立体仓库设计.docx
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立体仓库设计
大学本科生课程设计
《仓储自动化技术与设备课程设计》
姓名000
学号000000000
院系机械工程
专业物流工程
指导老师00000设计说明书提交时间:
2012年01月9日
第一章绪论.
第二章设计分析.
2.1设计背景
2.2设计要求
第三章系统建模.
3.1托盘选择
3.2货架尺寸设计
3.2.1货架高度设计.
3.2.2货架跨度设计.
3.2.3货架列数、排数设计
3.3货架利用率计算
3.4柱间距
3.5钢材选型及校核
3.6堆垛机选型
3.6.1堆垛机工作量计算
3.6.2堆垛机选型
第四章系统选择.
4.1地面强度验算
4.1.1货架的基本参数
4.1.2地面强度
4.2存储区布局
第五章总结.
参考文献.
附录1
附录2
第一章绪论现代物流设备是计算机科学和电子技术的基础上,结合传统的机械学科发展来的机电一体化的设备。
从物流系统的管理和控制来看,计算机网络和数据库技术的采用是整个系统得以正常运行的前提。
仿真技术的应用使物流系统设计处于更高的水平。
物流已经成为并行工程的基础和CIMS的组成部分。
物流仓储中心设计是物流工程学科中重要研究领域和分值之一,设施规划特别是其中的自动化立体仓库设计着重研究仓库总平面布局、储存设备布局及物资出入库等内容,其目的是通过对仓库各组成部分相互关系的分析,进行合理布局,得到高效运行的物资出入库作业系统,获得最佳的经济效益和社会效益。
物流仓库系统设计不是一种严密的设计理论,而是一套时间性非常强的设计模式和规范的设计程序。
学习和掌握系统布置设计方法最有效的手段就是直接参与设计工作。
该课程设计主要是为了培养学生如何分析现有仓库方面存在的问题,并加以改善其工作能力,以及掌握完整的系统布置和应用设计方法。
根据给定的案例,完善并帮助企业解决相应的仓储问题。
第二章设计分析
2.1设计背景
凯非物流公司是一家第三方物流公司,T客户是一个生产销售电饭煲、电磁炉、电炖锅、点水壶等产品的小家电制造企业,每年都有30%以上的增长。
T客户是凯非物流公司
的主要客户,双方合作已有五年之久。
时至六月,凯非物流公司A经理是忧心忡忡。
因为再过三个月,T客户公司的销售旺季就要来临,而由于公司管理方面是缺陷,每年九月开始,等待A经理的就是不断的抱怨,出货等待时间长,仓储作业效率太低等。
为了解决公司难题,A经理把系统里有关T客户的数据全部倒出来,座了分析,形成两份资料:
《T客户公司产品基础数据》和《T客户南宁进出存统计表》(见附录1表1、
表2)。
同时,A经理从系统数据中归纳出以下一些特性:
一年中出库量淡旺季比较明显,7月~2月是出货旺季,五一、国庆、元旦和春节几个重大节日前10天是出货高峰,作业量
是平时的2~3倍;同一月中,出库量不均匀,月底最高,下旬的出库量占到50%;每天出
库量在时间分布上也是不均匀的,上午很少,平均为5%,下午占30%,晚上占65%;每天
的入库量基本是固定的,上午、下午、晚上的比例分别为20%、45%、35%;每天来装货
的车辆车型复杂,按车厢长度分有7.5米~18米的各种车型20中,其中60%的车为12.5米
以上的半挂车。
经过一番调查研究,A经理向公司决策层写了一个报告,寻求解决办法。
公司高层根据发展战略,准备已有仓库附近新建一个高架库。
2.2设计要求
以T客户下一年的需要为基准,完成高架库存储系统的相关设计,包括:
1、解决货架区布局问题(对储存物资分析,确定仓库容量需求、仓库堆码方式、货架区面积、托盘类型、设计货架尺寸、货格尺寸、货架布局等)。
2、合理设计货架尺寸(长度、宽度、高度、层数、巷道数)、货格尺寸,货架布局,
货架区符合消防要求(每排货架北部有400mm空间,200mm安装背拉杆,200mm安装消防管道。
)给出高度要求以指导仓库高度的建设。
3、合理选材,设计的货架要符合强度要求,给出货架区的地面强度指标以指导仓库地面的铺设。
合理布局仓库的柱间距,使仓库存储系统满足要求。
4、堆垛机选型(结构方式、速度、水平电机和垂直电机功率、载货台和货叉性能要求、天轨、地轨与堆垛机的安装要求)
5、设计存储区的平面布局图并计算货架区的地面强度。
6、确定整个仓库的布局和面积分配,并画出平面布局图。
第三章系统建模
3.1托盘选择
因为不同货物的货态尺寸各有不同,每种货态尺寸在不同的托盘上码放得到的码放数量和托盘利用率都是不同的。
因此,首先要根据货物的货态尺寸确定立体仓库的托盘尺寸。
第一步,分别求每种货物在托盘上最优放置方案设:
托盘长为L,宽为W,货物长为l,宽为w,则货物的摆放方式一般可以表示为如下两种方式(图3.1):
(2)
LL
(1)
图3.1托盘上货物摆放方式
w竖放。
如图3.1
(1)
方式1:
托盘长L优先按照货物长l横放,L剩余部分按货物
此种情况下:
其中,[]表示取整。
种情况下:
b=m+n=[L/w]×[W/l]+[L/l]×[(W-[W/l]×l)/w]其中,[]表示取整。
综合两种堆码方式,比较得出这种货物在托盘上的最多摆放个数q为:
q=max(a,b)
根据案例中所给T客户电饭煲系列产品包装尺寸,采用Excel进行数据分析和运算,
得到四种托盘运算过程如下表3-1至表3-4所示:
表3-11200mm×1000mm托盘货物摆放计算表(部分数据)
产品代码
a=[L/l]×[W/w]+
b=[L/w]×[W/l]+
q=max(a,b)
[W/l]×[(L-[L/l]×l)/w]
[L/l]×[(W-[W/l]×l)/w]
4
5
5
2
2
2
4
5
5
8
9
9
4
4
4
10
10
10
平均利用率
70.7536%
70.4123%
均值
4.645418
表3-21100mm×1100mm托盘货物摆放计算表(部分数据)
产品代码
a=[L/l]×[W/w]+[W/l]×[(L-[L/l]×l)/w]
b=[L/w]×[W/l]+[L/l]×[(W-[W/l]×l)/w]
q=max(a,b)
4
4
4
2
2
2
4
4
4
8
8
8
4
4
4
10
10
10
平均利用率
67.0989%
67.0989%
均值
4.2788845
表3-3800mm×1000mm托盘货物摆放计算表(部分数据)
产品代码
a=[L/l]×[W/w]+[W/l]×[(L-[L/l]×l)/w]
b=[L/w]×[W/l]+[L/l]×[(W-[W/l]×l)/w]
q=max(a,b)
4
3
4
2
2
2
4
3
4
6
7
7
2
2
2
8
8
8
平均利用率
67.8378%
67.1038%
均值
3.458167
由上表可以看到,三种规格的托盘中,规格为1200mm*1000mm的托盘的利用率最高,
可以达到70.7536%,因而采用这种托盘。
托盘面积S=1200*1000=1200000mm2=12000cm2,货
物的平均面积为S1=2177.051cm2,一个托盘平均可放货物件数为Q=S/S1=5.512042件,因货物不存在半件,故取6件,即一个托盘平均可放6件货物。
又平均每件货物装有4.047809台,取整为4台。
每件货物的平均高度为51.556cm,所以每托货物堆高为3层。
综上所述,一个1200mm*1000mm的托盘可以放6*4*3台电器。
接上述,每托货物的高度为51.556cm*3=154.668cm,取1550cm。
托盘高为150mm,所以货态高度H=1550+150=1700mm,W=1000mm。
见图3.2
图3.2货态尺寸
3.2货架尺寸设计
图3.3货架层高度尺寸示意图
根据图3.3所示,设计货架高度。
取每两层标准层有一层横梁层,而货架高度的经济范围为15~20m,所以货架高H=H0+2nH1+nH2+H3=2580+5690n,(n为正整数),15000<2580+5690n<20000,解得2.18 图3.4货架跨度示意图 根据图3.4所示,设计货架跨度,取立柱宽度D=100mm,货架跨度 Lr=L+D+2S=1200+100+2*50=1400mm,(a的取值范围25~60mm,这里取50mm) 3.2.3货架列数、排数设计 设计货架的依据是今年的需求量,根据题目中所提及“每年都有30%以上的增长”, 现已知上一年货物期末库存最大值为1046045台,则可计算今年最大期末库存为1046045*(1+30%)=1359858.5,取1359859台。 所需要存储单位数目为1359859/(4*6*3)=18886.93,取整18887个,上一年的最大流动货物台数为max入库数量—max出库数量=223505台,则依据题意可计算今年最大流动货物台数为223505*(1+30%)=290556.5,取 整290557台,需要周转空托盘数量为290557/(6*4*3)=4035.514,取整4036个,储存单元货物加托盘的高度为Hj=1700mm,每个托盘高度为150mm,所以每个储存单元可以放空托盘数量为[1700/150]=11个,所以需要放空托盘的储存单元数为4036/11=366.909,取整367个。 所以立体仓库至少需要的储存单元为18887+367=19254个。 货架的高度与长度比值应在1/6~1/4,且货架长度在80~120m为宜。 取货架的高度与长度比值为0.169,则货架长度为116.2m,所以货架总列数为116200/1400=83列,每排货架的储存单元数量为10*83=830个,所以需要货架数量为19254/830=23.198,取整为24,需要堆垛机巷道数为12,每个巷道服务的储存单元数为830*2=1660个,需要堆垛机数量为12台。 3.3货架利用率计算 图3.5货架宽度尺寸示意图 依据图3.5所示,货物宽W=1000m;m货架面板宽Ws=W+50=1050m;m堆垛机过道Wc=W+150=1150m;m货架背部200mm装拉杆,200mm装消防通道;货架总宽度=12*(3W+250)+2*300+11*400=44000mm;货架有效宽度为(W+50)*24=25200mm,所以货架的
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