自動化立體倉庫詳細ppt課件

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自動化立體倉庫,,4-1 概述 4-2 自動化倉庫儲存設備 4-3 自動化倉庫的設計 4-3 堆垛設備,1,4 – 1 概述,倉儲作業(yè)方式 ——按特定路線布置的搬運設備 自動化立體倉庫的發(fā)展 ——被限制在一個特定區(qū)域中的搬運設備 自動化立體倉庫的分類 ——可以適應物料搬運需求的設備 自動化立體倉庫的設施和設備 ——物料搬運的輔助設備,2,一、立體化倉庫定義,立體化倉庫又稱高層貨 架倉庫、自動存取系統(tǒng) AS/RS(Automatic Storage & Retrieval System)。它一 般采用幾層、十幾層甚至幾 十層高的貨架，用自動化物 料搬運設備進行貨物出庫和 入庫作業(yè)的倉庫。 立體化倉庫一般由高 層貨架、物料搬運設備、控 制和管理設備及土建公用設 施等部分構成。,3,由于近來人工成本的不斷提升，柔性化制造系統(tǒng)(Flexible Manufacturing System)的興起，有更多的工廠對立體化自動化倉庫興建意愿和興趣愈加濃厚，加上科技與計算機技術的進步，已達到倉庫無人化的境界。自動化立體倉庫不僅取代了人力和煩瑣的人員登錄作業(yè)，更達到迅速、正確傳送物品和信息的功能。,立體倉庫具有多種型式，但基本上均是由用以收藏工作物、工具托板等“物”的貨架或整列貯存裝置及用以將它們(指工作物或工具托板等物)搬入或搬出的機器所構成的。,4,(1)防盜：隔墻、鐵門、警鈴、聯(lián)絡電話。 (2)防火：防火墻、消防栓、滅火器、貯水池等。 (3)防腐、防潮、防銹：干燥機、上防銹油、尼龍膜包裝、干燥劑散放、空氣流通的維持。并經(jīng)常檢查屋頂、門窗、護墻等，善加維護。地下排水要良好，并且防止漏水、滲水及庫房內(nèi)空氣過分潮濕。 (4)防塵、防污、防熱、防凍等：應行加裝設備吸塵器、空氣調(diào)節(jié)機、氣溫計，必要時可加罩布覆蓋。 (5)防損：玻璃等易損物，為避免被丟摔、撞擊等，必須予以注明在搬運、安放時小心輕放。有時易被蟲類侵害，必須加容器或涂以敷料來保護。有些物品有年限期間的限制，過了期間，它會變質(zhì)損壞，須加以廢棄處理。,二、倉庫需要的維護設施,5,自動化倉儲系統(tǒng)的組成,硬體結構： 包括倉庫本體、材料、照明…等其它細部規(guī)劃。 自動存取機器： 存取主機，是整個系統(tǒng)進行存取動作的靈魂人物。 儲存單位負載的設計： 棧板(Pallet)、塑膠箱…等，依負載物的尺寸、物性來設計。,6,自動化倉儲系統(tǒng)的組成（續(xù)）,存取暫存站 (Pick-and-deposit Station, P&D)： 自動存取機器與週邊運輸系統(tǒng)的傳輸介面。 週邊配合： 包括各種輸送設備及無人搬運車、有軌無人車(Cart-track Conveyor)等。 電腦化控制系統(tǒng)： 控制整個系統(tǒng)的存取動作、物料檢取，及週邊設備動作訊號的傳達、協(xié)調(diào)等，是倉儲自動化的中樞神經(jīng)。,7,自動化倉儲,能夠自動完成存取物料之倉儲，即可稱為自動倉儲。 目的：提供料品存放空間，而且扮演整合的角色，其涵蓋業(yè)務、生產(chǎn)、庫存、相關的工程與管理的機能 結合MIS和CIMS (Computer Integrated Manufacturing System),8,三、自動化倉庫的優(yōu)點和功能,優(yōu)點：1. 高層貨架存儲，節(jié)省庫存占地面積，提高空間利用率。 目前世界上最高的立體倉庫高度已達50m，單位面積 存儲量可達7.5t/m2，是普通倉庫的5-6倍。 2.自動存取，運行和處理速度快，同時，能方便地納入 企業(yè)的物料系統(tǒng)。 3.計算機控制，便于清點和盤庫，合理減少庫存。 功能：1.收貨。倉庫從供應商或生產(chǎn)車間接受各種材料、半成 品或成品，供生產(chǎn)或加工裝配之用。 2.存貨。將卸下的貨物存放到自動化系統(tǒng)規(guī)定的位置。 3.取貨。根據(jù)需求情況從庫房取得客戶所需的貨物。通 常采取先入先出（FIFO）方式。 4.發(fā)貨。將取出的貨物按嚴格要求發(fā)往客戶。 5.信息查詢。能隨時查詢倉庫的有關信息，包括庫存信 息、作業(yè)信息及其他信息。,9,四、倉儲作業(yè)的目標,(1)空間的最大利用。 (2)人力與設備的有效利用。 (3)有計劃的存貨置放系統(tǒng)及加速物品流通。 (4)要經(jīng)濟、有效、安全的物品搬運系統(tǒng)。 (5)物品的最佳保護，避免損壞或遺失。 (6)良好的環(huán)境維護與管理。,10,4 – 2 自動化倉庫儲存設備,固定式儲存設備 ——儲存物料的設備處于固定的狀態(tài) 移動式儲存設備 ——儲存物料的設備可以處于移動的狀態(tài),,,11,一、固定式倉儲設備,普通貨架 專用貨架 閣樓式儲存貨架 貫通式貨架 高架立體倉庫 重力流動倉庫 動力流動倉庫,12,1.普通貨架,輕量型貨架,中量型貨架,輕型貨架是相對“托盤貨架”而言，一般采用人力（不用叉車等）直接將貨物（不采用托盤單元）存取于貨架內(nèi)，因此貨物的高度、深度較小，貨架每層的載重量較輕。 一般，該貨架的立柱采用薄鋼板（δ=1—2.5mm）冷彎沖孔而成，其截面呈三角形，故又稱“帶孔角鋼貨架”。為提高載重量，也有截面呈開口方形。貨架構件間的連接有螺栓連接和插接兩種。其特點是結構簡潔、自重輕、裝配方便，廣泛應用于工廠企業(yè)、商店、辦公室、廚房等。,13,次重量型貨架,重量型貨架,次重量型貨架高強度鋼板軋制采用自鎖系統(tǒng)結構，裝拆容易，無需焊接與螺釘，每層高度可任意調(diào)節(jié)。,重量型貨架采用冷軋異形鋼制作，充分利用空間面積，提高倉儲能力，安全系數(shù)高，可按客戶要求設計定制。,14,2.專用貨架,軌道式（滑動式）存儲架,桿件存貯架,展示式存儲架,流利式貨架,懸臂式貨架,15,3.閣樓式儲存貨架 Rack Mezzanine,底層貨架不但是保管物料的場所，而且是上層建筑承重梁的支撐（柱），承重梁的跨距大大減小，建筑費用也大大降低。也適用于現(xiàn)有舊倉庫的技術改造，提高倉庫的空間利用率。也可以多層結構。,16,4.貫通(駛入)式貨架 Drive-in Rack System,可供叉車（或帶貨叉的無人搬運車）駛入、存取單元托盤貨物的貨架。因為叉車作業(yè)通道與貨物保管場所合一，倉庫面積利用率大大提高。但同一通道內(nèi)的貨物品種必須相同或同一通道內(nèi)的貨物必須一次完成出入庫作業(yè)。,17,5.高架立體倉庫,高層貨架是自動化倉庫(AS/RS)和高層貨架倉庫的主要組成部分，是保管物料的場所。隨著單元貨物重量和倉庫高度的提高，要求貨架立柱、橫梁的剛度和強度提高，隨著倉庫自動化程度的提高，要求貨架制造和安裝精度也相應提高，高層貨架的高精度是自動化倉庫的主要保證之一。 根據(jù)制造和安裝的方法的不同，可以分為： 1、焊接式 2、裝配式。 根據(jù)橫梁的形式的不同，可以分為： 1、連續(xù)梁式 2、懸臂梁式。,1) 高層貨架,18,由高架叉車和高層貨架為主組成的倉庫。因為高架叉車向運行方向二側進行堆垛作業(yè)時，車體無須直角轉向，而使前部的門架或貨叉作直角轉向及側移，這樣作業(yè)通道大大減少；此外，高架叉車的起升高度比普通叉車要高，從而大大提 高了倉庫面積和空間利用率。 高架叉車又稱無軌堆垛機，與 有軌堆垛機相比，可多巷道共 用一臺，適用于巷道高度較短， 入出庫作業(yè)頻率較低的倉庫。 在多巷道、多臺高架叉車 的倉庫，有時還配套使用條形 碼識別，無線傳輸，自動識別 等裝置。,2) 高架叉車倉庫 FLT Stocker,19,采用托盤集裝單元方式來保管物料的自動倉庫，是自動倉庫最廣泛的使用形式，通常稱其為“自動倉庫”。一般由巷道堆垛起重機，高層貨架，入出庫輸送機系統(tǒng)，自動控制系統(tǒng)，周邊設備和計算機倉庫管理系統(tǒng)等組成。 根據(jù)高層貨架與建筑物之間的關系 不同可分為： 1、整體式自動倉庫 由貨架頂部支 撐建筑屋架，在貨架邊側安裝墻圍，貨 架與建筑物成一整體。建筑費用低，抗 震，適用于15米以上的大型自動倉庫。 2、分離式自動倉庫 貨架與建筑無 關，呈獨立、分離狀態(tài)。適用于車間倉 庫、舊庫技術改造和中小型自動倉庫。 根據(jù)自動控制的方式可以分為： 1、單機設定，自動運轉； 2、單機設定，紅外通訊，自動運轉； 3、計算機遙控設定多臺單機，自動運轉； 4、計算機脫機/聯(lián)機/實時自動控制。,3) 托盤單元式自動倉庫 Pallet Unit AS/RS,20,采用箱盒單元方式來保管物料的自動倉庫。箱盒單元貨物要比托盤單元貨物外形尺寸小、重量輕，適用于存放小型物料，以及一次入出庫量較少的自動倉庫，如家電、醫(yī)藥、標準件等行業(yè)。 箱盒尺寸：250-450(W)×350-700(L)×200-300(H) 載重量（單叉/雙叉）： 50/2×50 kg 倉庫高度： 5-15 M,4) 箱盒式自動倉庫 Fine Stocker,21,由揀選式巷道堆垛起重機和高層貨架為主組成的倉庫。揀選式巷道堆垛起重機沒有貨叉伸縮機構，而有帶司機升降、揀選的司機室和作業(yè)平臺。適用于多品種小件物品的零星入出庫作業(yè)，如維修配套件倉庫、標準件庫、勞保庫。,5) 揀選式高層貨架倉庫 Pick Stocker,單元-揀選式（自動）倉庫(Unit-pick Stocker)由單元-揀選式巷道堆垛起重機和高層貨架為主組成的高層貨架倉庫。堆垛起重機既有貨叉的伸縮機構，又有隨載貨臺一起升降的司機室。因為既能實現(xiàn)單元托盤貨物的入出庫作業(yè)，又能實現(xiàn)零星的揀選作業(yè)。,22,6.重力流動倉庫 Live Pallet Rack Stocker,在貨架每層的通道上，都安裝有一定坡度的、帶有軌道的導軌，入庫的單元貨物在重力的作用下，由入庫端流向出庫端。這樣的倉庫，在排與排之間沒有作業(yè)通道，大大提高了倉庫面積利用率。但使用時，最好同一排、同一層上的貨物，應為相同的貨物或一次同時入庫和出庫的貨物。 滾道分為三種：機械式重力滑道、氣囊式重力滑道、氣墊式重力滑道 。,機械式滑道的優(yōu)點是結構簡單，運行安全可靠，維修方便。由于不需要動力，故節(jié)約能源；缺點是：這種貨架對環(huán)境要求較高，如灰度、濕度、溫度，托盤底部精度等均會影響其滑動速度，設計時要注意限速器和坡度的選定。,氣囊式滑道是通過空氣壓縮機循環(huán)送氣而使托盤滑動，這種貨架的優(yōu)點是貨物移動較平穩(wěn)，運行可靠，缺點是需要動力源，每個滑道都需要配備氣路和氣閥，布線復雜且不易維修，造價也較高。,氣墊式重力滑道是較新的一種技術。這種滑道通過一根特殊的凹行管排出壓縮空氣，而托盤底部有凸行橡膠墊，這樣在滑道和托盤間形成氣膜，由于氣膜的阻力小，可使托盤沿滑道移動；當停止供氣時，托盤則落到滑道上靜止不動。通過脈沖式的充放氣，可使貨物平穩(wěn)運動。這種貨架的優(yōu)點是貨物移動平穩(wěn)，托盤間的沖撞大幅減少，噪音??；缺點是需要專門的托盤，對托盤底部的要求較高。,23,二、移動式倉儲設備,1.水平回轉倉庫,采用水平回轉運動模式。用戶可以直接輸入物料代碼或輸入物料所在的料斗列號。按照用戶指令，用戶需要的料斗轉至存取口停下。 這種產(chǎn)品特別適合安裝在矮小但狹長的空間內(nèi)。,水平回轉倉庫 垂直回轉倉庫 垂直升降式倉庫 密集型倉庫,24,2.垂直回轉倉庫,垂直回轉式倉庫采用垂直回轉運動模式。用戶可以直接輸入物料代碼或輸入物料所在的料斗層號。按照用戶指令，用戶需要的料斗轉至存取口停下。適用于小型物料的存放。,倉庫中的小型零件存放。,實驗室中，化學試劑的存放。,生產(chǎn)車間中，通用零件的存放。,辦公室中的文件存放。,垂直回轉倉庫 的案例,25,3.垂直升降式倉庫,垂直升降式倉庫縱向分為三部分，前后兩部分為物料區(qū)，中間為提取器，提取器可在中間巷道內(nèi)做垂直升降運動，用戶可直接輸入物料代碼或輸入物料所在的托盤號，按照用戶的指令，提取器將所需托盤放在存取口或由存取口送回柜內(nèi)。 適用于各種物料的存放。,自動化生產(chǎn)線中的應用,電器制造廠中的應用,汽車制造廠物料控制中的應用,3個 貨柜占地只有17m2，卻提供了325m2的倉儲面積。,在工廠 的一個 角落里， 一臺 9m高 的垂直 升降式 貨柜存 放了工 廠所有 不同規(guī) 格的不 銹鋼件 和配件。,26,4.密集型倉庫,密集型貨架是在貨架的底部安裝有運行車輪，可在地面上運行的貨架。適用于庫存品種多，出入庫頻率較低的倉庫。因為只需要一個作業(yè)通道，可大大提高倉庫面積的利用率（節(jié)省空間60％以上）。廣泛適用于圖書館、檔案館、資料室各圖書、文件檔案資料、物品的存放。產(chǎn)品根據(jù)庫房特征進行合理布局，充分利用空間， 采用多節(jié)多列安放在因定的軌道上形成整體，使用的驅動方法有手推式、手搖式或電動等方式。 閉合后可以鎖閉，具有防塵、防光、防火、防鼠、防盜等功能。,手搖式,電動式,手推式,27,三、物料整理工具及設備,運輸裝備的連接設施 (轉向、轉身、速度調(diào)整、分、合) 工具柜 工具車 刀具車 工作臺 零件盒 整理架,28,1.工具柜 Tool Cabinet,車間、倉庫內(nèi)存放各種刀具、刃具、作業(yè)工具等。 主要參數(shù)： 外形尺寸 長×寬×高 mm 抽屜配置 數(shù)量×高 n×mm 承 重 ～ Kg 內(nèi)部組合結構要求等,29,2.工具車 Tool Wagon,可移動的工具柜，能便利地隨操作人員變換工作位置。 主要參數(shù)： 外形尺寸 長×寬×高 mm 抽屜配置 數(shù)量×高 n×mm 箱柜、抽屜結構要求等,30,3.刀具車,31,4.工作臺 Work Bench,車間內(nèi)進行零部件檢驗、測試、鉗修、裝配和辦公作業(yè)的工作臺。 主要參數(shù)：外形尺寸 長X寬X高 mm 臺面材質(zhì)、承重、結構要求 工作臺（桌）結構、用途要求，如：一頭沉、二頭沉等。,32,6.零件盒 Working Accessories,零件盒又稱工位器具，廣泛應用于加工、裝配、檢測、維修等工位，存放輕、小型零部件；也適用于保管多品種、輕小型物料的倉庫。 外形尺寸：長×寬×高 mm 載 重 量：3、8、15、30、50 kg 等 結構形式：背掛式、組立式、儲存式等,33,7.整理架 Hanger Rack,物料整理架由掛板、背掛零件盒、各類掛鉤和底座等組成，廣泛應用于車間的生產(chǎn)、裝配、維修工位，也廣泛應用于倉庫，存放多品種少量的小型物料和工具。 主要參數(shù)：外形尺寸長×寬mm 背掛零件盒、各類掛鉤的形式和規(guī)格等 掛板形式：方孔型/百葉型；獨立型/連接型；單面型/雙面型,34,4 – 3 自動化倉庫的設計,固定式儲存設備 ——儲存物料的設備處于固定的狀態(tài) 移動式儲存設備 ——儲存物料的設備可以處于移動的狀態(tài),,,35,(1) 調(diào)查貨物的名稱、特征、外形尺寸、平均庫存量、最大庫存量、每日出庫數(shù)量、出入庫頻率等。 (2) 了解建庫現(xiàn)場的地形、地質(zhì)條件及其他環(huán)境條件。 (3) 調(diào)查倉庫的物流情況，如入庫貨物的來源、包裝形式、搬運方式、出入庫貨物的去向、及運輸工具等。,多數(shù)情況下采用單元貨格式倉庫，對大批量少品種的倉庫可采用重力式貨架倉庫或其他形式的貫通式倉庫。根據(jù)出庫作業(yè)要求決定是否采用揀選作業(yè)及揀選方式。,確定貨物單元的形式、尺寸和質(zhì)量。需要對所有入庫品種進行ABC分析，選擇最經(jīng)濟合理的方案，根據(jù)單元的參數(shù)進一步確定貨格的尺寸和倉庫的總體容量。,根據(jù)庫存量、品種、貨物的特征確定貨架。,根據(jù)貨物單元特點、倉庫規(guī)模、出入庫頻率等要求選擇合適的設備，并確定其主要參數(shù)。同時還要計算機械設備的效率和需求量。,在自動化倉庫中，貨位管理與自動認址是實現(xiàn)自動存取的關鍵，可采用紅外光電開關。,在倉庫的每一個環(huán)節(jié)都要配備位出入庫運輸工具和物流提供服務的機械，如：倉庫用的裝卸機、自動打捆機、自動包裝機等。,倉庫系統(tǒng)的仿真包括物流系統(tǒng)規(guī)劃與設計、物料控制、物料運輸調(diào)度和物流成本估算。通過仿真，對不合理的設計進行修正。,一、自動化立體倉庫的設計步驟,36,二、自動化立體倉庫設計的技術經(jīng)濟原則,37,三、立體倉庫布置方案,物品儲存位置是依據(jù)物品的流動性高低及倉庫出入口位置來決定的： 物品是從相同的地點進入和移出儲存部門或倉庫時，流動性高的物品盡可能接近入口處。 物品進出倉庫的出入口位置不同時，則依該項物品接收次數(shù)及連送次數(shù)的比值大小來決定儲存位置。,根據(jù)物品流動性決定物料儲存位置,1.儲存位置的決定,38,2.物料接收次數(shù)及接送次數(shù)的比值與儲存位置,接收與運送次數(shù)相同(η≈1.0)，最常用的物品應沿著連接入口與出口的直線上加以儲存，但搬運次數(shù)愈高者，應愈接近通道。 接收與運送的比值小于1.0者，應儲存在連接入口與出口的直線但靠近出口處。 接收/運送的比值大于l.0者，應儲存在連接入口與出口的直線但靠近入口之處。,39,3.儲存位置的決定的舉例說明,η自大到?。篏、H、F、A、D、C、B、E 運送量作為次要排序,40,4.倉庫平面圖與儲存位置配置方式的示例,,倉庫平面圖,,儲存位置配置方式,41,5.自動化立體倉庫的布置圖,,,,,,,,,42,四、自動化立體庫容的估算,1.倉庫面積估算,面積： 式中：A——立體倉庫所需總面積（m2）； k——立體倉庫面積利用率，即存貨面積與總面積之比； ——立體倉庫貨物的庫存量（t）； q——立體倉庫單位面積上的庫存量（t/m2）； 或者：A=A1+A2+A3+A4 式中：A1——貨物有效存放面積（m2）， A2——入庫驗貨場地面積（m2）； A3——出庫發(fā)貨場地面積（m2）； A4——通道面積（m2）。,43,2.倉庫庫存量和通過能力估算,庫存量： 其中：E——立體倉庫的月最大貨物存取量（t）； K——設計最大入庫百分數(shù)； t——貨物在倉庫中平均庫存期（天）。 單位面積庫存量：q＝r m 通過能力： 其中：b——貨物的不平衡系數(shù)。,44,3.貨架設計,,1)最佳貨架高度分析,高架立體倉庫的主要參數(shù)是貨架的高度，其他參數(shù)如占地面積、長度、寬度、起重運輸機械的裝卸效率及其他技術經(jīng)濟指標都要依高度而定。,影響貨架的高度選擇的 因素有： 1）貨物的儲存量 2）貨物的周轉率 3）訂貨發(fā)送時的配套方式,45,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，高度H為 12.6m，當 容量為6000t或以上時，高度H 為16. 2 m。 貨架長度L：若倉庫作業(yè)由堆垛機上、下貨，則貨架的 最佳通道長度L在80－120m之間。為保證 堆垛機的托架垂直和水平移動操作并行不 悖，則H/L應保持均衡，一般推薦采用下 列比值：,46,2)確定貨格尺寸,貨格尺寸＝單元貨物的尺寸＋間隙尺寸（＋托盤尺寸）,各間隙尺寸的選取原則如下： 1.側面間隙：測向間隙a3一般取50－100mm，對橫 梁式貨架，一般a5＞a3 ，對牛腿式貨架，要求 a4≥a3 2.垂直間隙：上部間隙h3應保證貨叉叉取貨物過程中 微起升時不與上部構件發(fā)生干涉。一般 h2 ≥ （貨叉厚度＋貨叉下浮動行程＋各種誤差） 3.寬度方向間隙：貨物單元前面間隙的選擇應根據(jù)實 際情況確定，對牛腿式貨架，應使其盡量小，對橫梁式 貨架，則應使貨物不致因各種誤差兒掉下橫梁，后面間 隙的誤差應以貨叉作業(yè)時不與后面拉桿發(fā)生干涉。,47,3)確定貨架尺寸,1.靜態(tài)貨架尺寸： 根據(jù)倉庫最大規(guī)劃儲存量確定貨架尺寸。以由以下 4個參數(shù)中的3個來確定貨架尺寸。 倉庫長度（或貨架列數(shù)） 倉庫寬度（或巷道數(shù)） 倉庫高度（或貨架層數(shù)） 倉庫容量（或總貨位數(shù)） 貨架尺寸的計算是根據(jù)以上約束即貨格尺寸、庫頂 間隙、庫內(nèi)設施與墻體的安全距離以及前區(qū)尺寸確定的。 一般分離式貨架頂面至屋頂下弦的距離應滿足要求，但 不得小于200mm。,48,2.動態(tài)貨架尺寸： 根據(jù)所要求的出入庫頻率和所選堆垛機的速度參數(shù) 確定貨架尺寸。 例：已知庫容量Q，出入庫頻率P0，貨架最大高度H， 貨格尺寸和堆垛機速度參數(shù)（V運、V起、V叉），確定貨 架尺寸。 試算法步驟： 1）假定巷道數(shù)NB＝1，則貨架列數(shù)NL＝Q/NBNH； 2)根據(jù)層數(shù)NH列數(shù)NL以及堆垛機的速度參數(shù)，計算 每臺堆垛機的平均作業(yè)周期； 3）計算整個倉庫的出入庫能力，P= 3600NB/TS; 4）比較P和P0。若PP0 ，則所設計貨架達不到出入 庫頻率的要求，試算NB＝2的情況，重復以上步驟，直到 P ≥ P0為止，此時的巷道數(shù)為最佳巷道數(shù)。,49,4.作業(yè)時間與出入庫能力計算,1)堆垛機作業(yè)循環(huán)時間,1.平均單一作業(yè)循環(huán)時間：堆垛機從某一出入庫站 開始向所有貨格進行入庫作業(yè)循環(huán)（或出庫作業(yè)循環(huán)） 的平均時間。 對于單貨叉、單伸長式的堆垛機，當貨架為m列， n行時，作業(yè)時間為：,式中：TS—平均單一循環(huán)作業(yè)時間（s）； tjk—從入庫開始到j列k層單程移動時間（s）； tf —叉貨時間，在出入庫站或貨格處貨物移動時間（s）； ti —停機時間，控制延遲時間等（s）；,50,1.平均復合作業(yè)循環(huán)時間：入庫作業(yè)后進行出庫作 業(yè)時的循環(huán)的時間。,計算方法：隨機確定入庫和出庫貨格，計算適當 次數(shù)的貨格間移動時間，把起平均值加在平均單一作 業(yè)循環(huán)時間里，在入庫站和出庫站的位置不同時，還 應加上他們之間的移動時間。單貨叉、單伸長式的堆 垛機，當貨架為m列，n行時，作業(yè)時間為：,51,式中：TD—平均復合循環(huán)作業(yè)時間（s）； tjk—從入庫開始到j列k層單程移動時間（s）； tf —叉貨時間，在出入庫站或貨格處，貨物移動時間（s）； ti —停機時間，控制延遲時間等（s）； tt—平均貨格移動時間，隨機確定入庫貨格和出庫貨格， 作適當次數(shù)貨格移動求得所需時間的平均值（s）； ts —出入庫站間移動時間（s）；,52,2)堆垛機基準出入庫能力,堆垛機基準出入庫能力用每小時內(nèi)入庫或出庫的 存儲單元數(shù)表示。 平均單一作業(yè)循環(huán)時間基準出入庫能力 NS=3600/TS 平均復合作業(yè)循環(huán)時間基準出入庫能力 ND=3600/TD 其中： NS 、ND為每小時的入庫或出庫的存儲單元數(shù),53,4 – 4 堆垛設備,一、巷道式堆垛起重機（有軌堆垛機） Stacker Crane 二、入出庫輸送機系統(tǒng) O/R Conveying Systems 三、高架叉車（無軌堆垛機）Rack Fork 四、自動搬運車系統(tǒng)(AGV) Automatic Guided Vehicle 五、碼垛機器人 Robot Palletizer,54,是在高層貨架的窄巷道內(nèi)作業(yè)的起重機，可大大提高倉庫的面積和空間利用率，是自動化倉庫的主要設備，又稱有軌堆垛機。 按照用途的不同可分：單元型、揀選型、單元-揀選型三種。 按照控制方式的不同可分：手動、半自動和全自動三種。 按照轉移巷道方法的不同可分：固定式、轉移式和轉移車式三種。 按照金屬結構的形式可分：單立柱和雙立柱兩種。 倉庫高度：6-24M Max 40M 運行速度：max80m/min(標準性)200m/min(高速型) 起升高度：max20m/min(標準性)50m/min(高速型) 貨叉伸縮速度：max12m/min(標準性)50m/min(高速型),一、巷道式堆垛起重機（有軌堆垛機） Stacker Crane,55,入出庫輸送機系統(tǒng)是大型、復雜自動化倉庫的重要組成部分，高層貨架、堆垛機易實現(xiàn)標準化產(chǎn)品；但入出庫輸送機系統(tǒng)要根據(jù)倉庫的平面布置，入出庫作業(yè)的內(nèi)容，入出庫的工位數(shù)，分流和合流的需求等進行具體規(guī)劃和設計。入出庫輸送機系統(tǒng)的規(guī)劃和設計是自動化倉庫適用性的關鍵。入出庫輸送機系統(tǒng)的規(guī)劃設計與托盤的外形尺寸、下部結構，相關物流設備的裝卸方法、自動化控制、檢測方法等都有密切的關系。,雖然每個用戶的入出庫輸送機系統(tǒng)是各不相同的，但還是由下列幾種型式的輸送機及其基礎模塊組成： 1、鏈式輸送機。 2、輥道輸送機。 3、鏈式—輥道復合型輸送機 4、鏈式—帶輥道輸送功能的升降臺的復合型輸送機 5、帶鏈式輸送機或帶輥道輸送機的單軌車輸送系統(tǒng) 6、自動搬運車及其系統(tǒng)等,二、入出庫輸送機系統(tǒng) O/R Conveying Systems,56,高架叉車又稱三向堆垛叉車，即叉車向運行方向二側進行堆垛作業(yè)時，車體無須作直角轉向，而使前部的門架或貨叉作直角轉向及側移，這樣作業(yè)通道就可大大減少，提高了面積利用率；此外，高架叉車的起升高度比普通叉車要高，一般在6M左右，最高可達13M，提高了空間利用率。,托盤單元型：由貨叉進行托盤貨物的堆垛作業(yè) 1、司機室地面固定型，起升高度較低，因而視線較差； 2、司機室隨作業(yè)貨叉升降型，起升高度較高、視線好。 3、揀選型：無貨車作業(yè)機構，司機室和作業(yè)平臺一起升降，由司機向二側高層貨架內(nèi)的物料進行揀選作業(yè)。,三、高架叉車（無軌堆垛機）Rack Fork,57,AGV是指裝有自動導引裝置，能夠沿規(guī)定的路徑行馳，在車體上還具有編程和停車選擇裝置、安全保護裝置以及各種物料移載功能的搬運車輛。自動搬運車系統(tǒng)(AGV)是由若干輛沿導行路徑行馳，在計算機的交通管制下有條不紊地運行，并通過物流系統(tǒng)軟件集成在物流系統(tǒng)、生產(chǎn)系統(tǒng)中。AGVS廣泛應用于柔性生產(chǎn)系統(tǒng)（FMS）、柔性搬運系統(tǒng)和自動化倉庫中。,根據(jù)導引方式的不同分為： 1、固定路徑導引，包括電磁導引、光導導引和磁帶（ 磁氣）導引。 2、自由路徑導引，包括激光導引、慣性導引等。 根據(jù)AGV裝卸物料方式的不同，可分： 料斗式，輥道輸送式，鏈條輸送式，垂直升降式，叉車式。,四、自動搬運車系統(tǒng)(AGV) Automatic Guided Vehicle,58,托盤碼垛機器人是能將不同外形尺寸的包裝貨物，整齊地、自動地碼（或拆）在托盤上的機器人。為充分利用托盤的面積和碼堆物料的穩(wěn)定性，機器人具有物料碼垛順序、排列設定器。,根據(jù)碼垛機構的不同，可以分為： 1、多關節(jié)型。 2、直角坐標型。 根據(jù)抓具形式的不同可以分為： 側夾型，底拖型，真空吸盤型。 此外，機器人還分固定型和移動型。,五.碼垛機器人 Robot Palletizer,59,4 – 5 物料集裝單元化器具,,,隨著全球化產(chǎn)業(yè)時代的到來，船舶、鐵路、公路、航空等各具特色的交通網(wǎng)也得到了發(fā)展。各自在市場經(jīng)濟的領域中為生產(chǎn)提供著良好的運輸環(huán)境，而生產(chǎn)的產(chǎn)品又要向各方向運送，生產(chǎn)也需要匯集各地的原材料。也就是說，輸送是生產(chǎn)的支柱。市場擴大的結果，各種形式運輸工具相互協(xié)調(diào)的重要性就愈來愈明顯。 問題：1）如何高效率、低成本、快速地為客戶服務？ 2）如何發(fā)揮各種運輸工具的特點來協(xié)同作業(yè)？,減少不必要的物流操作環(huán)節(jié)。,物料適用于各種運輸工具的需要。,有人稱集裝單元化是物料搬運、物流作業(yè)的革命性改革。 集裝單元化器具不能單純地看作一個容器，它是物料的載體，是物流機械化、自動化作業(yè)的基礎。 標準化后的單元化容器也是物流設備、物流設施、物流系統(tǒng)設計的基礎，是高效聯(lián)運、多式聯(lián)運的必要條件。,60,一、物流集裝單元化的定義與作用,1.集裝單元的定義 所謂集裝單元是指一些零部件或散裝物料，可按照一定的規(guī)律安排聚集在一起，當成一次搬運移動標的物的最大負荷，這一負荷量則是集裝單元。依據(jù)物料搬運原則中的集裝單元原則強調(diào)：盡可能增加每一次搬運的數(shù)量、尺寸或重量，而搬運設備所適合的最大搬運尺寸又是搬運量最大的極限。因此適當?shù)募b單元就是依據(jù)物料分類和上述準則平衡產(chǎn)生的。 2.集裝單元化的定義 集裝單元化就是將搬運所涉及的物料組成集裝單元的過程。,61,(1)形成最少次數(shù)的搬運。 (2)降低搬運成本。 (3)節(jié)省裝貨、卸貨的時間。 (4)快速的物料運送。 (5)就集裝單元重新設計包裝 或排列，可減少搬運中物 料的損壞。 (6)搬運空間的最大利用。 (7)由于時刻保持適合集裝單 元的包裝形式，故可節(jié)省 包裝費用。,(8)減少物品存儲的時間和成本。 (9)為交貨、傳遞提供良好溝通 單位。 (10)提供安全搬運方法。 (11)零件項目雖變化繁多但搬 運的承載物則是單一化的。 (12)不規(guī)則形狀的物品能變成 安定的負載形態(tài)。 (13)為廠內(nèi)的搬運系統(tǒng)提供一 個設計基準。 (14)為整體物料流程循環(huán)提供 一個分析的基準。,3.集裝單元化系統(tǒng)的作用,62,(1)單一化與不單一化的成本。 (2)集裝單元的承載物，如托盤、容器等，所需 設備的費用和存放空間。 (3)承載容器的自重增加了搬運負荷。 (4)取回空托盤或空容器的問題。 (5)在移動點兩端的運載設備對承載容器不適用 的問題。,4.集裝單元化的不足之處,63,二、物流集成化單元的種類,托盤 集裝箱 集裝袋 料箱、容器 包裝,64,1.托盤(Pallet),定義：（ISO/R455定義）在承載面和支撐面間夾以縱梁，構成可集裝物料，可使用叉車或搬運車等進行作業(yè)的貨盤。 種類（按材料）： 木制 塑制 鋼制 竹制 塑木復合 紙質(zhì),65,種類（按結構形式）： 平托盤 箱式托盤 網(wǎng)箱托盤 柱式托盤 輪式托盤,66,1) 平托盤(Flat Pallets),定義：（ISO/R455定義）在承載面和支撐面間夾以縱梁，構成可集裝物料，可使用叉車或搬運車等進行作業(yè)的貨盤。 種類： 雙向進叉式 四向進叉式 單面托盤 雙面托盤,67,平托盤的國標尺寸(GB 2934-1996 ),68,2) 箱式托盤 (Box Pallet),箱式托盤是在平托盤基礎上發(fā)展起來的，多用于散件或散狀物料的集裝，金屬箱式托盤還用于熱加工車間集裝熱料。一般下部可叉裝，上部可吊裝，并可進行碼垛（堆碼高度一般為四層）。 尺寸標注為：長×寬×高 尺寸值參考平托盤。,69,3) 網(wǎng)箱托盤(Grille Box Pallets),存放形狀不規(guī)則的物料?？墒褂猛斜P搬運車、叉車、起重機等作業(yè)；可相互堆疊四層；空箱可折疊。 外形尺寸：長×寬×高 線徑/網(wǎng)間隔： Φ3-Φ6／30-50×30-100 動載重/靜承重： 500-2000／4×(500-2000)kg,70,4) 輪式托盤(Roll Pallets),輪式托盤是在平托盤、柱式托盤、或網(wǎng)箱托盤的底部裝上腳輪而成，既便于機械化搬運，又宜于短距離的人力移動。適用于企業(yè)工序間的物流搬運；也可在工廠或配送中心裝上貨物運到商店，直接作為商品貨架的一部分。,71,5) 柱式托盤(Post Pallets),柱式托盤是在平托盤基礎上發(fā)展起來的，其特點是在不壓貨物的情況下可進行碼垛（一般為四層）。多用于包裝物料、棒料管材等的集裝。 柱式托盤還可以作為可移動的貨架、貨位；不用時，還可疊套存放，節(jié)約空間。近年來，在國外推廣迅速。,72,2.集裝箱(Containers ),根據(jù)國際標準化組織 （ISO）TC/04委員會的定 義，凡具備下列條件的運 輸容器，可稱為集裝箱。 1.具有足夠的強度，能長 期反復使用； 2.中途轉運時，不用搬動 箱內(nèi)的貨物，可整體轉載； 3.備有便于裝卸的裝點，能 進行快速裝卸； 4.便于貨物的裝入和卸出； 5.具有1立方米以上的內(nèi)部 容積。,1)定義,73,2)集裝箱的分類,(按箱體結構形式分類) 內(nèi)柱式 外柱式 折疊式,74,(按功能分類),通用干貨集裝箱(雜貨集裝箱) 罐式集裝箱 保溫集裝箱 汽車集裝箱 牲畜集裝箱 散料集裝箱 臺架式集裝箱 平臺集裝箱 敞頂集裝箱 服裝集裝箱,通用干貨集裝箱（Dry Cargo Container) 這種集裝箱也稱為雜貨集裝箱，用來運輸無需控制溫度的件雜貨。其使用范圍極廣，雜貨集裝箱占了85％。這種集裝箱通常為封閉式，在一端或側面設有箱門。 這種集裝箱通常用來裝運文化用品、化工用品、電子機械、工藝品、醫(yī)藥、日用品、紡織品及儀器零件等。這是平時最常用的集裝箱。不受溫度變化影響的各類固體散貨、顆?；蚍畚礌畹呢浳锒伎梢杂蛇@種集裝箱裝運。,罐式集裝箱（Tank Container） 是專用以裝運酒類、油類（如動植物油）、液體食品以及化學品等液體貨物的集裝箱。它還可以裝運其他液體的危險貨物。這種集裝箱有單罐和多罐數(shù)種，罐體四角由支柱、撐桿構成整體框架。由于側壁強度較大，故一般也可以裝載麥芽、谷物和化學品等相對密度較大的散貨。散貨集裝箱頂部的裝貨口應設水密性良好的蓋，以防雨水侵入箱內(nèi)。,保溫集裝箱（Keep Constant Temperature Container) 它們是為了運輸需要冷藏或保溫的貨物。所有箱壁都采用導熱率低的材料隔熱而制成的集裝箱可分為以下三種： ①冷藏集裝箱 它是以運輸冷凍食品為主，能保持所定溫度的保溫集裝箱。它專為運輸如魚、肉、新鮮水果、蔬菜等食品。 目前國際上采用的冷藏集裝箱基本上分兩種：一種是集裝箱內(nèi)帶有冷凍機的叫機械式冷藏集裝箱；另一種箱內(nèi)沒有冷凍機而只有隔熱結構，即在集裝箱端壁上設有進氣孔和出氣孔，箱子裝在艙中，由船舶的冷凍裝置供應冷氣，這種叫做離合式冷藏集裝箱（又稱外置式或夾箍式冷藏集裝箱）。 ②隔熱集裝箱 它是為載運水果、蔬菜等貨物，防止溫度上升過大，以保持貨物鮮度而具有充分隔熱結構的集裝箱。通常用于冰作制冷劑，保溫時間為72小時左右。 ③通風集裝箱（Ventilated Container） 它是為裝運水果、蔬菜等不需要冷凍而具有呼吸作用的貨物，在端壁和側壁上設有通風孔的集裝箱，如將通風口關閉，同樣可以作為雜貨集裝箱使用。,75,3)集裝箱的國家標準,GB1413 集裝箱外部尺寸、極限偏差和額定重量 GB1834 通用集裝箱最小內(nèi)部尺寸 GB1835 集裝箱角件的技術要求 GB1836 集裝箱的標記代號 GB1992 集裝箱名詞術語 GB3220 集裝箱吊具的尺寸和起重量系列,76,20’ 集裝箱,Dry Container（二十尺干貨集裝箱）,Flat Rack Container（二十尺床式、平臺兩用貨柜）,77,Refrigerated Container（二十尺冷凍貨柜）,Open Top Container（二十尺開頂貨柜）,78,40'集裝箱,Dry Container（四十尺干貨貨柜）,Flat Rack Container（四十尺床式、平臺兩用貨柜）,79,Refrigerated Container（四十尺冷凍貨柜）,Platform Container（四十尺平臺式貨柜）,80,40' High Cube Refrigerated Container（四十尺超高冷凍貨柜）,40' High Cube Container（四十尺超高貨柜）,81,特殊集裝箱,45' High Cube Dry Container（四十五尺超高干貨貨柜）,82,3.集裝袋 (Flexible Freight Bags),定義：集裝袋又稱柔性集裝箱，是集裝單元器具的一種，配以起重機或叉車，就可以實現(xiàn)集裝單元化運輸。它適用于裝運大宗散狀粉粒狀物料。 特點：結構簡單、自重輕、可以折疊、回空所占空間小、價格低廉。 適用型式：重復使用型/一次使用型 形 狀：圓桶型/方型/圓錐型/折疊型,83,集裝袋,提升方式：頂面/底面/側面 排 料 口：有/無 材 料：橡膠/塑料/帆布 充填重量： 0.5/1.0/1.5/2.0/2.5/3噸 容 積： 500/640/840/1000 /1250 /1500/1750/2000 立方米,84,4.料箱、容器,定義：是在一定范圍或行業(yè)中，為了便于物料的儲存或運輸所規(guī)劃設計的存物容器。如：面包的周轉箱、供應商提供物料的周轉箱（架）。 要求：1）對物料的保護； 2）物流環(huán)節(jié)的方便連接； 3）經(jīng)濟；4）便于搬運； 5）便于堆碼。 材料：木質(zhì)、鋼質(zhì)、塑料、紙質(zhì)等。 用途：1）生產(chǎn)工位上物料的暫存； 2）托盤上物料的存放； 3）作為運輸?shù)某休d器。,85,5.包裝,包裝的作用 無論是產(chǎn)品或是材料，在搬運輸送以前都要加以某種程度的包裝捆扎或裝入適當容器，以保證產(chǎn)品完好地運送到消費者手中，所以包裝被稱為生產(chǎn)的終點，同時也是社會物流的起點。 包裝的作用是保護物品，使物品的形狀、性能、品質(zhì)在物流過程中不受損壞。通過包裝還使物品形成一定的單位，作業(yè)時便于處置。此外，由于包裝使物品醒目、美觀，可以促進銷售。,86,包裝的種類有單個包裝、內(nèi)包裝、外包裝三種。 單個包裝，也稱為小包裝，是物品運送的最小單位。用袋或其他容器對物體的一部分或全部包裹的狀態(tài)，并且印有作為商品的標記或說明等信息資料。這種包裝一般屬于商業(yè)包裝，應注意美觀，能起到促進銷售的作用。 內(nèi)包裝，是將物品或單個包裝，或一至數(shù)個歸整包裝，或置于中間容器中，為了對物品及單個包裝起保護作用，中間容器內(nèi)有時采用一定措施。 外包裝，基于物品輸送的目的，起到保護作用并且考慮輸送搬運作業(yè)方便，一般置入箱、袋中，根據(jù)需要對容器有緩沖防震、固定、防溫、防水的技術措施要求。一般外包裝有密封、增強功能，并且有相應的標識說明。 內(nèi)包裝和外包裝屬于工業(yè)包裝，更著重于對物品的保護，其包裝作業(yè)過程是物流領域中的活動。而單個包裝作業(yè)一般屬于生產(chǎn)領域活動。,87,包裝材料 紙和紙板品 塑料制品 木制容器 金屬容器 包裝用輔助材料,運輸用大型紙袋可用3－6層牛皮紙多層疊合而成，也可用牛皮紙和塑料薄膜做成復合多層構造。紙箱的原料是各種規(guī)格的白紙板和瓦楞紙板，但要求其強度和耐壓能力必須達到一定指標，在選材和尺寸設計時應加以注意。,塑料包裝制品的應用日益廣泛，塑料袋及塑料交織袋已成為牛皮紙袋的代用品。塑料制品還用于酒、食油等液體運輸容器的革新，開發(fā)了紙袋結合包裝，其方法是將折疊塑料袋容器放入瓦楞紙箱中，以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的玻璃瓶、金屬罐、木桶等。塑料成型容器也得到廣泛的應用，如聚乙烯容器，特別是顏料和食品業(yè)等塑料通用箱發(fā)展很快。,輸送用的金屬容器有罐和箱，材料有鍍鋅鐵板等。罐用于食品、化學藥品、牛奶、油質(zhì)類物品，而桶則主要用于以石油為主的非腐蝕性的半流體及粉體、固體的包裝。,88,木制容器包括木箱、膠合板箱及木捅，為了節(jié)省木材，常使用框架箱、柵欄箱或木條膠合板箱，為了增加強度也有加鐵箍的。對于重物包裝，常在底部加木制墊貨板。,①粘合劑。用于材料的制造、制袋、制箱及封口作業(yè)，粘結劑有水型、溶液型、熱融型和壓敏型的區(qū)分。 ②粘合帶。它有橡膠帶、熱敏帶、粘結帶三種。橡膠帶遇水可直接溶解，結合力強，粘結后完全固化，封口很結實；熱敏帶一經(jīng)加熱活化便產(chǎn)生粘結力，一旦結合，不好揭開且不易老化；粘結帶是在帶的一面涂上壓敏性結合劑，用手壓便可結合，十分方便。 ③捆扎材料。捆扎的作用是打捆、壓縮、纏繞、保持形狀、提高強度、封口防盜、便于處置和防止破損等。,89,包裝合理化 包裝的輕薄化。由于包裝只是起保護作用，對產(chǎn)品使用價值沒有任何意義，因此在強度、壽命、成本相同的條件下，更輕、更薄、更短、更小的包裝，可以提高裝卸搬運的效率。而且輕薄短小的包裝一般價格比較便宜，如果是一次性包裝也可以減少廢棄包裝材料的數(shù)量。 包裝的單純化。為了提高包裝作業(yè)的效率，包裝材料及規(guī)格應力求單純化，包裝規(guī)格還應標難化，包裝形狀和種類也應單純化。 符合集裝單元化和標準化的要求。包裝的規(guī)格和托盤、集裝箱關系密切，也應考慮到和運輸車輛、搬運機械的匹配，從系統(tǒng)的觀點制定包裝的尺寸標準。 包裝的機械化。為提高作業(yè)效率和包裝現(xiàn)代化水平，各種包裝機械的開發(fā)和應用是很重要的。,90,三、物流集成化單元的確定原則,1.集裝單元的設計準則 (1)最小的空重。 (2)低成本。 (3)機械強度。 (4)變換性或可展開性。 (5)在使用上的一體性。 (6)最佳尺寸大小。 (7)低維護費用。 (8)容易辨別。,(9)多用途性。 (10)以傳統(tǒng)搬運設備容 易載送。 (11)可互換性。 (12)最佳的形狀。 (13)容易儲存和堆積。 (14)符合客戶需求。 (15)一致性的成本。,91,集裝單元應滿足的基本要求： 便于裝卸、搬運； 集裝單元之間的尺寸應成模數(shù)關系，便于疊放； 集裝單元所儲存的物料數(shù)量應當符合生產(chǎn)工藝節(jié)拍； 便于清點和統(tǒng)計； 便于對物料的保護。,92,2.集裝單元的設計步驟 (1)依據(jù)所需搬運物料的特性和目的，決定集裝單元的實用方式。 (2)依據(jù)搬運系統(tǒng)的能力和約束、設備條件和承載容器的特性，選擇集裝單元的形式。 (3)確定承載容量的儲存區(qū)域和配置區(qū)域的特性。 (4)收集同類承載容器的資料和來源。 (5)決定集裝單元的尺寸大小與負載能力。 (6)建立集裝單元的外形與特性。形成與各種搬運設備相適應的尺寸鏈。 (7)決定制成集裝單元的方法。,93,