倉儲系統(tǒng)設(shè)計

倉儲系統(tǒng)設(shè)計第一頁，共九十二頁，2022年，8月28日2023/3/131-2-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)計第五章物料搬運系統(tǒng)設(shè)計第六章

倉儲系統(tǒng)設(shè)計第七章物流系統(tǒng)仿真《設(shè)施規(guī)劃與物流分析》目錄第二頁，共九十二頁，2022年，8月28日2023/3/132第六章倉儲系統(tǒng)設(shè)計6.1倉儲系統(tǒng)與規(guī)劃6.2普通倉庫的規(guī)劃設(shè)計6.3自動化倉儲系統(tǒng)第三頁，共九十二頁，2022年，8月28日2023/3/1336.1倉儲系統(tǒng)與規(guī)劃

1、倉庫（倉儲）及其作業(yè)功能（1）倉庫的概念儲存和保管貨物的場所；現(xiàn)代倉庫和物流中心已經(jīng)形成了圍繞貨物的以存儲空間、儲存設(shè)施設(shè)備、人員和作業(yè)及管理系統(tǒng)組成的倉儲系統(tǒng)，功能也延伸到包括運輸、倉儲、包裝、配送、流通加工和信息等一整套的物流環(huán)節(jié)。第四頁，共九十二頁，2022年，8月28日2023/3/134普通的倉庫系統(tǒng)第五頁，共九十二頁，2022年，8月28日2023/3/135（2）倉庫的作業(yè)功能倉庫的主要功能第六頁，共九十二頁，2022年，8月28日2023/3/136（2）倉庫的作業(yè)功能1）收貨（Receiving）

到達產(chǎn)品卸貨；貨物外觀查驗；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)運或入庫（TransferorPut-away）

將商品移至存儲區(qū)、專門作業(yè)區(qū)或發(fā)貨區(qū)的實際移動過程，包括搬運和放在適當(dāng)?shù)牡胤健５谄唔摚簿攀摚?022年，8月28日2023/3/1373）訂單揀貨（分揀Sorting）

將一種或多種存儲貨物取出，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)：每個揀貨員負責(zé)一片存儲區(qū)內(nèi)貨物的揀貨，在一個揀貨通道內(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自動倉庫分揀系統(tǒng)就是采用這種方式。第八頁，共九十二頁，2022年，8月28日2023/3/1384）直接轉(zhuǎn)運（Crossdocking）

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

圖5直接轉(zhuǎn)運（左）與傳統(tǒng)倉庫功能（右）的比較第九頁，共九十二頁，2022年，8月28日2023/3/1395）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，配貨整理后搬運到運輸車輛內(nèi)，庫存記錄的調(diào)整和發(fā)貨記錄的檢查。6）存儲（Storage）

存儲是商品在等待需求前的實際存放。7）信息交換

信息交換總是伴隨著倉庫的移動和儲存功能，倉庫作業(yè)管理總需要時間性強的精確信息，如庫存水平、吞吐量、儲位信息、進出貨信息、空間利用率等。第十頁，共九十二頁，2022年，8月28日2023/3/13102、倉庫的分類與組成1）倉庫的分類（１）按庫存功能分類（a）儲備倉庫（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）貨架倉庫第十一頁，共九十二頁，2022年，8月28日2023/3/1311（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）保稅倉庫第十二頁，共九十二頁，2022年，8月28日2023/3/13122）倉庫的組成存儲空間貨物倉儲設(shè)施設(shè)備(收發(fā)設(shè)施設(shè)備、儲存設(shè)備、搬運和輸送設(shè)備)人員（倉管、搬運、揀貨和補貨人員）作業(yè)及管理系統(tǒng)等要素（WMS）。第十三頁，共九十二頁，2022年，8月28日2023/3/13133、倉庫規(guī)劃（1）倉庫規(guī)劃的目標空間利用最大化；設(shè)備利用最大化；勞動力利用最大化；所有物料最容易接近；所有物料得到最好的保護。（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。

第十四頁，共九十二頁，2022年，8月28日2023/3/13141）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：包括物品移動路徑，與P一起確定了搬運設(shè)備的選擇，和倉庫通道的設(shè)計。S：輔助設(shè)施；T：時間性更是倉庫設(shè)計要著重考慮的因素。第十五頁，共九十二頁，2022年，8月28日2023/3/13153）倉庫布置的作業(yè)區(qū)域劃分收貨作業(yè)區(qū)物料存儲區(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)物料存儲區(qū)集貨作業(yè)區(qū)整箱揀貨區(qū)拆箱揀貨區(qū)第十六頁，共九十二頁，2022年，8月28日2023/3/13166.2普通倉庫規(guī)劃設(shè)計倉庫合理布置設(shè)計的要求：應(yīng)該按照倉庫作業(yè)的順序如進貨、儲存、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。第十七頁，共九十二頁，2022年，8月28日2023/3/13176.2普通倉庫的規(guī)劃設(shè)計

6.2.1倉庫的存儲方式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，極不便于搬運作業(yè)，是應(yīng)當(dāng)盡量避免的。第十八頁，共九十二頁，2022年，8月28日2023/3/13182、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，而且不能滿足先進先出這一存儲的基本目標。第十九頁，共九十二頁，2022年，8月28日2023/3/13193、貨架儲存這是現(xiàn)代倉庫儲存的主要方式，它很好地解決了空間利用和先進先出兩個問題。根據(jù)具體物料特性和庫存出入量選擇合適的貨架，以及配套的搬運方式。第二十頁，共九十二頁，2022年，8月28日2023/3/1320堆碼方式與貨架示例第二十一頁，共九十二頁，2022年，8月28日2023/3/13216.2.2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動態(tài)指標，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)營性倉庫，其庫存量難以計算，但可以確定一個最大吞吐量指標；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)計達到的數(shù)量。庫存量以實物形態(tài)的重量表示。第二十二頁，共九十二頁，2022年，8月28日2023/3/1322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貨物單元的尺寸和重量，以此作為倉庫的存儲單元(StockKeepingUnit,SKU)。一般以托盤或貨箱為載體，在倉庫貨架占住一個位置。每個貨物單元的重量多為200~500kg，單元尺寸最好采用標準托盤尺寸。對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。第二十三頁，共九十二頁，2022年，8月28日2023/3/13232、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算

La=Wa

/(Wa+2d)

式中Wa—通道寬度，d—貨堆深度。第二十四頁，共九十二頁，2022年，8月28日2023/3/13243、空缺損失（蜂窩損失）分類堆碼時計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，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。第二十五頁，共九十二頁，2022年，8月28日2023/3/1325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+空缺損失第二十六頁，共九十二頁，2022年，8月28日2023/3/1326不同深度時，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0.750.6780.6380.6130.596第二十七頁，共九十二頁，2022年，8月28日2023/3/13274、庫容量的計算（以無貨架倉庫為例）

示例如圖：通道兩側(cè)各有兩排貨物（即貨堆深度為兩個貨位），

每排貨物有若干列，每列堆碼四層。第二十八頁，共九十二頁，2022年，8月28日2023/3/1328

（1）蜂窩型空缺系數(shù)的計算（概率論）：

空缺系數(shù)期望值：

例中：

第二十九頁，共九十二頁，2022年，8月28日2023/3/1329（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：第三十頁，共九十二頁，2022年，8月28日2023/3/1330（5）庫存容量計算（設(shè)實際需求庫容量為1000個貨位）（6）倉容利用率（庫存評價）：第三十一頁，共九十二頁，2022年，8月28日2023/3/13316.2.3倉庫儲存區(qū)域面積的計算（1）荷重計算法（經(jīng)驗算法） 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－儲存區(qū)域面積（m2）Q－全年物料入庫量（t）T－物料平均儲備天數(shù)；α－儲存面積利用系數(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)第三十二頁，共九十二頁，2022年，8月28日2023/3/1332 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備天數(shù)為90天，年需求量為1000t，工廠地面單位面積對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，試計算金屬材料倉庫應(yīng)建多大面積？解：依荷重計算公式，得：第三十三頁，共九十二頁，2022年，8月28日2023/3/1333直接計算法（直接計算出貨架、堆垛所占的面積和輔助面積等，然后相加求出總面積。

）直接計算法面積的計算與庫內(nèi)貨物存儲方式、存取策略、空間利用、裝卸搬運機械的類型以及通道等有關(guān)，在設(shè)計時應(yīng)根據(jù)實際情況具體計算。（2）托盤尺寸計算法 若貨物儲存量較大，并以托盤為單位進行儲存，則可先計算出存貨實際占用面積，再考慮叉車存取作業(yè)所需通道面積，就可計算出儲存區(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：第三十四頁，共九十二頁，2022年，8月28日2023/3/1334②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：第三十五頁，共九十二頁，2022年，8月28日2023/3/1335（3）托盤貨架儲存計算法 假設(shè)貨架為L層，每托盤占用一個貨格，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：第三十六頁，共九十二頁，2022年，8月28日2023/3/1336P1：貨格寬度P2：貨格長度Z：每貨架區(qū)的貨格數(shù)(每格位含2個托盤空間)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：儲區(qū)內(nèi)貨架總存貨面積S：儲存區(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

第三十七頁，共九十二頁，2022年，8月28日2023/3/1337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)第三十八頁，共九十二頁，2022年，8月28日2023/3/13386.2.4倉庫通道寬度設(shè)計倉庫通道寬度設(shè)計主要考慮托盤尺寸、貨物單元尺寸、搬運車輛型號及其轉(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)按雙向運行的原則來確定，其最小寬度可按下式計算B＝2b＋C C－安全間隙，一般采用0.9m b－運輸設(shè)備寬度（m）第三十九頁，共九十二頁，2022年，8月28日2023/3/13396.2.5柱子間距設(shè)計

(1)根據(jù)卡車臺數(shù)及種類確定柱子間距 進入倉庫內(nèi)停靠的卡車臺數(shù)及種類：不同型式重量的載貨卡車會有不同的體積長度，?？空九_所需的空間及柱距也有不同。 貨車在室內(nèi)?？繒r柱子排列如圖所示。柱子間距計算方式為 Wi＝W×N十Ct×(N-1)十2×Cg計算例：貨車寬W＝2.49m，貨車N＝2臺，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)面間間隙尺寸第四十頁，共九十二頁，2022年，8月28日2023/3/1340(2)根據(jù)儲存設(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＝9.1m第四十一頁，共九十二頁，2022年，8月28日2023/3/1341②托盤貨架長度方向柱子的排列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＝7.4m第四十二頁，共九十二頁，2022年，8月28日2023/3/13426.2.5庫房高度規(guī)劃儲存空間梁下有效高度計算公式如下：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 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：第四十三頁，共九十二頁，2022年，8月28日2023/3/1343（2）采用貨架儲存時 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：第四十四頁，共九十二頁，2022年，8月28日2023/3/1344例題3某倉庫擬存儲A、B兩類貨物，包裝尺寸（長×寬×高）分別為500×280×180mm和400×300×205mm，采用在1200×1000×150mm的標準托盤上堆垛，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托盤貨物。作業(yè)叉車為電動堆垛叉車，提升高度為3524mm，直角堆垛最小通道寬度為2235mm。試確定貨架長寬高、層數(shù)和排數(shù)，并計算貨架區(qū)面積。第四十五頁，共九十二頁，2022年，8月28日2023/3/1345解1）計算A、B兩類貨物所需的托盤存儲單元數(shù)。對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B類貨物，每托盤可堆垛27件，共需250托盤。A、B共需850托盤。第四十六頁，共九十二頁，2022年，8月28日2023/3/13462）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,1000mm深,1100mm高(含橫梁高度50mm)。圖13托盤貨架的尺寸圖第四十七頁，共九十二頁，2022年，8月28日2023/3/13474）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。第四十八頁，共九十二頁，2022年，8月28日2023/3/1348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個托盤，長度為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。第四十九頁，共九十二頁，2022年，8月28日2023/3/13495）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個故面積S=54×S0=54×12.1=653.4m2。6）確定貨架排數(shù)貨架總長和排數(shù)與具體的面積形狀有關(guān)。對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個單元，按6×9得貨架長9個單元，即長9×2.7=24.3m，共6個巷道，12排貨架，深6×4.4=26.4m。深度比長度大，不符合貨架沿長方向布置的原則?？煽紤]用4巷道，取4×14=56，此時長度為37.8m，深度為17.6m，如下圖所示。設(shè)計時還要進一步放為整數(shù)，如39m×18m。

第五十頁，共九十二頁，2022年，8月28日2023/3/13506）確定貨架排數(shù)8排14列4層貨架布置，共896個托盤第五十一頁，共九十二頁，2022年，8月28日2023/3/1351

倉庫典型布置倉庫的布置主要取決于倉庫的運作流程。目前在世界上有4種普遍采用的較為典型的布置形式：U形布置直進穿越式布置模塊化干線布置多層樓房倉庫第五十二頁，共九十二頁，2022年，8月28日2023/3/13521.U形布置（U-shape）U型布置特點：物流移動路線合理，進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)，同時有利于向3個方向擴展。因此，U形布置經(jīng)常是倉庫設(shè)計中的首選。第五十三頁，共九十二頁，2022年，8月28日2023/3/13532.直進穿越式布置（straight-thru）非常適合純粹的越庫作業(yè)，便于解決高峰時刻同時進出貨的問題。缺點是：不能使用ABC分級的儲備模式。第五十四頁，共九十二頁，2022年，8月28日2023/3/13543.

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)計越庫作業(yè)模塊、連續(xù)補貨模塊、周轉(zhuǎn)速度較慢的模塊等。第五十五頁，共九十二頁，2022年，8月28日2023/3/13554.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家和地區(qū)從采用這種設(shè)計，如日本、西歐等國家。第五十六頁，共九十二頁，2022年，8月28日2023/3/13566.3自動化倉儲系統(tǒng)

6.3.1概述（1）自動化倉儲的概念自動倉儲系統(tǒng)(AutomatedStorageandRetrievalSystem，簡稱AS／RS)是指不用人工直接處理，能自動存儲和取出物料的系統(tǒng)。自動化倉儲有：高層貨架、堆垛機、出入庫輸送機和計算機控制系統(tǒng)及倉庫管理系統(tǒng)等組成。AS-RS自動倉儲系統(tǒng)第五十七頁，共九十二頁，2022年，8月28日2023/3/1357第五十八頁，共九十二頁，2022年，8月28日2023/3/1358第五十九頁，共九十二頁，2022年，8月28日2023/3/1359（2）功能及發(fā)展1）自動化倉儲系統(tǒng)的功能自動化倉儲系統(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出庫第六十頁，共九十二頁，2022年，8月28日2023/3/13602）自動化倉儲系統(tǒng)的優(yōu)點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。實現(xiàn)倉庫的機械化、自動化，從而提高出、入庫效率，降低物流成本。由于采用貨架儲存及計算機管理，實現(xiàn)先進先出的出入庫原則，防止儲存原因造成的貨物損失。采用自動化技術(shù)后，立體倉庫能適應(yīng)黑暗、有毒、低溫等特殊場合的需要。倉儲信息管理系統(tǒng)WMS，數(shù)據(jù)及時準確，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。第六十一頁，共九十二頁，2022年，8月28日2023/3/13613）自動化倉儲系統(tǒng)發(fā)展趨勢自動化程度不斷提高。與生產(chǎn)企業(yè)的工藝流程結(jié)合更為緊密。儲存貨物品種多樣化。提高倉庫出入庫周轉(zhuǎn)率。提高倉庫運轉(zhuǎn)的可靠性與安全性及降低噪聲。開發(fā)可供實用的揀選自動化設(shè)備和系統(tǒng)。第六十二頁，共九十二頁，2022年，8月28日2023/3/1362（3）系統(tǒng)組成1）高層立體貨架(HighLevelRock)2）巷道堆跺機(StackerCrane)3）出入庫輸送機系統(tǒng)(Output/InputConveyor)4）自動化控制系統(tǒng)(AutomaticControlSystem)5）倉庫管理系統(tǒng)(WarehouseManagementSystem)貨架巷道機周邊搬運系統(tǒng)控制系統(tǒng)第六十三頁，共九十二頁，2022年，8月28日2023/3/1363（4）自動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：單元式倉庫、揀選式倉庫。按貨架的形式分類：單元貨格式貨架倉庫、貫通式貨架倉庫、旋轉(zhuǎn)式貨架倉庫和移動式貨架倉庫。第六十四頁，共九十二頁，2022年，8月28日2023/3/1364整體式分離式單元貨格式立體倉庫貨架布置圖第六十五頁，共九十二頁，2022年，8月28日2023/3/1365第六十六頁，共九十二頁，2022年，8月28日2023/3/13666.3.2單元式立體倉庫的設(shè)計主要是根據(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列貨架長度L=NL

×貨架橫向尺寸巷道1巷道2巷道3巷道NB2列第六十七頁，共九十二頁，2022年，8月28日2023/3/13673）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。4）根據(jù)作業(yè)頻率的要求確定堆垛機的數(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、運輸小車、叉車）選擇。6）按照倉庫作業(yè)的特點選擇出入口的位置。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：單作業(yè)模式和復(fù)合作業(yè)模式。（2）出、入庫作業(yè)周期的核算。第六十八頁，共九十二頁，2022年，8月28日2023/3/13686.3.2單元式立體倉庫的設(shè)計

1．貨格尺寸的設(shè)計

對于牛腿式貨架，每個貨格只能放一個單元貨物，其貨格載貨示意圖如圖1所示。橫梁式貨架的每個貨格一般可存放兩個以上的貨物，其載貨示意圖如圖2所示。各間隙的名稱和符號如表所示。圖1圖2a0第六十九頁，共九十二頁，2022年，8月28日2023/3/1369貨格與貨位間的尺寸代號及名稱代號名稱代號名稱a0貨格有效長度b2貨格寬度a1貨物長度b3前面間隙a2貨格長度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貨物寬度第七十頁，共九十二頁，2022年，8月28日2023/3/1370 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，堆垛機的停放精度以及堆垛機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，上部垂直間隙h3應(yīng)保證貨叉叉取貨物過程中微起升時不與上部構(gòu)件發(fā)生干涉。一般h3≥貨叉上浮動行程＋各種誤差。下部垂直間隙h4應(yīng)保證貨叉存貨時順利退出，一般h4≥貨叉厚度十貨叉下浮動行程＋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)實際情況確定：對牛腿式貨架，應(yīng)使其盡量??；對橫梁式貨架，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)時不與后面拉桿發(fā)生干涉為前提。第七十一頁，共九十二頁，2022年，8月28日2023/3/13712．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、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，即可計算出其總體尺寸： 長度L＝貨格長度×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＝堆垛機最大外形寬度＋(150～200mm)自動倉庫貨架總體側(cè)面圖第七十二頁，共九十二頁，2022年，8月28日2023/3/1372 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個參數(shù)中的3個來確定貨架尺寸。 ①倉庫長度(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))。第七十三頁，共九十二頁，2022年，8月28日2023/3/1373（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(jù)所要求的出入庫頻率和所選堆垛機的速度參數(shù)來確定貨架的總體尺寸。

下面以每個巷道配備一臺堆垛機為例，說明用動態(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)，貨格尺寸和堆垛機速度參數(shù) (V運、V起、V叉)。試確定貨架的最佳布置和尺寸。第七十四頁，共九十二頁，2022年，8月28日2023/3/1374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以及堆垛機的速度參數(shù)，計算每臺堆垛機的平均作業(yè)周期tm(s)。③計算整個倉庫的出入庫能力（頻率）P＝NB×3600/tm④比較P和P0。若P＜P0，所設(shè)計貨架達不到出入庫頻率要求，試算NB＝2的情況，重復(fù)①、②、③的計算，直到P≥P0為止，此時的巷道數(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。第七十五頁，共九十二頁，2022年，8月28日2023/3/13753．平均作業(yè)周期的計算 貨架總體尺寸確定后，即可計算堆垛機的平均作業(yè)周期。作業(yè)周期即堆跺機完成一項作業(yè)后，再回到原地所需要的時間。（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：即堆垛機從出入庫臺取一個貨物單元送到選定的貨位，然后返回巷道口的出入庫臺(單入庫)；或者從巷道口出發(fā)到某一個給定的貨位取出一個貨物單元送到出入庫臺(單出庫)。 ②復(fù)合作業(yè)方式：即堆垛機從出入庫臺取一個貨物單元送到選定的貨位，然后直接轉(zhuǎn)移到另一個給定貨位，取出其中的貨物單元，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。H L 復(fù)合作業(yè) 單一作業(yè) O

P 第七十六頁，共九十二頁，2022年，8月28日2023/3/13762）平均單一作業(yè)周期的計算 單一作業(yè)周期是指堆垛機完成一次單入庫或單出庫作業(yè)所需要的時間。在上圖O點為出入庫臺，P點為作業(yè)貨位。 則完成此項作業(yè)的時間為 ts＝2tOp十2tf十ta式中tOp：從出入庫臺O到貨位P的運行時間(s)。且有top＝max(tl，th)。tl：從O點到P點的水平運行時間；th：從O點到P點的垂直運行時間。tf：堆垛機貨叉叉取(或存放)作業(yè)時間(s)。且有tf＝2tload十tlift。tload為貨叉完全伸出或完全縮回的時間，tlift為貨叉微升或微降的時間，即貨叉在貨格內(nèi)升起或放卸貨物的時間。ta：堆垛機作業(yè)的附加時間(s)。 包括堆垛機的定位、操作、信息查詢及傳輸?shù)鹊臅r間。第七十七頁，共九十二頁，2022年，8月28日2023/3/1377 為了綜合評價一個倉庫的作業(yè)效率，需求出堆垛機的平均作業(yè)周期，即各個貨位作業(yè)周期的平均值，當(dāng)各貨位作業(yè)概率相同時，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列所對應(yīng)的貨位到出入庫臺的運行時間(s)tf、ta同前述。第七十八頁，共九十二頁，2022年，8月28日2023/3/1378 當(dāng)庫容量很大時，按上式計算平均作業(yè)周期計算量很大，故不常采用。而常采用簡易算法。下面介紹一種計算平均作業(yè)周期的經(jīng)驗方法。H L O 出入庫臺在貨架的一側(cè)P0點(見右圖)，以P0為原點，在貨架內(nèi)取兩個點P1和P2，P1和P2的坐標為

其中L為貨架全長，H為貨架全高。分別計算從P0到P1、P2兩點的作業(yè)周期，將兩者的平均值，作為該巷道堆垛機的平均作業(yè)周期。即平均單一作業(yè)周期的經(jīng)驗公式為：或tms＝tP1十tP2十2tf十ta式中t(P1)：堆垛機完成P1貨位的作業(yè)周期(s)t(P2)：堆垛機完成P2貨位的作業(yè)周期(s)tP1：P0點到P1點的運行時間(s)tP2：P0點到P2點的運行時間(s)第七十九頁，共九十二頁，2022年，8月28日2023/3/1379（3）平均復(fù)合作業(yè)周期的計算 復(fù)合作業(yè)是從出入庫臺送貨到指定的貨位存貨后，隨即到另一個貨位取貨，再返回到出入庫臺的全過程。如下圖所示，其復(fù)合作業(yè)周期是按P0→Pl→P2→P0的總時間計算的。L H O 如果P1和P2點的定義與計算平均單作業(yè)周期中一樣，則平均復(fù)合作業(yè)周期的經(jīng)驗計算式為tmd＝tPl十tP2十tP1P2十4tf十2ta式中tP1P2：堆垛機從P1點到P2點的運行時間(s)；tmd：平均復(fù)合作業(yè)周期(s)；tP1、tP2、tf、ta同前述。第八十頁，共九十二頁，2022年，8月28日2023/3/13804．立體庫出入庫能力的計算 立體庫的出入庫能力是用倉庫每小時平均入庫或出庫的貨物單元數(shù)來表示。堆垛機的出入庫能力也就是指每臺堆垛機每小時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，堆垛機的出入庫能力為： P1＝3600/tms式中P1：每小時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，堆垛機的出入庫能力為： P1＝(3600/tmd)×2式中P1：每小時出庫或入庫單元數(shù)

tmd：平均復(fù)合作業(yè)周期(s)若庫內(nèi)有n臺堆垛機(即巷道數(shù)為n個)，則倉庫的出入庫能力為第八十一頁，共九十二頁，2022年，8月28日2023/3/1381 例：某立體倉庫有4條巷道，每條巷道配備一臺堆垛機，若堆垛機的運行速度為l00m/min，升降速度為20m/min，貨叉存取貨時間tf＝25s，附加時間ta＝5s。貨架總長L＝80m，高H＝15m，假設(shè)各貨位存取概率相同。試計算分別采用單作業(yè)方式和復(fù)合作業(yè)方式時本庫的出入庫能力(即滿負荷時每小時出入庫托盤數(shù))。1)計算單作業(yè)時的平均作業(yè)周期tms

用經(jīng)驗算法，取P1和P2點，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

2)采用復(fù)合作業(yè)方式時平均作業(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＝30十32十