《物流系统规划与设计》课程设计报告港口物流系统设计.doc
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1、物流系统规划与设计课程设计报告课题二专 业: 物流工程 姓 名:学 号:12号、13号、14号、16号、17号、号淮阴工学院交通工程系 2011年 12 月目录第一章 集装箱码头物流系统的整体布局和基本流程31.1集装箱码头物流系统的整体布局31.1.1集装箱码头平面布局图41.2集装箱码头物流系统的基本流程6第二章 集装箱码头物流系统的堆场规模及其设备选型和数量9第三章 集装箱码头物流系统方案设计113.1集装箱码头物流系统方案设计背景113.1.2 集装箱码头物流系统设计基本要求123.1.3 集装箱码头物流系统设计方案12第四章 物流系统的仿真134.1物流系统仿真的目的与意义144.2
2、系统仿真的作用144.3 系统仿真的步骤154.4模型的抽象与简化174.5模块划分和基本单元定义174.5.1 模块划分174.6仿真时间确定184.7系统界面设计19第五章 系统仿真分析195.1系统评价指标的确立195.2系统的优化分析205.3 规划方案对比、确定315.3.1 规划方案对比315.3.2 规划方案确定31第一章 集装箱码头物流系统的整体布局和基本流程以年吞吐量为16万个TEU,设定该码头堆场年装卸量为:重箱110600 TEU,空箱47400 TEU,冷藏箱2000 TEU。1.1集装箱码头物流系统的整体布局集装箱码头的基本组成主要分为硬件设施和装卸搬运设备。集装箱码
3、头通常应具备的主要设施有:泊位、码头前沿、集装箱堆场、货运站、控制室、检查口、维修车间等。其装卸搬运设备主要有:岸桥、场桥(场桥分为轮胎式龙门起重机和轨道式龙门起重机)、跨运车、叉车、正面吊、集装箱拖挂车等。1.1.1集装箱码头平面布局图图一1.1.2 集装箱码头结构示意图检验检疫台港外暂存区其他操作区空箱出港分类区重箱出口分类区重箱出口分类区重箱出口分类区空箱出港分类区空箱出港分类区龙门吊龙门吊船舶岸桥泊位暂存区泊位暂存区泊位暂存区重箱堆场空箱堆场重空箱检验台货物分类系统货物分类系统货物分类系统货物分类系统货物分类系统货物分类系统场内集卡场内集卡场内集卡场内集卡场内集卡场内集卡图2 集装箱码
4、头结构示意图1.2集装箱码头物流系统的基本流程1.2.1 装卸工艺 码头主要作业流程1)船堆场:重箱(冷藏箱、特种箱):船集装箱岸边起重机集装箱牵引半挂车 轮胎式集装箱龙门起重机堆场;空箱:船集装箱岸边起重机集装箱牵引半挂车空箱堆高机空箱堆场;危险品箱:船集装箱岸边起重机集装箱牵引半挂车集装箱叉车危险品箱堆场。2)堆场拆装箱库:堆场轮胎式集装箱龙门起重机集装箱牵引半挂车集装箱箱内叉车 拆装箱库。3)堆场货主:堆场轮胎式集装箱龙门起重机集装箱牵引半挂车货主。 4)拆装箱库货主:拆装箱库集装箱箱内叉车汽车货主。图3 集装箱码头装卸工艺图1.2.2集装箱码头集装箱装船流程图图4 集装箱码头集装箱装船
5、流程图1.2.3集装箱码头集装箱卸船流程图图 5 集装箱码头集装箱卸船流程图第二章 集装箱码头物流系统的堆场规模及其设备选型和数量集装箱堆场所需面积计算的关键在于合理确定集装箱的堆层数、场地面积利用率和平均堆存期等。根据经验,20英尺的标准集装箱其总重量可达12吨每箱,平均堆存期在10天左右。从安全和经济的角度考虑,港口地区重箱堆4层、空箱堆5层、冷藏箱堆4层是比较合理的。一般而言,集装箱堆场的面积利用率最大可以到70%,库房的面积利用率最大在60%左右。以年吞吐量为16万个TEU为例,设该码头堆场年装卸量为:重箱110600 TEU,空箱47400 TEU,冷藏箱2000 TEU。 单位:t
6、eu重箱空箱冷藏箱堆场容量28760176130堆层454利用率0.70.80.5地面箱位数102744015已知一个标准集装箱的面积约为15(m2),则集装箱所需要的堆场面积可计算如下:重箱堆场需求面积:1027*15/0.7=22007(m2)空箱堆场需求面积:440*15/0.8=8250(m2)冷藏箱堆场需求面积:15*15/0.5=450(m2)设计年吞吐量;16万TEU轨道式集装箱龙门起重机:4台泊位数:3个 岸边集装箱装卸桥3台内部集装箱卡车数:16辆设计年吞吐量;16万TEU为了提高集装箱码头生产效率,加大码头集装箱通过能力,应一方面加快新建集装箱码头,另一方面购买新的码头机械
7、。跨运车、轮胎式龙门起重机、轨道式龙门起重机是世界集装箱码头最常用的堆场机械。除北美部分集装箱港口采用底盘车装卸系统外,世界上绝大多数大型的集装箱港口都采用跨运车、轮胎式龙门起重机和轨道式龙门起重机系统。集装箱码头装卸机械是码头固定资产主要投资部分,因其价格昂贵,只有在急需时,集装箱码头才会考虑配备新的码头装卸设施。主要设备有:岸边集装箱装卸起重机(STS)、多用途门座起重机(MHC)、轮胎式龙门起重机(RTG)、轨道式龙门起重机(RMG)、跨运车(SC)、叉车(FLT)、正面吊运机(RS)、牵引车(Terminal Tractor)、拖车(Trailer)等9种码头装卸机械。在所有码头装卸机
8、械中,岸边集装箱装卸桥是最重要的装卸机械且价格昂贵,故应使岸边集装箱装卸桥利用率最大。轮胎式龙门起重机最受欢迎,在整个堆场起重机份额中占54。叉车和正面吊在港口机械配置中占有很大部分,在集装箱码头和多用途码头上起着不可替代的作用。16轮的轮胎式龙门起重机,已成为集装箱码头购置新的堆场起重机首选。该起重机的重要特征是将支承起重机和行走的充气橡胶轮胎改传统的8轮型式变为16轮,驱动形式采用4轮4角驱动,分别由4个驱动变频器控制,达到启动迅速、运行平稳的效果。与以前轮胎式龙门起重机相比,新机型具有以下重要的特点:(1)整机的支承和行走采用16轮,具有良好的稳定性:(2)车轮增加一倍,码头轮压减小一半
9、,在堆场承载能力低的情况下也可使用;(3)转向平稳、速度快,90。转向时间小于30 s,而其他起重机通常为60 s以上,轮胎转向时大大减小轮胎与地面的磨损,延长轮胎寿命。(4)轮胎备件购置方便,重量轻,维修、装卸十分方便。大部分集装箱码头仍然使用1跨4层龙门起重机,随着集装箱港口吞吐量剧增,码头堆场成为集装箱码头发展的制约点,更多集装箱码头采用堆垛高的起重机,受港口土地资源的限制,很多港口已配置1跨7层的轮胎式龙门起重机。因此可考虑购置轮胎式集装箱龙门起重机4台除此之外,应考虑建设60100吨级地磅。地磅的位置最好选在闸口附近。若忧有拆拼功能,需要配套23.5吨级的带自由提升高度的小吨位叉车。
10、若后方堆离码头前沿很近,可考虑直接利用堆场装卸设备转运。若距离较远,还需配套水平输送设备,一般采用集装箱拖挂车。对于海关监管的码头,需建设专用货棚,方便海关查验。第三章 集装箱码头物流系统方案设计3.1集装箱码头物流系统方案设计背景3.1.1码头基本资料码头基本资料包括码头的设计年吞吐量、码头占地面积、码头设备及数量等。资料见表4.1。表4.1 某集装箱码头基本资料项目单位数据设计年吞吐量TEU160000码头前沿长度m660堆场总面积M234000重箱、面积M222007堆存原则堆四过五堆箱容量TEU28760冷藏箱面积M2450堆存原则堆四过五堆箱容量TEU1761危险品箱面积M21500
11、堆存原则堆四过五堆箱容量440空箱面积M28250堆存原则堆五过六堆箱容量TEU1761设备岸桥数量台8装卸速度箱/h25龙门吊数量台5装卸速度箱/h40集卡数量辆16空箱堆高机数量辆12集装箱叉车数量辆8(2)船舶配载分布以主干线为主,支线船较少。干线船能满足欧洲线等的需要,如超巴拿马型船,60009000TEU。支线船满足中转港的需要,如600800TEU的船;(3)船舶进出港口原则:先进先出;(4)码头前沿有效长度:码头前沿有效长度不足7OOm,可最多同时停靠1艘长度为380m左右的大船和1艘180m左右的小船,船舶总长小于600m;或最多同时停靠3艘长度为180多m的小船,总长小于56
12、0m。3.1.2 集装箱码头物流系统设计基本要求集装箱码头物流系统设计的仓库容量不低于1万TEU,且沿岸长度不超过7OOm,沿岸布置8台岸桥,可同时装卸1艘长度为380m左右的大船和1艘180m左右的小船或3艘180m左右的小船。3.1.3 集装箱码头物流系统设计方案每个货格的长宽高为:长:A1=D=12.192(m)宽:A2=A+2*a+a2=2.8(m)高:A3=a1+d+e+B+f=3.8(m)货格容量为2个标准集装箱。l)泊位尺度:泊位总长度660m;泊位宽度90m;泊位水深17m;泊位前沿高程8m。2)码头前沿:码头前沿布置一个10万吨级集装箱船泊位,一个2万吨级集装箱船泊位。10万
13、吨级泊位配备6台集装箱岸桥,2万吨级泊位配备2台集装箱岸桥。岸桥前伸距、后伸距、轨距分别为63.5m、16.5m、30m。泊位可同时停靠1艘长度为380多m的集装箱船和1艘长度为180多m的集装箱船,总船长不超过600m;也可以同时停靠3艘长度为180多m的集装箱船,总船长不超过560m。3)集装箱立体仓库:立体仓库按照6层、4列、2通道的形式布置。a.沿海岸线方向:B列和C列每列每层布置276个货格;A列和D列每列每层布置264个货格,首尾各除去11格货格后,每隔22个货格布置一台升降机,合计每列12台升降机,升降机所占宽度为3m,设两头立柱宽度为0.26m,立库两边安全间隙为0.5m,则立
14、库总长度S1为:s1 =2.8*264+3*l2+2*0.5+0.26=776.46(m) (4一l)b.垂直于海岸线方向:垂直于海岸线方向为4列、2通道,每列宽度为12.192m,通道宽13.4m,设中间两列间隙为0.26m,仓库两边安全间隙为0.2m,则立库总宽度U1为:U1=12.192*4+13.4*2+2*0.2+0.26=76.228(m) (4一2)c.立库高度:立体仓库有6层,每层3.8m,底部高0.76m,顶部有0.5m安全间隙,设顶部横梁高度为0.26m,可以算出立库高度H1为:H1=3.8*6+0.76+0.5+0.26=24.32(m) (4一3)d.设备:沿岸布置8台
15、移动分配机和8台旋转分配机,即岸桥:移动分配机:旋转分配机=l:1:1;每个通道每层布置8台梭车,出库区16台梭车,一共2*6*8+16=112台梭车;升降机24台;行吊12台;e.出入口:立库入口布置在第3层的位置,集装箱岸桥后起重小车垂直行程为13.5m;立库出口布置在第2层,设载箱集卡车高度为3.5m,则行吊垂直行程为8.4-3.5=5.1m,出口下方宽度12m,可并排行车3辆;f立库容量及占地面积:立库容量为:2*2*6*276+2*2*6*264=12960(TEU)占地面积为:776.46*76.228=59188(m2)第四章 物流系统的仿真集装箱港口物流系统仿真模型是在Flex
16、sim平台上进行开发的三维仿真模型,既有三维动态图形界面,又能实时输出仿真数据。计算机仿真是作为分析和研究系统运行行为、揭示系统动态过程和运动规律的一种重要手段和方法,它是随着系统科学研究的深入,控制理论、计算技术、计算机科学与技术的发展而形成的一门新兴学科。利用仿真技术建立系统模型,可以在投入大量的时间、资金和其它资源之一前,对拟建的工程系统设计进行广泛的测试和优选。 4.1物流系统仿真的目的与意义新型集装箱港口物流系统作为一个庞大的系统工程,在各方面因素的约束下,要将其实体化是难以一蹦而就的。而物流系统仿真不光经济、安全,而且不受气候、场地、时间等因素限制,因此通过系统仿真来研究新型集装箱
17、港口物流系统是最佳途径。通过系统仿真,对新型集装箱港口物流系统的各个方案进行仿真建模,并对各个仿真模型进行仿真试验分析,找出物流系统的瓶颈及不足之处,在不断优化的基础上修改系统规划方案,并通过对系统的评价得出最佳设计方案。4.2系统仿真的作用(1)仿真的过程也是实验的过程,而且还是系统地收集和积累信息的过程。尤其是对一些复杂的随机问题,应用仿真技术是提供所需信息的唯一令人满意的方法。 (2)对一些难以建立物理模型和数学模型的对象系统,可通过仿真模型来顺利地解决预测、分析和评价等系统问题。 (3)通过系统仿真,可以把一个复杂系统降阶成若干子系统以便于分析。 (4)通过系统仿真,能启发新的思想或产
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