倉庫規(guī)劃與設(shè)計(jì)

倉儲(chǔ)設(shè)施布局規(guī)劃與設(shè)計(jì)

2023/1/151第一節(jié)普通倉庫的布置規(guī)劃與設(shè)計(jì)一．倉庫的布置規(guī)劃設(shè)計(jì)的含義普通倉庫一般由：物料儲(chǔ)存區(qū)、驗(yàn)收分發(fā)作業(yè)區(qū)、管理室及生活間及輔助設(shè)施組成。倉庫的布置規(guī)劃就是對上述區(qū)域的空間面積配置作出合理安排的同時(shí)，重點(diǎn)對倉庫的儲(chǔ)存區(qū)域的空間及技術(shù)要求、設(shè)備選擇及作業(yè)通道寬度等進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)。2023/1/152普通倉庫規(guī)劃與設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容1．倉庫的儲(chǔ)存區(qū)域空間規(guī)劃儲(chǔ)存貨物的空間規(guī)劃是普通倉庫規(guī)劃的核心，儲(chǔ)存空間規(guī)劃的合理與否直接關(guān)系到倉庫的作業(yè)效率和儲(chǔ)存能力。儲(chǔ)存空間規(guī)劃的內(nèi)容包括：倉儲(chǔ)區(qū)域面積規(guī)劃柱子間隔規(guī)劃庫房高度規(guī)劃通道寬度規(guī)劃。2．倉庫常用設(shè)備的選擇2023/1/1532023/1/154二．倉庫儲(chǔ)存區(qū)域空間規(guī)劃1．儲(chǔ)存區(qū)域空間規(guī)劃的影響因素（1）存儲(chǔ)方式。一般存儲(chǔ)方式有散放、堆碼、貨架儲(chǔ)存三種。（2）貨品尺寸、數(shù)量。（3）托盤尺寸、貨架空間。（4）使用的機(jī)械設(shè)備(型號/式樣、尺寸、產(chǎn)能、回轉(zhuǎn)半徑)。（5）通道寬度、位置及需求空間。（6）庫內(nèi)柱距。（7）建筑尺寸與形式。（8）進(jìn)出貨及搬運(yùn)位置。（9）補(bǔ)貨或服務(wù)設(shè)施的位置(防火墻、滅火器、排水口)。（10）作業(yè)原則：動(dòng)作經(jīng)濟(jì)原則、單元化負(fù)載、貨品不落地原則、減少搬運(yùn)次數(shù)及距離、空間利用原則等。2023/1/1552．倉庫儲(chǔ)存區(qū)域面積的計(jì)算倉庫面積含儲(chǔ)存區(qū)域面積和輔助設(shè)施面積兩部分儲(chǔ)存區(qū)域面積指貨架、料垛實(shí)際占用面積。輔助面積指驗(yàn)收、分類、分發(fā)作業(yè)場地、通道、辦公室及生活間等需要的面積。這里主要介紹貨物儲(chǔ)存區(qū)域面積的計(jì)算。2023/1/156

(1)荷重計(jì)算法

荷重計(jì)算法是一種常用的計(jì)算方法，是根據(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。式中：

S——儲(chǔ)存區(qū)域面積(m2)；Q——全年物料入庫量(t)；

T——物料平均儲(chǔ)備天數(shù)；q——單位有效面積的平均承重能力(t/m2)；

a——儲(chǔ)存面積利用系數(shù)；T0——年有效工作日數(shù)；2023/1/157舉例:某建材公司計(jì)算建造一座建筑材料倉庫，年入庫量為20000噸，一年中工作300天，物料平均儲(chǔ)備期50天,有效面積上平均貨重0.7噸/平方米,倉庫利用系數(shù)為0.4,試用荷重計(jì)算法求倉庫面積。2023/1/158解：根據(jù)題目中給出的條件，有

Q=20000，T0=300

T=50，α=0.4,q=0.7倉庫面積:倉庫面積為11905(平方米)2023/1/159(2)托盤尺寸計(jì)算法若貨物儲(chǔ)存量較大，并以托盤為單位進(jìn)行儲(chǔ)存，則可先計(jì)算出存貨實(shí)際占用面積，再考慮叉車存取作業(yè)所需通道面積，就可計(jì)算出儲(chǔ)存區(qū)域的面積需求2023/1/1510①托盤平置堆碼假設(shè)托盤尺寸為P×P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：儲(chǔ)存區(qū)域面積還需考慮叉車存取作業(yè)所需通道面積，若通道占全部面積的30％～35％，則儲(chǔ)存區(qū)域面積為：

A＝D/(1-35％)2023/1/1511②托盤多層疊堆假設(shè)托盤尺寸為P×P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，若倉庫平均存貨量約為Q，則存貨面積需求(D)為：儲(chǔ)存區(qū)域面積再需考慮叉車存取作業(yè)所需通道面積即可。2023/1/1512③托盤貨架儲(chǔ)存計(jì)算法假設(shè)貨架為L層，每托盤占用一個(gè)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：2023/1/1513由于貨架儲(chǔ)存系統(tǒng)具有分區(qū)特性，每區(qū)由兩排貨架及存取通道組成，因此由基本托盤占地面積再加上存取通道空間，才是實(shí)際儲(chǔ)存區(qū)域面積，其中存取通道空間需視叉車是否作直角存取或僅是通行而異。而在各儲(chǔ)存貨架位內(nèi)的空間計(jì)算，應(yīng)以一個(gè)貨格為計(jì)算基準(zhǔn)，一般的貨格通?？纱娣艃蓚€(gè)托盤。下圖為儲(chǔ)存區(qū)域面積的計(jì)算方法。P2P2P2P2P2P1P1P1P1W1W2雙貨位貨格倉庫空間的計(jì)算2023/1/1514圖中符號說明：P1：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(gè)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(chǔ)區(qū)內(nèi)貨架總存貨面積S：儲(chǔ)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(chǔ)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)2023/1/1515[三]3．倉庫通道寬度設(shè)計(jì)2023/1/15164．柱子間距設(shè)計(jì)(1)根據(jù)卡車臺(tái)數(shù)及種類確定柱子間距進(jìn)入倉庫內(nèi)?？康目ㄜ嚺_(tái)數(shù)及種類：不同型式重量的載貨卡車會(huì)有不同的體積長度，?？空九_(tái)所需的空間及柱距也有不同。貨車在室內(nèi)?？繒r(shí)柱子排列如圖所示。2023/1/1517求柱子間距：Wc＝W×N十Ct×(N-1)十2×Cg柱子間距計(jì)算：Wc：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。計(jì)算例：貨車寬W＝2.49m，貨車N＝2臺(tái)，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＝7.48m2023/1/1518(2)根據(jù)儲(chǔ)存設(shè)備的種類及尺寸確定柱子間距儲(chǔ)存空間的設(shè)計(jì)應(yīng)優(yōu)先考慮保管設(shè)備的布置效率，其空間的設(shè)計(jì)盡可能大而完整以供儲(chǔ)存設(shè)備的安置，故應(yīng)配合儲(chǔ)存設(shè)備的規(guī)劃，來決定柱子的間距。2023/1/1519①托盤貨架寬度方向往子的排列計(jì)算例：托盤深度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＝9.1mWc：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)。2023/1/1520②托盤貨架長度方向柱子的排列

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)部柱間距。

Wi＝Wp×Np十Cp×(Np-1)十2×Co＝1.0×7十0.05×6十2×0.05＝7.4mWi：柱子間距；Wp：貨架寬度；Np：貨架列數(shù)；Cp：貨架間距；Co：通道寬度。2023/1/15215．庫房高度規(guī)劃在儲(chǔ)存空間中，庫房的有效高度也稱為梁下高度，理論上是越高超好，但實(shí)際上受貨物所能堆碼的高度、叉車的揚(yáng)程、貨架高度等因素的限制，庫房太高有時(shí)反而會(huì)增加成本及降低建筑物的樓層數(shù)，因此要合理設(shè)計(jì)庫房的有效高度。儲(chǔ)存空間梁下有效高度計(jì)算公式：梁下有效高度＝最大舉升的貨高＋梁下間隙尺寸由于貨物儲(chǔ)存方式、堆垛搬運(yùn)設(shè)備的種類不同，就對庫房的有效高度的要求不一樣，再加之倉庫要考慮消防、空調(diào)、采光等因素。所以在進(jìn)行庫房的有效高度設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)根據(jù)貨物儲(chǔ)存方式、堆垛搬運(yùn)設(shè)備等因素，采取有區(qū)別的計(jì)算方式。2023/1/1522（1）采用地面層疊堆碼時(shí)，梁下有效高度的計(jì)算計(jì)算例：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，求最大舉升貨高與梁下有效高度。最大舉升貨高HL＝N×HA＋FA＝3×1.3十0.3＝4.2m梁下有效高度He＝N×HA＋FA＋a＝4.2＋0.5＝4.7m2023/1/1523（2）采用貨架儲(chǔ)存時(shí)，梁下有效高度的計(jì)算計(jì)算例：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，求最大舉升貨高與梁下有效高度。最大舉升貨高度HL＝Hr＋HA＋FA＝3.2＋1.3＋0.3＝4.8m梁下有效高度

He＝Hr＋HA＋FA＋a＝4.8＋0.5＝5.3m2023/1/15246．儲(chǔ)存空間的有效利用

空間有效利用的方法有三種：(1)向上發(fā)展(2)平面經(jīng)濟(jì)的有效利用①非儲(chǔ)存空間設(shè)置角落②減少通道面積③貨架的安裝設(shè)置應(yīng)盡量采取方型配置，以減少因貨架安置而剩下過多無法使用空間。④儲(chǔ)存空間頂上的通風(fēng)管路及配電線槽，宜安裝于最不影響存取作業(yè)的角落上方，以減少對于貨架的安置干涉。減少安置干涉，相對的就可增加貨架數(shù)量，而提高保管使用空間。(3)采用自動(dòng)倉庫2023/1/1525第二節(jié)自動(dòng)化倉庫的規(guī)劃與設(shè)計(jì)AS/RS規(guī)劃與設(shè)計(jì)2023/1/1526一、自動(dòng)化倉庫的概述1、自動(dòng)化倉庫的發(fā)展概況自動(dòng)化倉庫也稱高架倉庫，一般指采用幾層、十幾層乃至幾十層高的貨架貯存貨物，并且用專門的倉儲(chǔ)作業(yè)設(shè)備進(jìn)行貨物出庫或入庫作業(yè)的倉庫。能充分利用空間進(jìn)行貯存1963年美國建立了第1個(gè)計(jì)算機(jī)控制的自動(dòng)化倉庫1975年,鄭州紡織機(jī)械廠首次利用倉儲(chǔ)技術(shù)建立我國第一坐自動(dòng)化模具倉庫1977年,北京起重運(yùn)輸機(jī)械研究所研究制造出北京汽車制造廠整體式自動(dòng)化倉庫目前,我國已建成自動(dòng)化倉庫300坐2023/1/1527

2、自動(dòng)化倉庫的基本組成建筑物貨架：自動(dòng)化倉庫的中心部分理貨區(qū)：整理貨物或倒貨區(qū)域，與高層貨架區(qū)相連管理區(qū)：出入庫管理及庫存管理區(qū)域堆垛機(jī)械：低層自動(dòng)化庫一般使用叉車等；中高層自動(dòng)化庫使用有軌巷道堆垛機(jī)、無軌巷道堆垛機(jī)或橋式堆垛機(jī)配套機(jī)械2023/1/15282023/1/15293、自動(dòng)化倉庫的分類[1]按照建筑形式分類

——整體式自動(dòng)化倉庫：一般高度＞12m；貨架與倉庫建筑物構(gòu)成一個(gè)整體；結(jié)構(gòu)重量輕、整體性好、抗震性強(qiáng)?！蛛x式自動(dòng)化倉庫：一般高度＜12m；施工安裝靈活方便[2]按倉庫高度分類

——高層（＞12m）——中層（5～12m）——低層（＜5m）2023/1/1530[3]按貨架的形式分類——貫通式貨架倉庫——旋轉(zhuǎn)式貨架倉庫——移動(dòng)式貨架倉庫——單元貨格式貨架倉庫：應(yīng)用最廣泛；貨物以集裝單元的形式儲(chǔ)存單元貨格式倉庫特點(diǎn)：貨架沿倉庫的寬度方向分為若干排，每兩排貨架為一組，其間有一條巷道，供堆垛機(jī)作業(yè)。每排貨架沿倉庫縱長方向（L）分為若干列，沿垂直方向（H）分為若干層，從而形成大量貨格。2023/1/1531重力式貨架（gravityrack)特點(diǎn)：其層間間隔由重力滾輪或滾筒輸送裝置組成，并且與水平面成一定的傾斜角度，低端作為出貨端，而高的一端入貨端。這樣托盤或箱裝貨物便會(huì)由重力作用自動(dòng)向低端滑移，還可以在滾輪下埋設(shè)充氣軟管控制傾斜角度，以調(diào)整貨物滑移的速度。2023/1/1532圖駛?cè)胧截浖荞側(cè)?駛出式貨架(drive-inanddriveout)屬高密度配置，高度可達(dá)10M，庫容利用率可以高達(dá)90%以上。2023/1/1533特點(diǎn)：貨架各層可以獨(dú)立旋轉(zhuǎn)，每層都有各自的軌道；可分為多層水平旋轉(zhuǎn)式貨架和整體水平旋轉(zhuǎn)貨架。2023/1/1534通常，單元貨格式貨架倉庫，有如下一些概念與術(shù)語：2023/1/15352023/1/1536[4]按倉庫的作業(yè)方式分類

——單元式倉庫：出入庫作業(yè)都以貨物單元（托盤或貨箱）為單位——揀選式倉庫：根據(jù)貨單要求從貨物單元中揀選出庫2023/1/15372023/1/15384、自動(dòng)化倉庫的優(yōu)點(diǎn)2023/1/1539案例2023/1/1540二、立體倉庫規(guī)劃設(shè)計(jì)步驟與內(nèi)容立體倉庫規(guī)劃設(shè)計(jì)一般包括以下幾個(gè)階段2023/1/15411、規(guī)劃的準(zhǔn)備階段2023/1/15422、規(guī)劃設(shè)計(jì)階段確定倉庫的結(jié)構(gòu)類型和作業(yè)方式確定貨物單元的形式、尺寸和重量確定堆垛機(jī)械和配套設(shè)備的主參數(shù)確定倉庫總體尺寸確定倉庫的總體布置選定控制方式選擇管理方式提出土建、公用設(shè)施的要求投資概算進(jìn)度計(jì)劃2023/1/15432023/1/1544三．單元式立體倉庫的設(shè)計(jì)1．貨格尺寸的設(shè)計(jì)[1]橫梁式貨架貨格尺寸[2]牛腿式貨架貨格尺寸2023/1/1545a0a2a1h1h3h2h4橫梁式貨格尺寸a3a52023/1/1546a0a2a1h1h3h2h4牛腿式貨格尺寸a3a42023/1/1547[1]橫梁式貨架貨格尺寸2023/1/1548[2]牛腿式貨架貨格尺寸2023/1/15492、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，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(jì)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(jī)最大外形寬度＋(150～200mm)值得注意的是，總體尺寸的確定除取決于以上因素外，還受用地情況、空間制約、投資情況和自動(dòng)化程度的影響。故需根據(jù)具體情況和設(shè)計(jì)者的實(shí)際經(jīng)驗(yàn)來綜合考慮，統(tǒng)籌設(shè)計(jì)，而且在設(shè)計(jì)過程中需要不斷地修改和完善。NH試算NB？求：貨架列數(shù)NL2023/1/1550貨架總體尺寸的確定方法①靜態(tài)法②動(dòng)態(tài)法2023/1/1551[1]靜態(tài)法設(shè)計(jì)貨架尺寸2023/1/1552[2]動(dòng)態(tài)法確定貨架尺寸根據(jù)所要求的出入庫頻率和所選堆垛機(jī)的速度參數(shù)來確定原理：由于庫容量[總貨格]Q和貨架高H（或?qū)訑?shù)NH）、出入庫頻率P0、堆垛機(jī)的速度V參數(shù)（V運(yùn)、V起、V叉）已定，只要求出能滿足出入庫頻率要求的最小的巷道數(shù)（NB），就可以確定貨架尺寸。計(jì)算方法：試算法。試算法步驟如下NH試算NB？求：貨架列數(shù)NL2023/1/1553試算法步驟[1]假定巷道數(shù)（NB）=1，2，3…則

貨架列數(shù)NL=庫容量Q/（2×巷道數(shù)NB×層數(shù)NH

）

（貨位總數(shù)Q=排（2

NB）×列NL

×層NH）[2]根據(jù)層數(shù)NH

和列數(shù)NL以及堆垛機(jī)的速度參數(shù)，計(jì)算每臺(tái)堆垛機(jī)平均作業(yè)周期tm[3]計(jì)算整個(gè)倉庫的出入庫能力P(盤/小時(shí)）=NB×3600S

/tm

1小時(shí)=3600S

（秒）；tm

=平均作業(yè)周期

[4]比較P和要求的入庫頻率P0，直到P≥P0，此時(shí)的巷道數(shù)（NB）為最佳。排列2023/1/15543、計(jì)算平均作業(yè)周期平均單一作業(yè)周期的計(jì)算平均復(fù)合作業(yè)周期的計(jì)算L貨架高H貨架長貨位2、單一作業(yè)如空車去取貨回貨位1、復(fù)合作業(yè)如送貨去取貨回自動(dòng)化倉庫的作業(yè)方式2023/1/1555[經(jīng)驗(yàn)法]2023/1/1556[經(jīng)驗(yàn)法]2023/1/15574、立體倉庫出入庫能力計(jì)算tms取一盤貨物的作業(yè)時(shí)間1小時(shí)3600秒2023/1/1558案例:某自動(dòng)化倉庫,有4條巷道,每巷道配備一臺(tái)堆垛機(jī),若堆垛機(jī)的運(yùn)行速度為100m/min,升降速度為20m/min,叉取貨物時(shí)間為25S,附加時(shí)間Ta=5S.貨架總長L=80M,高H=15M,假設(shè)貨位存儲(chǔ)概率相同.試分別計(jì)算用單作業(yè)和復(fù)合作業(yè)方式時(shí)的本庫出入庫能力?P1(1/5×L,2/3×H)P2(2/3×L,1/5×H)VL=100M/MINVH=20M/MIN解:用經(jīng)驗(yàn)法,取P1,P2兩點(diǎn),依題意知L=80MH=15MTf=25STa=5SP1LP1HP2LP2LP1x=1/5×LP1y=2/3×HP2x=2/3×LP2y=1/5×H2023/1/1559(1)根據(jù)單作業(yè)公式:tms=tP1+tP2+2tf+ta由tP1=max[P1x/Vx,P1y/Vy]=max[(1/5×80)/100,(2/3×15)/20]=0.5min=30stP2=max[P2x/Vx,P2y/Vy]=max[(2/3×80)/100,(1/5×15)/20]=0.54min=32s故tms=tP1+tP2+2tf+ta=30S+32S+2×25S+5S=117S出入庫能力P=4P1=4×(3600/tms)=4×(3600/117)=123盤/小時(shí)2023/1/1560由TP1P2=max[(P2x-P1x)/Vx,(P2y-P1y)/Vy]=max{[(2/3×80)/100-(1/5×80)/100],

[(2/3×15)/20-(1/5×15)/20]}=max[0.373,0.35]=0.373min

=22.4S

tmd=tP1+tP2+tP1P2+4tf+2ta=30S+32S+22.4S+4×25+2×5=194.4S出入庫能力P=4P1=4×(3600/t