托盘式自动化仓库优化方案

1.概述

一般说来，自动化仓库包括轻负载型的料箱式自动化仓库和托盘式自动化仓库。料箱式自动化仓库一般是以承载50～100kg的料箱为存储单位。托盘式自动化仓库又有一般式和倍深式之分。一般式是一个货格就是1个货位。倍深式是一个货格有2个货位，即能存储2个托盘装载单元。大多数托盘式自动化仓库是以承载1000kg的托盘（托盘式装载单元）为存储单位。

通过工业发达国家和地区的经验，把托盘式自动化仓库标准化、规格化，用户可以快速计算出自动化仓库系统的基本外形尺寸。这样价格低、施工快、成本低，缩短了投资回收期。常用的自动化仓库系统高度有6m、9m、12m、15m。托盘规格为（800～1500mm）×（800～1500mm）。

图2-56所示为T—1000型标准货架单元。它是6层13列2排，共156个货位的自动化仓库的标准货架单元。用户按照需要在此基础上可增加层数、列数和排数，达到需要的货位数。

图2-56 T—1000型标准货架单元

图2-57所示为固定工作台和移动工作台。标准固定工作台简单，造价低。移动工作台最大特征是操作者不动，货物自动移到操作者面前，省时、省力，操作方便。

图2-57 固定工作台和移动工作台

图2-58所示为标准货架规格尺寸。其尺寸数值见表2-10。用户根据需要可以由表2-10选择相应的标准货架规格尺寸。

图2-58 标准货架规格尺寸

表2-10 标准货架尺寸数值

与这个标准货架相适应的基本技术参数如下：

货态尺寸：1100mm×1100mm。

最大货物质量：1000kg。

速度：堆垛机运行速度为5～63m/min，升降速度为5～10m/min，货叉运行速度为5～20m/min，货叉空载时的运行速度为30m/min。

电动机控制方式：行走和货叉运行控制采用变频器控制。升降速度采用变极式电动机。

信号传输：采用光纤传送信号方式。

图2-59所示为T—1000型货架与建筑物的尺寸关系。只有保证这些基本数据才能方便维修和安全生产。

2.T—1000型托盘式自动化仓库的运转及其在库管理系统

图2-60所示为T—1000型托盘式自动化仓库的运转及其在库管理系统。

图2-59 T—1000型货架与建筑物的尺寸关系

图2-60 T—1000型托盘式自动化仓库的运转及其在库管理系统

3.托盘式自动化仓库的基本设计

（1）概述 在设计自动化仓库之前必须进行调查研究，最主要的是确定所存货物的托盘数量，在此基础上增加20%的发展空间。这个总托盘数即是总的储位数，即是自动化仓库的出/入库量。如果一个储位就是1个货位，则可计算出自动化仓库的长度、宽度、高度等外形尺寸和巷道数、排数、列数。

自动化仓库的基本设计步骤如图2-61所示。现在按其步骤说明如下。

（2）设计步骤

1）初步确定自动化仓库的外形尺寸，如图2-62所示。

图2-61 自动化仓库设计步骤

图2-62 自动化仓库外形尺寸

A—系统长度 S—系统宽度 Q—货架长度 J—货架高度 W—巷道宽度

确定托盘装载单元的外形尺寸及质量（含托盘），如图2-63所示。图中L、H、W的单位是mm。托盘装载单元的质量单位是kg。

图2-63 托盘装载单元外形尺寸

2）确定自动化仓库托盘装载单元的最大库存量（考虑年增长率）E。

3）计算自动化仓库每时最大出入库量。因为每小时最大进/出库托盘数和自动堆垛机的台数有直接关系。这将直接影响到自动化仓库的投资大小。为了减少投资费用，可以把峰值进出货量平均到仓库作业时间内。

4）确定堆垛机台数和货架行数。首先必须知道堆垛机的标准出/入库能力，即每小时的入库或出库的次数：

式中 N——标准出/入库能力（次/h）；

T——标准动作时间（s）。

标准动作时间是指堆垛机在进行入库或出库时所需要的时间。图2-64所示为堆垛机入库单循环运动路线图。

入库存货标准动作时间：是指基位→收货→货架中心→存货→返回基位，此过程所需时间。

取货出库标准动作时间：是指基位→货架中心→取货→基位→卸货，此过程所需时间。

图2-65所示为堆垛机复合循环运动路线。

入库存货及取货出库标准动作时间是指基位→收货→货架中心→存货→卸货→处→取货→基位→卸货，此过程所需时间。

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图2-64 堆垛机单循环运动路线

图2-65 堆垛机复合循环运动路线

上述3种情况所指的货架中心，当货架的货格数为偶数格时，为。

标准动作时间和堆垛机的行走、升降、叉取等三者中速度和距离的关系：

收货货存货的时间=（叉取距离÷叉取速度）×2+[（高位-地位）÷升降速度]

走到货架中心的时间：堆垛机货台可以同时用行走和升降两种速度运动，最后到达的时间即是所求时间。

根据N=3600/T，则堆垛机台数

式中 F——自动化仓库每小时需要最大进/出库托盘数；

N——标准出/入库能力。

自动化仓库内货架行数

Z=2G

5）决定货格高度。图2-66所示为货格高度的确定图。

货架总高度

J=（C+K）M

式中 C——托盘装载单元高度（mm）；

K——堆垛机叉车操作所需距离，即相邻两托盘装载单元的垂直距离，K=150～230mm；

M——在垂直方向的货格数。

6）确定自动化仓库系统高度。图2-67所示为自动化仓库系统高度标准。货架系统高度P

P=J+T_u+T_d

式中 J——货架高度（mm）；

T_u——装载单元顶面到屋顶下面的距离，T_u=600mm；

T_d——堆垛机叉车操作空间，T_d=750mm。

图2-66 货格高度的确定图

图2-67 自动化仓库系统高度标准

7）确定一排货架长度Q。图2-68所示为一排货架长度Q。

Q=RS

式中 R——货格宽度，R=B+100mm+（75×2）mm，

B为托盘宽度；

S——每列货格数。

每列的货格数S

图2-68 一排货架长度Q

式中 E——总托盘数。

8）确定自动化仓库系统总长度。

自动化仓库系统总长度=Q+T+U

式中 Q——货架长度；

T——堆垛机走出货架两端的必要距离（含出/入库台架部分），T=7.5m；

U——特殊设备所占长度，如堆垛机活动空间、周边设备所占空间等。

图2-69 自动化仓库系统宽度V

9）确定自动化仓库系统宽度。图2-69所示为自动化仓库系统宽度V的确定。

V=WX

式中 W——巷道单元宽度（mm）；

X——巷道单元数。

10）检查。一般情况下自动化仓库的经济高度为16.2m，货架高度与长度之比是。

利用此关系检查所设计的自动化仓库尺寸是否符合上述基本原则。