最大存储量=订货量+安全库存,=45*20+5*20=1000,平均存储量=1/2*订货量+安全库存,=1/2*45*20+5*20=550,*,二、储区分区分类规划,含义：指按照库存物品的性质（理化性质或使用方向）划分出类别，根据各类物品储存量的计划任务，结合各种库房、货场、起重运输设备的具体条件，确定出各库房和货场的分类储存方案。,对于大型物流中心：EIQ分析法是最佳方法（略，见下一章）,*,1分类规划的方法,（1）,按商品的种类和性能,进行分区、分类,（2）,按商品发往地区,进行分区分类,（3）,按商品的危险性质,进行分区分类,（4）,按方便作业和安全作业,进行分区分类,（5）,按不同货主的储存商品,进行分区分类,*,2,分区分类规划的原则,存放在同一货区的物品必须具有互容性,保管条件不同的物品不应混存,作业手段不同的物品不应混存,灭火措施不同的物品决不能混存,*,3、储位分配,（1）固定储位,（2）随机储位,（3）分类存放,（4）分类随机存放,*,（1）随机储位,哪有空放哪，实际操作时放在离装卸点最近的空位上。,优点：需要的空间相对较少，按平均存储量计算储位,缺点：拣货时间长,*,（2）固定储位,每一种SKU严格存储在指定位置上,实际操作：,单位时间出入库次数/储位大小,比值大的越靠近门口，同一个订单的SKU放在一起,优点：拣货方便,缺点：空间要求大，按最大存储量计算储位,*,（3）分类随机存放,SKU多时，按照每种SKU的,作业次数/空间需求,比值大小，分成3-5类。,a 每类按照固定储位设计，比值越大的类越放在出入口,b 类别内的按照随机储位分配,*,选择货位存放方式的依据,1.根据货物的尺度、货量、特性、保管要求选择货位。,2. 根据保证“先进先出”、“缓不围急”的原则选择货位。,3.根据出入库频率高低和储存期的长短选择货位。,4.根据“大不围小”、“重近轻远”的原则选择货位。,5.根据操作的便利性原则选择货位。,三、,货物存放的基本原则,*,1、流动性,帕累托定理应用：15%的货物占据了85%的周转率。流动最频繁的15%应放在行走距离最短的位置。,减少行走距离的办法：,a 增加重要货物的存储深度,b 力求总行走距离最小,*,直角距离,*,货物进出口相同，重要的物资离门口近,货物进出口不同，且收、发货量不等，收货频率/发货频率最小的、流动最频繁的靠近出口,货物进出口不同，且收、发货量不等，收货频率/发货频率最大的、流动最频繁的靠近入口,*,例1 有一个家电用品仓库，共有16个货区，分别储存8种家电。仓库有一个出入口，进出仓库的货物都要经过该口。,假设该仓库每种物品每周的存取次数如表所示，应该如何布置不同物品的储位，使总搬运量最小?,货区,出入口,通 道,*,库存物品名称,搬运次数（周）,所占库区（个）,1空 调,200,2,2电冰箱,540,3,3微波炉,520,2,4音 响,80,1,5电视机,840,4,6收音机,60,1,7厨房电器,150,1,8其 它,100,2,*,这实际上就是一个典型的仓库布置问题。显而易见，这个问题关键是寻找一种布置方案，使得总搬运量最小。这个目标函数与一般设施布置的目标函数是一致的。,这种仓库布置的情况比制造业工厂中的生产单元的布置更简单，因为全部搬运都发生在出入口和货区之间，而不存在各个货区之间的搬运。,*,这种仓库布置可分为两种不同情况：,各种物品所需货区面积相同。在这种情况下，只需把搬运次数最多的物品货区布置在靠近出入口之处，即可得到最小的总负荷数。,各种物品所需货区面积不同。需要首先计算某物品的搬运次数与所需货区数量之比，取该比值最大者靠近出入口，依次往下排列。如本例中，各种物品的该比值从大到小的排列顺序为（括号中为比值数）：3（260）、5（210）、 2（180）、7（150）、1（100）、 4（80）、6（60）、8（50）。,*,库存物品名称,搬运次数（周）,所占库区（个）,比值（排序）,1空 调,200,2,100,（5）,2电冰箱,540,3,180,（3）,3微波炉,520,2,260,（1）,4音 响,80,1,80,（6）,5电视机,840,4,210,（2）,6收音机,60,1,60,（7）,7厨房电器,150,1,150,（4）,8其 它,100,2,50,（1）,*,出入口,8,4,1,2,2,5,5,3,通 道,8,6,1,7,2,5,5,3,*,例2,*,*,2、相似性,收发货常在一起的货物应存放在一起,3、尺寸原则,重的、散装、难搬运的靠近门口,重货存在低天花板处，轻货存在高天花板处，便于堆垛,货物尺寸与储位尺寸匹配,4、特征原则,易变质、形状不规则、易损、危险、安全防盗、污染其它物品,*,5、空间利用原则,立体空间最大化 减少蜂窝损失,避免货物四周都被其它库存包围形成“死库存”,主通道应直线且直通大门,*,正确布置,不正确布置,货架与通道的接触面少,*,不正确布置,多数货物没有沿着建筑物长轴布置,不正确布置,顶端通道位于无门之墙,*,四、固定储位分配算法,模型,仓库有P个出入口，可容纳n个储位，需放m种货，第i种货需Si空间（以储位个数表示）,理想下，,若 略小于n，设第m种物品多占据剩余空间,*,设种类i从k出入口进出频率为f,ik,种类i从k出入口单位距离搬运成本c,ik,从j储位到k出入口距离d,kj,i货放在j储位上,*,求解,m种货物 出入口频次为T,1,.T,m,所需储位数为S,1,.S,m,货物编号保证 的排序,n个储位，到出入口的距离为d,1,d,n,分配原则：将货物1（即 最大）分配到d,k,最小的储位；将货物2分配到剩下储位中d,k,最小的位置上；依此类推。,*,例：40个储位，每个储位尺寸为20ft20ft。四个出入口，左边两个为货车站台，右边两个为火车站台，货物从P,1,P,2,出入库的比例为60%，P,1,P,2,使用频率相同，货物从P,3,P,4,出入库的比例为40%，P,3,P,4,使用频率相同。距离以储位矩心之间的直角距离衡量,*,库区存放三种货品,货品 空间 出入库数量/月,A 3600ft,2,750单位,B 6400ft,2,900单位,C 4000ft,2,800单位,计算货品所需储位,A,B 排序 ACB,C,*,计算各储位到出入口的距离,采用到储位到各出入口的期望值,如 d,29,=0.3120+0.3100+0.2100+0.280=102,*,*,分配,（A需9个储位，C需10个储位，B需16个储位）,A,A,A,A,A,A,A,A,A,C,C,C,C,C,C,C,C,C,C,B,B,B,B,B,B,B,B,B,B,B,B,B,B,B,B,B,*,第三节 立体仓库,一、概述,自动化立体仓库又简称高层货架仓库（简称高架仓库），一般是因为采用了几层、十几层乃至几十层的货架来储存单元货物，由于这类仓库能充分利用空间储存货物，故常形象地将其称为“立体仓库”。,20世纪50年代 美国 桥式堆垛机,60 美国 计算机控制,60中 日本 立体仓库,1982 日本 总拥有量相当于欧美总和,我国 1963 第一台1.25t桥式堆垛机,70中 郑州纺织机械厂 第一个立体仓库,1977 北京汽车制造厂 计算机控制的自动化仓库,*,二、组成及分类,1、组成,建筑物,高层货架,、,巷道堆垛机,、,出入库输送机等周边搬运设备,计算机控制系统,及,管理系统,。,巷道堆垛机,*,货架,巷道机,周边搬运系统,控制系统,功能一般包括,收货,、,存货,、,取货,和,发货,和,信息查询,等,*,2、分类,按仓库的建筑形式分，,整体式自动化仓库,（与建筑物一体）,分离式自动化仓库,。,*,10/3/2024,80,*,海尔自动化立体仓库一角,*,按照立体仓库的高度分类,低层立体仓库高度在5米以下，,中层立体仓库的高度在515米之间，,高层立体仓库的高度在15米以上。,立体仓库的建筑高度最高的可达40米，常用的立体仓库高度在725米之间。,*,按货架分,单元货格式,货架沿仓库的宽度方向分为若干排，每两排货架为一组，其间有一条巷道，供堆垛机或其他仓储机械作业,。,（使用最广，通用性较强）,*,贯通式将货架合并在一起，使同一层、同一列的货物相互贯通，形成能依次存放许多货物单元的通道，而在另一端由出库起重机取货。（提高仓库面积利用率）,*,旋转式,货格会按照指令旋转把所需物品转到拣货点 适合多品种,水平循环式,货架本身可以在水平面内沿环形路线来回运动。每组货架由数十个独立的货柜组成，用一台链式输送机将这些货柜串起来。,（适合小物品的拣选，医院货架）,垂直循环式,与水平式仓库相似，只是把水平面内的环形旋转改为垂直面内的旋转，货架本身是一台垂直提升机，提升机两个分支上都悬挂有货格。,（适合存放长的卷状货物或小件物品）,*,移动式货架,地面有轨道，可移动货架，节省通道，只适用于周转慢的，如图书馆的老书,*,重力式货架,保证先进先出,*,驶入式货架,存储深度达5-10单元，空架时只有竖立支柱，一些水平突出用于支承托盘，一般只允许二三层高度,后进先出，只适合于少品种大批量，保质期长,*,按作业方式分,单元式货物先放在托盘或集装箱内，再装入单元货架的货格中。货物出入库单元一致，不会拆散拣选,拣选式出入库被拆散拣选，它的分拣结构是这种仓库的核心组成部分，,堆垛机上设司机室,，,由司机从货物单元中拣选一部分货物出库，,有巷道内（人至货前拣选，多数货架适应）和巷道外（货值人前拣选，旋转式货架）两种方式。,*,按支承方式分类,地面支承型,（支承在地面轨道上，用下部车轮支承和驱动）,悬挂型（,支承在屋架轨道上，驱动在上部）,货架支承型（,支承在货架轨道上，驱动在上部,）,按作业方式分类,单元型,以整个货物单元出、入库；起重机载货台须备有叉取货物的装置；适用于整个货物单元出入库的作业，或者“货到人”的拣选作业。,拣选型,堆垛机上设司机室，由司机从货物单元中拣选一部分货物出库；载货台上可以不设叉取装置，直接由司机手工操作取货；适用于“人到货”的拣选作业。,*,3、,巷道机,巷道机只能在巷道内进行存取作业,巷道式堆垛机一般由机架、运行机构、升降机构、司机室、货叉伸缩机构、电气控制设备等组成。,*,巷道式堆垛机的分类,按用途分：单元型、拣选型、单元-拣选型三种。,按控制方式分：手动、半自动和全自动三种。,按照金属结构的形式可分：单立柱和双立柱两种。,按应用巷道数量分：直道型、转弯型和转轨型三种。,*,巷道式单立柱堆垛机,双立柱巷道堆垛机,*,高架叉车,（1）托盘单元型：由货叉进行托盘货物的堆垛作业。,司机室地面固定型，起升高度较低，因而视线较差。,司机室和货叉一同升降，视野好。,*,（2）拣选型：,无轨堆垛机，无货叉作业机构，司机室随作业货叉升降，由司机向两侧高层货架内的物料进行拣选作业。起升高度较高、视线好。,*,4、,周边搬运系统,货物出入库需通过周围的配套搬运机械设施。,周边搬运系统包括搬运输送设备、自动导向车、机器人、叉车、台车、托盘等。其作用是配合巷道式堆垛机完成货物运输、搬运、分拣等作业，还可以临时取代其他主要搬运系统，使自动存取系统维持工作，完成货物出入库作业。,*,穿梭车(RGV Rail Guide Vehicle),沿固定轨道行走的输送设备,（1）单轨往复穿梭车,（2）双轨往复穿梭车,*,自动导引搬运车（AGV）,无轨，装备有电磁或光学等自动导引装置，能够沿规定的导引路径行驶，,*,辊筒式输送机,无动力式：呈一定坡度，使货物靠自身重力从高端移动到低端；,动力式：由一系列排列整齐的具有一定间隔的辊子组成；3-4个辊子同时支撑一件货物。,*,链式输送机,（1）装载式链条输送机,（2）平顶式板链输送机,（3）悬挂链输送机,（4）链式提升机,*,自动分拣系统,链条带动式辊柱分拣机,1辊柱式分拣机,2链条,3辊柱式输送机,4货物,作业时，货物由辊柱式输送机带动，当货物到达分拣位置时，链条带动辊柱式分拣机将货物托至辊柱式输送机，完成分拣。,*,落入式分拣机,货物从主输送线运动到分拣位置时，机构突然抬起来，物品靠自重落入分流线的滑槽中。,*,滑块式辊柱分拣机,在输送机的滑道上装有可沿杆长方向滑动的滑块，滑块的驱动力一般是电磁力，若干个移动的滑块引导货物由主输送机进入分流输送机。棍柱式分拣机分拣系统能够迅速、安全、轻柔、准确地分选各类物品，可以根据重量、体积、形状等进行分选，从整个工厂的流水线到配送中心(采用滑块式分类机构)。,*,大托盘高速分拣机,用于包裹和印刷品分拣。,*,三、单元式立体仓库设计,1、工况分析和方案选择,1）需求分析（PQRST，ABC分类，物料特性）。,2）确定货物单元形式及规格(SKU)。,3）作业方式及机械设备选择。,单元型还是拣选型。是否要拣选？（拣选设备、输送设备）,*,2、,模型建立及总体布置,模型的建立,主要是根据单元货物规格,确定货架的整体尺寸和仓库内部的布置。,1）确定货位尺寸和仓库总体尺寸。,2）确定仓库的整体布置。,*,立体仓库的总体布置,平面物流布置,同端出入式,贯通式,旁流式,1.,同端出入式,2.贯通式,生产车间,3.旁流式,*,高架区的布置,直线轨道方式,U,型轨道方式,转轨车方式,*,3）根据每排货架的列数C及货格横向尺寸可确定货架总长度L。,方式一：静态法,每排货架在水平方向的列数C：,C=N/(2AS),其中：N 库存量（货物单元）,A 巷道数 （两排货架为一巷道）,S 货架的层数,1列,C列,货架长度L=CX货架横向尺寸,巷道1,巷道2,巷道3,巷道A,2列,*,方式二：,动态法,根据出入库频率、堆垛机速度,已知：库容量要达到Q，出入库频率P,0,，货架最高为H（即折算出层数N,H,），堆垛机速度为V，假定每巷道配一台堆垛机。,求：满足P,0,的最小巷道数N,B,（货架对数，也即堆垛机台数）,方法：在给定v下，试定一较小的N,B,，若满足不了P,0,，则增大N,B,直至满足出库速度P,0,。,巷道1,巷道2,巷道3,巷道N,B,2,1,N,L,*,算法：,给定N,B,初始值（如=1），货架列数N,L,=,根据N,H,N,L,v，计算每台堆垛机的平均作业周期t,m,（s）,方法见后,计算出入库频率P=N,B,3600/t,m,（按小时计算）,若PP0,则NB=NB+1，返回,若PP0，停止,一台堆垛机每小时的出入库次数,*,4）根据作业频率的要求确定堆垛机的数量和工作形式。,（堆垛机）作业存取周期：,高架仓库中货物存取周期，即堆垛机完成一项作业后，再回到原地所需要的时间。,（1）高架仓库的作业方式,1）单一作业方式,单入库,堆垛机从巷道口入库台，取一个单元货物送到选定的货位，然后返回巷道口的出入库台。,单出库,堆垛机从巷道口出发到某一指定的货位取一个单元货物送到出入库台。,2）复合作业方式,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，再回到出入库台出库。,*,堆垛机的作业方式,*,（2）堆垛机作业周期计算参数,当两机构运行时间相等，有：,定义货架参数w:,堆垛机作业周期计算参数,*,等时线：在该线位置的各货位作业时间相等，即t,x,t,z,。,等时线,与w,1，则由纵向时间决定,*,（3）单一作业下堆垛机作业周期：,堆垛机行走和载荷台的升降时间外，还应考虑货叉的升缩作业时间以及货叉与托盘对位所需要的微动时间。,货叉伸缩的作业时间,包括货叉伸出时间和货叉缩回时间。,在单一作业时，货叉伸、缩各一次；,在复合作业时，货叉要伸、缩各两次。,单一作业时的一次作业时间,巷道中行走时间,货叉伸缩,时间,货叉对位、获取控制信号、查询,时间,*,平均单一作业周期计算方式（1）：,仓库货格数m=层数列数,到第i个货格的最大行走时间,假定随机储位，平均单一作业周期,一个巷道两排货架,*,平均单一作业周期计算方式（2）：经验公式,（假定各货位存取概率同）,*,（4）复合作业下堆垛机作业周期：,复合作业时的一次作业时间,平均复合作业周期计算方式（1）,概率,*,平均复合作业周期计算方式（2）：经验公式,*,（5）计算平均作业周期的方法,1）总体平均法,假设,80%,的作业是复合作业方式，,20%,是单作业方式。,摒弃运行距离特别近和特别远的两种极端情况，取货架长度和高度的,20%,80%,之间的范围作为经常运行的范围。,取四个复合作业和一个单作业为一组进行验算,。,*,图28 计算平均作业周期的路线图,是单作业,是复合作业,*,分别计算各次作业周期,按下式计算一次入库或出库的平均作业周期,T,（,s,）：,*,5）确定高层货架区和作业区的衔接方式，其它配套的设备（输送机、运输小车、叉车）选择。,出入库输送系统,特点：,结构简单,效率低，投资小；,适用于手动或者单机自动的立体库内。,叉车,1.叉车出入库台方式,配置：,叉车 +出入库台,*,出入库输送系统,特点：,连续输送,自动控制和检测,投资中等,转向装置,出货输送机,进货输送机,进货输送机,2.连续输送机方式图,配置：,巷内输送机+进/出货输送机+辊子升降台/辊子回转台,*,出入库输送系统,AGV,小车,巷内,输送机,特点：,柔韧性好,自动控制和管理,投资最大,3.AGV方式图,配置：,AGV+巷内输送机,*,巷内输送机,有轨小车,出货输送机,进货输送机,配置：,有轨小车+,巷内输送机+,进出货输送机/出入库台,特点：,柔韧性好,自动控制和管理,投资中等,出入库输送系统,4.有轨小车+输送机方式,*,一般情况下，AS/RS的总体布置形式如表所示。,6）按照仓库作业的特点选择出入口的位置。,*,出入库能力计算,即每小时平均入库或出库货物单元数,纯单一作业方式,纯复合作业方式,混合作业方式,仓库出入库能力 nP,n个巷道（堆垛机）,7）确定工艺流程，并核算仓库工作能力,。,（,1,）立体仓库的存取模式：单作业模式和复合作业模式。,（,2,）出、入库作业周期的核算。,*,第四节 仓储机械设备配置,一、仓储机械设备能力Qc,第i种设备的数量,第i种设备承担的物流量（t/年）,*,Qe 额定载重量（t）, 起载系数（平均一次搬运重量/Qe）,0.3-1.0 可查表,n,h,单位时间平均搬运次数（l/h）0.2-10.0,由运行距离、速度、辅助时间决定，即作业周期倒数，可查表, 时间利用系数 设备年平均工作小时/t,0.3-0.9,可查表,t 年日历工作小时（h）,一班制 t= 7*280=1960h/年,两班制 t=14*280=3920h/年,*,二、配置系数,K 0.7 机械化程度高,0.5-0.7 中,0.5 低,年总仓储物流量,*,例 某厂欲建5座综合性仓库，每库房面积60*15=900m,2,，每库年吞吐量1.9万吨，无二次搬运。货物单件最大重量5t，要求机械设备配置系数K=95%。,Qe v, n,h, t,方案一 桥式起重机 5t 70m/min 0.45 6 0.7 1960,方案二 叉车 5t 15m/min 0.45 4 0.65 1960,计算Q,ci,i=1 起重机 i=2 叉车,单库房 Qc=KQt=95%*1.9,*,单库房台数,Z,1,=Qc/Qc,1,=,KQt,/Qc,1,=0.96台1台,Z,2,=Qc/Qc,2,=,KQt,/Qc,2,=1.6台 库房间可调用,方案一 15=5台起重机,方案二 1.65=8台叉车,*,现采取方案二，8台叉车。若全用5t叉车，但货不全都是5t重，不一定合算。计算5库房总机械作业量=5KQt=595%1.9=9.025万吨。若叉车有四种型号：,Qe,5t 0.7,3t 0.8,2t 0.8,1t 0.7 各需要多少台？,其中一组合方案 2台 3台 2台 1台,=9. 22万吨 符合要求,*,