一、自動(dòng)化立體倉庫規劃思路

01 自動(dòng)化立體倉庫概述

自動(dòng)化立體倉庫系統主要是由立體貨架、出入庫托盤(pán)輸送設備、存儲設備、巷道堆垛機、尺寸檢測條碼閱讀系統、控制系統、通訊系統和上位機監控系統等部分組成。

自動(dòng)化立體倉庫系統與土建公共設施有關(guān)，如廠(chǎng)房、照明系統、消防系統、通風(fēng)采暖系統、動(dòng)力系統等等有關(guān)。 

02 自動(dòng)化立體倉庫規劃步驟

1、 確定自動(dòng)化立體庫的需求

1）要確定自動(dòng)化立體庫的需求，包括物料的類(lèi)型、數量、尺寸、重量、包裝形式等信息，以及庫房的面積、高度、溫度、濕度、控制系統等要求。

2）要根據實(shí)際情況，計算出自動(dòng)化立體庫的最佳容量，以便在設計時(shí)考慮足夠的空間。

3）要考慮自動(dòng)化立體庫的安全性，確保貨物的安全存儲和安全運輸。

2、自動(dòng)化立體庫的設計要點(diǎn)

1）根據自動(dòng)化立體庫的需求，設計貨架結構，確定貨架定制的高度、寬度、深度、支撐結構、支撐材料、組裝方式等。

2）設計自動(dòng)化立體庫的控制系統，包括控制設備、傳感器、控制程序、軟件等。

3）要設計自動(dòng)化立體庫的運輸設備，包括貨架車(chē)、貨架升降機、自動(dòng)貨架移動(dòng)機械等。

4）設計自動(dòng)化立體庫的操作流程，包括入庫、出庫、查詢(xún)、庫存管理等。

3、自動(dòng)化立庫的設計流程

1）收集和研究原始資料，進(jìn)行需求分析。

在確定建自動(dòng)化立體倉庫之后，需要研究原始資料，得出倉庫規劃設計的主要依據。

需要對所有入庫貨物的品種進(jìn)行ABC分析，分析貨品的形式、尺寸和重量，確定土建設計的有關(guān)參數，進(jìn)行倉庫的貨架、作業(yè)機械配置。

2）確定倉庫形式、作業(yè)方式和貨物單元。

在調查分析入庫貨物的品種的基礎上，首先應該確定倉庫的形式。一般采用單元貨位式倉庫。

為了提高出入庫的搬運效率，應盡量采用復合作業(yè)方式，避免單入單出模式，也可以采用一次搬運兩個(gè)貨物單元的作業(yè)方式提高作業(yè)效率。

3）確定貨物單元形式和貨架設計。

為了確定貨物單元形式、尺寸和重量，應該對貨物進(jìn)行品種的分析，選擇最佳的設計方案。

確定好貨物單元形式后，可以據此進(jìn)行貨架的設計。貨架的設計過(guò)程實(shí)際上是一個(gè)確定合理的貨架參數的過(guò)程。

4）確定庫存量和倉庫總體尺寸。

立體倉庫的實(shí)際規模主要取決于庫存量。

（1）如果庫存量已知，在恰當考慮未來(lái)發(fā)展需要的基礎上，可以直接使用這個(gè)庫存量參數，但是要給出一定的余量。

（2）如果庫存量未知，需要根據近1-3年的出入庫的數量和規律確定庫存量。

確定立體倉庫的總體尺寸是容易實(shí)現和經(jīng)濟性要求，倉庫不宜設計的過(guò)高，以10至20m的高度為宜。

5）選擇機械設備類(lèi)型數量。

選擇機械設備類(lèi)型和數量主要是為立體倉庫選擇堆垛機。

堆垛機的數量主要取決于倉庫的作業(yè)能力，即最大出、入庫頻率。一般情況下，貨架的高和長(cháng)的比值等于堆垛機的垂直運行速度和水平運行速度的比值，是堆垛機的效率中最高。

另外，機械設備的選用還包括輸送設備、貨物自動(dòng)分揀設備及周邊設備的選用。

6）倉庫出入庫流量設計。

自動(dòng)倉庫的出入庫流量設計主要和出入庫搬運周期有關(guān)。

自動(dòng)化立體倉庫的搬運周期一般取決于巷道堆垛機的作業(yè)循環(huán)時(shí)間。堆垛機的出入庫搬運分為單一作業(yè)和復合作業(yè)兩種，堆垛機的搬運周期越短，立體倉庫的出入庫作業(yè)效率也越高。

7）總體布局設計。

完成上述六個(gè)步驟后，便可以對自動(dòng)化倉庫的總體布局進(jìn)行設計。這個(gè)時(shí)候需要考慮立庫存儲區與總體布局設計是應考慮立體貨架與作業(yè)區的銜接方式和貨物單元出入高層貨架的方式。

8）確定管理和控制方式。

自動(dòng)化立庫的管理系統主要包括儲位管理、儲位編碼與貨物編號、儲位指派方式的確定。

涉及的控制技術(shù)主要包括電氣控制技術(shù)、計算機和堆垛機的通信等。

9）仿真分析。

為了驗證所設計的自動(dòng)化立體倉庫是否達到設計要求，可以使用仿真的方法進(jìn)行驗證方案的合理性。

4、自動(dòng)化立體庫的實(shí)施

1）購買(mǎi)設備，包括控制設備、傳感器、貨架車(chē)、貨架升降機、自動(dòng)貨架移動(dòng)機械等。

2）安裝設備，根據設計圖紙安裝貨架，安裝控制設備、傳感器、貨架車(chē)、貨架升降機、自動(dòng)貨架移動(dòng)機械等。

3）要檢查設備，確保設備安裝正確，并進(jìn)行系統調試，確保設備的正常運行。

4）要進(jìn)行演示及培訓，確保操作人員能夠正確操作自動(dòng)化立體庫，并能夠及時(shí)發(fā)現和處理故障。

二、自動(dòng)化立體倉庫規劃測算

01 倉庫面積測算

1、荷重計算法：A=mQ/kq

• A指立體倉庫所需面積（m2）

• k指立體倉庫面積利用率，即存貨面積與總面積之比

• mQ指立體倉庫貨物的庫存量（t）

• q指立體倉庫單位面積上的庫存量（t/m2）

2、直接計算法：A=A1+A2+A3+A4

• A1指貨物有效存放面積（m2）

• A2指入庫驗貨場(chǎng)地面積（m2）

• A3指出庫發(fā)貨場(chǎng)地面積（m2）

• A4指通道面積（m2）

3、庫存指標：最大庫存量：mQ=（EK/30）t（每月30天計算）

• E指立體倉庫的月最大貨物存取量（t）

• K指設計最大入庫百分數

• t指貨物在倉庫中平均庫存期（天）

 庫存周轉率：一種衡量物料在倉庫里或是整條價(jià)值流中，流動(dòng)快慢的標準。

02 貨架設計 

1、貨架高度設計

自動(dòng)化立體倉庫主要的參數是貨架高度，最佳高度直接影響占地面積、長(cháng)度、寬度、起重運輸機械設備裝載效率以及技術(shù)經(jīng)濟指標的選擇。

影響貨架高度的因素：儲存量、周轉率以及訂貨發(fā)送時(shí)的配套模式。

2、最佳參數確定

• 貨架高度H：貨架最佳高度取決于容量，通常在15－20m之間，當容量為1000－1500t時(shí)，高度H為12.6m，當容量為6000t或以上時(shí)，高度H為16.2 m。

• 貨架長(cháng)度L：若倉庫作業(yè)由堆垛機上、下貨，則貨架的最佳通道長(cháng)度L在80－120m之間。為保證堆垛機的托架垂直和水平移動(dòng)操作并行不悖，則H/L應保持均衡，一般推薦采用下列比值：

  H/L={1/4-1/6}

3、貨架尺寸設計

• 兩種形式貨架：牛腿式貨架和橫梁式貨架

• 由以下4個(gè)參數中的3個(gè)來(lái)確定貨架尺寸：

  （1）倉庫長(cháng)度（或貨架列數）；

  （2）倉庫寬度（或巷道數）；

  （3）倉庫高度（或貨架層數）；

  （4）倉庫容量（或總貨位數）。

4、出入庫能力計算

（1）循環(huán)作業(yè)時(shí)間

平均單一作業(yè)循環(huán)時(shí)間：堆垛機從某一出入庫站開(kāi)始向所有貨格進(jìn)行入庫作業(yè)循環(huán)（或出庫作業(yè)循環(huán)）的平均時(shí)間。當貨架為m列，n層時(shí)，作業(yè)時(shí)間為：

• TS指平均單一循環(huán)作業(yè)時(shí)間（s）；

• tjk指從入庫開(kāi)始到j(luò )列k層單程移動(dòng)時(shí)間（s）；

• tf指叉貨時(shí)間，在出入庫站或貨格處貨物移動(dòng)時(shí)間（s）

• ti指浪費時(shí)間，控制延遲時(shí)間等（s）；

（2）同端出入庫

平均復合作業(yè)循環(huán)時(shí)間：入庫作業(yè)后進(jìn)行出庫作業(yè)時(shí)的循環(huán)時(shí)間。當貨架為m列、n層時(shí)，作業(yè)時(shí)間為：

• TD指平均復合循環(huán)作業(yè)時(shí)間（s）；

• tjk指從入庫開(kāi)始到j(luò )列k層單程移動(dòng)時(shí)間（s）；

• tf指叉貨時(shí)間，在出入庫站或貨格處，貨物移動(dòng)時(shí)（s）；

• ti停機時(shí)間，控制延遲時(shí)間等（s）；

• tt平均貨格移動(dòng)時(shí)間，隨機確定入庫貨格和出庫貨格，作適當次數貨格移動(dòng)求得所需時(shí)間的平均值（s）；

• ts出入庫站間移動(dòng)時(shí)間（s）

 （3）出入庫周期

堆垛機基本出入庫能力用每小時(shí)內入庫或出庫的存儲單元數表示。

平均單一作業(yè)循環(huán)時(shí)間基準出入庫能力=Ns=3600/Ts

平均復合作業(yè)循環(huán)時(shí)間基準出入庫能力=Nd=3600/Td

其中：Ns、Nd為每小時(shí)入庫或出庫的存儲單元數量

出入庫形式包括，同端出入庫、兩端出入庫、中間出入庫。

三、自動(dòng)化立體倉庫好處

1、能夠提高企業(yè)的生產(chǎn)效率

通過(guò)自動(dòng)化倉庫，企業(yè)可以更好地控制庫存，減少庫存積壓，提高庫存周轉率，從而提高產(chǎn)品出貨速度，實(shí)現生產(chǎn)效率的提高。

2、能夠提高企業(yè)的生產(chǎn)率

自動(dòng)化倉庫可以消除人為因素，減少人工操作，減少生產(chǎn)過(guò)程中的操作錯誤，從而提高產(chǎn)品的質(zhì)量，提升企業(yè)的生產(chǎn)率。

3、能夠提高企業(yè)的安全性

自動(dòng)化倉庫可以有效地控制庫存，實(shí)現精確的庫存管理，減少庫存積壓，從而有效地降低企業(yè)的庫存風(fēng)險，提高企業(yè)的安全性。

4、能夠提高企業(yè)的經(jīng)濟效益

自動(dòng)化倉庫可以減少企業(yè)的人力成本，提高企業(yè)的生產(chǎn)效率，實(shí)現企業(yè)的高效率運營(yíng),提高企業(yè)的經(jīng)濟效益。

總之，自動(dòng)化倉庫能為企業(yè)帶來(lái)許多好處。因此，企業(yè)可以結合自身條件采用自動(dòng)化倉庫，以實(shí)現企業(yè)的高效率運營(yíng)。

文章摘自羅戈網(wǎng)