倉儲(chǔ)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

倉儲(chǔ)系統(tǒng)設(shè)計(jì)2023/7/291第1頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月-2-第一章設(shè)施規(guī)劃與物流分析的緒論

第二章物流系統(tǒng)及其分析方法第三章設(shè)施選址決策第四章設(shè)施布置設(shè)計(jì)第五章物料搬運(yùn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)第六章

倉儲(chǔ)系統(tǒng)設(shè)計(jì)第七章物流系統(tǒng)仿真《設(shè)施規(guī)劃與物流分析》目錄2023/7/292第2頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月第六章倉儲(chǔ)系統(tǒng)設(shè)計(jì)6.1倉儲(chǔ)系統(tǒng)與規(guī)劃6.2普通倉庫的規(guī)劃設(shè)計(jì)6.3自動(dòng)化倉儲(chǔ)系統(tǒng)2023/7/293第3頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月6.1倉儲(chǔ)系統(tǒng)與規(guī)劃

1、倉庫（倉儲(chǔ)）及其作業(yè)功能（1）倉庫的概念儲(chǔ)存和保管貨物的場(chǎng)所；現(xiàn)代倉庫和物流中心已經(jīng)形成了圍繞貨物的以存儲(chǔ)空間、儲(chǔ)存設(shè)施設(shè)備、人員和作業(yè)及管理系統(tǒng)組成的倉儲(chǔ)系統(tǒng)，功能也延伸到包括運(yùn)輸、倉儲(chǔ)、包裝、配送、流通加工和信息等一整套的物流環(huán)節(jié)。2023/7/294第4頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月普通的倉庫系統(tǒng)2023/7/295第5頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）倉庫的作業(yè)功能倉庫的主要功能2023/7/296第6頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）倉庫的作業(yè)功能1）收貨（Receiving）

到達(dá)產(chǎn)品卸貨；貨物外觀查驗(yàn)；檢查物料的數(shù)量和質(zhì)量是否與貨單一致；更新庫存記錄。2）轉(zhuǎn)運(yùn)或入庫（TransferorPut-away）

將商品移至存儲(chǔ)區(qū)、專門作業(yè)區(qū)或發(fā)貨區(qū)的實(shí)際移動(dòng)過程，包括搬運(yùn)和放在適當(dāng)?shù)牡胤健?023/7/297第7頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月3）訂單揀貨（分揀Sorting）

將一種或多種存儲(chǔ)貨物取出，按顧客要求整理組合，包括拆包或再包裝。摘果式(Discreetpicking)：一次將一個(gè)訂單的所有貨物從頭到尾揀取。播種式(Batchpicking)：先將所有訂單所要的同一種貨物揀出，在暫存區(qū)再按各用戶的需求二次分配。分區(qū)式(Zonepicking)：每個(gè)揀貨員負(fù)責(zé)一片存儲(chǔ)區(qū)內(nèi)貨物的揀貨，在一個(gè)揀貨通道內(nèi)，先將訂單上所要貨物中該通道內(nèi)有的全部揀出，匯集一起后再分配。這是一種分區(qū)播種式，但要多個(gè)揀貨員才能完成揀貨任務(wù)。波浪式(Wavepicking)：按照某種特征將要發(fā)貨的訂單分組，如同一承運(yùn)商的所有訂單為一組，一次完成這一組訂單，下一波再揀選另一組的。例如UPS自動(dòng)倉庫分揀系統(tǒng)就是采用這種方式。2023/7/298第8頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月4）直接轉(zhuǎn)運(yùn)（Crossdocking）

直接轉(zhuǎn)運(yùn)，也稱越庫，它無需存儲(chǔ)，直接將剛收到的貨物經(jīng)適當(dāng)?shù)姆诸愓磙D(zhuǎn)運(yùn)到發(fā)貨站臺(tái)。

圖5直接轉(zhuǎn)運(yùn)（左）與傳統(tǒng)倉庫功能（右）的比較2023/7/299第9頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月5）發(fā)貨（Shipping）

發(fā)貨作業(yè)包括揀選出的產(chǎn)品在發(fā)貨區(qū)暫存，配貨整理后搬運(yùn)到運(yùn)輸車輛內(nèi)，庫存記錄的調(diào)整和發(fā)貨記錄的檢查。6）存儲(chǔ)（Storage）

存儲(chǔ)是商品在等待需求前的實(shí)際存放。7）信息交換

信息交換總是伴隨著倉庫的移動(dòng)和儲(chǔ)存功能，倉庫作業(yè)管理總需要時(shí)間性強(qiáng)的精確信息，如庫存水平、吞吐量、儲(chǔ)位信息、進(jìn)出貨信息、空間利用率等。2023/7/2910第10頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月2、倉庫的分類與組成1）倉庫的分類（１）按庫存功能分類（a）儲(chǔ)備倉庫（b）周轉(zhuǎn)倉庫（２）按產(chǎn)品流程分類（a）原料倉庫；（b）在制品倉庫；（c）成品倉庫（3）按堆放形式分類（a）無貨架倉庫；（b）貨架倉庫2023/7/2911第11頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月（４）按保管形態(tài)分類（a）普通倉庫（b）恒溫倉庫（c）冷藏倉庫（d）露天倉庫（e）危險(xiǎn)品倉庫。（５）按結(jié)構(gòu)和構(gòu)造分類（a）平房倉庫（b）多層倉庫（c）高層貨架倉（d）散裝倉庫（e）罐式倉庫（6）按用途分類（a）自有倉庫（b）公共倉庫（c）合同倉庫（d）保稅倉庫2023/7/2912第12頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月2）倉庫的組成存儲(chǔ)空間貨物倉儲(chǔ)設(shè)施設(shè)備(收發(fā)設(shè)施設(shè)備、儲(chǔ)存設(shè)備、搬運(yùn)和輸送設(shè)備)人員（倉管、搬運(yùn)、揀貨和補(bǔ)貨人員）作業(yè)及管理系統(tǒng)等要素（WMS）。2023/7/2913第13頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月3、倉庫規(guī)劃（1）倉庫規(guī)劃的目標(biāo)空間利用最大化；設(shè)備利用最大化；勞動(dòng)力利用最大化；所有物料最容易接近；所有物料得到最好的保護(hù)。（2）倉庫規(guī)劃的內(nèi)容倉庫規(guī)劃的內(nèi)容包括倉庫選址、確定倉庫的大小、數(shù)量和倉庫的布置與設(shè)計(jì)。

2023/7/2914第14頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月1）倉庫的選址決定倉庫選址之前要考慮這樣的問題：需要建多少倉庫？每個(gè)倉庫建在什么地方？規(guī)模大小是多少？2）倉庫的PQRST分析

P：倉庫要存放的物品有哪些，有多少類型、采用什么包裝、儲(chǔ)存有什么要求；Q：倉庫總的吞吐量是多少，各物品有多少數(shù)量；R：包括物品移動(dòng)路徑，與P一起確定了搬運(yùn)設(shè)備的選擇，和倉庫通道的設(shè)計(jì)。S：輔助設(shè)施；T：時(shí)間性更是倉庫設(shè)計(jì)要著重考慮的因素。2023/7/2915第15頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月3）倉庫布置的作業(yè)區(qū)域劃分收貨作業(yè)區(qū)物料存儲(chǔ)區(qū)分揀作業(yè)區(qū)發(fā)貨作業(yè)區(qū)集貨分類區(qū)等圖5倉庫的主要作業(yè)區(qū)域收貨作業(yè)區(qū)發(fā)貨作業(yè)區(qū)物料存儲(chǔ)區(qū)集貨作業(yè)區(qū)整箱揀貨區(qū)拆箱揀貨區(qū)2023/7/2916第16頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月6.2普通倉庫規(guī)劃設(shè)計(jì)倉庫合理布置設(shè)計(jì)的要求：應(yīng)該按照倉庫作業(yè)的順序如進(jìn)貨、儲(chǔ)存、發(fā)貨等作出布置，便于提高作業(yè)效率?？s短貨物與人員移動(dòng)距離，節(jié)約倉庫空間。應(yīng)便于倉庫各種設(shè)施設(shè)備都能充分發(fā)揮效率。保證倉庫安全。2023/7/2917第17頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月6.2普通倉庫的規(guī)劃設(shè)計(jì)

6.2.1倉庫的存儲(chǔ)方式1、散放 散放是最原始的方式，空間利用率低，且散放活性系數(shù)為0，極不便于搬運(yùn)作業(yè)，是應(yīng)當(dāng)盡量避免的。2023/7/2918第18頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月2、堆碼倉庫存放的物品多種多樣，包裝材料及規(guī)格是多種多樣的，散裝物料形狀更是各異，因此堆碼有多種形式，如重疊式堆碼、交錯(cuò)式堆碼、懸臂式堆碼、寶塔式堆碼和散裝物資的特殊堆碼方式，其示意圖如下。堆碼的空間利用率也不高，而且不能滿足先進(jìn)先出這一存儲(chǔ)的基本目標(biāo)。2023/7/2919第19頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月3、貨架儲(chǔ)存這是現(xiàn)代倉庫儲(chǔ)存的主要方式，它很好地解決了空間利用和先進(jìn)先出兩個(gè)問題。根據(jù)具體物料特性和庫存出入量選擇合適的貨架，以及配套的搬運(yùn)方式。2023/7/2920第20頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月堆碼方式與貨架示例2023/7/2921第21頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月6.2.2庫容量確定1、庫容量庫容量是倉庫的主要參數(shù)之一，是規(guī)劃倉庫的首先要確定的問題。倉庫規(guī)模主要取決于擬存貨物的平均庫存量。貨物平均庫存量是一個(gè)動(dòng)態(tài)指標(biāo)，它隨貨物的收發(fā)經(jīng)常發(fā)生變化。作為流通領(lǐng)域的經(jīng)營(yíng)性倉庫，其庫存量難以計(jì)算，但可以確定一個(gè)最大吞吐量指標(biāo)；作為制造企業(yè)內(nèi)倉庫，可根據(jù)歷史資料和生產(chǎn)的發(fā)展，大體估算出平均庫存量，一般應(yīng)考慮5~10年后預(yù)計(jì)達(dá)到的數(shù)量。庫存量以實(shí)物形態(tài)的重量表示。2023/7/2922第22頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月在庫存量大體確定后，還要根據(jù)擬存貨物的規(guī)格品種、體積、單位重量、形狀和包裝等確定每一個(gè)貨物單元的尺寸和重量，以此作為倉庫的存儲(chǔ)單元(StockKeepingUnit,SKU)。一般以托盤或貨箱為載體，在倉庫貨架占住一個(gè)位置。每個(gè)貨物單元的重量多為200~500kg，單元尺寸最好采用標(biāo)準(zhǔn)托盤尺寸。對(duì)托盤貨架倉庫以托盤為單位的庫存量就是庫容量，它可用來確定庫房面積。2023/7/2923第23頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月2、通道損失 通道損失是由于通道占據(jù)了有效的堆放面積，無論分類堆碼，還是貨架儲(chǔ)存，都存在通道損失。若不考慮通道深度方向的情況，通道損失可用下式計(jì)算

La=Wa

/(Wa+2d)

式中Wa—通道寬度，d—貨堆深度。2023/7/2924第24頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月3、空缺損失（蜂窩損失）分類堆碼時(shí)計(jì)算面積要考慮蜂窩損失。以圖所示的分類堆碼為例，左圖中為一個(gè)通道各有一排貨物，每排貨物有若干列，而每一列堆碼四層,為單深堆碼。右圖為雙深堆碼。如果在一列貨堆上取走一層或幾層，只要不被取盡，所產(chǎn)生的空缺不能被別的貨物填補(bǔ)，留下的空位有如蜂窩，故名蜂窩形空缺，它影響了庫容量的充分利用。2023/7/2925第25頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月空缺系數(shù)期望值：

式中n—一列貨位堆碼貨物件數(shù)；i=0,1,2,…。則蜂窩損失G=E（H）*（1-La）La—通道損失則庫容量損失=通道損失+空缺損失2023/7/2926第26頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月不同深度時(shí)，通道損失、蜂窩損失及總空間損失

4層貨物通道寬度為3m，貨物深度為1m貨堆深度（排）12345通道損失La0.60.4290.3330.2730.23蜂窩損失0.150.2490.3050.3400.366總空間損失0.750.6780.6380.6130.5962023/7/2927第27頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月4、庫容量的計(jì)算（以無貨架倉庫為例）

示例如圖：通道兩側(cè)各有兩排貨物（即貨堆深度為兩個(gè)貨位），

每排貨物有若干列，每列堆碼四層。2023/7/2928第28頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月

（1）蜂窩型空缺系數(shù)的計(jì)算（概率論）：

空缺系數(shù)期望值：

例中：

2023/7/2929第29頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）通道損失（設(shè)叉車通道3米）：

La=Wa

/(Wa+2d)

=3/（3+2*2）=3/7（3）空缺損失：（4）庫容量總損失：2023/7/2930第30頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月（5）庫存容量計(jì)算（設(shè)實(shí)際需求庫容量為1000個(gè)貨位）（6）倉容利用率（庫存評(píng)價(jià)）：2023/7/2931第31頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月6.2.3倉庫儲(chǔ)存區(qū)域面積的計(jì)算（1）荷重計(jì)算法（經(jīng)驗(yàn)算法） 根據(jù)倉庫有效面積上的單位面積承重能力來確定倉庫面積的方法。S－儲(chǔ)存區(qū)域面積（m2）Q－全年物料入庫量（t）T－物料平均儲(chǔ)備天數(shù)；α－儲(chǔ)存面積利用系數(shù)q－單位有效面積的平均承重能力（t/m2）T0－年有效工作日數(shù)2023/7/2932第32頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月 例：某工廠擬建一金屬倉庫，現(xiàn)已知工廠生產(chǎn)所需的金屬材料平均儲(chǔ)備天數(shù)為90天，年需求量為1000t，工廠地面單位面積對(duì)金屬材料平均承重能力為1.5t/m2，金屬材料倉庫面積利用率系數(shù)為0.4，工廠有效工作日為360天，試計(jì)算金屬材料倉庫應(yīng)建多大面積？解：依荷重計(jì)算公式，得：2023/7/2933第33頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月直接計(jì)算法（直接計(jì)算出貨架、堆垛所占的面積和輔助面積等，然后相加求出總面積。

）直接計(jì)算法面積的計(jì)算與庫內(nèi)貨物存儲(chǔ)方式、存取策略、空間利用、裝卸搬運(yùn)機(jī)械的類型以及通道等有關(guān)，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況具體計(jì)算。（2）托盤尺寸計(jì)算法 若貨物儲(chǔ)存量較大，并以托盤為單位進(jìn)行儲(chǔ)存，則可先計(jì)算出存貨實(shí)際占用面積，再考慮叉車存取作業(yè)所需通道面積，就可計(jì)算出儲(chǔ)存區(qū)域的面積需求。①托盤平置堆碼 假設(shè)托盤尺寸為P1×P2平方米，由貨品尺寸及托盤尺寸算出每托盤平均可碼放N箱貨品，若倉庫平均存貨量為Q，則存貨面積需求（D）為：2023/7/2934第34頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月②托盤多層疊堆 假設(shè)托盤尺寸為P1×P2平方米，由貨品尺寸及托盤尺寸算出每托盤平均可碼放N箱貨品，托盤在倉庫內(nèi)可堆碼L層，若倉庫平均存貨量為Q，則存貨面積需求（D）為：2023/7/2935第35頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）托盤貨架儲(chǔ)存計(jì)算法 假設(shè)貨架為L(zhǎng)層，每托盤占用一個(gè)貨格，每貨格放入貨物后的左右間隙尺寸為P′，前后間隙尺寸為P″，每托盤約可碼放N箱，若公司平均存貨量為Q，存貨需占的面積為D，則存貨面積(D)為：2023/7/2936第36頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月P1：貨格寬度P2：貨格長(zhǎng)度Z：每貨架區(qū)的貨格數(shù)(每格位含2個(gè)托盤空間)W1：叉車直角存取的通道寬度W2：貨架區(qū)側(cè)向通道寬度A：貨架使用平面面積B：儲(chǔ)區(qū)內(nèi)貨架總存貨面積S：儲(chǔ)存區(qū)總平面面積Q：平均存貨需求量L：貨架層數(shù)N：平均每托盤碼放貨品箱數(shù)D：存貨所需的基本托盤地面空間P2

P2

P2

P2

P2

P1

P1

P1

P1

W1

W2

2023/7/2937第37頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月則貨架使用平面面積貨架使用總面積B＝貨架使用平面面積×貨架層數(shù)＝A×L儲(chǔ)存區(qū)總平面面積S＝貨架使用平面面積十叉車通道十側(cè)通道＝A十[W1×(5P2十W2)]十(2P1×2×W2)2023/7/2938第38頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月6.2.4倉庫通道寬度設(shè)計(jì)倉庫通道寬度設(shè)計(jì)主要考慮托盤尺寸、貨物單元尺寸、搬運(yùn)車輛型號(hào)及其轉(zhuǎn)彎半徑的大小等參數(shù)。物料周轉(zhuǎn)量大，收發(fā)較頻繁的倉庫，其通道應(yīng)按雙向運(yùn)行的原則來確定，其最小寬度可按下式計(jì)算B＝2b＋C C－安全間隙，一般采用0.9m b－運(yùn)輸設(shè)備寬度（m）2023/7/2939第39頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月6.2.5柱子間距設(shè)計(jì)

(1)根據(jù)卡車臺(tái)數(shù)及種類確定柱子間距 進(jìn)入倉庫內(nèi)?？康目ㄜ嚺_(tái)數(shù)及種類：不同型式重量的載貨卡車會(huì)有不同的體積長(zhǎng)度，?？空九_(tái)所需的空間及柱距也有不同。 貨車在室內(nèi)?？繒r(shí)柱子排列如圖所示。柱子間距計(jì)算方式為 Wi＝W×N十Ct×(N-1)十2×Cg計(jì)算例：貨車寬W＝2.49m，貨車N＝2臺(tái)，貨車間距Ct＝lm側(cè)面間隙尺寸Cg＝0.75m，求內(nèi)部柱間距尺寸：Wi＝W×N十Ct×(N-1)十2×Cg

＝2×2.49十l×1十2×0.75＝7.48mWi：柱子間距；W：貨車寬度；N：貨車數(shù)量；Ct：貨車間距；Cg：側(cè)面間間隙尺寸2023/7/2940第40頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月(2)根據(jù)儲(chǔ)存設(shè)備的種類及尺寸確定柱子間距①托盤貨架寬度方向柱子的排列，如圖所示。Wc：柱子間距；Lp：貨架深度；WL：通道寬度；Cr：貨架背面間隔；N：貨架巷道數(shù)計(jì)算例：貨架深度Lp＝1.0m，通道寬度WL＝2.5m，貨架背面間隔Cr＝0.05m，平房建筑，柱子間隔內(nèi)可放2對(duì)貨架(N＝2)，求內(nèi)部柱子間距。Wc=(WL＋2×Lp＋Cr)×N＝(2.5＋2×1.0＋0.05)×2＝9.1m2023/7/2941第41頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月②托盤貨架長(zhǎng)度方向柱子的排列Wi：柱子間距；Wp：托盤寬度；Np：貨架列數(shù)；Cp：貨架間距；Co：側(cè)面間隙。計(jì)算例：托盤寬Wp＝1.0m，托盤列數(shù)Np＝7盤，托盤間隔Cp＝0.05m，側(cè)面間隙Co＝0.05m，求內(nèi)部柱子間距。

Wi＝Wp×Np十Cp×(Np-1)十 2×Co＝1.0×7十0.05×6十2×0.05＝7.4m2023/7/2942第42頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月6.2.5庫房高度規(guī)劃儲(chǔ)存空間梁下有效高度計(jì)算公式如下：梁下有效高度＝最大舉升高度＋梁下間隙尺寸（1）采用地面層疊堆碼時(shí) 貨高HA＝1.3m，堆碼層數(shù)N＝3，貨叉的抬貨高度FA＝0.3m，梁下間隙尺寸a＝0.5m，求最大舉升高度與梁下有效高度

最大舉升高度：

梁下有效高度：2023/7/2943第43頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）采用貨架儲(chǔ)存時(shí) 貨架高度Hr＝3.2m，貨物高度HA＝1.3m，貨叉的抬貨高度FA＝0.3m，梁下間隙尺寸a＝0.5m，求最大舉升高度與梁下有效高度

最大舉升高度：

梁下有效高度：2023/7/2944第44頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月例題3某倉庫擬存儲(chǔ)A、B兩類貨物，包裝尺寸（長(zhǎng)×寬×高）分別為500×280×180mm和400×300×205mm，采用在1200×1000×150mm的標(biāo)準(zhǔn)托盤上堆垛，高度不超過900mm兩類貨物最高庫存量分別是19200和6750件，采用選取式重型貨架堆垛，貨架每一貨格存放兩個(gè)托盤貨物。作業(yè)叉車為電動(dòng)堆垛叉車，提升高度為3524mm，直角堆垛最小通道寬度為2235mm。試確定貨架長(zhǎng)寬高、層數(shù)和排數(shù)，并計(jì)算貨架區(qū)面積。2023/7/2945第45頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月解1）計(jì)算A、B兩類貨物所需的托盤存儲(chǔ)單元數(shù)。對(duì)A類貨物，1200×1000托盤每層可放8件，可堆層數(shù)為(900-150)/180=4.17，取整即4層故一托盤可堆垛32件。庫存量折合SKU為19200/32=600托盤。同理對(duì)B類貨物，每托盤可堆垛27件，共需250托盤。A、B共需850托盤。2023/7/2946第46頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月2）確定貨格尺寸

因每貨格放2托盤，按托盤貨架尺寸要求，確定貨格尺寸為2750mm長(zhǎng),1000mm深,1100mm高(含橫梁高度50mm)。圖13托盤貨架的尺寸圖2023/7/2947第47頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月4）確定叉車貨架作業(yè)單元圖14叉車貨架作業(yè)單元3）確定貨架層數(shù)

由叉車的提升高度3524mm確定貨架層數(shù)為4層，含地上層。2023/7/2948第48頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月由于叉車兩面作業(yè)，故可以確定叉車貨架作業(yè)單元。該單元共有16個(gè)托盤，長(zhǎng)度為2.75m，深度為兩排貨架深度+背靠背間100mm+叉車直角堆垛最小通道寬度

即D=2×1m+0.1m+2.235m=4.335m取4.4m面積S0=2.75×4.4=12.1m2。2023/7/2949第49頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月5）確定面積由總SKU數(shù)除以叉車貨架作業(yè)單元得所需單元數(shù)，再乘單元面積即可得貨架區(qū)面積(包含通道)，即單元數(shù)=850/16=53.125取不小于的整數(shù)得54個(gè)故面積S=54×S0=54×12.1=653.4m2。6）確定貨架排數(shù)貨架總長(zhǎng)和排數(shù)與具體的面積形狀有關(guān)。對(duì)新建倉庫則可以此作為確定倉庫大體形狀的基礎(chǔ)。本例54個(gè)單元，按6×9得貨架長(zhǎng)9個(gè)單元，即長(zhǎng)9×2.7=24.3m，共6個(gè)巷道，12排貨架，深6×4.4=26.4m。深度比長(zhǎng)度大，不符合貨架沿長(zhǎng)方向布置的原則?？煽紤]用4巷道，取4×14=56，此時(shí)長(zhǎng)度為37.8m，深度為17.6m，如下圖所示。設(shè)計(jì)時(shí)還要進(jìn)一步放為整數(shù)，如39m×18m。

2023/7/2950第50頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月6）確定貨架排數(shù)8排14列4層貨架布置，共896個(gè)托盤2023/7/2951第51頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月6.2.6

倉庫典型布置倉庫的布置主要取決于倉庫的運(yùn)作流程。目前在世界上有4種普遍采用的較為典型的布置形式：U形布置直進(jìn)穿越式布置模塊化干線布置多層樓房倉庫2023/7/2952第52頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月1.U形布置（U-shape）U型布置特點(diǎn)：物流移動(dòng)路線合理，進(jìn)出口碼頭相鄰可以使碼頭資源充分利用，也便于越庫作業(yè)，同時(shí)有利于向3個(gè)方向擴(kuò)展。因此，U形布置經(jīng)常是倉庫設(shè)計(jì)中的首選。2023/7/2953第53頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月2.直進(jìn)穿越式布置（straight-thru）非常適合純粹的越庫作業(yè)，便于解決高峰時(shí)刻同時(shí)進(jìn)出貨的問題。缺點(diǎn)是：不能使用ABC分級(jí)的儲(chǔ)備模式。2023/7/2954第54頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月3.

模塊化干線布置(modular-spine)適合于大型倉庫和物流中心，也就是倉庫中可以專門設(shè)計(jì)越庫作業(yè)模塊、連續(xù)補(bǔ)貨模塊、周轉(zhuǎn)速度較慢的模塊等。2023/7/2955第55頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月4.多層樓房倉庫（multistory）一般情況下不用，只有在土地十分緊俏昂貴的國(guó)家和地區(qū)從采用這種設(shè)計(jì)，如日本、西歐等國(guó)家。2023/7/2956第56頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月6.3自動(dòng)化倉儲(chǔ)系統(tǒng)

6.3.1概述（1）自動(dòng)化倉儲(chǔ)的概念自動(dòng)倉儲(chǔ)系統(tǒng)(AutomatedStorageandRetrievalSystem，簡(jiǎn)稱AS／RS)是指不用人工直接處理，能自動(dòng)存儲(chǔ)和取出物料的系統(tǒng)。自動(dòng)化倉儲(chǔ)有：高層貨架、堆垛機(jī)、出入庫輸送機(jī)和計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)及倉庫管理系統(tǒng)等組成。AS-RS自動(dòng)倉儲(chǔ)系統(tǒng)2023/7/2957第57頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/2958第58頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/2959第59頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）功能及發(fā)展1）自動(dòng)化倉儲(chǔ)系統(tǒng)的功能自動(dòng)化倉儲(chǔ)系統(tǒng)的功能一般包括收貨、存貨、取貨和發(fā)貨和信息查詢等。AS/RS入庫AS/RS出庫2023/7/2960第60頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月2）自動(dòng)化倉儲(chǔ)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)立體倉庫能大幅度地增加倉庫高度，充分利用倉庫面積與空間，減少占地面積。實(shí)現(xiàn)倉庫的機(jī)械化、自動(dòng)化，從而提高出、入庫效率，降低物流成本。由于采用貨架儲(chǔ)存及計(jì)算機(jī)管理，實(shí)現(xiàn)先進(jìn)先出的出入庫原則，防止儲(chǔ)存原因造成的貨物損失。采用自動(dòng)化技術(shù)后，立體倉庫能適應(yīng)黑暗、有毒、低溫等特殊場(chǎng)合的需要。倉儲(chǔ)信息管理系統(tǒng)WMS，數(shù)據(jù)及時(shí)準(zhǔn)確，便于掌握庫存情況，提高了生產(chǎn)的應(yīng)變能力和決策能力，提高倉庫管理水平。2023/7/2961第61頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月3）自動(dòng)化倉儲(chǔ)系統(tǒng)發(fā)展趨勢(shì)自動(dòng)化程度不斷提高。與生產(chǎn)企業(yè)的工藝流程結(jié)合更為緊密。儲(chǔ)存貨物品種多樣化。提高倉庫出入庫周轉(zhuǎn)率。提高倉庫運(yùn)轉(zhuǎn)的可靠性與安全性及降低噪聲。開發(fā)可供實(shí)用的揀選自動(dòng)化設(shè)備和系統(tǒng)。2023/7/2962第62頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）系統(tǒng)組成1）高層立體貨架(HighLevelRock)2）巷道堆跺機(jī)(StackerCrane)3）出入庫輸送機(jī)系統(tǒng)(Output/InputConveyor)4）自動(dòng)化控制系統(tǒng)(AutomaticControlSystem)5）倉庫管理系統(tǒng)(WarehouseManagementSystem)貨架巷道機(jī)周邊搬運(yùn)系統(tǒng)控制系統(tǒng)2023/7/2963第63頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月（4）自動(dòng)化立體倉庫的分類按建筑形式分類：整體式立體倉庫和分離式立體倉庫。按倉庫高度分類：高層（>12m）、中層（5-12m）、低層（<5m）立體倉庫按倉庫作業(yè)方式分類：?jiǎn)卧絺}庫、揀選式倉庫。按貨架的形式分類：?jiǎn)卧浉袷截浖軅}庫、貫通式貨架倉庫、旋轉(zhuǎn)式貨架倉庫和移動(dòng)式貨架倉庫。2023/7/2964第64頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月整體式分離式單元貨格式立體倉庫貨架布置圖2023/7/2965第65頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月2023/7/2966第66頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月6.3.2單元式立體倉庫的設(shè)計(jì)主要是根據(jù)單元貨物規(guī)格確定貨架的整體尺寸和倉庫內(nèi)部的布置。1）確定貨位尺寸和倉庫總體尺寸。2）確定倉庫的整體布置。每排貨架在水平方向的列數(shù)NL：

NL=Q/(2NBNH)其中：Q庫存量（貨物單元）

NB巷道數(shù)（兩排貨架為一巷道）

NH

貨架的高度1列NL列貨架長(zhǎng)度L=NL

×貨架橫向尺寸巷道1巷道2巷道3巷道NB2列2023/7/2967第67頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月3）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(zhǎng)度L。4）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。5）確定高層貨架區(qū)和作業(yè)區(qū)的銜接方式，其它配套的設(shè)備（輸送機(jī)、運(yùn)輸小車、叉車）選擇。6）按照倉庫作業(yè)的特點(diǎn)選擇出入口的位置。7）確定工藝流程，并核算倉庫工作能力。（1）立體倉庫的存取模式。在立體倉庫中存取貨物有兩種基本模式：?jiǎn)巫鳂I(yè)模式和復(fù)合作業(yè)模式。（2）出、入庫作業(yè)周期的核算。2023/7/2968第68頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月6.3.2單元式立體倉庫的設(shè)計(jì)

1．貨格尺寸的設(shè)計(jì)

對(duì)于牛腿式貨架，每個(gè)貨格只能放一個(gè)單元貨物，其貨格載貨示意圖如圖1所示。橫梁式貨架的每個(gè)貨格一般可存放兩個(gè)以上的貨物，其載貨示意圖如圖2所示。各間隙的名稱和符號(hào)如表所示。圖1圖2a02023/7/2969第69頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月貨格與貨位間的尺寸代號(hào)及名稱代號(hào)名稱代號(hào)名稱a0貨格有效長(zhǎng)度b2貨格寬度a1貨物長(zhǎng)度b3前面間隙a2貨格長(zhǎng)度b4后面間隙a3側(cè)向間隙h1貨物高度a4支承貨物的寬度h2層高a5貨物之間水平間隙h3單元貨物上部垂直間隙b0貨格有效寬度h4單元貨物下部垂直間隙b1貨物寬度2023/7/2970第70頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月 當(dāng)單元貨物的尺寸確定后，貨格尺寸的大小主要取決于各個(gè)間隙尺寸的大小。下面介紹各間隙尺寸的選取原則。（1）側(cè)面間隙 a3與a5的影響因素主要有，貨物原始位置的停放精度，堆垛機(jī)的停放精度以及堆垛機(jī)和貨架的安裝精度等。精度越高，取值越小。側(cè)向間隙a3一般取50～100mm。對(duì)于橫梁式貨架，一般a5＞a3；（2）垂直間隙(h3、h4) 在確定垂直間隙時(shí)，上部垂直間隙h3應(yīng)保證貨叉叉取貨物過程中微起升時(shí)不與上部構(gòu)件發(fā)生干涉。一般h3≥貨叉上浮動(dòng)行程＋各種誤差。下部垂直間隙h4應(yīng)保證貨叉存貨時(shí)順利退出，一般h4≥貨叉厚度十貨叉下浮動(dòng)行程＋各種誤差。（3）寬度方向間隙(b3、b4) 前面間隙b3的選擇應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況確定：對(duì)牛腿式貨架，應(yīng)使其盡量?。粚?duì)橫梁式貨架，則應(yīng)使貨物不致因各種誤差而掉下橫梁。后面間隙b4的大小應(yīng)以貨叉作業(yè)時(shí)不與后面拉桿發(fā)生干涉為前提。2023/7/2971第71頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月2．倉庫總體尺寸的確定 確定倉庫總體尺寸的關(guān)鍵是確定貨架的總體尺寸，如圖，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)自動(dòng)倉庫貨架總體側(cè)面圖2023/7/2972第72頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月 下面介紹兩種確定貨架尺寸的基本方法： （1）靜態(tài)法確定貨架尺寸 所謂靜態(tài)法就是根據(jù)倉庫最大規(guī)劃量確定貨架的尺寸。即由以下4個(gè)參數(shù)中的3個(gè)來確定貨架尺寸。 ①倉庫長(zhǎng)度(或貨架列數(shù))； ②倉庫寬度(或巷道數(shù))； ③倉庫高度(或貨架層數(shù))； ④倉庫容量(即總貨位數(shù))。2023/7/2973第73頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月（2）動(dòng)態(tài)法確定貨架尺寸 動(dòng)態(tài)法確定貨架尺寸，就是根據(jù)所要求的出入庫頻率和所選堆垛機(jī)的速度參數(shù)來確定貨架的總體尺寸。

下面以每個(gè)巷道配備一臺(tái)堆垛機(jī)為例，說明用動(dòng)態(tài)法確定貨架尺寸的方法。

已知庫容量（貨位總數(shù)）Q，出入庫頻率P0，貨架最大高度H(或?qū)訑?shù)NH)，貨格尺寸和堆垛機(jī)速度參數(shù) (V運(yùn)、V起、V叉)。試確定貨架的最佳布置和尺寸。2023/7/2974第74頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月試算法具體步驟為：①假定巷道數(shù)NB＝1，則貨架列數(shù)NL＝Q/(2NB×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)的平均作業(yè)周期tm(s)。③計(jì)算整個(gè)倉庫的出入庫能力（頻率）P＝NB×3600/tm④比較P和P0。若P＜P0，所設(shè)計(jì)貨架達(dá)不到出入庫頻率要求，試算NB＝2的情況，重復(fù)①、②、③的計(jì)算，直到P≥P0為止，此時(shí)的巷道數(shù)為最佳巷道數(shù)。

貨架的總體尺寸確定后，再考慮理貨區(qū)的尺寸、庫頂間隙、貨架和建筑物的安全距離等，即可確定倉庫的總體尺寸。2023/7/2975第75頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月3．平均作業(yè)周期的計(jì)算 貨架總體尺寸確定后，即可計(jì)算堆垛機(jī)的平均作業(yè)周期。作業(yè)周期即堆跺機(jī)完成一項(xiàng)作業(yè)后，再回到原地所需要的時(shí)間。（1）立體倉庫的作業(yè)方式 在單元式立體倉庫中，貨物的存取作業(yè)有兩種基本方式，見下圖所示，即單一作業(yè)方式和復(fù)合作業(yè)方式。 ①單一作業(yè)方式：即堆垛機(jī)從出入庫臺(tái)取一個(gè)貨物單元送到選定的貨位，然后返回巷道口的出入庫臺(tái)(單入庫)；或者從巷道口出發(fā)到某一個(gè)給定的貨位取出一個(gè)貨物單元送到出入庫臺(tái)(單出庫)。 ②復(fù)合作業(yè)方式：即堆垛機(jī)從出入庫臺(tái)取一個(gè)貨物單元送到選定的貨位，然后直接轉(zhuǎn)移到另一個(gè)給定貨位，取出其中的貨物單元，回到出入庫臺(tái)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。H L 復(fù)合作業(yè) 單一作業(yè) O

P 2023/7/2976第76頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月2）平均單一作業(yè)周期的計(jì)算 單一作業(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(shí)間。在上圖O點(diǎn)為出入庫臺(tái)，P點(diǎn)為作業(yè)貨位。 則完成此項(xiàng)作業(yè)的時(shí)間為 ts＝2tOp十2tf十ta式中tOp：從出入庫臺(tái)O到貨位P的運(yùn)行時(shí)間(s)。且有top＝max(tl，th)。tl：從O點(diǎn)到P點(diǎn)的水平運(yùn)行時(shí)間；th：從O點(diǎn)到P點(diǎn)的垂直運(yùn)行時(shí)間。tf：堆垛機(jī)貨叉叉取(或存放)作業(yè)時(shí)間(s)。且有tf＝2tload十tlift。tload為貨叉完全伸出或完全縮回的時(shí)間，tlift為貨叉微升或微降的時(shí)間，即貨叉在貨格內(nèi)升起或放卸貨物的時(shí)間。ta：堆垛機(jī)作業(yè)的附加時(shí)間(s)。 包括堆垛機(jī)的定位、操作、信息查詢及傳輸?shù)鹊臅r(shí)間。2023/7/2977第77頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月 為了綜合評(píng)價(jià)一個(gè)倉庫的作業(yè)效率，需求出堆垛機(jī)的平均作業(yè)周期，即各個(gè)貨位作業(yè)周期的平均值，當(dāng)各貨位作業(yè)概率相同時(shí)，平均單一作業(yè)周期可用下式表示為：式中tms：平均單一作業(yè)周期(s)j：層數(shù)，j=l～mk：列數(shù)，k＝1～ntjk：第j層第k列所對(duì)應(yīng)的貨位到出入庫臺(tái)的運(yùn)行時(shí)間(s)tf、ta同前述。2023/7/2978第78頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月 當(dāng)庫容量很大時(shí)，按上式計(jì)算平均作業(yè)周期計(jì)算量很大，故不常采用。而常采用簡(jiǎn)易算法。下面介紹一種計(jì)算平均作業(yè)周期的經(jīng)驗(yàn)方法。H L O 出入庫臺(tái)在貨架的一側(cè)P0點(diǎn)(見右圖)，以P0為原點(diǎn)，在貨架內(nèi)取兩個(gè)點(diǎn)P1和P2，P1和P2的坐標(biāo)為

其中L為貨架全長(zhǎng)，H為貨架全高。分別計(jì)算從P0到P1、P2兩點(diǎn)的作業(yè)周期，將兩者的平均值，作為該巷道堆垛機(jī)的平均作業(yè)周期。即平均單一作業(yè)周期的經(jīng)驗(yàn)公式為：或tms＝tP1十tP2十2tf十ta式中t(P1)：堆垛機(jī)完成P1貨位的作業(yè)周期(s)t(P2)：堆垛機(jī)完成P2貨位的作業(yè)周期(s)tP1：P0點(diǎn)到P1點(diǎn)的運(yùn)行時(shí)間(s)tP2：P0點(diǎn)到P2點(diǎn)的運(yùn)行時(shí)間(s)2023/7/2979第79頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）平均復(fù)合作業(yè)周期的計(jì)算 復(fù)合作業(yè)是從出入庫臺(tái)送貨到指定的貨位存貨后，隨即到另一個(gè)貨位取貨，再返回到出入庫臺(tái)的全過程。如下圖所示，其復(fù)合作業(yè)周期是按P0→Pl→P2→P0的總時(shí)間計(jì)算的。L H O 如果P1和P2點(diǎn)的定義與計(jì)算平均單作業(yè)周期中一樣，則平均復(fù)合作業(yè)周期的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算式為tmd＝tPl十tP2十tP1P2十4tf十2ta式中tP1P2：堆垛機(jī)從P1點(diǎn)到P2點(diǎn)的運(yùn)行時(shí)間(s)；tmd：平均復(fù)合作業(yè)周期(s)；tP1、tP2、tf、ta同前述。2023/7/2980第80頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月4．立體庫出入庫能力的計(jì)算 立體庫的出入庫能力是用倉庫每小時(shí)平均入庫或出庫的貨物單元數(shù)來表示。堆垛機(jī)的出入庫能力也就是指每臺(tái)堆垛機(jī)每小時(shí)平均入庫或出庫的貨物單元數(shù)。（1）采用單一作業(yè)循環(huán)方式時(shí)，堆垛機(jī)的出入庫能力為： P1＝3600/tms式中P1：每小時(shí)出庫或入庫貨物單元數(shù)

tms：平均單一作業(yè)周期(s)（2）采用復(fù)合作業(yè)循環(huán)方式時(shí)，堆垛機(jī)的出入庫能力為： P1＝(3600/tmd)×2式中P1：每小時(shí)出庫或入庫單元數(shù)

tmd：平均復(fù)合作業(yè)周期(s)若庫內(nèi)有n臺(tái)堆垛機(jī)(即巷道數(shù)為n個(gè))，則倉庫的出入庫能力為2023/7/2981第81頁，課件共92頁，創(chuàng)作于2023年2月 例：某立體倉庫有4條巷道，每條巷道配備一臺(tái)堆垛機(jī)，若堆垛機(jī)的運(yùn)行速度為l00m/min，升降速度為20m/min，貨叉存取貨時(shí)間tf＝25s，附加時(shí)間ta＝5s。貨架總長(zhǎng)L＝80m，高H＝15m，假設(shè)各貨位存取概率相同。試計(jì)算分別采用單作業(yè)方式和復(fù)合作業(yè)方式時(shí)本庫的出入庫能力(即滿負(fù)荷時(shí)每小時(shí)出入庫托盤數(shù))。1)計(jì)算單作業(yè)時(shí)的平均作業(yè)周期tms

用經(jīng)驗(yàn)算法，取P1和P2點(diǎn)，且使則tms＝tP1十tP2十2tf＋ta

由于tP1＝max[P1x/Vx，P1Y/VY]＝0.5min＝30stP2＝max[P2x/Vx，P2Y/VY]＝0.54min＝32s

故tms＝30十32十2×25十5＝l17s出入庫能力P＝4P1＝4×3600/117＝123盤／小時(shí)

2)采用復(fù)合作業(yè)方式時(shí)平均作業(yè)周期

tmd＝tPl十tP2十tP1P2十4tf十2ta

由于tP1P2＝max[(P2x—P1x)／Vx，(P1Y—P2Y)／VY]

＝max[0.373，0.35]＝0.373min＝22.4s故tmd＝30十3