1、自动化物流立体仓库方案毕业论文自动化物流立体仓库方案毕业论文前言 1第一章 绪论 21.1序言 21.2应注意的仓库作业问题 21.3立体仓库实现的目标 3第二章 自动化物流立体仓库方案的确定52.1货位编号 52.2出/入库程 52.3软件设计 62.4立体仓库相关参数的确定 7第三章 工艺流程及库区置 15第四章 设备零件的选择与校核 164.1输送机 164.2双工位穿梭车 164.3计算机管理与控制系 174.4经济性分析 184.5电机转速 18第五章 进料典型设备 205.1数据采集器 205.2进料设备应具备的条件 225.3轴的强度计算 22第六章 结论 24致谢 25参考文献
2、 26附录 27前言自动化立体仓库是现代物流中心的一项核心技术装备。60年代初发达国家开始应用自动化立体仓库。在我国90年代以来以合资或独立开发等形式，得到了一定的推广和应用，其市场随着我国经济不断的发展，呈现出不断扩大的势头。 本技术是采用当代国际最先进的自动化立体仓库设计与应用技术。具有效率高，安全性可靠，寿命长等综合技术特点。其中，货叉采用多段齿轮同步伸缩结构，伸缩量长，动作迅速可靠，噪音低。货台架上安置检测装置判断货物尺寸规格和位置的准确性之后，再执行下一步动作，以确保设备的运行安全。在货架出入口处设有自动升降设备，自动运输小车将货物送往指定地点。 利用此项设计技术开发制造的产品在国外
3、销售多台，已投入了正常使用，证明了其实用性和可靠性。该项技术经过充分的消化吸收，已具备了在国推广的条件。 适用大中型机电设备厂。高层货架仓库简称高架仓库。一般是指采用几层、十几层乃至几十层高的货架储存单元货物，用相应的物料搬运设备进行货物入库和出库作业的仓库。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”。 立体仓库的产生和发展是第二次世界大战之后生产和技术发展的结果。50年代初，美国出现了采用桥式堆垛起重机的立体仓库；50年代末60年代初出现了司机操作的巷道式堆垛起重机立体仓库；1963年美国率先在高架仓库中采用计算机控制技术，建立了第一座计算机控制的立体仓库。此后，自动
4、化立体仓库在美国和欧洲得到迅速发展，并形成了专门的学科。60年代中期，日本开始兴建立体仓库，并且发展速度越来越快，成为当今世界上拥有自动化立体仓库最多的国家之一。 体仓库及其物料搬运设备的研制开始并不晚，1963年研制成第一台桥式堆垛起重机（机械部北京起重运输机械研究所），1973年开始研制我国第一座由计算机控制的自动化立体仓库（高15米，机械部起重所负责），该库1980年投入运行。到目前为止，我国自动化立体仓库数量已超过200座。立体仓库由于具有很高的空间利用率、很强的入出库能力、采用计算机进行控制管理而利于企业实施现代化管理等特点，已成为企业物流和生产管理不可缺少的仓储技术，越来越受到企业
5、的重视。 架仓库应用围很广，几乎遍布所有行业。在我国，自动化高架仓库应用的行业主要有机械、冶金、化工、航空航天、电子、医药、食品加工、烟草、印刷、配送中心、机场、港口等。第一章 绪论1.1序言早期立体仓库的构想，其基本出发点就是提高空间利用率，充分节约有限且宝贵的土地。在西方有些发达国家，提高空间利用率的观点已有更广泛深刻的含义，节约土地，已与节约能源、环境保护等更多的方面联系起来。有些甚至把空间的利用率作为系统合理性和先进性考核的重要指标来对待。立体库的空间利用率与其规划紧密相连。一般来说，自动化高架仓库其空间利用率为普通平库的2-5倍。这是相当可观的。 另外，便于形成先进的物流系统，提高企
6、业生产管理水平。1.2设计前应注意的仓库作业问题仓库管理是指商品储存空间的管理。仓库管理作业应注意的问题有：1 库存商品要进行定位管理，其含义与商品配置图表的设计相似，即将不同的商品分类、分区管理的原则来存放，并用货架放置。仓库至少要分为三个区域：第一，大量存储区，即以整箱或栈板方式储存；第二，小量存储区，即将拆零商品放置在列架上；第三，退货区，即将准备退换的商品放置在专门的货架上。区位确定后应制作一配置图，贴在仓库入口处，以便于存取。小量储存区应尽量固定位置，整箱储存区则可弹性运用。若储存空间太小或属冷冻（藏）库，也可以不固定位置而弹性运用。储存商品不可直接与地面接触。一是为了避免潮湿；二是
7、由于生鲜仪器吸规定；三是为了堆放整齐。 要注意仓储区的温湿度，保持通风良好，干燥、不潮湿。仓库要设有防水、防火、防盗等设施，以保证商品安全。 商品储存货架应设置存货卡，商品进出要注意先进行出的原则。也可采取色彩管理法，如每周或每月不同颜色的标签，以明显识别进货的日期。仓库管理人员要与订货人员及时进行沟通，以便到货的存放。此外，还要适时提出存货不足的预警通知，以防缺货。 仓储存取货原则上应随到随存、随需随取，但考虑到效率与安全，有必要制订作业时间规定。 商品进出库要做好登记工作，以便明确保管责任。但有些商品（如冷冻、冷藏商品）为讲究时效，也采取卖场存货与库房存货合一的做法。 仓库要注意门禁管理，
8、不得随便入。1.3物流立体仓库实现的目标我们所讲的物流合理化目标，包括：距离短、时间少、整合好、质量高、费用省，安全、准确、环保六个方面。 1、距离短 前几讲谈到，物流是物质资料的物理性移动。这种移动，即运输、保管、包装、装卸搬运、流通加工、配送等活动，最理想的目标是“零”。因为凡是“移动”都要产生距离，距离移动得越长，费用越大，距离移动得越短，费用越小，所以物流合理化的目标，首先是距离短。 拿运输来说，如果产品在产地消费，能大大节省运输成本，减少能源消耗；采取直达运输，尽量不中转，避免或减少交叉运输、空车返回，也能做到运距短；大、中城市间采取大批量运输方式，在城市外围建配送中心，由配送中心向
9、各类用户进行配送，就能杜绝重复运输、缩短运距。现在一些发达国家进行“门到门”、“线到线”、“点到点”的送货，进一步缩小了运输距离，大幅度减少了运输上的浪费。距离短还包括装卸搬运距离短。货架、传送带 和分拣机械等都是缩短装卸搬运距离的工具。 2、时间少 这里主要指的是产品从离开生产线算起至到达最终用户的时间，包括从原材料生产线到制造、加工生产线这段时间，也就是物品在途时间少。比如：运输时间少、保管时间少、装卸搬运时间少和包装时间少等。如果能尽量压缩保管时间，就能减少库存费用和占压资金，节约生产总成本；在装卸、搬运时间少方面，可以举叉车作业、传送带作业、托盘化作业、自动分类机、自动化仓库等例证。装
10、卸搬运实现机械化、自动化作业后，不仅大大缩短时间、节约费用、提高效率，而且通过装卸、搬运环节的有效连接，还可激活整体物流过程。在包装环节，使用打包机作业比人工作业不知要快多少倍。现代物流手段之一的模块化包装和模拟仿真等，都为物流流程的效率化提供了有力条件。所以说，尽量少物流时间，是物流合理化的重要目标之一。 3 、整合好 物流是一个整体性概念，是运输、保管、包装、装卸搬运、流通加工、配送以及信息的统一体，是这几个功能的有机组合。物流是一个系统，强调的是综合性、整合性。只有这样，才能发挥物流的作用，降低成本、提高效益。单一发展、一枝独秀并不可取。下面谈几个例子。 例1：一个企业花庞大投资建了一个
11、全自动化立体仓库，实现了保管作业高效率化。可是该企业运输环节落后，交叉运输、空车往返，或者由于道路拥挤，运输速度和效率低，不能与全自动化立体仓库匹配，还是意义不大。 例2：一个企业全自动化立体仓库建起来了，保管效率大幅度提高了，可是商品包装差，经常散包、破损，或者托盘尺寸和包装尺寸不标准、不统一，造成物流过程混乱、窝工现象不断。那么，建了全自动化立体仓库也只能发挥一个环节的作用，物流整体的效率还是没有太大的提高。 例3：一个企业运输、保管、包装和装卸四个环节都现代化了，只有信息环节落后，造成信息收集少、传递不及时、筛选分析质量差或者计算差错率高等，那么整个物流系统就不能高效运转。 例子是数不胜
12、数的，以上三个例子已足以说明物流合理化的目标之-整合好是多么重要。当然，在条件不全部具备的情况下，先建一个现代的配送中心，第一步迈出去也能取得局部效果，这种做法也无可非议。 4、质量高 质量高是物流合理化目标的核心。物流质量高的容有：运输、保管、包装、装卸搬运、配送和信息各环节本身的质量要高；为客户服务的质量要高；物流管理的质量要高等。 就运输和保管质量来说，送货的数量不能有差错、地址不能有差错，中途不能出交通事故、不能走错路，保证按时到达。在库存保管方面，要及时入库、上架、登记，做到库存物品数量准确、货位确切，还应将库存各种数据及时传递给各有关部门，作为生产和销售的据。库存数据和信息的质量要
13、求也必须高标准。物流合理化目标的归结点就是为客户服务，客户是物流的服务对象，物流企业要按照用户要求的数量、时间、品种，安全、准确地将货物送到指定的地点。这是物流合理化的主体和实质。 物流质量高的另一个方面是物流管理质量。没有高水平的物流管理就没有高水平的物流，物流合理化的目标也就变成一句空话。 5、费用省 物流合理化目标中，既要求距离短、时间少、质量高，又要求费用省，这似乎不好理解，很可能有人认为，物流质量高了，为用户服务周到了，肯定要增加成本，反而又同时要求节约物流费用，不是相互矛盾吗?实际上如果真正实现了物流合理化，物流费用照样能省。比如，减少交叉运输和空车行驶会节约运输费用；利用计算机进
14、行库存管理，充分发挥信息的功能，可以大幅度降低库存，加快仓库周转，避免货物积压，也会大大节省费用；采取机械化、自动化装卸搬运作业，既能大幅度削减作业人员，又能降低人工费用。这笔开支在国外企业中所占的比例很高，我国也将逐渐上升，这方面的费用节省的潜力很大。 6、安全、准确、环保 物流活动必须保证安全，物流过程中货物不能被盗、被抢、被冻、被晒、被雨淋，不能发生交通事故，确保货物准时、准地点、原封不动地送达，同时，诸如装卸、搬运、运输、保管、包装。第二章 物流立体仓库进仓方案的确定2.1货位编号 体仓库共有144个货位,分6层(03),12列(2C),左右两排(L,R)。入库时调度策略是:先低层后高
15、层,先左排后右排,先近列后远列。出库时则根据货物的数量:先取数量相等的,其次选择数量充足的,如两者均不满足则按入库原则进行自动出库。系统在部操作中采用的是一维的逻辑货位号,以使对货位的优化存取控制中与三维的物理货位号无关,这样便于调整优化策略。2.2出/入库流程入库流程如图1所示,出库流程略。2.3软件设计自动化立体仓储系统软件功能结构如图3所示。1)录入若操作者对货位分配情况清楚,可以直接指定出/入库资源的目标货位号。若未指定货位号,系统则按就近原则自动优化出一个目标货位号。录入完毕后,出/入库命令只是驻留在出/入库命令缓冲区中。2)删除删除当前出/入库命令缓冲记录。3)出/入库录入完毕后,
16、按“出/入库”键,堆垛机执行出/入库作业。入库时将货物运到目的地址之后,系统做如下操作:1)将入库命令缓冲区记录中的入库命令拷贝一份到入库历史记录中,以备查询用。2)将入库命令缓冲区中指定的入库资源追加到库存库中。3)在货位分配管理库中,标注本次操作的目标货位被占用。4)在物料代码字典中查询,若无则向其追加此记录。出库完成后,意味着指定资源已经从指定货位送到指定货台,系统做如下操作:1)将出库命令缓冲区记录中出库命令拷贝一份到出库历史记录中,以备查询用。2)在货位占用一览表中作出标注。若库存中此资源的数量与指定出库资源的数量相等或不足时,则从货位占用一览表中清除此记录。若库存中此资源的数量大于
17、指定出库资源的数量时,则修改库存中此记录的数量,即减去出库数量。3)在货位分配管理库中标注。若本次操作的目标货位还存有资源,则不改变当前状态,否则清除该货位的占用标记。2.4立体仓库相关参数的确定。 企业发展到一定阶段会发现原有的平面仓库无法适应公司的进一步发展，如平面仓库分散，不易于管理，搬运距离大，效率低，与公司形象不相称等等。于是，着手建造现代化的立体仓库。实际情况是绝大多数企业的决策者对立体仓库知之不多，如何下手来形成立体仓库的雏形，是首先遇到的问题。首先，应该看。去参观其他相关企业已经建造好的立体仓库，看别人的立体仓库运作模式是否与自己的相近或有可取之处。不要拘泥于全自动化的立体仓库
18、，高架叉车作业的立体仓库也可以参考。不是越先进越好，最适合于本企业的物流运作的就是最好的。其次，要算。计算本企业的物流规模及物流规划。通常情况下考虑公司35年的发展就行，再往后的发展很难预料。一般情况下，立体仓库主要由货位数(Bin)、出入库托盘数、存储单元（Storage Unit）尺寸3个参数来决定。货位数决定了立体仓库的规模，出入库托盘数决定了存取设备（如堆垛机）、搬运设备（如电瓶叉车）和其它设备（如RF）的型号和数量。由于平面仓库一般没有货位管理，托盘尺寸大一点小一点没有太大影响，出入库量大时多投入一些人，搞人海战术就能解决。而立体仓库就不一样，一般是实行货位管理，以托盘为单位进行存取
19、作业，因此对存储单元规格（尺寸、重量）有一定的要求。而且，在平面仓库存储的100托盘在立体仓库中可能就不是100托盘，可能是120托盘；在平面仓库中一天出入库100托盘在立体仓库中可能会是105托盘。要根据平面仓库现有的数据来计算出立体仓库的相关参数。许多企业可能只注重于出入库货物的货值、运费，而没有统计过托盘数。如何搜集这些数据，下表可供参考： 货物编号入库托盘数;出库托盘数;库存托盘数;货架库存;折合托盘数;保管员;合计。一般情况下要抽样12周，每天下班前由各个平面库房的保管员或相应负责人记录上交。对于入、出库托盘数，实际上记录的托盘数相当于次数，即在同一天从某一托盘上多次取货或存货，每次
20、计为一托盘（没有批次或时间要求的货物除外），在工作时随手记录下出入库的数据，下班时汇总填入表1；如果出入库记录由物流信息系统自动记录的，可以从系统中导出。有的企业会采用部分货架或货柜来存放体积很小的货物，可以根据实际情况来折算成以托盘作业的数据；如果这部分量很小，可以忽略不计。采集到的数据，采用舍小留大的处理方式，一般将最小的2个数据去掉。例如2002年8月12日是星期一，公司开会，出入库托盘数明显低于其它时间，但库存托盘数比其它时间稍微高出一些，那么将这一天的出入库托盘数样本去掉，而保留库存托盘数。因为在实际运作中，该库存量是有可能还会出现的。将筛选后的数据进行算术平均计算即可，即 PP=P
21、/Dn。PP：平均托盘数P：统计表中相应的合计数量Dn：P的个数计算出来的数据还只是一个原始的托盘数，可以通过这些托盘数来推算出立体仓库的相关数据。要推算这些数据，确定存储单元规格也必不可少。首先还是需要进行抽样，可以对库存量前20%的品项进行抽样，根据28原则，20%的品项一般占库存总量的80%左右。货物编号简单描述 规格；尺寸；单重；码盘规则；码盘尺寸；总重；长；宽；高如果在物流信息系统中有货物单件尺寸、重量，可以直接从系统中导出。由于同一编号的货物可能按入库先后顺序分开码放，码放的规格会不一样，如果有2种以上的码放形式，取一个最大的和一个随机的即可。码放重量指码放最大的重量。计算存储单元
22、规格可以通过专门的计算机程序来做，也可以采用最简单方式，在EXCEL2002年8月12日是星期一，公司开会，出入库托盘数明显低于其它时间，但库存托盘数比其它时间稍微高出一些，那么将这一天的出入库托盘数样本去掉，而保留库存托盘数。因为在实际运作中，该库存量是有可能还会出现的。将筛选后的数据进行算术平均计算即可，即 PP=P/Dn。PP：平均托盘数P：统计表中相应的合计数量Dn：P的个数计算出来的数据还只是一个原始的托盘数，可以通过这些托盘数来推算出立体仓库的相关数据。要推算这些数据，确定存储单元规格也必不可少。首先还是需要进行抽样，可以对库存量前20%的品项进行抽样，根据28原则，20%的品项一
23、般占库存总量的80%左右。货物编号；简单描述；规格；尺寸；单重；码盘规则；码盘尺寸；总重长；宽；高如果在物流信息系统中有货物单件尺寸、重量，可以直接从系统中导出。由于同一编号的货物可能按入库先后顺序分开码放，码放的规格会不一样，如果有2种以上的码放形式，取一个最大的和一个随机的即可。码放重量指码放最大的重量。计算存储单元规格可以通过专门的计算机程序来做，也可以采用最简单方式，在EXCEL中计算，拿几种标准托盘尺寸来核算。一般可拿1200*1000、1200*1200、1200*800、1100*1100等标准尺寸来做。以下公式仅供参考：在“码盘规则”列中输入公式：=IF(INT(1200/(E
24、1+10)*INT(1000/(F1+10)(INT(1000/(E1+10)*INT(1200/(F1+10),CONCATENATE(INT(1200/(E1+10),*,INT(1000/(F1+10),*,INT(1450/(G1+10),=,INT(1200/(E1+10)*INT(1000/(F1+10)*INT(1450/(G1+10),CONCATENATE(INT(1000/(E1+10),*,INT(1200/(F1+10),*,INT(1450/(G1+10),=,INT(1000/(E1+10)*INT(1200/(F1+10)*INT(1450/(G1+10)在“码盘
25、尺寸”列中输入公式：=IF(INT(1200/(E1+10)*INT(1000/(F1+10)(INT(1000/(E1+10)*INT(1200/(F1+10),CONCATENATE(INT(1200/(E1+10)*I4D8,*,INT(1000/(F1+10)*F1,*,(INT(1450/(G1+10)*G1+160),CONCATENATE(INT(1000/(E1+10)*E1,*,INT(1200/(F1+10)*F1,*,(INT(1450/(G1+10)*G1+150)在“总重”列输入公式：=INT(1000/(E1+10)*INT(1200/(F1+10)*INT(145
26、0/(G1+10)*H3+40其中E、F、G、H分别为单件的长、宽、高、重量，托盘尺寸为1200*1000，货物码放高度（不含托盘）1.45m，托盘高度150mm托盘高度货物码放时箱与箱之间的间隙10mm，托盘自重40Kg。例如某货物尺寸、单重填入表中的计算结果如下：货物编号；简单描述；规格；尺寸；单重；码盘规则；码盘尺寸；总重长；宽；高11260515； 彩显；15； 505； 468；470；15.1 2*2*3=12 1010*936*1560 221.2表示该货物码盘规则为每层2*2件，能码放3层，码放后存储单元尺寸为1010*936*1570（含托盘），重量为221.2 Kg（含托盘
27、）。由于一般情况下存储单元重量不会超过某一标准，如500Kg、750Kg、1000Kg，凭平时的经验就能确定，所以在计算码盘规则时一般不考虑存储单元的重量，只是把运算出来的总重与事先设定的重量标准进行比较，超出标准的手工进行修正（减少一层或一件）。这种存储单元规格是否最优，可以通过计算存储单元利用率（空间利用率）来比较。=码盘尺寸/(1200*1000*1600)。表示利用率；1200*1000*1600为存储单元的极限尺寸，即托盘尺寸为1200*1000，码放货物后托盘加上货物的高度不超过1600；码盘规则为EXCEL自动运算后生成的结果。例如上面这种货物，其存储单元利用率为：=1010*9
28、36*1560/(1200*1000*1600)=0.768上面这种货物如果采用1.2m*0.8m的托盘，则运算结果会是： 货物编号 简单描述；规格；尺寸；单重；码盘规则；码盘尺寸；总重长；宽；高11260515；彩显；15；505；468；470；15.1 1*2*3=6 505*936*1560 140.6=505*936*1560/(1200*1000*1600)=0.384故对于该货物采用1200*1000托盘比1200*800托盘更合理。这样，就确定了货物单元的规格，接下来可以计算按此规格码放货物时的库存托盘数、出入库托盘数。将现有库存数量、出入库数量（按件计算）和表2中的相关数据导
29、入下表： 货物编号；现有件数；码盘规则；立体仓库托盘数；库存；入库；出库；库存；入库； 出库合计其中，立体仓库托盘数按以下公式计算：Pi=Qi/RiPi为立体仓库托盘数；Qi为现有库存、入库、出库件数；Ri为码盘规则中的件数。这样计算出的托盘数，一般需要修正，修正系数建议在1.051.2之间。如果考虑到企业业务的增长，可以通过以下公式进行计算：Pt= Pi *（1+Gi）n/(1-D) n*KPt为立体仓库需要的托盘数；Gi为企业年增长率；n为考虑多少年以后的业务量；D为价格的年增长率，如果降价，则大于0，如果升值，则小于1；K为矫正系数，一般不大于1，因为托盘数一般不会与业务增长量按同比增长，业务量增大时，整托盘的比率会增加，存储单元利用率会提高，而且随着管理水平和运作效率的提高，库存量会相对压缩。此公式计算出的库存托盘数即为立体仓库的总货位数，出库托盘数与入库托盘数之和即为立体仓库的出入库托盘数（吞吐量）。做到这一步，一个立体仓库的主要参数就基本上全部确定了。还有一种粗略的方法来计算立体仓库货位数。如
