物流工程概論-自動化立體倉庫系統(tǒng)(ppt 59頁).ppt

1、主講：黃輝宇 博士 Email：,物流工程概論,東莞理工學院工程管理教研室,3.1 概述 3.2 自動化倉庫的設施與設備 3.3 自動化立體倉庫的總體設計 3.4 堆垛設備 3.5 自動化立體倉庫的電子設備 3.6 集裝單元化器具,第3章 自動化立體倉庫系統(tǒng),通過學習本章的內(nèi)容，你應該： 1、了解自動化立體倉庫的分類 2、了解土建及公用工程設施 3、了解自動化立體倉庫的構成 4、掌握自動化立體倉庫的基本設計步驟 5、了解常用的堆垛設備 6、了解自動化立體倉庫中常用的電子設備 7、了解集裝單元化器具,本章目標,3.1 概述,倉儲系統(tǒng)是物流系統(tǒng)的子系統(tǒng)，一般包括收貨、存貨、取貨、發(fā)貨等環(huán)節(jié)。 自動

2、化立體倉庫又稱高層貨架倉庫、自動存取系統(tǒng)AS/RS(Automatic Storage & Retrieval System)。 自動化立體倉庫的組成： 高層貨架 物料搬運、輸送設備 控制和管理設備 土建公用設施,自動化倉庫的分類 按建筑形式分類 按貨物的存取形式分類 按貨架構造形式分類,整體式 分離式,單元貨架式 揀選貨架式,單元貨格式倉庫 貫通式倉庫 閣樓式貨架 屏掛式貨架 移動式貨架 旋轉(zhuǎn)式貨架 駛入式貨架 組合式貨架,自動化倉庫的分類 按在生產(chǎn)和流通中的作用分類： 按自動化倉庫與生產(chǎn)連接的緊密程度分類,生產(chǎn)性倉庫 流通性倉庫,獨立型倉庫 半緊密型倉庫 緊密型倉庫,或,單純儲存?zhèn)}庫 儲存

3、兼選配倉庫,3.2 自動化倉庫的設施與設備,土建及公用工程設施 1）廠房 2）消防系統(tǒng) 3）照明系統(tǒng) 4）通風及采暖系統(tǒng) 5）動力系統(tǒng) 6）其它設施 2. 自動化立體倉庫的構成 1）貨物儲存系統(tǒng) 2）貨物存取和傳送系統(tǒng) 3）控制和管理系統(tǒng),3.3 自動化立體倉庫的總體設計,3.3.1 自動化立體倉庫的設計步驟,收集、研究原始資料,選擇倉庫類型,確定主要參數(shù),選擇貨架方案,倉儲系統(tǒng)的計算機仿真,選擇機械設備類型,計算機械設備的 效率和需要量,選擇倉庫存儲控制、 管理方式,設計貨物配套系統(tǒng),3.3 自動化立體倉庫的總體設計,3.3.2 自動化立體倉庫的技術經(jīng)濟原則,3.3 自動化立體倉庫的總體設計

4、,3.3.3 出入庫布置方案 叉車出入庫臺方式 連續(xù)輸送機方式 AGV方式 穿梭車（有軌小車）方式,叉車出入庫臺方式,返回,連續(xù)輸送機方式,返回,AGV方式,返回,穿梭車（有軌小車）方式,返回,3.3 自動化立體倉庫的總體設計,3.3.4 自動化立體倉庫的基本設計 每種貨架形式的設計方式不盡相同，但基本上均是以預估的儲位數(shù)，計算所需的巷道數(shù)，以滿足出入庫量的條件，并計算得到儲存系統(tǒng)的規(guī)格及外形長、寬、高等尺寸。 單元負載式自動倉庫規(guī)格需求（示意圖）,3.3 自動化立體倉庫的總體設計,自動化立體倉庫的基本設計步驟 1）決定需存入貨架內(nèi)貨品的外形尺寸及重量 長（a）、寬（B）、高（C）、重量（D）

5、 2）列出倉庫需要的最大存貨數(shù)量（E） 3）列出倉庫可利用的最大空間 4）列出倉庫每小時需要的最大出貨量 5）決定立體倉庫所需的堆垛機臺數(shù)及倉庫內(nèi)貨架排數(shù)。計算公式如下： G F / N Z = 2G 式中：G倉庫內(nèi)堆垛機臺數(shù) F倉庫每小時需要的最大進出入庫數(shù) N標準出入庫能力 Z倉庫內(nèi)貨架排數(shù),3.3 自動化立體倉庫的總體設計,自動化立體倉庫的基本設計步驟 6）決定倉庫貨架高度，計算公式為： J = （C+K） 式中： J倉庫貨架高度 C最大含托盤貨品高度 K堆垛機叉動結構操作裕度（150230mm） M貨架垂直方向格數(shù) 7）決定倉庫高度。其計算公式如下： P = J + Tu + Td 式

6、中： P倉庫高度 J可存放托盤的貨架高度 Tu負載頂端至屋頂?shù)挠嘞陡叨?一般為600mm) Td堆垛機叉動結構底部操作裕度,3.3 自動化立體倉庫的總體設計,自動化立體倉庫的基本設計步驟 8）決定貨架的長度，計算公式為： Q = RS R = B + 100 + (752)mm S = E / (2GM) 式中：Q倉庫長度 R貨格寬度 S每層貨架的貨格數(shù) B托盤寬度 E倉庫需要儲存總托盤數(shù) G倉庫內(nèi)堆垛機臺數(shù) M貨架垂直方向貨格數(shù),3.3 自動化立體倉庫的總體設計,自動化立體倉庫的基本設計步驟 9）決定倉庫總長度，其計算公式為： 倉庫總長度A = Q + T + U 式中：Q每排貨架長度 T堆

7、垛機走出貨架兩端的長度 U設備所占的長度，即外圍設備所占空間 10）決定倉庫的寬度。計算方法為： V = WX 式中： V倉庫的寬度 W巷道單元寬度 X巷道單元數(shù)目,3.3 自動化立體倉庫的總體設計,3.3.5 作業(yè)時間與出入庫能力 堆垛機作業(yè)循環(huán)時間 1）平均單一作業(yè)循環(huán)時間：指堆垛機從某一出入庫站開始，向所有貨格進行入庫作業(yè)循環(huán)的平均時間。,3.3 自動化立體倉庫的總體設計,3.3.5 作業(yè)時間與出入庫能力 堆垛機作業(yè)循環(huán)時間 2）平均復合作業(yè)時間：指入庫作業(yè)后，進行出庫作業(yè)時的作業(yè)循環(huán)時間。,A,B,C,3.3 自動化立體倉庫的總體設計,3.3.5 作業(yè)時間與出入庫能力 堆垛機基準出入庫

8、能力 可用每小時內(nèi)入庫或出庫的存儲單元數(shù)來表示。,3.4 堆垛設備,3.4.1 巷道式堆垛機 用途 在高層貨架的巷道內(nèi)來回穿梭運行，將位于巷道口的貨物存入貨格；或者相反，取出貨格內(nèi)的貨物運送到巷道口。 分類 按金屬結構的形式分類： 按支撐方式分類： 按作業(yè)方式分類： 按照轉(zhuǎn)移巷道方法的不同可分： 固定式、轉(zhuǎn)移式和轉(zhuǎn)移車式。 按照控制方式的不同可分： 手動、半自動和全自動,單立柱型 雙立柱型,地面支撐型 懸掛型 貨架支撐型,單元型 揀選型 單元-揀選型,專用起重機,3.4 堆垛設備,3.4.1 巷道式堆垛機 構成 1）機架 2）運行機構 3）起升機構 4）載貨臺及存取貨機構 5）電氣設備 6）安

9、全保護裝置,3.4 堆垛設備,3.4.2 其他堆垛設備 橋式堆垛起重機,特點： 堆垛高度比叉車高，但不如巷道堆垛機高。 占用巷道寬度比叉車小，但比巷道堆垛機大。 能同時服務于若干巷道，機動性比巷道堆垛機好，但不如叉車靈活，不能跨越貨垛。 既能用于高架儲存，用能實現(xiàn)無貨架堆垛，并能跨越貨垛。 為了使橋架能順利通行，在倉庫頂棚與貨架間需要較大凈空間。 生產(chǎn)效率較巷道堆垛機低。 適合重物、長大物件進行高堆垛。,橋式起重機,3.4 堆垛設備,3.4.2 其他堆垛設備 高架叉車 高架叉車又稱無軌巷道堆垛機。,特點： 采用多節(jié)門架，起升高度比一般叉車高，可達12m，但比巷道堆垛機低 特殊的機構使貨叉能夠左

10、右回轉(zhuǎn)和側向移動，從而實現(xiàn)側向堆垛的功能。占用巷道寬度比一般叉車窄，但比巷道堆垛機大。 機動性比巷道堆垛機好，可以在道外作業(yè)。 一般采用蓄電池作為電源。,3.4 堆垛設備,3.4.2 其他堆垛設備 高位揀選車,3.5 自動化立體倉庫的電子設備,檢測裝置 常用的實現(xiàn)位置檢測的元件有：機械形成開關，接近開關，彈簧開關和光電開關等。 信息識別裝置 可采用條形碼，磁條，光學字符和射頻等識別技術。 控制裝置 監(jiān)控及調(diào)度設備 計算機管理設備 數(shù)據(jù)通信設備 現(xiàn)場信息的顯示設備 圖像監(jiān)視設備,3.6 集裝單元化器具,集裝單元化器具是指便于物料集裝成為一個完整、統(tǒng)一的重量或體積單元，并在結構上便于機械搬運和貯存

11、的器具。 集裝單元化的優(yōu)點： 通過標準化、通用化、配套化和系統(tǒng)化，以實現(xiàn)物流功能作業(yè)的機械化、自動化； 物品的移動簡單，減少重復搬運次數(shù)，縮短作業(yè)時間和提高效率，裝卸機械的機動性增高； 改善勞動條件，降低勞動強度，提高勞動生產(chǎn)率和物流載體利用率； 物流各功能環(huán)節(jié)便于銜接，容易進行物品的數(shù)量檢驗，清點交接簡便，減少差錯； 貨物包裝簡單，節(jié)省包裝費用，降低物流功能作業(yè)（搬運、存放和運輸?shù)龋┏杀荆?容易高堆積，減少物品堆碼存放的占用面積，能充分地、靈活地利用空間； 能有效地保護物品，防止物品的破損、污損和丟失。,3.6 集裝單元化器具,3.6.1 托盤 托盤的分類 1、從結構上分： 2、按材料分：木

12、托盤、鋼托盤、鋁托盤、紙托盤、塑料托盤、膠合板托盤、符合材料托盤。 3、按壽命分：一次性托盤、多次性托盤。 4、按使用形式分：通用托盤和專用托盤。其中專用托盤又分為：插孔式、插桿式、懸掛式、架放式、箱式等。,平托盤 箱式托盤 輪式托盤 柱式托盤 特種專用托盤,3.6 集裝單元化器具,3.6.1 托盤 托盤的結構及其參數(shù)，（表32） 托盤設計和選擇要點 托盤的應用 托盤聯(lián)運 專用托盤,3.6 集裝單元化器具,3.6.2 集裝箱（ 集裝箱的定義： 集裝箱(container)是指海、陸、空不同運輸方式進行聯(lián)運時用以裝運貨物的一種容器。香港稱之為貨箱。臺灣稱之為“貨柜”。關于集裝箱的定義，國際上不同

13、國家、地區(qū)和組織的表述有所不同。 國標中對集裝箱的定義為：集裝箱是一種運輸設備，應滿足下列要求：具有足夠的強度，可長期反復使用；應于一種或多種運輸方式運送，途中轉(zhuǎn)運時，箱內(nèi)貨物不需換裝；具有快速裝卸和搬運的裝置，特別便于從一種運輸方式轉(zhuǎn)到另一種運輸方式；便于貨物裝滿和卸空；具有6立方米以上容積。集裝箱，這一術語不包括車輛和一般包裝。 集裝箱的標準：（表33）,3.6 集裝單元化器具,3.6.2 集裝箱 集裝箱的分類 1)按制箱材料分：木制集裝箱，鋼木集裝箱，鋼制集裝箱，鋁合金集裝箱,玻璃鋼集裝箱. 2) 按用途分類：集裝箱按箱內(nèi)所裝貨物一般分為： （1)通用干貨集裝箱（DryCargoCont

14、ainer)這種集裝箱也稱為雜貨集裝箱，用來運輸無需控制溫度的件雜貨。其使用范圍極廣，據(jù)1983年的統(tǒng)計，世界上300萬個集裝箱中，雜貨集裝箱占85，約為254萬個。這種集裝箱通常為封閉式，在一端或側面設有箱門。這種集裝箱通常用來裝運文化用品、化工用品、電子機械、工藝品、醫(yī)藥、日用品、紡織品及儀器零件等。這是平時最常用的集裝箱。不受溫度變化影響的各類固體散貨、顆粒或粉未狀的貨物都可以由這種集裝箱裝運。,（2）保溫集裝箱（KeepConstantTemperatureContainer)它們是為了運輸需要冷藏或保溫的貨物。所有箱壁都采用導熱率低的材料隔熱而制成的集裝箱可分為以下三種： 冷藏集裝箱

15、（ReeferContainer)它是以運輸冷凍食品為主，能保持所定溫度的保溫集裝箱。它專為運輸如魚、肉、新鮮水果、蔬菜等食品而特殊設計的。目前國際上采用的冷藏集裝箱基本上分兩種:一種是集裝箱內(nèi)帶有冷凍機的叫機械式冷藏集裝箱；另一種箱內(nèi)沒有冷凍機而只有隔熱結構，即在集裝箱端壁上設有進氣孔和出氣孔，箱子裝在艙中，由船舶的冷凍裝置供應冷氣，這種叫做離合式冷藏集裝箱（又稱外置式或夾箍式冷藏集裝箱）。 隔熱集裝箱：它是為載運水果、蔬菜等貨物，防止溫度上升過大，以保持貨物鮮度而具有充分隔熱結構的集裝箱。通常用于冰作制冷劑，保溫時間為72小時左右。 通風集裝箱（VentilatedContainer）：它

16、是為裝運水果、蔬菜等不需要冷凍而具有呼吸作用的貨物，在端壁和側壁上設有通風孔的集裝箱，如將通風口關閉，同樣可以作為雜貨集裝箱使用。,（3）罐式集裝箱（TankContainer）它是專用以裝運酒類、油類（如動植物油）、液體食品以及化學品等液體貨物的集裝箱。它還可以裝運其他液體的危險貨物。這種集裝箱有單罐和多罐數(shù)種，罐體四角由支柱、撐桿構成整體框架。者由于側壁強度較大，故一般裝載麥芽和化學品等相對密度較大的散貨，后者則用于裝載相對密度較小的谷物。散貨集裝箱頂部的裝貨口應設水密性良好的蓋，以防雨水侵入箱內(nèi)。 （4）臺架式集裝箱（PlatformBasedContainer）它是沒有箱頂和側壁，甚至

17、連端壁也去掉而只有底板和四個角柱的集裝箱。這種集裝箱可以從前后、左右及上方進行裝卸作業(yè)，適合裝載長大件和重貨件，如重型機械、鋼材、鋼管、木材、鋼錠等。臺架式的集裝箱沒有水密性，怕水濕的貨物不能裝運，或用帆布遮蓋裝運。 （5）平臺集裝箱（PlatformContainer）這種集裝箱是在臺架式集裝箱上再簡化而只保留底板的一種特殊結構集裝箱。平臺的長度與寬度。與國際標準集裝箱的箱底尺寸相同，可使用與其他集裝箱相同的緊固件和起吊裝置。這一集裝箱的采用打破了過去一直認為集裝箱必須具有一定容積的概念。,（6）敞頂集裝箱（OpenTopContainer）這是一種沒有剛性箱頂?shù)募b箱，但有由可折疊式或可折

18、式頂梁支撐的帆布、塑料布或涂塑布制成的頂篷，其他構件與通用集裝箱類似。這種集裝箱適于裝載大型貨物和重貨，如鋼鐵、木材，特別是像玻璃板等易碎的重貨，利用吊車從頂部吊入箱內(nèi)不易損壞，而且也便于在箱內(nèi)固定。 （7）汽車集裝箱（CarContainer）它是一種運輸小型轎車用的專用集裝箱，其特點是在簡易箱底上裝一個鋼制框架，通常沒有箱壁（包括端壁和側壁）。這種集裝箱分為單層的和雙層的兩種。因為小轎車的高度為135米一145米，如裝在8英尺（2；438米）的標準集裝箱內(nèi)，其容積要浪費25以上。因而出現(xiàn)了雙層集裝箱。這種雙層集裝箱的高度有兩種：一種為105英尺（32米），一種為85英尺高的2倍。因此汽車集裝箱一般不是國際標準集裝箱。 （8）動物集裝箱（PenContainerorLiveStockContainer）這是一種裝運雞、鴨、鵝等活家禽和牛、馬、羊、豬等活家畜用的集裝箱。為了遮敝太陽，箱頂采用膠合板露蓋，側面和端面都有用