第八章仓库规划与设计

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1、仓储系统规划与设计仓储系统规划与设计 机械与运载工程学院机械与运载工程学院 第八章第八章 仓储系统规划与设计仓储系统规划与设计 仓储系统规划与设计仓储系统规划与设计 机械与运载工程学院机械与运载工程学院 本章的主要内容本章的主要内容1 1、仓储系统与规划仓储系统与规划仓储系统与规划仓储系统与规划2 2、仓库布置设计、仓库布置设计、仓库布置设计、仓库布置设计3 3、自动化仓储系统、自动化仓储系统、自动化仓储系统、自动化仓储系统仓储系统规划与设计仓储系统规划与设计 机械与运载工程学院机械与运载工程学院 引导案例引导案例引导案例引导案例: : 海尔物流和立体库海尔物流和立体库海尔物流和立体库海尔物流

2、和立体库 海尔集团公司分析发现在整个生产过程中，最受制约的就是海尔集团公司分析发现在整个生产过程中，最受制约的就是仓储，就是原材料和零部件的仓储和配送，所以海尔选择了仓储，就是原材料和零部件的仓储和配送，所以海尔选择了这个突破口。这个突破口。 在青岛海尔信息园里面建了一座机械化的立体在青岛海尔信息园里面建了一座机械化的立体库，在黄岛开发区建了一座全自动的立体库。库，在黄岛开发区建了一座全自动的立体库。海尔的事实是，黄岛立体库长海尔的事实是，黄岛立体库长120米、宽米、宽60米，仓储面积米，仓储面积5 400m2，立体库有，立体库有9168个标准托盘位，托盘是个标准托盘位，托盘是1.21米的；米

3、的；立体库的建筑高度是立体库的建筑高度是16米，放货的高度可到米，放货的高度可到12.8米，每天进米，每天进出的托盘达到出的托盘达到1200个，实际能力是个，实际能力是1600个。个。 5400m2取代了原来取代了原来65000m2的外租库，而且由于使用了计的外租库，而且由于使用了计算机系统，管理人员从原来的算机系统，管理人员从原来的300多人降为多人降为48人。人。通过减少通过减少外租库的租金，外租库到车间的来回费用，节省工人工资加外租库的租金，外租库到车间的来回费用，节省工人工资加起来一年是起来一年是1200万。万。 仓储系统规划与设计仓储系统规划与设计 机械与运载工程学院机械与运载工程学

4、院 第二个作用是降低了物料的库存第二个作用是降低了物料的库存。因为海尔在计算机系统里。因为海尔在计算机系统里都设定了，比如说只允许放都设定了，比如说只允许放7天的料，超过天的料，超过7天不让进，相对天不让进，相对来说使整个库存量下降。库存量下降当时空调事业部就是一来说使整个库存量下降。库存量下降当时空调事业部就是一个典型的例子，从个典型的例子，从9月到月到12月降了月降了1.4亿。亿。第三个作用是深化了企业物流系统的规划第三个作用是深化了企业物流系统的规划。因为立体库使用。因为立体库使用后是两翼推动，一是海尔要求所有的分供方按照照标准化的后是两翼推动，一是海尔要求所有的分供方按照照标准化的模式

5、送货，所有的都是标准化的托盘，标准的周转箱。模式送货，所有的都是标准化的托盘，标准的周转箱。二是，立体库具有灵活性和扩展性，刚开始设计立体库想的二是，立体库具有灵活性和扩展性，刚开始设计立体库想的只是放空调的东西，但是通过计算机系统管理以后，只占很只是放空调的东西，但是通过计算机系统管理以后，只占很少的库容，公司马上把冰箱、洗衣机、电脑全部放进去，一少的库容，公司马上把冰箱、洗衣机、电脑全部放进去，一下减少了这些厂的外租库，整个效果非常明显。下减少了这些厂的外租库，整个效果非常明显。仓储系统规划与设计仓储系统规划与设计 机械与运载工程学院机械与运载工程学院 图图1 自动化立体仓库系统自动化立体

6、仓库系统仓储系统规划与设计仓储系统规划与设计 机械与运载工程学院机械与运载工程学院 图图1 自动化立体仓库系统自动化立体仓库系统仓储系统规划与设计仓储系统规划与设计 机械与运载工程学院机械与运载工程学院 图图2 柳汽的自动化立体仓库系统柳汽的自动化立体仓库系统仓储系统规划与设计仓储系统规划与设计 机械与运载工程学院机械与运载工程学院 8.18.1仓储系统与规划仓储系统与规划仓储系统与规划仓储系统与规划1、仓库（仓储）及其作业功能、仓库（仓储）及其作业功能（1）仓库的概念）仓库的概念p储存和保管货物的场所；储存和保管货物的场所；p现代仓库现代仓库和和物流中心物流中心已经形成了围绕货物的以存储空间

7、、储已经形成了围绕货物的以存储空间、储存设施设备、人员和作业及管理系统组成的仓储系统，功能也存设施设备、人员和作业及管理系统组成的仓储系统，功能也延伸到包括延伸到包括运输运输、仓储仓储、包装包装、配送配送、流通加工流通加工和和信息信息等一整等一整套的物流环节。套的物流环节。设施选址及其评价设施选址及其评价 机械与汽车工程学院机械与汽车工程学院 仓储系统规划与设计仓储系统规划与设计 机械与运载工程学院机械与运载工程学院 （2）仓库的作业功能）仓库的作业功能图图4 仓库的主要功能仓库的主要功能仓储系统规划与设计仓储系统规划与设计 机械与运载工程学院机械与运载工程学院 （2）仓库的作业功能）仓库的作

8、业功能1）收货（）收货（Receiving）p到达产品卸货；到达产品卸货；p货物外观查验；货物外观查验；p检查物料的数量和质量是否与货单一致；检查物料的数量和质量是否与货单一致；p更新库存记录更新库存记录。2）转运或入库（）转运或入库（TransferorPut-away）p将商品移至存储区、专门作业区或发货区的实际移动过将商品移至存储区、专门作业区或发货区的实际移动过程，包括搬运和放在适当的地方。程，包括搬运和放在适当的地方。仓储系统规划与设计仓储系统规划与设计 机械与运载工程学院机械与运载工程学院 3）订单拣货（分拣）订单拣货（分拣Sorting）将一种或多种存储货物取出，按顾客要求整理组

9、合，包括拆将一种或多种存储货物取出，按顾客要求整理组合，包括拆包或再包装。包或再包装。p摘果式摘果式(Discreetpicking)p播种式播种式(Batchpicking)p分区式分区式(Zonepicking)p波浪式波浪式(Wavepicking)仓储系统规划与设计仓储系统规划与设计 机械与运载工程学院机械与运载工程学院 4）直接转运（）直接转运（Crossdocking）直接转运直接转运，也称越库，它无需存储，直接将刚收到的货物经，也称越库，它无需存储，直接将刚收到的货物经适当的分类整理转运到发货站台。适当的分类整理转运到发货站台。 图图5 直接转运（左）与传统仓库功能（右）的比较直

10、接转运（左）与传统仓库功能（右）的比较仓储系统规划与设计仓储系统规划与设计 机械与运载工程学院机械与运载工程学院 5）发货（）发货（Shipping）发货作业包括拣选出的产品在发货区暂存，配货整理后搬运发货作业包括拣选出的产品在发货区暂存，配货整理后搬运到运输车辆内，库存记录的调整和发货记录的检查。到运输车辆内，库存记录的调整和发货记录的检查。6）存储（）存储（Storage）存储是商品在等待需求前的实际存放。存储是商品在等待需求前的实际存放。7）信息交换）信息交换信息交换总是伴随着仓库的移动和储存功能，仓库作业管理总信息交换总是伴随着仓库的移动和储存功能，仓库作业管理总需要时间性强的精确信息

11、，如需要时间性强的精确信息，如库存水平库存水平、吞吐量吞吐量、储位信息储位信息、进出货信息进出货信息、空间利用率空间利用率等。等。仓储系统规划与设计仓储系统规划与设计 机械与运载工程学院机械与运载工程学院 2、仓库分类与组成、仓库分类与组成（1）仓库的分类）仓库的分类p流通领域，如物流中心和配送中心；流通领域，如物流中心和配送中心；p生产领域。生产领域。若按保管形态分：若按保管形态分：普通仓库普通仓库冷藏仓库冷藏仓库恒温仓库恒温仓库露天仓库露天仓库危险品仓库等危险品仓库等仓储系统规划与设计仓储系统规划与设计 机械与运载工程学院机械与运载工程学院 （2）仓库的组成）仓库的组成p存储空间存储空间p

12、货物货物p仓储设施设备仓储设施设备(收发设施设备、储存设备、搬运和输送收发设施设备、储存设备、搬运和输送设备设备)p人员人员（仓管、搬运、拣货和补货人员）（仓管、搬运、拣货和补货人员）p作业及管理系统等要素（作业及管理系统等要素（WMS）。）。仓储系统规划与设计仓储系统规划与设计 机械与运载工程学院机械与运载工程学院 3、仓库规划、仓库规划（1）仓库规划的目标）仓库规划的目标空间利用最大化；空间利用最大化；设备利用最大化；设备利用最大化；劳动力利用最大化；劳动力利用最大化；所有物料最容易接近；所有物料最容易接近；所有物料得到最好的保护。所有物料得到最好的保护。（2）仓库规划的内容）仓库规划的内

13、容仓库规划的内容包括仓库规划的内容包括仓库选址仓库选址、确定仓库的大小确定仓库的大小、数量数量和和仓库仓库的布置与设计的布置与设计。 仓储系统规划与设计仓储系统规划与设计 机械与运载工程学院机械与运载工程学院 1）仓库的选址）仓库的选址决定仓库选址之前要考虑这样的问题：决定仓库选址之前要考虑这样的问题：需要建多少仓库？需要建多少仓库？每个仓库建在什么地方？每个仓库建在什么地方？规模大小是多少？规模大小是多少？2）仓库的）仓库的PQRST分析分析 P：仓库要存放的物品有哪些，有多少类型、采用什么包装、：仓库要存放的物品有哪些，有多少类型、采用什么包装、储存有什么要求；储存有什么要求；Q：仓库总的

14、吞吐量是多少，各物品有多少数量；：仓库总的吞吐量是多少，各物品有多少数量；R：包括物品移动路径，与：包括物品移动路径，与P一起确定了搬运设备的选择，和一起确定了搬运设备的选择，和仓库通道的设计。仓库通道的设计。S：辅助设施；：辅助设施；T：时间性更是仓库设计要着重考虑的因素。：时间性更是仓库设计要着重考虑的因素。仓储系统规划与设计仓储系统规划与设计 机械与运载工程学院机械与运载工程学院 3）仓库布置的作业区域划分）仓库布置的作业区域划分p物料存储区物料存储区p收货作业区收货作业区p分拣作业区分拣作业区p发货作业区发货作业区p集货分类区等集货分类区等图图5 仓库的主要作业区域仓库的主要作业区域收

15、货作业区收货作业区发货作业区发货作业区物料存储区物料存储区集货作业区集货作业区整箱拣货区整箱拣货区拆箱拣货区拆箱拣货区仓储系统规划与设计仓储系统规划与设计 机械与运载工程学院机械与运载工程学院 8.28.2仓库布置设计仓库布置设计仓库布置设计仓库布置设计仓库合理布置设计的要求：仓库合理布置设计的要求：p应该按照仓库作业的顺序如进货、储存、发货等作出布置，应该按照仓库作业的顺序如进货、储存、发货等作出布置，便于提高作业效率。便于提高作业效率。p缩短货物与人员移动距离，节约仓库空间。缩短货物与人员移动距离，节约仓库空间。p应便于仓库各种设施设备都能充分发挥效率。应便于仓库各种设施设备都能充分发挥效

16、率。p保证仓库安全。保证仓库安全。仓储系统规划与设计仓储系统规划与设计 机械与运载工程学院机械与运载工程学院 1、存储策略、存储策略（1）仓库存储方式）仓库存储方式散放；散放；堆码；堆码；货架储存。货架储存。图图6 各种堆码方式各种堆码方式仓储系统规划与设计仓储系统规划与设计 机械与运载工程学院机械与运载工程学院 图图7 堆码方式与货架示例堆码方式与货架示例仓储系统规划与设计仓储系统规划与设计 机械与运载工程学院机械与运载工程学院 最大周转率最大周转率一般周转率一般周转率最小周转率最小周转率（2）仓库物品存储的基本原则）仓库物品存储的基本原则p保证储存货物安全原则；保证储存货物安全原则；p符合

17、作业规范要求原则（符合作业规范要求原则（面向通道面向通道，先进先出先进先出）；）；p物料周转速度原则物料周转速度原则（销售量销售量/存货量）；存货量）；I/O口口图图9 依周转率储存依周转率储存仓储系统规划与设计仓储系统规划与设计 机械与运载工程学院机械与运载工程学院 图图10 I/O口分离的储位指派口分离的储位指派主要通道主要通道HBDFCAGE进货口进货口出货口出货口产品产品 进货量进货量 进仓次数进仓次数 出货批量出货批量 出仓次数出仓次数 进仓进仓/出仓次数出仓次数 A 40栈板栈板 40 1栈板栈板 40 1.0 B 200箱箱 67 3箱箱 67 1.0 C 1000箱箱 250

18、8.箱箱 125 2.0 D 30栈板栈板 30 0.7栈板栈板 43 0.7 E 10栈板栈板 10 0.1栈板栈板 100 0.1 F 100栈板栈板 100 0.4栈板栈板 250 0.4 G 800箱箱 200 2.0箱箱 400 0.5 H 1000箱箱 250 4.0箱箱 250 1.0当进出货口不相邻时，可依进、出仓次数来分布。当进出货口不相邻时，可依进、出仓次数来分布。当进出货口不相邻时，可依进、出仓次数来分布。当进出货口不相邻时，可依进、出仓次数来分布。仓储系统规划与设计仓储系统规划与设计 机械与运载工程学院机械与运载工程学院 （2）仓库物品存储的基本原则）仓库物品存储的基本

19、原则p同类归一，相关靠近；同类归一，相关靠近；p重量对应；重量对应；p形状对应，标记明确；形状对应，标记明确；p分层堆放；分层堆放；p降低储存成本原则；降低储存成本原则；p提高仓容利用率原则（提高仓库高度，减少通道数量和宽度等）提高仓容利用率原则（提高仓库高度，减少通道数量和宽度等）。仓储系统规划与设计仓储系统规划与设计 机械与运载工程学院机械与运载工程学院 （3）仓库存储位置的分配方法）仓库存储位置的分配方法p随机储存随机储存（RandomizedStorage，RS）将运入的物品随机放在任意的位置。将运入的物品随机放在任意的位置。p定位（分区）储存定位（分区）储存（DedicatedSto

20、rage，DS）将要求储存的物品根据其类型储存在指定的位置。将要求储存的物品根据其类型储存在指定的位置。a按件号顺序储存按件号顺序储存b按货物的类型和库存水平按货物的类型和库存水平p分级储存方法分级储存方法（Class-basedStorage）根据根据2080原则（原则（80存取活动主要针对存取活动主要针对20货物，货物，15存取存取活动主要针对活动主要针对30货物，货物，5存取活动主要针对存取活动主要针对50货物货物）分）分类进行储存，类进行储存，A A级离出入口最近，级离出入口最近，B B级次之，级次之，C C级最远级最远。仓储系统规划与设计仓储系统规划与设计 机械与运载工程学院机械与运

21、载工程学院 例题一例题一ABC三类货物三类货物10期的库存量如表，采用随机存储、定位存期的库存量如表，采用随机存储、定位存储，分级存储各需要多少储位？储，分级存储各需要多少储位？货物货物 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 A 4 1 4 2 0 2 0 3 0 4 B 1 2 3 4 5 5 5 4 3 2 C 0 3 1 0 3 0 3 1 0 3 随机存储随机存储10期库存量为最大期库存量为最大9，取，取9个储位。个储位。定位存储定位存储ABC库存量为最大库存量为最大4，5，3，取，取12个储位。个储位。仓储系统规划与设计仓储系统规划与设计 机械与运载工程学院机械与运载工程学院 分

22、级存储分级存储组合为组合为AB+C,AC+B,BC+A,对应的峰值相加对应的峰值相加10，12，12。即即AB+C。 定定 位位 随随 机机 分分 级级时期时期 A B C ABC AB AC BC 1 4 1 0 5 5 4 1 2 1 2 3 6 3 4 5 3 4 3 1 8 7 5 4 5 0 5 3 8 5 3 8 6 2 5 0 7 7 2 5 7 0 5 3 8 5 3 8 8 3 4 1 8 7 4 5 9 0 3 0 3 3 0 3 10 4 2 3 9 6 7 5峰值峰值 4 5 3 9 7 7 8仓储系统规划与设计仓储系统规划与设计 机械与运载工程学院机械与运载工程学院

23、（4）存储分配和管理措施）存储分配和管理措施p通过优化货物的拣货顺序来减少拣货人员需求；通过优化货物的拣货顺序来减少拣货人员需求；p通过匹配货物的集装单元和储位大小来减少补货人力需求；通过匹配货物的集装单元和储位大小来减少补货人力需求；p通过平衡各分区拣货人员的工作负荷来降低反应时间并改通过平衡各分区拣货人员的工作负荷来降低反应时间并改进流动状态；进流动状态；p通过平衡相似货物分开存储，避免拣选错误，提高拣选精通过平衡相似货物分开存储，避免拣选错误，提高拣选精确率。确率。仓储系统规划与设计仓储系统规划与设计 机械与运载工程学院机械与运载工程学院 2、空间利用、空间利用图图11 货物沿通道的堆码

24、货物沿通道的堆码货物堆码分为层高，深度和列数。货物堆码分为层高，深度和列数。仓储系统规划与设计仓储系统规划与设计 机械与运载工程学院机械与运载工程学院 图图12 蜂窝损失示意图蜂窝损失示意图（1）蜂窝损失）蜂窝损失定义定义如果在一列货堆上取走一层或几层，只要不被取尽，所产生的如果在一列货堆上取走一层或几层，只要不被取尽，所产生的空缺不能被空缺不能被别的货物别的货物填补，留下的空位有如蜂窝，故名蜂窝形填补，留下的空位有如蜂窝，故名蜂窝形空缺。空缺。仓储系统规划与设计仓储系统规划与设计 机械与运载工程学院机械与运载工程学院 蜂窝损失率蜂窝损失率蜂窝损失空缺系数的计算如下。蜂窝损失空缺系数的计算如下

25、。空缺系数空缺系数H的期望值为：的期望值为：式中式中n一列货位堆码货物件数；一列货位堆码货物件数；i=0,1,2,。例题例题2计算蜂窝损失空缺系数？计算蜂窝损失空缺系数？讨论讨论货架存储有没有空缺系数？货架存储有没有空缺系数？仓储系统规划与设计仓储系统规划与设计 机械与运载工程学院机械与运载工程学院 （2）通道损失）通道损失定义定义通道损失则是由于通道占据了有效的堆放面积，无论分类堆码，通道损失则是由于通道占据了有效的堆放面积，无论分类堆码，还是货架储存，都存在通道损失。还是货架储存，都存在通道损失。通道损失计算通道损失计算：蜂窝损失计算蜂窝损失计算：式中：式中： Wa通道宽度；通道宽度； d

26、货堆深度。货堆深度。总的空间损失计算总的空间损失计算：为通道损失和蜂窝损失的和。：为通道损失和蜂窝损失的和。仓储系统规划与设计仓储系统规划与设计 机械与运载工程学院机械与运载工程学院 不同深度时，通道损失、蜂窝损失及总空间损失不同深度时，通道损失、蜂窝损失及总空间损失4层货物层货物通道宽度为通道宽度为3m，货物深度为，货物深度为1m货堆深度（排）货堆深度（排）12345通道损失通道损失La0.60.4290.3330.2730.23蜂窝损失蜂窝损失0.150.2490.3050.3400.366总空间损失总空间损失0.750.6780.6380.6130.596提高提高仓库高度仓库高度和降低和

27、降低通道宽度，通道宽度，能有效提高空间利用率，能有效提高空间利用率，高层立体仓库发展的一个原因。高层立体仓库发展的一个原因。仓储系统规划与设计仓储系统规划与设计 机械与运载工程学院机械与运载工程学院 例题例题3某某 种种 货货 物物 C为为 木木 箱箱 包包 装装 形形 式式 ， 尺尺 寸寸 （ 长长 宽宽 高高 ） 为为1000600700mm，箱箱底底部部平平行行宽宽度度方方向向有有两两根根垫垫木木，可可用用叉叉车车搬搬运运，在在仓仓库库中中堆堆垛垛放放置置，最最高高可可堆堆4层层。C货货物物最最大大库库存存量量为为600件件，请请考考虑虑通通道道损损失失（设设叉叉车车直直角角堆堆垛垛最最

28、小小通通道道宽宽度度为为3.6m，货叉长，货叉长1m）和蜂窝损失确定其需要的存储面积。）和蜂窝损失确定其需要的存储面积。仓储系统规划与设计仓储系统规划与设计 机械与运载工程学院机械与运载工程学院 （3）空间利用和空间标准）空间利用和空间标准按随机存储，最佳深度：按随机存储，最佳深度：存储深度存储深度 示意图示意图 货物面积货物面积 列数列数 总面积总面积 空间利用率空间利用率D=112122450%D=21272157%D=31252060%A A A A B B B B B C C CA A B B C A A B B B C CA B CA B B CA A B B C按定位存储，按定位存

29、储，ABC货物存储在不同深度的占用面积和空间利用率。货物存储在不同深度的占用面积和空间利用率。仓储系统规划与设计仓储系统规划与设计 机械与运载工程学院机械与运载工程学院 空间利用考虑的因素空间利用考虑的因素p空间的保持；空间的保持；空间集中方向空间集中方向 托盘货架托盘货架 双深货架双深货架 后推式货架后推式货架 贯串式货贯串式货架架p 空间的限制；空间的限制；p 易存取性；（通道设计与相关的搬运设备符合，靠墙不应设易存取性；（通道设计与相关的搬运设备符合，靠墙不应设置通道，通道方向与存储区长轴线一致，主通道面向门。）置通道，通道方向与存储区长轴线一致，主通道面向门。）p考虑良好的存储策略。考

30、虑良好的存储策略。仓储系统规划与设计仓储系统规划与设计 机械与运载工程学院机械与运载工程学院 3、库容量与仓库面积、库容量与仓库面积（1）库容量）库容量存储单元存储单元(StockKeepingUnit,SKU)根据拟存货物的规格品种、根据拟存货物的规格品种、体积、单位重量、形状和包体积、单位重量、形状和包装等确定每一个货物单元的装等确定每一个货物单元的尺寸和重量，以托盘或货箱尺寸和重量，以托盘或货箱为载体，在仓库货架占住一为载体，在仓库货架占住一个位置。个位置。库容量库容量是一个仓库拟存货物的最大容量，通常以仓库存储单是一个仓库拟存货物的最大容量，通常以仓库存储单元（托盘或货箱）来表示。元（

31、托盘或货箱）来表示。仓储系统规划与设计仓储系统规划与设计 机械与运载工程学院机械与运载工程学院 （2）仓库面积计算）仓库面积计算库房面积包括库房面积包括有效面积有效面积和和辅助面积辅助面积。仓库面积计算方法：仓库面积计算方法：p直接计算法（直接计算出货架、堆垛所占的面积和辅助面积直接计算法（直接计算出货架、堆垛所占的面积和辅助面积等，然后相加求出总面积。等，然后相加求出总面积。 ）直接计算法面积的计算与库内货物直接计算法面积的计算与库内货物存储方式存储方式、存取策略存取策略、空间空间利用利用、装卸搬运机械的类型装卸搬运机械的类型以及以及通道通道等有关，在设计时应根据等有关，在设计时应根据实际情

32、况具体计算。实际情况具体计算。p荷重计算法（一种经验算法，它根据库存量、储备期和单位荷重计算法（一种经验算法，它根据库存量、储备期和单位面积的荷重面积的荷重 ）仓储系统规划与设计仓储系统规划与设计 机械与运载工程学院机械与运载工程学院 例题例题3某仓库拟存储某仓库拟存储A、B两类货物，包装尺寸（长两类货物，包装尺寸（长宽宽高）分别为高）分别为500280180mm和和400300205mm，采用在，采用在12001000150mm的标准托盘上堆垛，高度不超过的标准托盘上堆垛，高度不超过900mm两类货物最两类货物最高库存量分别是高库存量分别是19200和和6750件，采用选取式重型货架堆垛，货

33、件，采用选取式重型货架堆垛，货架每一货格存放两个托盘货物。架每一货格存放两个托盘货物。作业叉车为电动堆垛叉车，提升高度为作业叉车为电动堆垛叉车，提升高度为3524mm，直角堆垛最小，直角堆垛最小通道宽度为通道宽度为2235mm。试确定货架长宽高、层数和排数，并计试确定货架长宽高、层数和排数，并计算货架区面积。算货架区面积。仓储系统规划与设计仓储系统规划与设计 机械与运载工程学院机械与运载工程学院 解解1）计算）计算A、B两类货物所需的托盘存储单元数。两类货物所需的托盘存储单元数。对对A类货物，类货物，12001000托盘每层可放托盘每层可放8件，件，可堆层数为可堆层数为(900-150)/18

34、0=4.17，取整即，取整即4层层故一托盘可堆垛故一托盘可堆垛32件。件。库存量折合库存量折合SKU为为19200/32=600托盘。托盘。同理对同理对B类货物，每托盘可堆垛类货物，每托盘可堆垛27件，共需件，共需250托盘。托盘。A、B共需共需850托盘托盘。仓储系统规划与设计仓储系统规划与设计 机械与运载工程学院机械与运载工程学院 2）确定货格尺寸）确定货格尺寸因每货格放因每货格放2托盘，按托盘货架尺寸要求，确定货格尺寸为托盘，按托盘货架尺寸要求，确定货格尺寸为2750mm长长,1000mm深深,1100mm高高(含横梁高度含横梁高度50mm)。图图13 托盘货架的尺寸图托盘货架的尺寸图仓

35、储系统规划与设计仓储系统规划与设计 机械与运载工程学院机械与运载工程学院 4）确定叉车货架作业单元）确定叉车货架作业单元图图14 叉车货架作业单元叉车货架作业单元3）确定货架层数）确定货架层数 由叉车的提升高度由叉车的提升高度3524mm确定货架层数为确定货架层数为4层，含地上层。层，含地上层。仓储系统规划与设计仓储系统规划与设计 机械与运载工程学院机械与运载工程学院 由于叉车两面作业，故可以确定叉车货架作业单元。由于叉车两面作业，故可以确定叉车货架作业单元。该单元共有该单元共有16个托盘，长度为个托盘，长度为2.75m，深度为两排货架深度深度为两排货架深度+背靠背间背靠背间100mm+叉车直

36、角堆垛最小通叉车直角堆垛最小通道宽度道宽度即即D=21m+0.1m+2.235m=4.335m取取4.4m面积面积S0=2.754.4=12.1m2。仓储系统规划与设计仓储系统规划与设计 机械与运载工程学院机械与运载工程学院 5）确定面积）确定面积由总由总SKU数除以叉车货架作业单元得所需单元数，再乘单元面数除以叉车货架作业单元得所需单元数，再乘单元面积即可得积即可得货架区面积货架区面积(包含通道包含通道)，即，即单元数单元数=850/16=53.125取不小于的整数得取不小于的整数得54个个故面积故面积S=54S0=5412.1=653.4m2。仓储系统规划与设计仓储系统规划与设计 机械与运

37、载工程学院机械与运载工程学院 6）确定货架排数）确定货架排数图图15 8排排14列列4层货架布置，共层货架布置，共896个托盘个托盘仓储系统规划与设计仓储系统规划与设计 机械与运载工程学院机械与运载工程学院 4、仓库的典型布置、仓库的典型布置（1）U型布置型布置托盘存取系统托盘存取系统货箱拣货系统货箱拣货系统散箱拣货系统散箱拣货系统进货进货越库作业越库作业包装与出货包装与出货入库入库物料搬运物料搬运分类和集中分类和集中U U型布置特点型布置特点型布置特点型布置特点：物流路线合理，进出口码头资源可以充分：物流路线合理，进出口码头资源可以充分 利用，便于越库作业，便于扩展。利用，便于越库作业，便于

38、扩展。仓储系统规划与设计仓储系统规划与设计 机械与运载工程学院机械与运载工程学院 （2）直进穿越式布置）直进穿越式布置进进货货储储存存拣拣货货出出货货直型布置特点直型布置特点直型布置特点直型布置特点：非常适合纯粹的越库作业，便于解决高峰：非常适合纯粹的越库作业，便于解决高峰 时同时进出货库作业。时同时进出货库作业。仓储系统规划与设计仓储系统规划与设计 机械与运载工程学院机械与运载工程学院 （3）模块化干线布置）模块化干线布置图图17 模块化干线布置图模块化干线布置图越库模块越库模块持续补货直持续补货直进穿越模块进穿越模块中速周转中速周转产品模块产品模块慢速周转慢速周转产品模块产品模块（4）多层

39、楼房仓库布置）多层楼房仓库布置仓储系统规划与设计仓储系统规划与设计 机械与运载工程学院机械与运载工程学院 5、库房布置设计、库房布置设计长宽尺寸要符合长宽尺寸要符合GBJ-2-86建筑物模数协调统一标准建筑物模数协调统一标准如：库房跨度如：库房跨度18m，跨度为，跨度为6m的倍数，即的倍数，即6，12，18，24，30。仓库面积仓库面积500米米25001000米米210002000米米2宽度与长度宽度与长度1:21:31:31:51:51:6（1）库房设计）库房设计仓库总面积，以此可作库房设计。库房的长度与宽度（跨度）仓库总面积，以此可作库房设计。库房的长度与宽度（跨度）与库房面积有关，在确

40、定的面积下，长宽可以有无数种组合，与库房面积有关，在确定的面积下，长宽可以有无数种组合，但设计要按优先比例选取，一般如下表所示。但设计要按优先比例选取，一般如下表所示。仓储系统规划与设计仓储系统规划与设计 机械与运载工程学院机械与运载工程学院 （2）收发站台设计）收发站台设计收发站台收发站台(Dock)主要用于货物的装卸暂放。而且因为仓库是一主要用于货物的装卸暂放。而且因为仓库是一个动态系统，进出频繁，需要专门考虑系统进出两端，也即收个动态系统，进出频繁，需要专门考虑系统进出两端，也即收发站台的设计。发站台的设计。例例3某仓库每年处理货物某仓库每年处理货物6百万箱，其中百万箱，其中70%的进货

41、是由卡车运输的进货是由卡车运输的，而的，而90%的出货是由卡车运输的。的出货是由卡车运输的。仓库每周工作仓库每周工作5天，每天天，每天2班。对于进货卡车，卸货速度是每工人小时班。对于进货卡车，卸货速度是每工人小时200箱，而出货箱，而出货上货的速度是上货的速度是175箱箱/人时。进出货卡车满载都是人时。进出货卡车满载都是500箱。箱。考虑考虑进出货并不均匀，设计加上进出货并不均匀，设计加上25%的安全系数。试确定仓库收的安全系数。试确定仓库收发货门数。发货门数。仓储系统规划与设计仓储系统规划与设计 机械与运载工程学院机械与运载工程学院 解解(1)确定进货需求确定进货需求a.年卡车进货量为卡车进

42、货百分比乘总进货量，年卡车进货量为卡车进货百分比乘总进货量，b.即即70%6000000=4200000箱箱b.则年进货卡车次数（满载）为则年进货卡车次数（满载）为4200000/500=8400次次c.每一卡车货卸货作业时间为每一卡车货卸货作业时间为500/200=2.5小时小时d.年总进货卡车次数所需作业时间为年总进货卡车次数所需作业时间为84002.5=21000h2）确定出货需求）确定出货需求a.年卡车出货量为卡车出货百分比乘总出货量，年卡车出货量为卡车出货百分比乘总出货量，b.即即90%6000000=5400000箱箱b.年出货卡车次数（满载）为年出货卡车次数（满载）为540000

43、0/500=10800次次c.每一卡车货上货作业时间为每一卡车货上货作业时间为500/175=2.85hd.年总进货卡车次数所需作业时间为年总进货卡车次数所需作业时间为108002.85=30780h仓储系统规划与设计仓储系统规划与设计 机械与运载工程学院机械与运载工程学院 （3）通道设计）通道设计库房的通道主要包括库房的通道主要包括横向横向和和纵向通道。纵向通道。3）计算总共作业时间）计算总共作业时间进、出货合计作业时间为进、出货合计作业时间为21000+30780=51780h，加上加上25%安全系数为安全系数为51780(1+25%)=64725h4）每年工作时数）每年工作时数52周乘每

44、周工作天数乘每天工作时数，周乘每周工作天数乘每天工作时数，即即52582=4160小时小时5）需要门数为总作业时间除年工作时数，）需要门数为总作业时间除年工作时数，即即64725/4160=15.516故仓库需要故仓库需要16个收发货门。个收发货门。仓储系统规划与设计仓储系统规划与设计 机械与运载工程学院机械与运载工程学院 （4）物流动线）物流动线动线图：动线图：在仓库或物流中心平面布置图上布置动线，表示商品、设备在仓库或物流中心平面布置图上布置动线，表示商品、设备（包括货品箱、托盘、料箱等）、废弃物和人员的移动路线（包括货品箱、托盘、料箱等）、废弃物和人员的移动路线。图图18 仓库物流和人流

45、动线图仓库物流和人流动线图仓储系统规划与设计仓储系统规划与设计 机械与运载工程学院机械与运载工程学院 8.38.3自动化仓储系统自动化仓储系统自动化仓储系统自动化仓储系统1、概述、概述（1）自动化仓储的概念）自动化仓储的概念p自动仓储系统自动仓储系统(AutomatedStorageandRetrievalSystem，简简称称ASRS)是指不用人工直接处理，能自动存储和取出物料的是指不用人工直接处理，能自动存储和取出物料的系统系统。p自动化仓储有：自动化仓储有：高层货架高层货架、堆垛机堆垛机、出入库输送机出入库输送机和和计算机计算机控制系统控制系统及及管理系统管理系统等组成。等组成。AS-R

46、S自动仓储系统自动仓储系统设施选址及其评价设施选址及其评价 机械与汽车工程学院机械与汽车工程学院 设施选址及其评价设施选址及其评价 机械与汽车工程学院机械与汽车工程学院 仓储系统规划与设计仓储系统规划与设计 机械与运载工程学院机械与运载工程学院 （2）功能及发展）功能及发展1）自动化仓储系统的功能）自动化仓储系统的功能自动化仓库的功能一般包括自动化仓库的功能一般包括收货收货、存货存货、取货取货和和发货发货和和信息查信息查询询等等。AS/RS进出库进出库立体仓库立体仓库-箱式全自动立体仓库作业演示箱式全自动立体仓库作业演示仓储系统规划与设计仓储系统规划与设计 机械与运载工程学院机械与运载工程学院

47、 2）自动化仓储系统的优点）自动化仓储系统的优点p立体仓库能大幅度地增加仓库高度，充分利用仓库面积与空间，立体仓库能大幅度地增加仓库高度，充分利用仓库面积与空间，减少占地面积。减少占地面积。p实现仓库的机械化、自动化，从而提高出、入库效率，降低物实现仓库的机械化、自动化，从而提高出、入库效率，降低物流成本。流成本。p由于采用货架储存及计算机管理，实现先进先出的出入库原则，由于采用货架储存及计算机管理，实现先进先出的出入库原则，防止储存原因造成的货物损失。防止储存原因造成的货物损失。p采用自动化技术后，立体仓库能适应黑暗、有毒、低温等特殊采用自动化技术后，立体仓库能适应黑暗、有毒、低温等特殊场合

48、的需要。场合的需要。p仓储信息管理系统仓储信息管理系统WMS，数据及时准确，便于掌握库存情况，数据及时准确，便于掌握库存情况，提高了生产的应变能力和决策能力，提高仓库管理水平。提高了生产的应变能力和决策能力，提高仓库管理水平。仓储系统规划与设计仓储系统规划与设计 机械与运载工程学院机械与运载工程学院 3）自动化仓储系统发展趋势）自动化仓储系统发展趋势p自动化程度不断提高。自动化程度不断提高。p与生产企业的工艺流程结合更为紧密。与生产企业的工艺流程结合更为紧密。p储存货物品种多样化。储存货物品种多样化。p提高仓库出入库周转率。提高仓库出入库周转率。p提高仓库运转的可靠性与安全性及降低噪声。提高仓

49、库运转的可靠性与安全性及降低噪声。p开发可供实用的拣选自动化设备和系统。开发可供实用的拣选自动化设备和系统。仓储系统规划与设计仓储系统规划与设计 机械与运载工程学院机械与运载工程学院 （3）系统组成）系统组成1）货架）货架2）巷道机）巷道机3）周边搬运系统）周边搬运系统4）控制系统）控制系统货架货架巷道机巷道机周边搬运系统周边搬运系统控制系统控制系统仓储系统规划与设计仓储系统规划与设计 机械与运载工程学院机械与运载工程学院 2、自动堆垛机（巷道式堆垛机）、自动堆垛机（巷道式堆垛机）（1）结构）结构p运行机构运行机构p载货台及取货机构载货台及取货机构p提升机构提升机构p机架机架p电气设备电气设备

50、图图19 巷道堆垛机主要机构图巷道堆垛机主要机构图仓储系统规划与设计仓储系统规划与设计 机械与运载工程学院机械与运载工程学院 p运行机构运行机构p载货台及取货机构载货台及取货机构p提升机构提升机构p机架机架p电气设备电气设备图图20 巷道堆垛机主要机构图巷道堆垛机主要机构图仓储系统规划与设计仓储系统规划与设计 机械与运载工程学院机械与运载工程学院 （2）分类）分类按结构形式分类按结构形式分类p单立柱型单立柱型p双立柱型双立柱型图图21 单、双柱式巷道堆垛机单、双柱式巷道堆垛机仓储系统规划与设计仓储系统规划与设计 机械与运载工程学院机械与运载工程学院 图图22 双柱式巷道堆垛机双柱式巷道堆垛机仓

51、储系统规划与设计仓储系统规划与设计 机械与运载工程学院机械与运载工程学院 图图23 单柱式巷道堆垛机单柱式巷道堆垛机仓储系统规划与设计仓储系统规划与设计 机械与运载工程学院机械与运载工程学院 按支承方式分类按支承方式分类p地面支承型地面支承型（支承在地面轨道上，用下部车轮支承和驱动）（支承在地面轨道上，用下部车轮支承和驱动）p悬挂型（悬挂型（支承在屋架轨道上，驱动在上部）支承在屋架轨道上，驱动在上部）p货架支承型（货架支承型（支承在货架轨道上，驱动在上部支承在货架轨道上，驱动在上部）按作业方式分类按作业方式分类p单元型单元型以整个货物单元出、入库；起重机载货台须备有叉取货物的装以整个货物单元出

52、、入库；起重机载货台须备有叉取货物的装置；适用于整个货物单元出入库的作业，或者置；适用于整个货物单元出入库的作业，或者“货到人货到人”的拣选的拣选作业。作业。p拣选型拣选型堆垛机上设司机室，由司机从货物单元中拣选一部分货物出库；堆垛机上设司机室，由司机从货物单元中拣选一部分货物出库；载货台上可以不设叉取装置，直接由司机手工操作取货；适用载货台上可以不设叉取装置，直接由司机手工操作取货；适用于于“人到货人到货”的拣选作业。的拣选作业。仓储系统规划与设计仓储系统规划与设计 机械与运载工程学院机械与运载工程学院 3、AS/RS的设计规程的设计规程 （1）工况分析和方案选择）工况分析和方案选择1）需求

53、分析（）需求分析（PQRST，ABC分类，物料特性）。分类，物料特性）。2）确定货物单元形式及规格）确定货物单元形式及规格(SKU)。3）作业方式及机械设备选择。）作业方式及机械设备选择。单元型还是拣选型。是否要拣选？（拣选设备、输送设备）单元型还是拣选型。是否要拣选？（拣选设备、输送设备）仓储系统规划与设计仓储系统规划与设计 机械与运载工程学院机械与运载工程学院 （2） 模型建立及总体布置模型建立及总体布置模型的建立模型的建立主要是根据单元货物规格确定货架的整体尺寸和仓库内部的布置。1）确定货位尺寸和仓库总体尺寸。）确定货位尺寸和仓库总体尺寸。2）确定仓库的整体布置。）确定仓库的整体布置。每

54、排货架在水平方向的列数每排货架在水平方向的列数C：C=N/(2AS)其中：其中：N库存量（货物单元）库存量（货物单元）A巷道数巷道数（两排货架为一巷道）（两排货架为一巷道）S货架的层数货架的层数1列列C列列货架长度货架长度L=CX货架横向尺寸货架横向尺寸巷道巷道1巷道巷道2巷道巷道3巷道巷道A2列列仓储系统规划与设计仓储系统规划与设计 机械与运载工程学院机械与运载工程学院 3 3）根据每排货架的列数）根据每排货架的列数C C及货格横向尺寸可确定货架总及货格横向尺寸可确定货架总长度长度L L。4 4）根据作业频率的要求确定堆垛机的数量和工作形式。）根据作业频率的要求确定堆垛机的数量和工作形式。5

55、 5）确定高层货架区和作业区的衔接方式，其它配套的设）确定高层货架区和作业区的衔接方式，其它配套的设备（输送机、运输小车、叉车）选择。备（输送机、运输小车、叉车）选择。6 6）按照仓库作业的特点选择出入口的位置。）按照仓库作业的特点选择出入口的位置。7 7）确定工艺流程，并核算仓库工作能力）确定工艺流程，并核算仓库工作能力。（1 1）立体仓库的存取模式。在立体仓库中存取货物有）立体仓库的存取模式。在立体仓库中存取货物有两种基本模式：单作业模式和复合作业模式。两种基本模式：单作业模式和复合作业模式。 （2 2）出、入库作业周期的核算。）出、入库作业周期的核算。仓储系统规划与设计仓储系统规划与设计

56、 机械与运载工程学院机械与运载工程学院 一般情况下，一般情况下，AS/RS的总体布置形式如表所示。的总体布置形式如表所示。 图图24 自动化立体仓库图示自动化立体仓库图示设施选址及其评价设施选址及其评价 机械与汽车工程学院机械与汽车工程学院 仓储系统规划与设计仓储系统规划与设计 机械与运载工程学院机械与运载工程学院 4、出入库流量验算与堆垛机的存取作业周期出入库流量验算与堆垛机的存取作业周期 作业存取周期：作业存取周期：高架仓库中货物存取周期，即堆垛机完成一高架仓库中货物存取周期，即堆垛机完成一项作业后，再回到原地所需要的时间。项作业后，再回到原地所需要的时间。（1）高架仓库的作业方式高架仓库

57、的作业方式1）单一作业方式）单一作业方式单入库单入库堆垛机从巷道口入库台，取一个单元货物送到选定的堆垛机从巷道口入库台，取一个单元货物送到选定的货位，然后返回巷道口的出入库台。货位，然后返回巷道口的出入库台。单出库单出库堆垛机从巷道口出发到某一指定的货位取一个单元货堆垛机从巷道口出发到某一指定的货位取一个单元货物送到出入库台。物送到出入库台。2）复合作业方式）复合作业方式堆垛机从出入库台取一件单元货物送到选定的货位，然后直接堆垛机从出入库台取一件单元货物送到选定的货位，然后直接转移到另一个给定货位，取出其中的货物单元，再回到出入库转移到另一个给定货位，取出其中的货物单元，再回到出入库台出库。台

58、出库。 仓储系统规划与设计仓储系统规划与设计 机械与运载工程学院机械与运载工程学院 图图25 堆垛机的作业方式堆垛机的作业方式仓储系统规划与设计仓储系统规划与设计 机械与运载工程学院机械与运载工程学院 单作业周期单作业周期复合复合作业周期作业周期（2）堆垛机作业周期计算参数堆垛机作业周期计算参数当两机构运行时间相等，有：当两机构运行时间相等，有：定义货架参数定义货架参数w:图图26 堆垛机作业周期计算参数堆垛机作业周期计算参数仓储系统规划与设计仓储系统规划与设计 机械与运载工程学院机械与运载工程学院 （2）堆垛机作业周期计算参数堆垛机作业周期计算参数等时线：在该线位置的各货位作业时间相等，即等

59、时线：在该线位置的各货位作业时间相等，即txtz。图图27 等时线等时线仓储系统规划与设计仓储系统规划与设计 机械与运载工程学院机械与运载工程学院 （2）堆垛机作业周期计算参数堆垛机作业周期计算参数堆垛机作业周期：堆垛机作业周期：堆垛机行走和载荷台的升降时间外，还应考虑货叉的升缩作业堆垛机行走和载荷台的升降时间外，还应考虑货叉的升缩作业时间以及货叉与托盘对位所需要的微动时间。时间以及货叉与托盘对位所需要的微动时间。货叉伸缩的作业时间货叉伸缩的作业时间包括货叉伸出时间和货叉缩回时间。包括货叉伸出时间和货叉缩回时间。在单作业时，货叉伸、缩各一次；在单作业时，货叉伸、缩各一次；双作业时，货叉要伸、缩

60、各两次。双作业时，货叉要伸、缩各两次。仓储系统规划与设计仓储系统规划与设计 机械与运载工程学院机械与运载工程学院 （3）计算平均作业周期的方法）计算平均作业周期的方法1）总体平均法）总体平均法p假设假设80%的作业是复合作业方式，的作业是复合作业方式，20%是单作业方式。是单作业方式。p摒弃运行距离特别近和特别远的两种极端情况，取货架长度摒弃运行距离特别近和特别远的两种极端情况，取货架长度和高度的和高度的20%80%之间的范围作为经常运行的范围。之间的范围作为经常运行的范围。p取四个复合作业和一个单作业为一组进行验算取四个复合作业和一个单作业为一组进行验算。图图28 计算平均作业周期的路线图计

61、算平均作业周期的路线图是单作业是单作业是是复合复合作业作业设施选址及其评价设施选址及其评价 机械与汽车工程学院机械与汽车工程学院 仓储系统规划与设计仓储系统规划与设计 机械与运载工程学院机械与运载工程学院 p分别计算各次作业周期分别计算各次作业周期、。p按下式计算一次入库或出库的平均作业周期按下式计算一次入库或出库的平均作业周期T（s）：）：p计算每小时平均入库或出库货物单元数为计算每小时平均入库或出库货物单元数为：仓储系统规划与设计仓储系统规划与设计 机械与运载工程学院机械与运载工程学院 （3）计算平均作业周期的方法）计算平均作业周期的方法2）分解平均法计算单作业周期）分解平均法计算单作业周

62、期单作业周期：堆垛机完成一次单入库或单出库作业所需要的时单作业周期：堆垛机完成一次单入库或单出库作业所需要的时间。间。图图29 单作业周期的等效货位单作业周期的等效货位仓储系统规划与设计仓储系统规划与设计 机械与运载工程学院机械与运载工程学院 3）平均复合作业周期）平均复合作业周期复合作业周期：堆垛机从入库台取出货物送到指定的货位，然复合作业周期：堆垛机从入库台取出货物送到指定的货位，然后转移到另一个指定的货位，取出其中的货物单元，再回到出后转移到另一个指定的货位，取出其中的货物单元，再回到出入库台所需的时间。入库台所需的时间。图图30 复合作业周期的等效货位复合作业周期的等效货位仓储系统规划

63、与设计仓储系统规划与设计 机械与运载工程学院机械与运载工程学院 5、有轨巷道式高层货架仓库设计规范介绍有轨巷道式高层货架仓库设计规范介绍 有轨巷道式高层货架仓库设计规范有轨巷道式高层货架仓库设计规范JB/T9018-1999仓储系统规划与设计仓储系统规划与设计 机械与运载工程学院机械与运载工程学院 6、仓储系统的计算机仿真仓储系统的计算机仿真存存哪些物资哪些物资、存量多少存量多少、什么情况下应补充存量什么情况下应补充存量等一类复杂等一类复杂问题，用计算机仿真会得到比较符合实际情况的结果。问题，用计算机仿真会得到比较符合实际情况的结果。前面的计算假设的条件比较多，导致计算结果出入比较大。前面的计

64、算假设的条件比较多，导致计算结果出入比较大。仿真的输入：仿真的输入：系统设计和用户要求的系统设计和用户要求的货位货位和和相应的任务相应的任务，仿真模型计算以，仿真模型计算以单作业或复合作业完成这些任务所需的时间。单作业或复合作业完成这些任务所需的时间。仿真的输出：仿真的输出：单位时间完成的作业任务次数单位时间完成的作业任务次数，并模拟作业情况。，并模拟作业情况。仓储系统规划与设计仓储系统规划与设计 机械与运载工程学院机械与运载工程学院 长沙卷烟厂长沙卷烟厂思考题思考题1.1.请叙述自动化立体仓库的基本构成。请叙述自动化立体仓库的基本构成。2 2、单（复合）作业周期的概念？、单（复合）作业周期的概念？3 3、什么是、什么是蜂窝损失？空缺系数？蜂窝损失？空缺系数？设施选址及其评价设施选址及其评价 机械与汽车工程学院机械与汽车工程学院