《托盘四向穿梭车式密集库设计规范》编制说明.docx

托盘四向穿梭车式密集库设计规范编制说明（征求意见稿）一、工作简况1、任务来源本项目是根据“工业和信息化部办公厅关于印发2022年第三批行业标准制修订和外文版项目计划的通知”（工信厅科函（2022）312号），计划编号为2022-1912T-JB,项目名称“托盘四向穿梭车式密集库设计规范”，由全国物流仓储设备标准化技术委员会（SAaTC499）归口，主要起草单位：上海精星仓储设备工程有限公司，北京起重运输机械设计研究院有限公司，为基础通用类标准，计划完成时间2024年10月。2、主要工作过程起草阶段：计划下达后2023年1月13日，标委会组织各起草单位成立了起草工作组,确定工作方案，由上海精星仓储设备工程有限公司担任主要起草工作。通过查阅近年来国内外相关技术资料与标准文献，并结合国内企业工程案例，标准起草工作组及人员对标准修订的总体思路、体系框架和技术方案提出了初步意见。以此为基础，标准起草工作组及人员广泛收集、分析国内外相关技术文献和资料，结合工程应用经验等进行归纳和总结，在此基础上形成了标准工作组讨论初稿。起草工作组于2023年3月14日16日在上海市召开了初稿大纲讨论会，组织专家对标准中的主要内容进行了研讨，根据会议的意见和建议，工作组对初稿草案进行细致修缮，于2023年5月15日形成了正式的初稿，报至秘书处。2023年6月12日14日，标委会在北京市组织召开了标准讨论会，与会专家对标准文本进行了逐字逐句审查，并提出了修改意见。会后，标准起草工作组对标准进行了修改，对会上己经达成一致意见的条文直接采纳，对还需要商榷的内容，查阅相关资料重新修订了文本，于2023年7月13日形成了征求意见稿，报至秘书处。征求意见稿阶段：3、主要参加单位和工作组成员及其所作的工作二、标准编制原则和主要内容1、标准编制原则本标准的制定符合产业发展的原则，遵循公平公正、开放透明、充分协商的原则，有利于科学合理利用资源，推广科学技术成果，保证标准的科学性、规范性、时效性，做到技术上先进，经济上合理。在本文件的编写结构和内容编排等方面依据GBZT1.1-2020标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则的要求。在确定标准的主要技术性能指标时，综合考虑生产企业的能力和用户的利益，寻求最大的经济、社会效益，充分体现了标准在技术上的先进性和合理性。2、标准主要内容1）标准内容框架范围规范性引用文件术语和定义组成设计要求入出库能力计算2）标准英文名称的确定自动化立体仓库有专有英文名称：automatedstorageandretrievalsystem,缩写ASRS,随着穿梭车的发展，欧洲FEM9.860规定了穿梭车式自动化立体仓库的专有英文名称：automatedvehiclestorageandretrievalsystem,缩写AVSRS,AVS/RS是包含了托盘式、箱式穿梭车等所有类型的穿梭车系统的，故本规范在此基础上多了2个定语，分别是四向以及托盘式，故暂定为：4-waypalletAVS/RSdesignSpecification0后初稿审查会上，秘书处提出物流仓储设备术语对穿梭车系统有一套成熟的英文命名方案，以ShUttIeAS/RS来作为穿梭车式自动化立体仓库的英文名称，以与现有的规范协调。故标准英文名称暂定为4DpalletshuttleAS/RSDesignSpecification03）范围的确定本设计规范适用于托盘四向穿梭车式密集库，重点在于“库”，属于一个系统，包含了“库”的组成、设计要求以及系统的入出库能力等主要方面，适用于由四向穿梭车货架、托盘式四向穿梭车和提升机等设备组成，具有单元货物存取功能的自动化密集存储系统。原木考虑托盘子母车式密集库与四向车库在技术要求上是基本一致的，故木标准初稿提出也可适用于托盘子母车式密集库，除了四向车的效率计算，其余章节均可适用。但初稿讨论会上,与会专家大多认为两者混在一起有很多问题，而且部分结构确实有一定的差距，故对适用于字母车密集库的描述予以删除。3、主要技术指标1）术语和定义的确定术语与JB/T9018-2011及JB/T14173-2021保持一致，凡是两本标准有的术语都不再引用，共增加了4条术语。2）组成的确定组成主要分为了主要结构和辅助结构，主要结构是货架、提升机及穿梭车，辅助结构主要涉及到入出库、充电及安全、检修等。其中与主通道垂直的通道，JB/T14173中命名为存储通道，这个通道既可以存储货物也可以走四向车，但是四向车库中为了方便四向车调度，一定会预留几个存储通道不放任何货物，纯粹的用来走四向车，初稿会上专家提出应该对这种不放货的存储通道另行命名以作区分。现在对命名有几个意见：子通道，Z向主通道，次通道，行走通道等。子通道这个名字其实跟存储通道是高度一致的，在行业的通行叫法中，Z方向的通道都叫子通道/存储通道，如果用子通道来特指不放货的子通道，涉嫌定义指向不清晰；如果用Z向主通道这名字，也不合适，这涉及到方向性，在行业通行的叫法中，X向的才叫主通道，即使加个“Z向”定语，也不太合适。编者倾向于“次通道”和“行走通道”。次通道与主通道对应，强调功能一致性，是同一类通道，“主次”有对应，而且次通道以前应该是没有这样叫的，不会与已有的其他名词产生冲突；“行走通道”是与“存储通道”对应的，强调功能性不同，与原有的存储通道做出了区分，这两个名词都比较合适。标准中暂时用了“行走通道”说法。初稿审查会上，有专家提出，调度软件是四向车库的核心组成部分，组成不能只是硬件,故增加4.2条调度软件，由于各供应商调度策略多变，本条文只侧重于“有”，未对软件的调度策略进行规定，应有供应商自主决定。原4.2条辅助结构调整为4.3。初稿原4.3条四向车库的入出库流程应初稿会要求予以删除，不属于“组成”。3）设计要求的确定设计要求针对组成章节涉及到的结构，进行了具体的规定，侧重于选型，不在于细节的技术要求。5.1 的一般性规定，主要是参照建筑领域的仓库设计标准，对仓库所在建筑的整体要求进行了规定，如规划面积、消防、库内环境等。5.2 是单元货物的尺寸及外形偏差的要求。对推荐托盘尺寸，根据GB/T2934-2007,推荐2种托盘，1200X1000及IlOoXUo0。53货架的要求，设计方面参照现有的国标及行标即可，重点对材料进行了阐述，随着材料的不断发展进步，中国货架材料已经从最初的主流Q235发展到主流Q355,国外使用的货架材料还在进一步提升，在澳大利亚等地区，已经有屈服强度550MPa以上等级的钢材在使用了。为了进一步适应高强材料的发展，本标准在常见的Q235、Q355的基础上增加了Q460材料的使用，并对低温情况下的用钢及冲击试验做了说明。此外，现在货架领域镀锌板的使用越来越普及，故对镀锌板的选用也做了具体规定，宜符合GB/T2518的要求，但是镀锌板与常规热轧钢带不同，其市场牌号众多，日规牌号使用非常普遍，为了保证各制造企业能用到合适的镀锌板，并未对牌号做强制要求，仅为推荐，并且只要力学性能不低于国标的要求，不限定牌号使用，并在附录A给出了常见镀锌板的国内外对比型号。关于地脚固定锚栓，初稿中5.332对抗震条件下规定了膨胀锚栓不适用于地震环境，主要是考虑国内货架行业的实际情况，货架行业使用的膨胀锚栓绝大多数都是胀管式，其在地震环境下极易失效，有专家提出并不是所有的膨胀锚栓都不适用于地震环境，故对条文进行了修改，对机械锚栓，如果要用于地震环境，需要有锚栓抗震认证报告。5.4 四向穿梭车的技术要求主要参照行业标准货架有轨穿梭车的相关内容。在543.1通信要求方面，增加了5G通信技术。在额定载重、额定速度及加速度方面，均根据初稿会要求，对数据进行了更新。5.5 提升机目前尚未有相关标准，其主要技术指标及要求参照堆垛机的相关要求。其中额定起重量一项根据5.4四向车的额定载重进行了匹配。5.5.5速度，沿用了堆垛机对速度的规定，以米每分钟为单位，根据正在编制的物流仓储用载车提升机技术规范，其速度单位也为米每分钟，故本条的速度单位没有采用米每秒单位。5.6 仓库地坪的基础变形要求，欧洲EN15620/FEM9.831等标准要求为tana1/2000,超过这个指标的话,将无法视为刚性地坪,需要考虑货架的附加内力,可能会造成货架成本上升。其余地坪方面的要求主要参照了JBZT9018的要求。5.7 辅助设施的要求，重点在于充电位的数量配比，当充电位设置在库内时，如果没有每层布置，需要充电时还要考虑穿梭车换层，影响效率，而充电位设置简单，成本低，从效率考虑，每层设置是合理的，穿梭车的工作及充电时间比例约为6：1,在最理想的情况下，充电位满负荷无休运转，数量设置为穿梭车数量的1/6是能满足充电要求的，但是这个要求非常难以达到，充电位也需要散热及休整，也会遇到同时2台车甚至更多台车同时没电的情况,从这个角度出发，数量设置为不低于穿梭车的40%较为合理，这个数据也是根据工程经验得到的。考虑到消防安全，充电位可能会集中设置在库外或者某个安全的地方，此时考虑到路径和距离等各种因素，需要多少充电位宜通过仿真确定。5.8 货架与屋顶及墙、柱之间的距离，主要来自于XF1131-2014仓储场所消防安全管理通则第6.8条的要求。详见图I截图。6.8库房内堆放物品应满足以下要求：a）堆垛上部与楼板、平屋顶之间的距离不小于03m（人字屋架从横梁算起）；b）物品与照明灯之间的距离不小于0.5m；c）物品与墙之间的距离不小于05m；d）物品堆垛与柱之间的距离不小于0.3m；e）物品堆垛与堆垛之间的距离不小于1mo图1XFl131-2014标准条文5.9对货格与货物的尺寸关系进行了规定。6.0入出库能力计算，是标准的核心内容之一，四向车库其实是由2个单体系统组成的，分别是提升机系统及四向车系统，本标准对提升机及穿梭车的能力计算，都采用了等效点的方式，但等效点的选取就非常复杂了，对提升机来说，提升机系统较为简单，参照堆垛机的入出库能力计算，等效点基本可以等同，跟我们实际案例和东华大学的仿真对比也非常接近。但四向车调度非常复杂,而且其工作循环跟仓库的布局及提升机、出入口的位置、调度方法，设备特性等均息息相关，很难给出一个简单、准确又能包含各种情况的等效点。故本标准给出的等效点，尤其是穿梭车的等效点，是针对某些场景的特定位置，不能作为普适的等效点位置，与标准中列出的布局方式差距较大的，等效点位置是不适用的，需要针对性的仿真评估。1.1.4 中给出了穿梭车与提升机的建议配比数，主要是根据工程经验，结合仿真得到的，建议取15倍合理，若大于5,则提升机变成了瓶颈，放再多的穿梭车也没有意义。1.1.6 强调了本标准的前提，即单提升机单车，如果是多提升机多车，那么需要考虑穿梭车能力折减。6.2 通用计算公式中加入了k系数，这主要是考虑提升机不是100%时间都在工作的，一般会存在因系统间的配合而导致的空闲，根据经验，取070.85是比较符合实际情况的,上海精星仓储设备有限公司在嘉兴某个仓库对此进行了验证，k值系数比较合理。通过6.2的计算，可以得到单提升机单车的入出库能力，其中平均作业循环时间需要根据考虑的工况，按照6.3和6.4分别计算，取瓶颈值，也就是循环时间长的M值。6.3 提升机的单一和复合作业模式，是按照堆垛机的方式，取2个等效点，经过仿真及实例对比，采用Pi及P2这两个等效点是合理的。6.4 如前所说，穿梭车的工作循环非常难以确定，故6.4只能针对两种场景，给出了等效点，然后利用等效点，并在一定的运行策略基础上（最短作业距离），得到穿梭车的平均工作循环时间，供参考。如果有其他场景，需要另行分析，本节给想具体了解穿梭车工作循环方式的使用者提供一种思路，并不是一个可以适用于所有情况的解决方案。附录A是一个资料性附录，针对镀锌板市场牌号混杂的特点，针对国标和4种国外标准进行了常见牌号的近似对比，方便选用。4、解决的主要问题当今物流仓储设备系统技术不断创新，近几年托盘式四向穿梭车技术的应用，促进了密集存储系统的快速发展，改变了传统自动化立体仓库存储模式和作业方式，该系统能充分利用存储空间，极大的扩大仓库容量，可节约土地资源。随着密集存储系统的发展和广泛应用，必须要充分考虑项目设计的规范化、标准化，通用化。目前国内尚无专门的设计规范和标准，生产企业及应用方均缺少有效指导，因而申请制定设计规范，规定仓库密集货架、四向穿梭车、提升设备、仓库建筑等方面的技术指标,以更好的适应市场发展的需求，规范行业行为，提高产品质量。解决的主要问题是为四向车库的入出库效率进行了规定，可以指导企业及业主更好的规划仓库，满足使用需求。三、主要试验（或验证）情况本标准编制过程中，主编单位之东华大学对提升机的工作循环时间以及四向车的工作循环时间进行了大量仿真模拟，并结合上海精星仓储设备工程有限公司的项目实例做对比,再结合国内外标准法规，提出了标准中的解决方法及公式，与已有的某项目实例对比，较为吻合。四、标准中涉及专利的情况本标准不涉及专利问题。五、预期达到的社会效益、对产业发展的作用等情况本标准完成后，能促进四向车库的发展，国内市场已经进入新消费时代，尤其是B2C行业，越来越倾向于产品多样化、单次购买少量化，密集存储系统随着B2C行业的持续进化不断涌现。未来企业需要的可能不仅仅是高密度存储，还要结合更加流畅、高效的系统作业能力，预计四向车库能以每年20-30%的速度增长。六、与国际、国外对比情况本标准未采用国际标准。本标准制定过程中未查到同类国际、国外标准。目前欧洲虽没有本标准类似的整体设计规范，但在入出库循环效率计算方面有类似的指导规范FEM9.860,本标准的入出库循环计算经过了东华大学的大量仿真，并参考FEM9.860的分析方法进行对比验证，再结合国内外相关论文、文献进行综合确定。本标准制定过程中未测试国外的样品、样机。本标准水平为国内先进水平。七、在标准体系中的位置，与现行相关法律、法规、规章及相关标准，特别是强制性标准的协调性本标准与现行相关法律、法规、规章及相关标准协调一致。八、重大分歧意见的处理经过和依据无。九、标准性质的建议说明建议本标准的性质为推荐性行业标准。十、贯彻标准的要求和措施建议建议本标准批准发布6个月后实施。本标准宣贯以标委会为主体，在本专业领域各种会议上予以宣传；制作宣传讲解视频,在行业网站和微信公众号上向社会大众宣传。十一、废止现行相关标准的建议无。十、其他应予说明的事项无。