自動化立體倉庫和作業(yè)過程研究

1、自動化立體倉庫和作業(yè)過程研究通過學(xué)習(xí)本章的內(nèi)容，應(yīng)該：1.了解自動化倉庫的構(gòu)成2.了解自動化倉庫的作業(yè)過程3.了解出、入庫流量驗(yàn)算與堆垛機(jī)的存取作業(yè)周期本章目標(biāo)1.1 基本概念倉庫(warehouse)是保管、儲存物品的建筑物和場所的總稱。自動化倉庫（automatic warehouse）是由電子計(jì)算機(jī)進(jìn)行管理和控制的，不需要人工搬運(yùn)而實(shí)現(xiàn)收發(fā)作業(yè)的倉庫。立體倉庫 （stereoscopic warehouse）是指采用高層貨架配以貨箱或托盤儲存貨物，用巷道堆垛起重機(jī)及其它機(jī)械進(jìn)行作業(yè)的倉庫。自動化立體倉庫是自動化倉庫與立體倉庫的有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)倉儲過程自動化的自動倉儲系統(tǒng)。1 自動化立體倉庫

2、概述1.1 基本概念 自動化立體倉庫： 又稱自動存儲取貨系統(tǒng) automated storage & retrieval system (AS/RS) 借助機(jī)械設(shè)施與計(jì)算機(jī)管理控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)存入和取出物料的系統(tǒng)。（2007國家標(biāo)準(zhǔn)）高層貨架，巷道堆垛機(jī)、自動分揀系統(tǒng)、出入庫自動輸送系統(tǒng)、周邊設(shè)施設(shè)備等控制系統(tǒng)+上位管理系統(tǒng)1.2 自動化立體倉庫的發(fā)展?fàn)顩r1.2.1 國外發(fā)展情況 美國于1959年開發(fā)了世界上第一座自動化立體倉庫，并在1963年率先使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動化立體倉庫的控制管理。 70后代以來，發(fā)達(dá)國家大力推廣商品物流自動化、高速化、信息化，在各大城市紛紛建立了大型自動化立體倉庫。 進(jìn)入8

3、0年代，自動化立體倉庫在世界各國發(fā)展迅速，使用范圍幾乎涉及所有行業(yè)。先進(jìn)的技術(shù)手段在自動化倉庫中得以應(yīng)用：實(shí)現(xiàn)了信息自動采集、物品自動分揀、自動輸送、自動存取，庫存控制實(shí)現(xiàn)了智能化，自動導(dǎo)引車得到廣泛應(yīng)用，大大提高了倉儲作業(yè)效率。 一座大型自動化立體倉庫每小時可完成500-800次出入庫作業(yè)。1.2.2 我國自動化立體倉庫的發(fā)展概況相對國外發(fā)達(dá)國家而言，我國的自動化倉庫的發(fā)展起步較晚，自1974年在鄭州紡織機(jī)械廠建成我國第一座自動化立體倉庫以來，我國自動化倉庫領(lǐng)域的發(fā)展速度比較緩慢。到目前為止，我國已經(jīng)建成自動化倉庫有600座以上 。我國的自動化倉庫大部分是簡易的中低層小型分離式倉庫。貨架只有

4、單元貨架和重力貨架兩種。作業(yè)方式幾乎都是巷道堆垛機(jī)配以小車、叉車或輸送機(jī)等周邊設(shè)備。這些倉庫主要分布在機(jī)械制造業(yè)，乳制品業(yè)、煙草業(yè)、電器業(yè)、醫(yī)藥業(yè)。自動倉庫的發(fā)展過程 按自動化的程度分為五個階段:人工倉儲階段、機(jī)械化倉儲階段、自動化倉儲階段、集成自動化倉儲階段和智能自動化倉儲階段。1) 人工倉儲階段 在這一階段，倉儲過程各環(huán)節(jié)的作業(yè)（包括物品的輸送、存儲、管理和控制等）主要靠人工來完成。這一階段的優(yōu)點(diǎn)是可以面對面地接觸倉儲全過程，初期的設(shè)施設(shè)備投資少。2) 機(jī)械化倉儲階段這一階段的作業(yè)特點(diǎn)是作業(yè)人員通過操縱機(jī)械設(shè)備來實(shí)現(xiàn)物品的裝卸搬運(yùn)和儲存等作業(yè)活動。如通過傳送帶、工業(yè)搬運(yùn)車輛、堆垛機(jī)等來移動

5、和搬運(yùn)物料，采用各種貨架、托盤等來存儲物料。機(jī)械化程度的提高大大提高了勞動生產(chǎn)率，提高了裝卸搬運(yùn)的工作質(zhì)量，改善了作業(yè)人員的勞動條件，且由于采用了貨架來儲存貨物，避免了貨品之間的相互擠壓，改善了貨品的儲存保管條件，另外，使儲存空間向立體方向發(fā)展，大大提高了存儲空間的利用率。這一階段倉儲機(jī)械設(shè)備需要投入大量的資金，且必須投入一定的費(fèi)用來科學(xué)地管理和維護(hù)這些機(jī)械設(shè)備，以保證設(shè)備的合理使用。3)自動化倉儲階段50年代末和60年代，相繼研制和采用了自動導(dǎo)引小車（AGV）、自動貨架、自動存取機(jī)器人、自動識別和自動分揀等系統(tǒng)。70年代和80年代，旋轉(zhuǎn)體式貨架、移動式貨架、巷道式堆垛機(jī)和其它搬運(yùn)設(shè)備都加入了

6、自動控制的行列。但這時只是各個設(shè)備的局部自動化，各自獨(dú)立應(yīng)用，被稱為“自動化孤島”。3)自動化倉儲階段隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，工作重點(diǎn)轉(zhuǎn)向物資的控制和管理，要求計(jì)算機(jī)之間、數(shù)據(jù)采集點(diǎn)之間、機(jī)械設(shè)備的控制器之間以及它們與主計(jì)算機(jī)之間的通信，及時地匯總、共享信息，實(shí)現(xiàn)實(shí)時、協(xié)調(diào)和一體化：倉庫計(jì)算機(jī)及時地記錄訂貨和到貨時間，顯示庫存量；計(jì)劃人員可以方便地作出供貨決策，他們知道正在生產(chǎn)什么、訂什么貨、什么時間發(fā)什么貨；管理人員隨時掌握貨源及需求。信息技術(shù)的集成與綜合應(yīng)用已成為倉儲技術(shù)的重要支柱。 4) 集成自動化倉儲階段將倉儲過程各環(huán)節(jié)的作業(yè)系統(tǒng)集成為一個有機(jī)結(jié)合的綜合系統(tǒng)，稱為倉儲管理系統(tǒng)（WMS），

7、在倉儲管理系統(tǒng)的統(tǒng)一控制指揮下，各子系統(tǒng)密切配合，有機(jī)協(xié)作，使整個倉儲系統(tǒng)的總體效益大大超過了各子系統(tǒng)獨(dú)立工作的效益總和。在這一階段，貨品的倉儲過程幾乎可以不需要人的參與，完全實(shí)現(xiàn)倉儲的自動化。5)智能自動化倉儲階段人工智能技術(shù)的發(fā)展推動了自動化倉儲技術(shù)向智能化方向發(fā)展。在這一階段，系統(tǒng)可以完全自動的運(yùn)行，并根據(jù)實(shí)際運(yùn)行情況，自動地向人們提供許多有價值的參考信息：如對市場前景作出科學(xué)的預(yù)測；根據(jù)貨品的需求情況對倉儲資源的有效利用提出合理化的建議；對系統(tǒng)運(yùn)行的效果提供科學(xué)的評價；根據(jù)多個客戶的地理位置，提供最優(yōu)化的運(yùn)輸路線等?？傊壳爸悄芑瘋}儲技術(shù)階段還處于初級發(fā)展階段，在這一技術(shù)領(lǐng)域還有大量

8、的工作需要人們?nèi)プ?，具有廣闊的發(fā)展空間。知識表示、自動推理和搜索方法、機(jī)器學(xué)習(xí)和知識獲取、知識處理系統(tǒng)、自然語言理解、計(jì)算機(jī)視覺、智能機(jī)器人RFID、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)1.3 自動化立體倉庫的特點(diǎn)1.3.1 優(yōu)點(diǎn)1)大大提高了倉庫的單位面積利用率；2)提高了勞動生產(chǎn)率，降低了勞動強(qiáng)度;3)減少了貨物處理和信息處理過程的差錯;4)合理有效地進(jìn)行庫存控制;5)能較好地滿足特殊倉儲環(huán)境的需要;6)提高了作業(yè)質(zhì)量，保證貨品在整個倉儲過程的安全運(yùn)行;7)便于實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的整體優(yōu)化.1.3.2 實(shí)施難點(diǎn)1) 結(jié)構(gòu)復(fù)雜，配套設(shè)備多，需要的基建和設(shè)備投資很大；2) 貨架安裝精度要求高，施工比較困難，而且施工周期長；3)

9、由于不同類型的貨架僅適合于不同的儲存物品，儲存貨品的品種受到一定的限制，因此，自動化倉庫一旦建成，系統(tǒng)的更新改造比較困難。1.4 自動化倉庫的適用條件1) 貨品的出入庫頻率較大，且貨物流動比較穩(wěn)定2) 需要有較大的資金投入3) 需要配備一支高素質(zhì)的專業(yè)技術(shù)隊(duì)伍4) 對貨品包裝要求嚴(yán)格5) 倉庫的建筑地面應(yīng)有足夠的承載能力1.5 自動化倉庫一般功能1) 收貨 載貨車輛站臺、站臺收發(fā)設(shè)施（升降橋）、稱重計(jì)量設(shè)備等2) 存貨 輸送設(shè)施、 移載小車、載貨平臺、堆垛機(jī)、高層貨架（由管理控制系統(tǒng)協(xié)調(diào)系統(tǒng)）3) 取貨 堆垛機(jī)、輸送設(shè)施、載貨平臺、移載小車、分揀設(shè)施4) 發(fā)貨 包裝設(shè)施、叉車、站臺收發(fā)設(shè)施（升

10、降橋）、稱重計(jì)量設(shè)備等5) 信息查詢 庫存信息、貨位信息、作業(yè)信息等1.6 自動化立體倉庫的類型1.6.1 按照高層貨架與建筑物之間的關(guān)系1）整體式 貨架除了儲存貨物以外，還作為庫房建筑物的支撐結(jié)構(gòu)，是庫房建筑的一個組成部分，即貨架與建筑物形成一個整體。這種形式的倉庫建筑費(fèi)用低，抗震等級高，尤其適用于15米以上的大型自動倉庫。2）分離式 貨架與建筑物相互獨(dú)立。適用于車間倉庫、舊庫技術(shù)改造和中小型自動倉庫。1) 單元貨格式自動化倉庫這種類型在立體倉庫中應(yīng)用最為廣泛，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是貨架沿倉庫寬度分為若干排，每兩排貨架為一組，各組貨架之間留有堆垛機(jī)進(jìn)行存取作業(yè)需要的巷道；沿倉庫長度方向分為許多列；沿高

11、度方向分為若干層，因而整個貨架形成了儲存貨物的大量貨格，貨格的開口面向巷道。 1.6.2 按貨架的結(jié)構(gòu)形式立體貨架斷面示意圖1.6.2 按貨架的結(jié)構(gòu)形式1) 單元貨格式自動化倉庫單元貨格式自動化倉庫結(jié)構(gòu)示意圖貫通式貨架是在單元格式貨架的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，它是為了提高倉庫的面積利用率，將貨架合并在一 起，使同一層、同一列的貨物相互貫通，形成能依次存放多個貨物單元的通道。根據(jù)貨物單元在通道內(nèi)移動方式的不同，貫通式貨架又可進(jìn)一步分為重力式貨架和梭式小車式貨架兩種類型。2) 貫通式自動化立體倉庫(重力式/梭式小車式)重力貨架式自動倉庫，存貨通道具有一定的坡度。裝入通道的貨物單元能夠在自重作用下，自動地

12、從入庫端向出庫端移動，當(dāng)貨物到達(dá)通道的出庫端或者碰上已有的貨物單元時停住。當(dāng)位于通道出庫端的第一個貨物單元被取走之后，位于它后面的各個貨物單元便在重力的作用下依次向出庫端移動。由于在重力式貨架中，每個單位存貨通道只能存放同一種貨物，所以這種類型的倉庫適用于品種較少而數(shù)量較多的貨物存儲。2) 貫通式自動化立體倉庫(重力式/梭式小車式)梭式小車式貨架，它是在重力貨架的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的另一種結(jié)構(gòu)形式。它由梭式小車在存貨通道內(nèi)往返穿梭，進(jìn)行貨物的搬運(yùn)。需要入庫的貨物送到存貨通道的入庫端，然后，由位于這個通道內(nèi)的梭式小車將貨物運(yùn)送到出庫端或者依次排在已有貨物單元的后面。出庫時，由出庫起重機(jī)從存貨通道的出

13、庫端叉取貨物。梭式小車則不停地按順序?qū)⒇浳镆灰话徇\(yùn)到出庫端，梭式小車也可以從一通道移動另一通道進(jìn)行工作。2) 貫通式自動化立體倉庫(重力式/梭式小車式)2) 貫通式自動化立體倉庫(重力式/梭式小車式)重力貨架式自動倉庫結(jié)構(gòu)組成示意圖梭式小車式貨架結(jié)構(gòu)示意圖3) 移動貨架式自動化倉庫4) 旋轉(zhuǎn)式自動化立體倉庫水平旋轉(zhuǎn)式貨架倉庫結(jié)構(gòu)示意圖貨架可以在水平面內(nèi)沿環(huán)線來回運(yùn)行2 自動化立體倉庫的總體構(gòu)成土建工程及輔助設(shè)施 自動輸送系統(tǒng)自動存取系統(tǒng) 自動分揀系統(tǒng) 自動監(jiān)控系統(tǒng)倉儲管理信息系統(tǒng)自動化立體倉庫 自動化立體倉庫主要由土建工程輔助設(shè)施系統(tǒng)、機(jī)械系統(tǒng)和控制管理系統(tǒng)三部分組成，其中機(jī)械部分包括貨物儲存

14、系統(tǒng)、貨物存取和傳送系統(tǒng)1）貨物傳送和存取系統(tǒng)。貨物傳送和存取系統(tǒng)由有軌或無軌堆垛機(jī)、出入庫輸送機(jī)、裝卸機(jī)械組成。2）貨物儲存系統(tǒng)。貨物儲存系統(tǒng)由立體貨架的貨格（托盤或貨箱）組成。貨架的結(jié)構(gòu)形式可分為分離式、整體式和柜式三種，按其高度分為高層貨架（12m以上）、中層貨架（512m）、低層貨架（5m以下），貨架按排、列、層組合成立體倉庫儲存系統(tǒng)。3）控制和管理系統(tǒng)?？刂婆c管理系統(tǒng)是自動化立體倉庫充分發(fā)揮其優(yōu)越性的關(guān)鍵。 2 自動化立體倉庫的總體構(gòu)成2.1 自動輸送系統(tǒng)垂直升降機(jī)被輸送的貨品自動輸送線垂直升降輸送機(jī)螺旋滑槽式垂直輸送機(jī)自動導(dǎo)引車系統(tǒng)自動導(dǎo)引車（簡稱AGV：utomatic uide

15、d ehicle）是指能夠自動行駛到指定地點(diǎn)的無軌搬運(yùn)車輛。多個AGV在控制系統(tǒng)的統(tǒng)一指揮下，分別按照系統(tǒng)規(guī)劃的路徑行駛，從而完成貨物的自動輸送任務(wù)，這樣就構(gòu)成了一個自動導(dǎo)引車系統(tǒng)(簡稱AGVS:Automatic Guided Vehicle System)。 2.2 貨架自動存取系統(tǒng)單元貨格式自動化倉庫結(jié)構(gòu)示意圖貨架與輸送系統(tǒng)的連接2.3 自動分揀系統(tǒng)主輸送線分流輸送線氣缸側(cè)推式分類機(jī)構(gòu)主輸送線分流輸送線旋轉(zhuǎn)擋臂式分類機(jī)構(gòu)輪子浮動式分類機(jī)構(gòu)自動分揀系統(tǒng)的組成1)控制裝置作用：識別、接收和處理分揀信號 2)分類執(zhí)行裝置作用：執(zhí)行控制系統(tǒng)發(fā)來的分揀指令，使貨品進(jìn)入相應(yīng)的分揀通道。 3)輸送裝置

16、作用：將已分揀好的商品輸送到相應(yīng)的分揀道口，以便進(jìn)行后續(xù)作業(yè)。4)分揀道口將商品脫離輸送裝置并進(jìn)入相應(yīng)集貨區(qū)域的通道。自動控制系統(tǒng) 自動控制系統(tǒng)是自動化立體倉庫能否正常運(yùn)行的核心系統(tǒng)。為了實(shí)現(xiàn)整個系統(tǒng)的高效運(yùn)轉(zhuǎn)，自動化倉庫內(nèi)所用的各種存取設(shè)備和輸送設(shè)備等都需要配備相應(yīng)的控制裝置，用于接受各種控制指令，實(shí)現(xiàn)各自的控制功能。 控制系統(tǒng)的兩種類型：2.4.1 集中控制系統(tǒng) 在自動化立體倉庫內(nèi)使用一臺控制器對所有的自動化機(jī)械和設(shè)備實(shí)行統(tǒng)一控制的系統(tǒng)。I/O接口豐富的單片機(jī)集中控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖2.4.2 分層分布式控制系統(tǒng) 三級控制系統(tǒng)是由管理級計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、中央控制級計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和直接控制器組成的一個整

17、體聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng),進(jìn)行聯(lián)網(wǎng)控制。1)管理級計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 管理級計(jì)算機(jī)可對整個倉庫的所有作業(yè)和設(shè)備進(jìn)行在線及離線管理，它是整個自動化立體倉庫的管理核心，其主要功能是儲位管理和庫存動態(tài)管理，并具有實(shí)時輸入、打印和顯示功能以及各種查詢功能。管理級中央控制級直接控制級2)中央控制級計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是整個自動化立體倉庫實(shí)現(xiàn)自動控制的中心，控制和監(jiān)視整個自動化立體倉庫的作業(yè)設(shè)施。接收并執(zhí)行上位管理系統(tǒng)的指令；監(jiān)視現(xiàn)場設(shè)備及各項(xiàng)業(yè)務(wù)的運(yùn)行情況；完成與管理級計(jì)算機(jī)系統(tǒng)、各種自動化設(shè)備（如堆垛機(jī)、輸送機(jī)、分揀機(jī)等）之間的通訊；對設(shè)備進(jìn)行故障檢測及處理。 3)直接控制器直接控制器由(可編程序控制器)對各設(shè)備進(jìn)行單機(jī)自動控制,直

18、接控制堆垛機(jī)或輸送機(jī)等設(shè)備的狀態(tài)，完成單機(jī)的自動控制以及與中控級的通訊聯(lián)系功能。分布式控制系統(tǒng)組成結(jié)構(gòu)示意圖 管理級 中央控制級 PLC自動化倉庫入庫作業(yè)示意圖自動化倉庫出庫作業(yè)示意圖1需求分析。 在這一階段里要提出問題，確定設(shè)計(jì)目標(biāo)，并確定設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。2確定貨物單元形式及規(guī)格。 根據(jù)調(diào)查和統(tǒng)計(jì)結(jié)果列出所有可能的貨物單元形式和規(guī)格，并進(jìn)行合理的選擇。 3作業(yè)方式及機(jī)械設(shè)備選擇。一般多采用單元貨格式倉庫。也可以采用重力式貨架倉庫或者其它形式的貫通式倉庫。決定是否需要揀選作業(yè) 起重設(shè)備 、輸送設(shè)備 3 AS/RS的設(shè)計(jì)規(guī)程3.1工況分析和方案選擇3.2模型建立及總體布置選擇1確定貨位尺寸 貨位尺寸直

19、接關(guān)系到倉庫面積和空間利用率，也關(guān)系到倉庫能否順利地存取貨物。 貨位尺寸取決于在貨物單元四周需留出的凈空尺寸和貨架構(gòu)件的有關(guān)尺寸。2確定倉庫的整體布置 要從技術(shù)上比較容易實(shí)現(xiàn)和經(jīng)濟(jì)上比較合理的角度確定 貨架高度。 一般情況下，每二排貨架為一個巷道，根據(jù)場地條件可以確定巷道數(shù)。如果庫存量為N個貨物單元，巷道數(shù)為A，貨架高度方向可設(shè)S層，若每排設(shè)有同樣的列數(shù)，則每排貨架在水平方向應(yīng)具有的列數(shù)C為：C=N/(2AS)。 根據(jù)每排貨架的列數(shù)C及貨格橫向尺寸可確定貨架總長度L 根據(jù)作業(yè)頻率的要求，確定堆垛機(jī)的數(shù)量和工作形式，多數(shù)情況下每巷道配備一臺堆垛機(jī)。 確定高層貨架區(qū)和作業(yè)區(qū)的銜接方式，可以選擇采用

20、叉車、運(yùn)輸小車或者輸送機(jī)等運(yùn)輸設(shè)備。 按照倉庫作業(yè)的特點(diǎn)選擇出入口的位置。一般情況下，AS/RS的總體布置形式如下表所示。 1貨架 2堆垛起重機(jī) 3進(jìn)出庫站 4轉(zhuǎn)車臺 5輸送機(jī) 高架倉庫中貨物存取周期，即堆垛機(jī)完成一項(xiàng)作業(yè)后，再回到原地所需要的時間。 貨物的存取作業(yè)是倉儲工作中很重要的一環(huán)，此時間的長短決定了倉庫的出入庫頻率，是評價倉儲作業(yè)效率和倉儲系統(tǒng)的一項(xiàng)很重要的參數(shù)。存取作業(yè)周期的長短，不僅與堆垛機(jī)的行走、起升和貨叉伸縮的時間有關(guān)，還與貨種、貨架的長度和高度、控制信號的獲取與轉(zhuǎn)換時間等有關(guān)。3 3 出、入庫流量驗(yàn)算與堆垛機(jī)的存取作業(yè)周期1.高架倉庫的作業(yè)方式 兩種基本的存取作業(yè)方式：單一

21、作業(yè)方式、復(fù)合作業(yè)方式。 單一作業(yè)方式：堆垛機(jī)從巷道口出入庫臺出發(fā)，取一個單元貨物送到選定的貨位，然后返回巷道口的出入庫臺(單入庫)；或者從巷道口出發(fā)，到某一給定貨位取出一個單元貨物送到出入庫臺(單出庫)。 3 3 出、入庫流量驗(yàn)算與堆垛機(jī)的存取作業(yè)周期 復(fù)合作業(yè)方式：堆垛機(jī)從出入庫臺取一件單元貨物送到選定的貨位，然后直接轉(zhuǎn)移到另一個給定貨位，取出其中的貨物單元，再回到出入庫臺出庫。為了提高作業(yè)效率，應(yīng)盡量采用復(fù)合作業(yè)方式。2.堆垛機(jī)作業(yè)周期計(jì)算參數(shù) 設(shè)貨架的高為H，巷道長為L，堆垛機(jī)水平速度為vx，升降速度為vz。當(dāng)堆垛機(jī)的走行機(jī)構(gòu)和升降機(jī)構(gòu)同時以速度vx和vz運(yùn)行，經(jīng)過一段時間，載貨臺運(yùn)行

22、到貨架上的某一貨位(x,z)因兩機(jī)構(gòu)的運(yùn)行時間相等，則存在下列關(guān)系：定義貨架參數(shù)wW為貨架高長比除以堆垛機(jī)升降水平速度比根據(jù)堆垛機(jī)的速度，調(diào)整貨架的長度與高度，可使得w=1， 下圖表示了堆垛機(jī)行走機(jī)構(gòu)和升降機(jī)構(gòu)聯(lián)合動作，完成單作業(yè)和復(fù)合作業(yè)的情況。圖 (a)中，堆垛機(jī)必須在第1點(diǎn)，停止x方向的運(yùn)動的同時，繼續(xù)沿z方向運(yùn)動才能到達(dá)指定的貨位；進(jìn)貨完成返程時，在第3點(diǎn)，停止x方向的運(yùn)動，由升降機(jī)構(gòu)動作回到出發(fā)點(diǎn)O。由此，可算出堆垛機(jī)在z方向運(yùn)行距離為 lz 時，所需時間 tz 上圖 (b)可算出堆垛機(jī)在x方向運(yùn)行距離為lx 時，所需的時間 tx。 下圖中，線段OB左上的各個貨位, 只要在垂直方向行

23、走的距離為lz ，所需的時間均為tz，如圖中AB線段上的各個貨位（與x方向行走的距離無關(guān)）。線段OB右下的各個貨位,只要在水平方向行走的距離為lx ，作業(yè)的時間均是tx對于BC線上各貨位即是如此。在交點(diǎn)B處，tz=tx，所以，我們把線A-B-C稱為等時線，即在這兩條線上的各貨位作業(yè)時間相同。lxO等時線堆垛機(jī)作業(yè)周期的計(jì)算除了要考慮堆垛機(jī)行走和載荷臺的升降時間外，還應(yīng)考慮貨叉的升縮作業(yè)時間。貨叉伸縮的作業(yè)時間包括貨叉伸出時間和貨叉縮回時間，還要考慮貨叉與托盤對位所需要的微動時間。在單作業(yè)時，貨叉伸、縮各一次；雙作業(yè)時，貨叉要伸、縮各兩次。3.計(jì)算平均作業(yè)周期的方法(1) 總體平均法 1） 假設(shè)

24、80%的作業(yè)是復(fù)合作業(yè)方式，20%是單作業(yè)方式。 2）摒棄運(yùn)行距離特別近和特別遠(yuǎn)的兩種極端情況，取貨架長度和高度的20%和80%之間的范圍作為經(jīng)常運(yùn)行的范圍。 3)取四個復(fù)合作業(yè)和一個單作業(yè)為一組進(jìn)行驗(yàn)算。它們的貨格位置和運(yùn)行路線如下圖所示。 4)分別計(jì)算各次作業(yè)周期 、 、 、 、 。 5)按下式計(jì)算一次入庫和出庫的平均作業(yè)周期： 由此，可計(jì)算每小時平均入庫或者出庫貨物單元數(shù)為： 式中： 以秒計(jì)的平均作業(yè)周期。(2) 分解平均法計(jì)算平均單作業(yè)周期單作業(yè)周期單作業(yè)周期是指堆垛機(jī)完成一次單入庫或單出庫作業(yè)所需要的時間ts ，參看后圖。 式中, t0 固定時間,如控制信號的獲取與轉(zhuǎn)換時間等(常數(shù))

25、; ty 貨叉作業(yè)的伸、縮時間（常數(shù)）； MAX（tx,tz） 堆垛機(jī)行走時間tx和載貨臺升降時間tz中的最大值。 堆垛機(jī)單作業(yè)周期的時間組成圖(a) 堆垛機(jī)行走時間； (b) 載荷臺升降時間； (c) 貨叉作業(yè)時間1堆垛機(jī)開始處于準(zhǔn)備狀態(tài)，運(yùn)行速度為零； 2堆垛機(jī)加速啟動；3堆垛機(jī)以額定速度運(yùn)行； 4堆垛機(jī)減速； 5堆垛機(jī)慢行對位； 6堆垛機(jī)停止； ty貨叉取(存)貨所需時間；tEP 堆垛機(jī)帶貨運(yùn)行到指定貨位所需時間； tPE堆垛機(jī)空載運(yùn)行回到出入庫臺所需時間平均單作業(yè)周期 由于對不同貨位作業(yè)時，堆垛機(jī)行走時間tx和載貨臺升降時間tz均不一樣，是隨機(jī)數(shù)。而to和ty為常數(shù)，平均單作業(yè)周期取決于 的數(shù)學(xué)期望：式中, pi 堆垛機(jī)到任何一個貨位揀取貨物的概率。由于堆垛機(jī)揀取貨位上的貨物是一個等概率事件，所以 其中，F(xiàn)=LH (貨架面積)；F=xz (貨位面積)。 是比較堆垛機(jī)到第i個貨位取貨的時間tx和tz后，所取的較大值，是單作業(yè)中堆垛機(jī)取貨（或放貨）運(yùn)動所需時間的一半。 另外，由于行走機(jī)構(gòu)和載貨臺啟動、制動和正常運(yùn)行，三個階段的速度不同。v1