自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書1

1、自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書設(shè)計(jì)原則在有限空間中實(shí)現(xiàn)最大存儲(chǔ)量針對(duì)行業(yè)特性最適用配置流程最簡(jiǎn)捷順暢設(shè)備選用的先進(jìn)性作業(yè)流程自動(dòng)化系統(tǒng)高可靠性、安全性選用先進(jìn)適用技術(shù)，具備國(guó)內(nèi)一流水平較高的性價(jià)比，較低的后期維護(hù)費(fèi)用設(shè)計(jì)依據(jù) 有軌巷道式高層貨架倉(cāng)庫(kù)設(shè)計(jì)規(guī)范JB/T9018-1999（國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)：FEM9.831）巷道式堆垛起重機(jī)型式與基本參數(shù)JB/T2960-1999連續(xù)輸送設(shè)備安裝工程施工及驗(yàn)收規(guī)范GB50271-1998機(jī)械設(shè)備安裝工程施工及驗(yàn)收通用規(guī)范GB50231-19998連續(xù)輸送設(shè)備JB/T9014-1999焊接件通用技術(shù)條件Q/JB511-2001鋼結(jié)構(gòu)貨架設(shè)計(jì)規(guī)范及國(guó)家行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)ZBJ8

2、3 015-89 JB/T 5323-91堆垛機(jī)國(guó)家及行業(yè)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)JB/T5319.1-91JB.T7016-93 JB/T 5319.2-91 ZBJ 83015-89輸送機(jī)國(guó)家及行業(yè)有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)GB/T14521.1-93 GB/T 14521.3-93 GB/T14521.9-93 GB/T 14521.2-93 GB/T14521.6-93 JB/T 7012-93建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范GBJ 16-87第一章 方案設(shè)計(jì)方案論證在工業(yè)園規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí)，留出了長(zhǎng)100米、寬38.9米的物流中心，物流中心南側(cè)是寬22米的周轉(zhuǎn)區(qū)。如果用普通庫(kù)房來(lái)存儲(chǔ)成品鞋，初步估算只能存放60萬(wàn)雙左右，遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足工業(yè)園

3、區(qū)內(nèi)的倉(cāng)儲(chǔ)需求。根據(jù)倉(cāng)儲(chǔ)需求和多方論證，采用高層自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)作為物流中心的成品存儲(chǔ)形式是最佳存儲(chǔ)方案。初步估算自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的存放量在150萬(wàn)雙到170萬(wàn)雙之間。采用自動(dòng)化立體庫(kù)存放成品可以大大減輕工人的勞動(dòng)強(qiáng)度、減少操作工人和由于人工操作帶來(lái)的數(shù)據(jù)錯(cuò)誤；提高系統(tǒng)的運(yùn)行效率和可靠性。采用自動(dòng)化立體庫(kù)的主要優(yōu)點(diǎn)表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：高層貨架存儲(chǔ)。由于用高層貨架存儲(chǔ)貨物，存儲(chǔ)區(qū)可以極大地向高空發(fā)展，充分利用倉(cāng)庫(kù)的地面和空間，節(jié)約土地、提高了空間利用率。自動(dòng)存取。使用機(jī)械和自動(dòng)化設(shè)備，運(yùn)行處理速度快，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)效率，降低操作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，加快了產(chǎn)品的流通。計(jì)算機(jī)控制。計(jì)算機(jī)能夠準(zhǔn)確無(wú)誤的對(duì)各種

4、信息進(jìn)行存儲(chǔ)和管理，因此減少貨物處理和信息傳遞過(guò)程中的差錯(cuò)。工業(yè)園目前物流狀況調(diào)研鞋箱的尺寸為主來(lái)設(shè)計(jì)托盤和自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的貨格。男單鞋箱： 600*480*330女單鞋箱：540*430*300女棉鞋箱：920*420*310男棉鞋箱：650*470*325第二章 總體工藝流程設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)參數(shù)年產(chǎn)成品: 550萬(wàn)雙/每年(46萬(wàn)箱)年工作時(shí)間：254天每箱存放量：12雙/箱每天入庫(kù)時(shí)間：8小時(shí)庫(kù)存量:100萬(wàn)雙入庫(kù)流量： 2750雙/小時(shí)或230箱/小時(shí)每天出庫(kù)時(shí)間：8小時(shí)出庫(kù)流量： 2750雙/小時(shí)或230箱/小時(shí) 并且 出庫(kù)流量： 12500雙/小時(shí)或1042箱/小時(shí)溫度要求：無(wú)濕度要求：無(wú)

5、單元載貨優(yōu)化和自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)存儲(chǔ)能力計(jì)算單元載貨優(yōu)化和自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)存儲(chǔ)能力計(jì)算以提供的標(biāo)準(zhǔn)鞋箱的尺寸為依據(jù)進(jìn)行單元載貨的優(yōu)化，標(biāo)準(zhǔn)鞋箱的尺寸（內(nèi)徑）主要有：男單鞋箱： 600*480*330 mm女單鞋箱：540*430*300 mm女棉鞋箱：920*420*310 mm男棉鞋箱：650*470*325 mm由于以上尺寸是鞋箱的內(nèi)徑尺寸，托盤優(yōu)化設(shè)計(jì)以外徑為主，綜合考慮，我們?cè)趦?nèi)徑的基礎(chǔ)上加上20mm。托盤優(yōu)化設(shè)計(jì)及倉(cāng)庫(kù)存儲(chǔ)能力見(jiàn)下表：貨物名稱貨物尺寸實(shí)際堆放個(gè)數(shù)實(shí)際利用長(zhǎng)度實(shí)際利用寬度實(shí)際利用高度庫(kù)存量(雙)庫(kù)存量(箱)庫(kù)存量百分比所需托盤數(shù)托盤百分比平均每托盤堆放數(shù)目男單鞋620*500

6、*350161240100014005980084983446.94%311550.79%8.1264女單鞋560*450*320201350101012805777714814845.36%240839.26%7.852女棉鞋940*440*33012132094013205617246814.41%3916.38%0.7656男棉鞋670*490*34516134098013804191234933.29%2193.57%0.5712總貨位數(shù)12排38列9層 共4104個(gè)貨位(雙貨位)平均每個(gè)托盤堆放數(shù)目17.3152 物流中心自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)存儲(chǔ)能力： 4104*2*17.3152*12=

7、1,705,477雙設(shè)計(jì)說(shuō)明托盤尺寸：1350*1010*160，貨物最大可利用高度為350*4=1400，可以堆放4層鞋箱。1 .男單鞋和女單鞋約占庫(kù)存量的90%左右，托盤優(yōu)化應(yīng)該主要以這兩種鞋箱的尺寸為主進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。2 .各種包裝箱的尺寸已經(jīng)在原來(lái)內(nèi)徑的基礎(chǔ)上，長(zhǎng)、寬高尺寸均增加了20mm裕量，這樣，就保證了托盤優(yōu)化的可行性。3 .三個(gè)方向利用率：長(zhǎng)度方向上，最高的達(dá)到100%，最低的也達(dá)到92.85%；寬度方向上，最高利用率達(dá)到100%，最低達(dá)到93.1%,；高度方向上，最高利用率100%，最低利用率91.43%。4 .平均每個(gè)托盤上堆放貨物的數(shù)目等于每種貨物在托盤上的堆放個(gè)數(shù)與它所需

8、托盤百分比的乘積再求和，即16*50.79%+20*39.26%+12*6.38%+16*3.57%=17.3152。5.按照現(xiàn)有庫(kù)存量與貨物比例，倉(cāng)庫(kù)可以提供約4104*2*17.3152*12=1,705,477雙的庫(kù)存量，滿足庫(kù)存量要求。四種主要尺寸鞋箱在托盤上擺放示意圖主要規(guī)格成品鞋箱單個(gè)托盤擺放示意圖貨物名稱俯視圖主視圖男單鞋 620*500*350mm女單鞋560*450*320mm女棉鞋940*440*330mm男棉鞋670*490*345mm以上鞋箱在托盤上的擺放方式經(jīng)過(guò)了現(xiàn)場(chǎng)的鞋箱擺放，完全能夠達(dá)到要求。單元載貨的確定單元載貨尺寸是設(shè)計(jì)自動(dòng)化立體庫(kù)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，也是設(shè)計(jì)倉(cāng)庫(kù)

9、庫(kù)容量的基礎(chǔ)。根據(jù)以上托盤的計(jì)算和優(yōu)化，確定托盤和貨架單元尺寸如下： 托盤尺寸： L WH=1350mm 1010mm1600mm或1520mm（含貨物）貨架單元尺寸有兩種：托盤高度（含貨物）1520mmm：一層到五層：WLH=2350mm1250mm1725mm（含橫梁和立柱）1520mm托盤高度（含貨物）1600mmm六層到九層：WLH=2350mm1250mm1800mm（含橫梁和立柱）自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的主要參數(shù)庫(kù)房占地面積：100m38.9=3890貨架背間隙為：350mm巷道寬為：1650mm6巷道12排38列9層，貨架單元為橫梁式雙貨位形式，總貨位數(shù)為：123892=8208個(gè)堆垛機(jī)

10、天軌框架高度：500mm堆垛機(jī)底座的高度：700mm貨架總高度： 700+500+51725+41800=17025mm倉(cāng)庫(kù)工藝凈高：17300mm平面布置圖主要設(shè)備堆垛機(jī)貨架系統(tǒng)輸送機(jī)移栽機(jī) 空托盤收集器裝貨平臺(tái)叉車出入庫(kù)能力分析計(jì)算成品出入倉(cāng)庫(kù)的基本參數(shù)配套車間年產(chǎn)量: 550萬(wàn)雙/每年每年工作時(shí)間：254天入庫(kù)時(shí)間：一班入庫(kù)，按8小時(shí)/班入庫(kù)數(shù)量： 2750雙/小時(shí)或230箱/小時(shí)出庫(kù)時(shí)間：一班出庫(kù)，8小時(shí)/班出庫(kù)數(shù)量： 2750雙/小時(shí)或230箱/小時(shí) 并且 出庫(kù)流量： 12500雙/小時(shí)或1042箱/小時(shí)主要設(shè)備參數(shù)速度堆垛機(jī)：運(yùn)行速度：150m/min提升速度：30m/min貨叉速

11、度：20/25 m/min（有貨/無(wú)貨）輸送機(jī)速度：15m/min移栽機(jī)的速度：12 m/min由于在入出庫(kù)時(shí)有6臺(tái)堆垛機(jī)，而與之相配套的入出庫(kù)系統(tǒng)中都采用1條輸送系統(tǒng)，根據(jù)對(duì)堆垛機(jī)運(yùn)行速度和行走距離分析計(jì)算，出入庫(kù)的主要瓶頸在于輸送系統(tǒng)，下面分別對(duì)出入庫(kù)輸送系統(tǒng)進(jìn)行分析計(jì)算。出庫(kù)（輸送系統(tǒng)）能力計(jì)算（1）計(jì)算參數(shù)值平均每天出庫(kù)量：W出庫(kù) =550/2542.2萬(wàn)雙/天考慮出庫(kù)高峰的情況，乘以一個(gè)安全系數(shù)：2.2*1.5=3.3萬(wàn)雙/天每箱容量：12雙鞋平均每天出庫(kù)箱數(shù)：33000/12=2750箱/天出庫(kù)時(shí)間：T出庫(kù)=8小時(shí)平均每個(gè)托盤上可以堆放W平均 =17.315箱/托盤（2）需求計(jì)算:

12、由于每種貨物的出庫(kù)量不同，取平均值，平均每品種每次揀貨3箱，則實(shí)際平均每天出庫(kù)次數(shù)：W實(shí)際 =2750/3=917次/天實(shí)際平均單個(gè)托盤出庫(kù)需要時(shí)間：T托盤=86060917=32秒考慮移栽機(jī)與輥道的間隙，托盤在移栽機(jī)上行走的距離：L=2.5m出庫(kù)口數(shù)量：4個(gè)要求移載機(jī)的速度： V要求=2.53260=4.7m/min選用移載機(jī)的速度：V =12m/min 4.7m/min（3）能力計(jì)算一個(gè)托盤通過(guò)該移載機(jī)所用時(shí)間（T1）計(jì)算如下：T1=移載機(jī)行走距離/移載機(jī)行走速度= LV=2.560/1212.5秒。由于在移載機(jī)運(yùn)輸過(guò)程中，包括運(yùn)送、升、降、再運(yùn)送的過(guò)程，就會(huì)有一定的時(shí)間冗余。在輸送機(jī)運(yùn)輸

13、的過(guò)程中，會(huì)有堵塞現(xiàn)象，也會(huì)造成一定的時(shí)間冗余。時(shí)間冗余按照T1的50%計(jì)算，那么實(shí)際通過(guò)移載機(jī)時(shí)間為T實(shí)際= T1（1+50%）=12.51.5=18.75秒。根據(jù)每天的出庫(kù)工作時(shí)間可以計(jì)算每天理論的出庫(kù)次數(shù)（W理論）：w=出庫(kù)工作時(shí)間/移栽機(jī)運(yùn)送一個(gè)貨物所用時(shí)間 = T出庫(kù)6060T實(shí)際 = 8606018.75 1536次/天。每天理論的出庫(kù)貨次數(shù)（w = 1536次/天）實(shí)際每天最大出庫(kù)貨次數(shù)（917次/天），表明物流系統(tǒng)完全能夠滿足出庫(kù)需求。入庫(kù)（輸送系統(tǒng)）能力計(jì)算（1）計(jì)算參數(shù)值平均每天入庫(kù)量：W入庫(kù) =550/2542.2萬(wàn)雙/天每箱容量：12雙鞋平均每天入庫(kù)箱數(shù)：22000/1

14、2=1834箱/天出庫(kù)時(shí)間：T出庫(kù)=8小時(shí)平均每個(gè)托盤上可以堆放W平均 =17.315箱/托盤載貨單元最大高度：1400mm托盤高度：155mm（2）需求計(jì)算:實(shí)際平均每天由生產(chǎn)車間入庫(kù)的次數(shù)：W生產(chǎn)= W入庫(kù)/W平均=1834/17.315=106次/天按照每次撿貨3箱的平均數(shù)計(jì)算，則平均每個(gè)托盤出庫(kù)17.315/3=5.78次，就變成空托盤。每天可以回收空托盤：918/5.78=159個(gè)空托盤可以堆放層數(shù)：1400/150=9層平均每天回收的空托盤需要返庫(kù)次數(shù)：159/9=18次貨物平均每天返庫(kù)次數(shù)：W返庫(kù)=918-159=759次空托盤的返庫(kù)次數(shù)較貨物的返庫(kù)次數(shù)而言非常小，計(jì)算中可以忽略

15、不計(jì)。這樣，實(shí)際平均每天入庫(kù)的次數(shù)為：W實(shí)際=W生產(chǎn)+ W返庫(kù)=106+759=865次/天考慮移栽機(jī)與輥道的間隙，托盤在移栽機(jī)上行走的距離：L=2.5m實(shí)際平均單個(gè)托盤入庫(kù)需要時(shí)間：T托盤=86060865=34秒要求移載機(jī)的速度： V要求=2.53460=4.5m/min選用移載機(jī)的速度：V =12m/min 4.5m/min（3）能力計(jì)算一個(gè)托盤通過(guò)該移載機(jī)所用時(shí)間（T1）計(jì)算如下：T1=移載機(jī)行走距離/移載機(jī)行走速度= LV=2.560/1212.5秒。由于在移載機(jī)運(yùn)輸過(guò)程中，包括運(yùn)送、升、降、再運(yùn)送的過(guò)程，就會(huì)有一定的時(shí)間冗余。在輸送機(jī)運(yùn)輸?shù)倪^(guò)程中，會(huì)有堵塞現(xiàn)象，也會(huì)造成一定的時(shí)間冗

16、余。時(shí)間冗余按照T1的50%計(jì)算，那么實(shí)際通過(guò)移載機(jī)時(shí)間為T實(shí)際= T1（1+50%）=12.51.5=18.75秒。根據(jù)每天的出庫(kù)工作時(shí)間可以計(jì)算每天理論的出庫(kù)次數(shù)（W理論）：w=入庫(kù)工作時(shí)間/一個(gè)托盤入庫(kù)所用時(shí)間 = T入庫(kù)6060T實(shí)際 = 8606018.75 1536次/天。每天理論的入庫(kù)貨次數(shù)（w = 1536次/天）實(shí)際每天最大入庫(kù)貨次數(shù)（865次/天），表明物流系統(tǒng)完全能夠滿足出庫(kù)需求。堆垛機(jī)的復(fù)合作業(yè)能力堆垛機(jī)的能力計(jì)算比較復(fù)雜。一般根據(jù)歐洲標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行（FEM9.851），考慮復(fù)合循環(huán)周期的作業(yè)時(shí)間周期來(lái)計(jì)算：堆垛機(jī)速度分析計(jì)算堆垛機(jī)運(yùn)行參數(shù)：運(yùn)行速度： V運(yùn)行150 m/mi

17、n提升速度： V起升30 m/min貨叉速度： V貨叉20/25 m/min（有貨/無(wú)貨）。 本系統(tǒng)最大起升高度：H =14200mm本系統(tǒng)最大運(yùn)行距離：L = 92000mm堆垛機(jī)貨叉伸縮距離：S = 1350mm堆垛機(jī)復(fù)合作業(yè)需求能力計(jì)算（1）運(yùn)行加速/減速時(shí)間及距離加/減速度 a = 0.5 m/sec2加/減速時(shí)間：t1= t2=v/a=(120/60)/0.5=4秒。t輔助=t1+t2=8 sec。加/減速運(yùn)行距離：L輔助 = 1/2at22= 1/20.5422=8m（2）起升加/減速運(yùn)行時(shí)間及距離加/減速度 a = 0.8 m/sec2加/減速時(shí)間：t1= t2=v/a=(30/

18、60)/0.8=0.625秒。t輔助=t1+t2=1.25 sec。加/減速運(yùn)行距離：H輔助 = 1/2at22= 1/20.80.62522=0.3125m（3）貨叉加/減速運(yùn)行時(shí)間及距離加/減速度 a1 = 0.8 m/sec2(無(wú)貨) a2 = 0.4 m/sec2(有貨)加/減速時(shí)間：t1=v1/a1=(25/60)/0.8=0.52秒 (無(wú)貨)t2=v2/ a2=(20/60)/0.4=0.83秒 (有貨)t輔助1=2t1=20.52=1.04 sec t輔助2=2t2=20.83=1.66 sec。無(wú)貨加/減速運(yùn)行距離：S輔助1 = 1/2a1t122=1/20.80.522 2=

19、0.216m有貨加/減速運(yùn)行距離：S輔助2 = 1/2a2t222=1/20.40.832 2=0.27556m一個(gè)工作循環(huán)中貨叉運(yùn)行時(shí)間：（微升降及延時(shí)時(shí)間T延時(shí)=3秒）（4）運(yùn)行/起升時(shí)間計(jì)算選擇兩個(gè)基本點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算，如圖所示原點(diǎn)（0，0），P1(0.2L,0.667H),P2(0.667L,0.2H)。由原點(diǎn)至p1點(diǎn)(0.2L,0.667H)的時(shí)間：t1l=(0.292-8)/(120/60)+8=13.2sect1h= (0.66714.2-0.3125)/(30/60)+1.25=19.6sec由p1(0.2L,0.667H)至p2 點(diǎn)(0.667L,0.2H)的時(shí)間：t2l=(0.6

20、6792-0.292-8)/(120/60)+8=25.5sect2H =(0.66714.2-0.214.2-0.3125)/(30/60)+1.25=13.9sec由p2 點(diǎn)(0.667L,0.2H)至原點(diǎn)的時(shí)間：t0l=(0.66792-8)/(120/60)+8=34.682sect0H =(0.214.2-0.3125)/(30/60)+1.25=6.3sec則運(yùn)行時(shí)間為：t1 =19.6+25.5+34.682=79.782sec（5）貨叉運(yùn)行時(shí)間計(jì)算無(wú)貨伸（縮）叉時(shí)間：t22=(1.35-0.216)/(25/60)+1.04=3.76sec有貨伸（縮）叉時(shí)間：t21=(1.35-0.27556)/(20/60)+1.66=4.88sec則一次?。ǚ牛┴浻脮r(shí)：t2 = （t21 + t22）=3.76+4.88=8.64 sec（6）則一個(gè)復(fù)合作業(yè)循環(huán)周期時(shí)間總和計(jì)算為：t = t2 4+ t1=8.644+79.782=114.342sec（7）最大運(yùn)行能力計(jì)算N =