自動化立體倉庫出入庫能力及堆垛機節(jié)拍

1、自動化立體倉庫出入庫能力和堆垛機節(jié)拍一、平托盤尺寸規(guī)格及材料自動化立體倉庫一般都采用托盤式貨架，平托盤作為裝載工具在搬運、保管、運輸和包裝的各個環(huán)節(jié)中都處于中心位置，直接影響著倉庫的規(guī)劃和儲存效率。托盤標準化是物流標準化的基礎，是物流系統(tǒng)協調化的關鍵，是實現搬運機械、包裝/運輸作業(yè)通用化、統(tǒng)一性的前提。目前歐洲托盤的標準為1200x800mm,是基于通用卡車運輸的尺寸優(yōu)化；美國托盤的標準尺寸為1200x1000mm,及所謂的工業(yè)托盤，工業(yè)應用中經常采用；日本托盤的標準尺寸為1100x1100mm,基吁二集裝箱的尺寸優(yōu)化。中國托盤規(guī)格較為混亂，但隨著物流業(yè)機械化和自動化的要求，標準規(guī)格也逐漸確定

2、，標準規(guī)格尺寸如表1所示，表中表示常用托盤尺寸。托盤高度一般為100150mm，單面取140mm,雙面取150mm,托盤載重量有50kg,1000kg,1500kg和2000kg四個級別表1平托盤標準規(guī)格單位：mm寬度（W）長度（L）高度（H）寬度（W）長度（L）高度（H）80011001200800120010009001100110010001000140012001300100013001100110080015009001400110011001200120014401130130015001300140011301440托盤材料有木材、金屬和塑料三大類，目前我國木材托盤應用最廣，但反

3、復使用后易變形、破損，壽命不長；金屬托盤中鋼制托盤應用最廣，特別適用于貨物重量大的場合；塑料托盤因其質輕、美觀、強度高、耐腐蝕、可回收等優(yōu)點廣泛應用于食品、醫(yī)藥、汽車、煙草、化工等領域。三種托盤只是材料不同，主要標準規(guī)格尺寸都相同。貨態(tài)尺寸計算及碼垛方式把包裝的物品堆積在托盤上便成為裝載單元，裝載單元的貨態(tài)是自動化立體倉庫貨格所，如圖4所示。圖4貨態(tài)尺寸計算示意圖能儲存貨物的最大尺寸，貨態(tài)尺寸的計算是通過包裝箱或者包裝袋的規(guī)定尺寸及選取的碼垛方式，或由儲存貨物的外形尺寸計算得出（包括托盤尺寸）裝載托盤上的貨物總尺寸一般與托盤尺寸相同，或者比托盤略小一些，非常特殊時也可以比托盤略大。常用裝載的方

4、式有：完全緊密型、中空型、周空型、不規(guī)則型，裝載形式如圖5所示，裝載方法的優(yōu)劣在于托盤空間利用率、物品安全可靠、破損最少，其中破損最少是最重要因素。圖5托盤裝載圖碼垛針對箱裝或者袋裝的物品，根據包裝、尺寸、重量及數量，將貨物按一定規(guī)律碼成各種形狀的貨垛?；疽笫牵汉侠?、牢固、定量、整齊、節(jié)約、方便。碼垛方法包括：對縫堆積法、交錯堆積法、砌磚堆積法、中空堆積法和外分堆積法。a對縫堆積法;c砌磚堆積法b交錯堆積法;d中空堆積法;e外分堆積法偶數層圖6碼垛方法示意圖三、單元貨格尺寸確定貨格是倉庫貨架內儲存貨物的單位空間，每個貨格可有一個或者多個貨位，貨物單元尺寸確定好之后，就可確定貨格尺寸，貨格尺

5、寸取決于貨物單元四周留有的間隙和貨架構件有關尺寸，在立體倉庫設計中，恰當的確定貨格尺寸是一項很重要的設計項目，直接影響倉庫面積及空間利用率，也關系到存取工作的順利進行。下面圖7就最常見的橫梁式貨架與牛腿式貨架介紹單元貨格尺寸的確定，各間隙的符號及名稱見表c）牛腿式貨架載貨示意圖圖7貨架載貨示意圖表2貨格、貨位與貨物間的尺寸代號及名稱代號名稱代號名稱?貨格長度?貨格有效寬度?貨物長度?前面間隙?貨格有效長度?后面間隙?側向間隙?1貨物高度?支撐貨物的寬度?2單元貨物上部垂直間隙?貨物見水平間隙?3層（Wj?貨格寬度?4單元貨物下部垂直間隙?貨物寬度1、側向間隙選擇側向間隙？、？、？的確定，主要考

6、慮以下各項誤差：(1) 來自堆垛機的誤差：堆垛機停車和反復定位的誤差、堆垛機立柱垂直度誤差、堆垛機運行地軌的不平度誤差。(2) 來自貨架的誤差：貨架立柱的垂直度誤差、貨架在片在作用下的變形誤差。(3) 來自貨箱的誤差：貨箱尺寸誤差、貨箱最初停在貨道口的位置偏差。側向間隙？?取值一般在50100mm范圍內，對于高度在5m以下的低層貨架、低速堆垛機，?不大于50mm；高度在5m12m的中層貨架、中高速堆垛機，?不大于75mm；高度在12m以上的高層貨架、高速堆垛機，?不大于100mm。對于橫梁式貨架要求？?;對于牛腿式貨架要求？?。2、垂直間隙選擇垂直間隙？2、？4的確定，主要考慮以下因素：在確定

7、？2時，第一要考慮貨叉的微升降行程，第二，要考慮以下幾周誤差的累積：起升機構的停準誤差、貨叉微升降的定位誤差、貨物高度誤差、任址誤差、貨架托梁(或橫梁)的高度誤差。第三，要考慮貨叉伸出時在貨物作用下的下撓量。最后，再加一個安全裕度。貨格高度主要取決于單元貨物上部垂直間隙和下部垂直間隙的尺寸，上部間隙？2應保證貨叉叉取貨物過程中微起升時不與上部構件發(fā)生干涉，一般？2(貨叉上浮行程+各種誤差)；下部間隙？4應保證貨叉能自由進出貨架貨位存取貨物，一般?4(貨叉厚度+貨叉下浮行程+各種誤差)。3、寬度間隙選擇（？、？?）前面間隙？?的選擇應根據實際情況而定，對牛腿式貨架，應使其盡量?。粚M梁式貨架，應

8、保證貨物不因各種誤差掉下橫梁。后面間隙？?應以保證貨叉作業(yè)時不與后面拉桿發(fā)生干涉為前提。四、自動化倉庫最佳尺寸選擇自動化倉庫的高度直接影響倉庫的占地面積、長度、寬度、起重機運輸機械的裝載效率及其技術經濟指標的確定。影響貨架高度選擇的因素是：貨物吞吐量和貨物周轉期（儲存期），以及訂貨發(fā)送時的配套方式。德國專家認為貨架的最佳高度在15m21m之間，美國克拉克公司認為貨架高度在20左右單位費用最低。許多國家研究成果表明，自動化倉庫的最佳高度取決于容量：讓容量在10004000t時，高度在12.6m,讓容量在6000t以上時，高度為16.2m。由此可見：各國對貨架最佳高度意見是相對一致的：即在1520

9、m之間。但隨著建設倉庫土地的緊缺和倉庫儲量需求的增大，自動化立體倉庫的高度不斷增大，很多大型立體倉庫高度已經達到30m50m,特別在日本、德國等工業(yè)發(fā)達國家，人口多，土地少，自動化程度高，50m以上的自動化倉庫的數量也呈激增態(tài)勢。貨架的最大長度取決于一臺堆垛機在一條通道內服務的貨位數目，大多數專家認為一臺堆垛機行上、下貨的最佳長度在80120m為宜，為保持H/L=?/?勻衡，推薦采用下列貨架高度和長度的比值：H-=（1/61/4）五、堆垛機出/入庫能力計算堆垛機的工作循環(huán)時間是通過求解堆垛機從入庫工作臺開始到達全部貨位時間的平均值計算得到的。堆垛機的循環(huán)時間有平均單循環(huán)時間和平均復合循環(huán)時間。

10、平均單循環(huán)時間計算公式如下：不?=1?=1?X2T?=?乂?+2?+?式中：T?平均單循環(huán)時間（s）;j貨架列數1m;k貨架層數1n;?堆垛機單邊運行到某貨位的時間（s）費L貨叉取貨時間（s）,即在出/入庫工作臺或在貨位處貨物移動的時間;%一浪費時間（s）圖1單循環(huán)圖平均復合循環(huán)時間計算公式如下：di?=i隔?X2T?=+?+?+4?+?X?式中：T?平均復合循環(huán)時間（s）;?於一存取貨貨位之間移動時間（s）,存取貨貨位是隨機決定的，中間取貨平均時間隨貨位不同而不同，但均小于不?=1不?=1?近似計算可按堆垛機單邊運行到某貨位的平均時間計算，由此公式變?yōu)椋篍?=iE?=i?X3_T?=+?+4

11、?+?X?出/入庫工作臺之間的位移時間（s）,只有出/入庫工作臺不在同一位置時才會有。區(qū)入庫貨拉/V,出庫貨位一-區(qū)11一出/入庫一個工作臺；2一出/入庫工作臺分開；3一出/入庫工作臺在不同層上圖2復合循環(huán)圖堆垛機基本出/入庫能力：即每小時入庫和出庫的裝載單元數。平均單循環(huán)時間的基本出/入庫能力：?=3600/T?平均復合循環(huán)時間的基本出/入庫能力：?=3600/T?X2堆垛機實際循環(huán)時間測試：測量從出/入口工作臺到如圖所示3個位置的單循環(huán)時間,6%。取5次測量的平均值，即為堆垛機的單循環(huán)時間，測量值和計算值的誤差規(guī)定小于圖3堆垛機單循環(huán)測試位置六、貨架總體尺寸確定貨架總體尺寸是指貨架長、寬、

12、高等尺寸，不同的客戶要求可能需要不同的規(guī)劃方法，下面介紹兩種確定貨架尺寸的基本方法。6.1靜態(tài)法確定貨架尺寸靜態(tài)法是根據倉庫的最大規(guī)劃量來確定貨架的尺寸，即在已知倉庫規(guī)劃好的貨架擺放位置長、寬、高的前提下，盡可能的使貨位布滿倉庫。當單位貨格尺寸確定后，貨架的總體尺寸與貨架的排數、列數、層數和巷道寬度有如下關系：貨架長度L貨=貨格長度？X貨格列數m+立柱片寬度貨架寬度B貨=（貨格寬度b0X2+巷道寬度+相鄰兩排貨架間距）X排數p?-1高度H貨=H0+二?+?r?=1其中：巷道寬度=堆垛機最大外形寬度+（150200）mm;H0為第一層貨架的高度，有堆垛機的高度決定；?k=1,2,-n-1）為貨架

13、的中間各層高度；?為第n層貨架（頂層貨架）高度。6.2動態(tài)法確定貨架尺寸動態(tài)法確定貨架尺寸，就是根據所要求的貨位總數Q、出入庫頻率以及所選堆垛機速度參數來確定貨架的總尺寸。以直線導軌，每個巷道配備一臺堆垛機為例，已知總貨位數Q,出入庫能力？丸貨架最大高度H（或者貨架層數n）,貨格尺寸和堆垛機速度參數，描述動態(tài)法確定貨架尺寸的過程，確定貨架的最佳布置和尺寸：在總貨位和貨架層數確定的前提下，最佳布置就是在能滿足出入庫頻率要求的最少的巷道數，這時配備的堆垛機數量最少，相應的投資最小，具體步驟為：1 .假定巷道數S=1,則貨架列數可求：m=?2?2 .根據層數n,列數m,貨格尺寸以及堆垛機的速度參數，計算每臺堆垛機平均作用周期F3 .計算整個倉庫的出入庫能力？?=?X3600/T?4,比較？?和？?），如果？?!為止，此時的巷道數為最佳巷道數。貨架的總體尺寸及布置確定后，再考慮理貨區(qū)尺寸、庫頂間隙、貨架間及貨架與建筑物的安全距離等，即可確定倉庫的總體尺寸。當然，貨架及倉庫總體的設計還受，用地、空間、投資、自動化程度的影響，故需要根據實際情況及經驗綜合考慮，不斷修改完善才能得到完美方案。七、總結根據以上分析，倉庫的出入庫能力、堆垛機節(jié)拍計算與倉庫的貨格、規(guī)劃、空間及投資密不可分，設計規(guī)劃自動化倉庫時，應考慮到各方面的因素，計算分析應