自动化立体仓库设计

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中冶南方武汉钢铁设计研究院有限公司 2014年12月
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自动化立体仓库简介
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自动化立体库概述
自动化立体仓库又简称高层货架仓库（简称高架仓库），一般是因为 采用了几层、十几层乃至几十层的货架来储存单元货物，由于这类仓库能 充分利用空间储存货物，故常形象地将其称为“立体仓库”。
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巷道堆垛机
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入出库水平输送机
入出库输送机是将入库托盘货物输送至有轨巷道堆垛机作业原始 位置或将出库托盘货物输运至出库端口的水平输送设备。其主要技术 要求如下： （1）额定输送载荷：≤1000kg （2）控制方式：手动（半自动）/单机自动/联机自动 （3）运行跟踪方式：红外光电开关 （4）通信方式：固定通讯 （5）供电方式：动力电缆；三相五线制380V/220V，50HZ （6）输送面标高：700mm（链条标高） （7）输送机两侧应装有导向保护装置 （8）输送系统各端口应设机械挡块 （9）输送机动作与叉车叉子及堆垛机货叉应联锁 （10）应设置输送机强迫换速与停止开关
以及货叉与托盘对位所需要的微动时间。 货叉伸缩的作业时间包括货叉伸出时间和货叉缩回时间。 在单作业时，货叉伸、缩各一次； 双作业时，货叉要伸、缩各两次。
假定作业模式： 假设80%的作业是复合作业方式，20%是单作业方式。 摒弃运行距离特别近和特别远的两种极端情况，取货架长度和高度
的20%～80%之间的范围作为经常运行的范围。 取四个复合作业和一个单作业为一组进行验算。
2）复合作业方式 堆垛机从出入库台取一件单元货物送到选定的货位，然后直接转移
到另一个给定货位，取出其中的货物单元，再回到出入库台出库。
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堆垛机的作业方式
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高架仓库堆垛机的作业周期
作业周期组成： 堆垛机行走和载荷台的升降时间外，还应考虑货叉的升缩作业时间
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主要工艺设备组成
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巷道堆垛机
有轨巷道堆垛起重机是高层货架内存取货物的主要起重运输设备，其 主要技术要求如下： （1）采用双立柱地面支撑，不带司机室； （2）水平运行速度：0～120m/min； （3）垂直升降速度：0～20 m/min； （4）货叉伸缩速度：0～20 m/min； （5）采用变频调速方式； （6）堆垛起重机噪声： ≤75dB； （7）应具备起升钢丝绳（链条）松绳或过载电气保护功能； （8）应具备起升钢丝绳（链条）断绳时电气及机械保护功能； （9）应具备货叉动作连锁保护及“双重入库”和“空取货”探测及报警。 （10）控制方式：手动（半自动）/单机自动/联机自动
计算每小时平均入库或出库货物单元数n为:
n 3600 T
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应用实例
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海尔国际物流 中心
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一汽大众装配车间立体库
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某大型商超分拨中心
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U型布置
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托盘存取系统
货箱拣货系统 散箱拣货系统
入库 进货
物料搬运 越库作业
分类和集中 包装与出货
U型布置特点：物流路线合理，进出口码头资源可以充分 利用，便于越库作业，便于扩展。
适用类型：工业制造行业居多，如汽车零部件库和家电企 业零部件库。
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输送机系统
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入出库穿梭车
入出库穿梭车是将托盘货物从库前输送机输送至装卸货出入口输 送机的往复输送设备。其主要技术要求如下： （1）额定输送载荷：≤1000kg （2）控制方式：手动（半自动）/单机自动/联机自动 （3）认址方式：绝对认址 （4）通信方式：固定通讯 （5）供电方式：动力电缆；三相五线制380V/220V，50HZ （6）水平运行速度：0～100米/分钟 （7）托盘移载速度 ：12米/分钟 （8）应满足两种尺寸托盘的输送。 （9）输送机动作与输送机应联动 （10）应设置紧急停止开关
自动化立体仓库的功能： （1）大量储存，一个自动化立体仓库拥有货位数可以达到30万个，可储 存30万个托盘，以平均每托盘储存货物1吨计算，则一个自动化存取系统可 同时储存30万吨货物。 （2）自动存取，自动化仓库的出入库及库内搬运作业全部实现由计算机 控制的机电一体化作业。 （3）可以扩展到分类、计量、包装、分拣、配送等功能。
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Ⅴ是单作业
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Ⅱ是复合 作业
计算平均作业周期的路线图
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仓库处理能力
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分别计算各次作业周期T1、T2、T3、T4、T5； 按下式计算一次入库或出库的平均作业周期T(S):
T1[1(T1T2T3T4)T5] 52
GB/T14085-93 《信息处理系统计算机系统配置图符号及约定》；
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THANKS!
自动化仓库系统(AS／RS－Automated storage and retrieval system) 是不需人工处理的情况下能自动存储和取出物料的系统。这个定义涵盖了 不同复杂程度及规格的极为广泛的多样的系统。
自动化立体仓库就是采用高层货架存放货物，以巷道堆垛起重机为主， 结合入库与出库周边设备来进行自动化仓储作业的一种仓库。
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自动化立体库优缺点
自动化立体仓库的优点： ➢ 能较好地满足特殊仓储环境的需要,保证货品在整个仓储过程的安全运行, 提高了作业质量; ➢ 由于采用了高层货架和自动化管理系统,大大提高了仓库的单位面积利用 率,提高了劳动生产率,降低了劳动强度； ➢ 减少了货物处理和信息处理过程的差错； ➢ 能够合理有效地进行库存控制； ➢ 便于实现系统的整体优化。
慢速周转 产品模块
模块布置特点：可满足多种功能，适合多样化的产品存放。 适用类型：综合类的商品分拨中心，如大型商超物流中 心。
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典型布局
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A：入库输送设备；B：入库端激光扫描站；C：退货输 送机；D：低频货输送机；E：高频货输送机；F：出库 端激光扫描站；G：主输送线；H：拣选出货口；I：重 入库输送带；J：整托盘（箱）出货口
物流系统一层作业流程图
领料
一
出库
层
缓存区
生
产
成品入库
区
原料回库
出库
出库
AS/RS高层货架
出库
出库
出库ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
原料入 原料入 出库 出库 出库
暂存区
收货区
成
WMS系系系系ERP系系
品
系系系系系
出
供应商
R/3收货
接口数据实时 传至WMS
WMS 组盘、注册
库
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工艺布局
直进穿越式布置
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进
储
拣
出
货
存
货
货
直型布置特点：非常适合纯粹的越库作业，便于解决高峰 时同时进出货库作业。
适用类型：产品品种较为单一的成品库，如电子产品、 香烟和医药行业的成品库。
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模块化干线布置
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越库模块 持续补货直 进穿越模块
中速周转 产品模块
自动化立体仓库的缺点： ➢结构复杂,配套设备多,需要的基建和设备投资很大； ➢货架安装精度要求高,施工比较困难,而且施工周期长； ➢储存货品的品种受到一定的限制,不同类型的货架仅适合于不同的储存物 品,因此,自动化仓库一旦建成,系统的更新改造比较困难。
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国外物流中心
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世界先进的大型物流中心货物自动分拣系统演示
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标准及规范
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主要设计标准及规范
JB/T9018-2011 《有轨巷道式高层货架仓库设计规范》； JB/T5323-91 《立体仓库焊接式钢结构货架技术条件》； JB5319.2-91 《有轨巷道堆垛起重机安全规范》； JB/T7016-93 《有轨巷道堆垛起重机技术条件》； JB/T2960-99 《巷道堆垛起重机型式与基本参数》； GB3811-2008 《起重机设计规范》； GBJ17-2001 《钢结构设计规范》； GB/T14394-2008 《计算机软件可靠性和可维护性》；
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仓库处理能力计算
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高架仓库堆垛机的作业方式
1）单一作业方式 单入库－堆垛机从巷道口入库台，取一个单元货物送到选定的货位，
然后返回巷道口的出入库台。
单出库－堆垛机从巷道口出发到某一指定的货位取一个单元货物送 到出入库台。
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入出库穿梭车
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钢结构货架
钢结构货架是高层货架存储区中存放托盘货物的主要设备，要求有足够的 强度和刚度及整体稳定性(抗震等级按8级考虑)，而且尺寸要求精度高，型式 采用组合装配横梁式，货架主要由货架片、横梁、纵/横梁、斜拉筋等组成。 主要构件应满足如下条件： 货架片： （1）立柱全长调节孔距累计误差不大于±2 mm，相邻孔距误差小于0.1mm； （2）货架全长尺寸极限偏差不大于1mm； （3）立柱片弯曲误差小于1/1000或10mm； （4）立柱与安装地面垂直偏差小于1/1000mm； （5）工作安全系数不小于1.75。 横梁： （1）横梁长度尺寸误差小于±1mm； （2）横梁装配后两端高低误差小于±1mm； （3）承载最大载荷时横梁挠度不大于L/300； （4）工作安全系数不小于1.55。
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钢结构货
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入出库升降移载输送机
入出库升降移载输送机是将托盘货物从输送机输送高度降到地面 高度的输送设备。其主要技术要求如下： （1）额定输送载荷：≤1000kg （2）控制方式：手动（半自动）/单机自动/联机自动 （3）升降高度：750mm～50mm （4）升降速度：6米/分钟 （5）供电方式：动力电缆；三相五线制380V/220V，50HZ （6）驱动方式：液压 （7）托盘移载速度 ：12米/分钟 （8）能满足手推液压托盘车取送托盘