现代仓储设施设备与技术.ppt
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1、2023/5/29,1,2023/5/29,2,2023/5/29,3,2023/5/29,4,2023/5/29,5,第3章 现代仓储设施设备与技术,3.1 仓库3.2 货架、货箱与托盘3.3 输送与分拣设备3.4 库存管理技术概述第3章 作业,2023/5/29,6,3.1 仓库,3.1.1 仓库的功能、分类与布局3.1.2 自动化仓库,2023/5/29,7,3.1.1 仓库的功能、分类与布局,1.仓库的功能2.仓库的分类3.仓储作业4.仓库的平面布置,2023/5/29,8,1.仓库的功能,仓库:是储藏保管物品的场所的总称,是在计划好的空间环境里供贮存物品之用的建筑。现代仓库从运输周转
2、、贮存方式和建筑设施上都重视通道的合理布置、货物的分布方式和堆积的最大高度,并配置经济有效的机械化、自动化存取设施,以提高贮存能力和工作效率。仓库由贮存物品的库房、运输传送设施(如吊车、电梯、滑梯等)、出入库房的输送管道和设备以及消防设施、管理用房等组成。,2023/5/29,9,1.仓库的功能,仓库的主要功能如下:(1)科学储备,提高物品调节水平。(2)有效地衔接生产与库存,加快物资周转,降低成本。(3)适当加工,衔接产需,合理利用资源,提高效益。(4)为企业的生产指挥和决策提供有效的依据。,2023/5/29,10,2.仓库的分类,1)按在社会中所处的领域分类(1)生产仓库(2)流通仓库。
3、又分为:成品仓库 储运仓库 储备仓库2)按保管的物品分类(1)原材料、产品仓库(2)商品、物资仓库。又称“商品物资综合仓库”。(3)农副产品仓库(4)一般专用仓库(5)特种危险品仓库(6)冷藏冷冻仓库(7)恒温恒湿仓库(8)战略物资仓库,2023/5/29,11,2.仓库的分类,3)按建筑类型分类(1)平房仓库。又称“平库”。(2)楼房仓库。又称“楼库”。(3)筒式仓库。又称“罐式仓库”。(4)高层货架仓库。(5)简易仓库。4)按储存物资种类的多少分类(1)综合仓库(2)专业仓库5)按仓库的产权归属分类(1)自建仓库(2)租用仓库。,2023/5/29,12,平房仓库,2023/5/29,13
4、,筒式仓库,2023/5/29,14,3.仓储作业,仓储作业一般包括收货、存货、取货、发货等环节。(1)收货:需要站台或场地供铁路车辆或货运汽车停靠,需要托盘搬运车或叉车等设备完成卸车作业。(2)存货:是仓库的主要功能,存货之前首先要确定存货的位置。,2023/5/29,15,3.仓储作业,仓储作业一般包括收货、存货、取货、发货等环节。(3)取货:一般采取先进先出原则,有时也采取就近出库原则。(4)发货:包装人员根据装箱单核对物品的数量和品种,确认无误后装箱封口,由叉车完成装车作业。,2023/5/29,16,4.仓库的平面布置,仓库的功能区一般包括进货区、入库办理区、储存区、拣选区、分类区、
5、流通加工区、发货储存区、发货区、发货办理区、计算机控制中心等。布置时要考虑区与区之间以及区内的空间关系,即考虑商品、资材(货品箱、托盘、料箱)、废弃物和人员之间的移动路线(简称动线)。动线设计必须合理、完整,不能发生迂回、绕远、相互干扰等现象。如图3-1示。,2023/5/29,17,图3-1 仓库平面布置示意图,2023/5/29,18,3.1.2 自动化仓库,1.自动化仓库的作用和意义2.自动化仓库的构成3.自动化仓库系统的设计,2023/5/29,19,1.自动化仓库的作用和意义,自动化立体仓库又称立库、高层货架仓库、自动仓储AS/RS。它是一种用高层立体货架储存物资,用计算机系统管理和
6、控制堆垛运输车进行存取作业的仓库。自动化仓库的功能从单纯的物资储存保管,扩展到物品的接收、分类、计量、包装、分拣、配送等多种功能。,2023/5/29,20,2023/5/29,21,2023/5/29,22,2023/5/29,23,1.自动化仓库的作用和意义,与传统仓库相比,自动化仓库能够产生巨大的经济效益和社会效益,主要表现在:1)由于使用高层货架存储货物,存储区可以大幅度地向高空发展,从而能充分利用仓库的地面和空间,可节省库存占地面积,提高空间利用率。2)由于AS/RS使用机械和自动化设备,运行和处理速度快,可提高劳动生产率,降低操作人员的劳动强度。同时,能方便地纳入企业的物流系统,使
7、企业物流更趋合理化。3)能够准确地对各种信息进行存储和管理,可减少货物处理和信息处理中的差错。同时借助于计算机管理还能有效地利用仓库的储存能力,便于清点和盘库,合理减少库存,加快资金周转,节约流动资金,提高仓库的管理水平。,2023/5/29,24,2.自动化仓库的构成,1)货物储存系统由立体货架的货格(托盘或货箱)组成。货架按照排、列、层组合构成立体仓库储存系统。2)货物存取和传送系统承担货物存取、出入仓库的功能,由有轨或无轨堆垛机、出入库输送机、装卸机械等组成。3)控制和管理系统有的仓库只采取对存取堆垛机、出入库输送机的单台PLC控制;有的仓库对各单台机械进行联网控制;更高级的自动化立体仓
8、库采用集中控制、分离式控制和分布式控制,即由管理计算机、中央控制计算机对堆垛机、出入库输送机等直接控制组成控制系统。,2023/5/29,25,堆垛机在自动化立体仓库中的位置,2023/5/29,26,巷道式堆垛机结构示意图,2023/5/29,27,巷道堆垛机,巷道式堆垛机专用于高架仓库。采用这种堆垛机的仓库高度已达45米左右。堆垛机在货架之间的巷道内运行,主要用于搬运装在托盘上或货箱内的单元货物;也可开到相应的货格前,由机上人员按出库要求拣选货物出库。巷道式堆垛机由起升机构、运行机构、货台司机室和机架等组成。起升机构采用钢丝绳或链条提升。机架有一根或两根立柱,货台沿立柱升降。货台上的货叉可
9、以伸向巷道两侧的货格存取物品,巷道宽度比货物或起重机宽度大1520厘米。货叉一般为三节伸缩式,用齿轮齿条传动(见齿轮传动)或链传动实现伸缩。,2023/5/29,28,巷道堆垛机,堆垛机大多在地面上的一根钢轨上运行,水平轮装在顶部;高度不大时也可以悬挂在巷道顶部的工字钢下翼缘上运行,水平轮装在下部;起重量较小时,可直接在货架顶部铺设的轨道上运行。起重量一般在2吨以下,最大达10吨。起升速度为1525米分,有的可达50米分。起重机运行速度为60100米分,最大达180米分。货叉伸缩速度为515米分,最大已达30米分。升降、运行和货叉伸缩动作一般都设有慢速档,以保证工作平稳和停靠准确。,2023/
10、5/29,29,巷道堆垛机的功能,堆垛机接受计算机指令后,能在高层货架巷道中来回穿梭,把货物从巷道口出入库货台搬运到指定的货位中,或者把需要的货物从仓库中搬运到巷道口出入库货台,再配以相应的转运、输送设备通过计算机控制实现货物的自动出入库。,2023/5/29,30,2.自动化仓库的构成,4)库房货物和所有设备都应安放在库房规定的范围内,库存容量和货架规格是库房设计的主要依据。5)消防系统自动化仓库大都采用自动消防系统。6)照明系统7)通风及采暖系统8)动力系统9)其他设施包括给排水设施、避雷接地设施和环境保护设施等。,2023/5/29,31,3.自动化仓库系统的设计,仓库是一个综合系统,其
11、设计过程一般包括以下几个阶段:1)需求分析(准备阶段)2)确定货物单元形式及规格3)确定自动化仓库的形式、作业方式和机械设备参数4)建立模型建立模型是指根据单元货物规格确定货架整体尺寸和仓库内部布置。(1)确定货位尺寸和仓库总体尺寸(2)确定仓库的整体布置:货位数取决于有效空间和系统需要量。,2023/5/29,32,3.自动化仓库系统的设计,4)建立模型(2)确定仓库的整体布置一般情况下,每二排货架为一个巷道,根据场地条件可以确定巷道数。如果库存量为个货物单元,巷道数为A,货架高度方向可设S层,若每排货架设有同样的列数,则每排货架在水平方向应具有列数C为:C=N/(2AS)根据每排货架的列数
12、C及货格横向尺寸可确定货架总长度L,之后,根据作业频率的要求确定堆垛机的数量和工作形式。还要确定高层货架区和作业区的衔接方式,可以选用叉车、运输小车或者输送机等运输设备。按照仓库作业的特点选择出入口的位置。,2023/5/29,33,3.自动化仓库系统的设计,5)确定工艺流程,并核算仓库工作能力(1)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。(2)出、入库作业周期的核算。6)提出对土建及公用工程的设计要求7)选定控制方式和仓库管理方式(1)选定控制方式。根据作业形式和作业量的要求确定堆垛机的控制方式,一般可分为手动控制、半自动控制和全自动控制。(2)选择
13、管理方式。对于大中型仓库越来越普遍地采用计算机进行管理,并在线调度堆垛机和各种运输设备的作业。8)提出自动化设备的技术参数和配置,2023/5/29,34,3.2 货架、货箱与托盘,3.2.1 货架 3.2.2 货箱与托盘,2023/5/29,35,3.2.1 货架,1、货架的形式悬臂货架。多用于存储长料,如金属棒、管等。流动货架。适合于存储数量多、品种少、移动快的物品。货格式货架。多用于容量较大的仓库。如以货箱为单位存储的立体仓库。旋转式货架。它适合于存储体积小、重量轻的物品。悬挂输送存储货架。整个存储系统是在不断低速运动的。被动辊式货架。机场多采用这种形式的货架。,2023/5/29,36
14、,3.2.1 货架,2.货架的材料高层货架一般用钢材或钢筋混凝土制作。钢货架的优点是构件尺寸小,仓库空间利用率高,制作方便,安装建设周期短。随着高度的增加,钢货架比钢筋混凝土货架的优越性更为明显,因此,目前国内外大多数立体仓库都采用钢货架。钢筋混凝土货架的优点是防火性能好,抗腐蚀能力强,维护保养简单。,2023/5/29,37,3.2.1 货架,3.货架的尺寸对于给定尺寸的货物单元,货格尺寸取决于单元四周需留出的空隙大小。4.货架的刚度和精度作为一种正常承重结构,货架必须具有足够的强度和稳定性。在正常工作条件下和在特殊的非工作条件下,都不至于破坏。同时,作为一种设备,高层货架还必须有一定的精度
15、和在最大工作载荷下的有限弹性变形。,2023/5/29,38,3.2.2 货箱与托盘,货物的载体可以是托盘、托板、滑板、专用集装箱、专用堆放架、硬纸板箱等。托盘多为钢制、木制;托板一般由金属制成;滑板是由波状纤维或塑料制成;专用集装箱多由钢板制成;专用盛放架由钢材或木料制成,可盛放专用件或特殊形状的物品;硬纸板箱盛放比重较小的物品;盛放洗衣机和电冰箱一类的物品可利用其自身的包装箱。货箱或托盘的基本功能是装载物料,同时便于叉车和堆垛机的叉取和存放。货箱尺寸是货架设计的基础数据。,2023/5/29,39,托盘,托盘的种类托盘,又称栈板、卡板、拍子,是搬运、放置货物的连接垫放物。根据不同的制造材料
16、,可分为木制托盘、塑料托盘、钢制托盘、纸制托盘和复合材料托盘等多种;根据不同的使用需求又可分为长期周转用和一次性使用两类。塑料托盘和钢制托盘基本上均为周转用托盘,纸制托盘为一次性使用托盘,木制托盘和复合材料托盘既可生产周转用托盘,也可生产一次性托盘。,2023/5/29,40,图3-3 托盘的结构形式示意图,2023/5/29,41,托盘,托盘的使用 托盘的使用在静态时基本可分为垫板用,堆垛用和货架使用,其承重要求依次递增。托盘的承载性体现在静载、动载和货架承载三个方面。同一托盘的承载指数在此三方面依次递减。根据托盘自身的结构,在使用上可分为单面或双面使用,双向进叉或四向进叉。对于非手动叉车(
17、电动、燃油、燃气等),所有托盘均适用。而手动液压托盘搬动车及托盘举升车无法与双面托盘配合使用。除叉车外,托盘在设计时亦要考虑所载货物,如产品类型、沉陷性、重量、单位体积、堆码情况等;同时也要适应货架条件,如货架类型、货架承重、搬运方向、放置方向、放置布局等。,2023/5/29,42,托盘,1、木制托盘 木制托盘是托盘中最传统和最普及的类型。由于木材具有价格低廉、易于加工,成品适应性强、可以维修等特点,而为绝大多数用户采用。材质是决定木制托盘的应用及价格的另一因素,基本分为杨木、松木(黄花松、白松、红松)、硬杂类(桦木、柞木)等。在梁式货架上用同规格的杨木、松木、桦木托盘承载同样重量货物,重量
18、加大至一定程度时,杨木托盘断裂,松木托盘有一定弯曲变形,而桦木托盘完好,因为材质之间存在差异。,2023/5/29,43,3.2.2 货箱与托盘,1、木制托盘(1)美式托盘:为木制托盘中结构较简单的形式,分为单面、双面,多为双向进叉型。(2)欧式托盘:是使用较多的一种类型,均为四向进叉型。,2023/5/29,44,3.2.2 货箱与托盘,2、塑料托盘塑料托盘一般用高密度聚乙烯(HDPE)一次生产成型。与木制托盘相比,其整体性好,卫生洁净,在使用中又具有质轻、无钉刺、无静电、耐酸碱,易清洗等特点。同时其使用寿命高于木制托盘的3-5倍,单次使用成本低于木制托盘。根据生产工艺的不同,塑料托盘基本可
19、分为注塑和吹塑两大类。,2023/5/29,45,3.2.2 货箱与托盘,3、木塑复合托盘 木塑复合托盘是一种最新的复合材料托盘。它主要采用挤出机挤出木塑复合型材,再组装而成。它综合了木制托盘、塑料托盘和钢制托盘的优点,而基本上摒弃了其不足。机械化的生产,高密度、高强度、耐腐蚀、不吸水的型材,解决了木制托盘洁净度差、生产质量无法规范化和寿命短的问题,而具有塑料托盘的特点;其相当于木制托盘的板材切割及组装方式又解决了塑料托盘在结构适应性及维修维护方面的问题,同时其承载性相比塑料托盘也大大提高;在重量及成本上又远远低于钢制托盘。其缺点在于自重较大,约为木制、塑料托盘的2倍,人工搬运略有不便,以及由
20、此造成的成本优势不大。,2023/5/29,46,3.2.2 货箱与托盘,3、木塑复合托盘木塑复合材料是一种新型绿色环保材料再生塑料与木质纤维复合材料。其主要原料为废旧再生塑料和木质纤维,包括锯沫、枝叉木材、农业纤维等,添加工业用粘合剂高温高压挤压而成。此新材料产品不仅可以完全替代外运木制包装和铺垫材料,而且还能够用于门、窗框、建筑模板、地板、汽车配件等。总体上讲,木塑高密度复合型材是目前国际上非常先进的一种技术产品,在西方发达国家已有较大范围的应用。木塑托盘是一种全新概念的托盘,随着其制造技术的不断完善(主要在减少重量方面),其最终目标将是要替代木制托盘,因而具有广阔的发展前景。,2023/
21、5/29,47,3.2.2 货箱与托盘,4、纸制托盘 纸制托盘多采用高强度蜂窝纸芯与高强度卡纸、纤维板组合而成。它利用可靠的力学原理来实现托盘的机械性能,以满足常规运输的要求。纸制托盘均为一次性托盘,具有重量轻、成本低、出口免检,处理简便等特点。缺点在于承载量小。,2023/5/29,48,3.2.2 货箱与托盘,5、钢制托盘 毫无疑问,与其他材质的托盘相比,钢制托盘具有最好的承载性、牢固性及表面抗侵蚀性。但缺点同样突出,主要是重量大无法人工搬运且价格高昂。多用于石油化工等对托盘有特殊要求的领域。,2023/5/29,49,选择2向进叉还是4向进叉的托盘?(1),由于要与输送设备的横向宽度相适
22、合,若是 2向进叉则用 1100 1100mm,若是4向进叉则选用1100 1100mm或1100 1200mm的哪一种都可以。对于2点支承的自动仓库等自动化机械设备,从强度高考虑2向进叉比较好。对于经过修复长期使用的木托盘,容易修复的2向进叉比较好。因此,要能够修复长期使用时,选用结实的2向进叉,不再重复使用的选用较轻的4向进叉也没问题。垫块形4向进叉的(托盘)比2向进叉的用料少,原料成本低,但是形状复杂,制造成本提高了。综合考虑,2向进叉较好。,2023/5/29,50,选择2向进叉还是4向进叉的托盘?(2),自动仓库因为用二点支撑,用桁梁支撑的2向进叉结实、安全。海运集装箱和卡车等运输设
23、备的尺寸是由ISO或一些国家标准来规定的。其横向宽度在2300mm左右。在横向若摆放一列托盘,则托盘尺寸太大,装卸困难,应该摆放2列。考虑到横向宽度 2300mm内摆放二列,及作业所需的间隙,采用把 2200mm分为2份的尺寸比较合适。按上述原则,考虑到宽度是 2300mm,适用于集装箱的托盘尺寸是 1100 1100mm(2列装)或1000 1200mm(横竖组合装)。在长度方向上,因长度是横向宽度的若干倍,长度方向上对托盘的摆放影响很少,可以不考虑。,2023/5/29,51,选择2向进叉还是4向进叉的托盘?(3),从横向的适合性看,1100 1100mm对2向进叉,4向进叉都适用,而10
24、00 1200mm只能是4向进叉由于托盘是长方形的,只能用4方叉摆放。两面与单面的选择 按照用什么样装卸搬运设备,或者是自动仓库、托盘货架、积放、平放等存放状态来决定用单面还是双面。对于占地面积小的高位货架,以垂直搬送为主的场合,以叉车装卸为主,所以,两面,单面都可以。对于占地面积大平方货场,以水平运输为主的场合,若用手动托盘车则用单面的,若用可自行的机动托盘搬运车则用下面没有板条的缺口型托盘。还有用托盘码垛机进行多段堆放的场合,托盘的下面和下部货物的上面相重合,用下面间隙小的两面规格托盘较好。,2023/5/29,52,图3-4 各种货箱示意图,图中:()为木质和塑料托盘;()为钢质格栅货箱
25、;()为钢质箱形托盘;()为具有可折护板的托盘;()为工具搬运托盘;()为小型塑料货箱;()为液体容器型托盘;()为套托盘;()为ISO货箱柜。,2023/5/29,53,3.3 输送与分拣设备 C,3.3.1 输送与分拣设备的分类3.3.2 输送机械的特点与作用3.3.3 输送机械的选用3.3.4 典型输送设备简介,2023/5/29,54,3.3.1 输送与分拣设备的分类,1、按照所运货物的种类,可分为只用于装卸和搬运颗粒、粉末物料等散货的输送机,只用于输送成件包装物品的输送机以及两者都可输送的输送机。2、按照使用范围,可分为分拣输送系统和生产输送系统。,2023/5/29,55,3.3.
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