仓储技术与设施设备综述.docx
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仓储技术与设施设备综述
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第四章仓储技术与设施设备
第1节仓库
第2节货架
第3节输送设备
第4节分拣设备
第5节自动化立体设备
第6节储存合理化
第1节仓库
仓库—保管、储存物品的建筑物和场所的总称,是仓储环节最主要的设施。
一、仓库的功能
1、储存和保管
2、调节供需
3、调节货物运输能力
4、配送和流通加工
二、仓库的分类
1、按所有权不同
自有仓库
营业仓库
公用仓库
出口监管仓库
2、按功能分类
流通型仓库
储存型仓库
3、按保管物品种类的多少
综合仓库
专用仓库
4、按商品种类分
原料、产品仓库
危险品仓库
冷藏仓库
恒温仓库
储备仓库
水面仓库
保税仓库
5、按仓库保管条件分
普通仓库
保温、冷藏、恒温恒湿仓库
特种仓库
6、按仓库建筑结构分
封闭式仓库—库房
半封闭式仓库—货棚
露天式仓库—货场
7、按建筑结构分
平房仓库
楼房仓库
高层货架仓库
罐式仓库
简易仓库
8、按库内形态分
地面型仓库
货架型仓库
自动化立体仓库--由计算机管理和控制,不需要人工搬运作业而实现入库和出库作业的立体高货架仓库.
平房库
筒库
油罐
三、仓库的总平面规划
总平面
功能
主要建筑物和构筑物
仓储作
业区
仓储作业区是仓库的主体。
仓库的主要业务和商品保管、检验、包装、分类、整理等都在这个区域里进行。
库房、货场、站台,以及加工、整理、包装场所等
辅助作
业区
在辅助作业区内进行的活动是为主要业务提供各项服务。
例如,设备维修、充电、各种物料和机械的存放等。
维修加工以及动力车间、车库、工具设备库、物料库等
行政区
行政生活区由办公室和生活场所组成。
一般规划在仓库的主要出入口处并与作业区用隔墙隔开。
办公楼、警卫室、化验室、宿舍和食堂等
院内
道路
在仓库总面积中需要有库内运输道路。
商品出入库和库内搬运要求库内、外交通运输线相互衔接,并与库内各个区域有效连接。
道路
停车场
绿化区
车辆停放,绿化和环境保护。
停车场、绿化区域等
两者之间要隔一段距离
仓库库区总体构成示意图
四、仓库的结构与布局
(一)仓库的结构
1.平房建筑和多层建筑
2.库房入口和通道
3.立柱间隔
4.天花板高度
5.地面
1.平房建筑和多层建筑
(1)平房建筑的主要特点
①设计简单,所需投资较少
②仓库内搬运、装卸货物比较方便
③各种附属设备(例如通风设备、供水、供电等)的安装,使用和维护都比较方便
④由于只有一层,仓库全部的地面承压能力都比较强
(2)多层建筑的主要特点
①多层仓库布局方面比较灵活
②有利于库房的安全和防火
③多层仓库作业需要的垂直输送技术已经日趋成熟
④多层仓库在建设和使用中的维护费用较大,一般商品的存放成本较高。
2.库房入口和通道3.立柱间隔4.天花板高度
载货汽车库房出入口宽度和高度≥4.0m,
铲车出入库房宽度和高度:
2.5~3.5m.
大卡车入库通道≥3.0m;
叉车作业通道≥2.0m.
立柱间隔≈7.0m(以汽车或托盘为基准)
库房天花板高度≥5.0~6.0m(天花板高度以托盘高度整数倍为基准)
5.地面
低地面:
20~30cm,坡度平缓。
高地面:
大型载货汽车:
1.2~1.3m
小型载货汽车:
0.7~1.0m
铁路站台=1.6m
(二)货场的结构
1.集装箱堆场
(1)集装箱化的优点
①促使装卸合理化
②使包装合理化
③便于管理
④有效整合各环节
⑤提高场地利用率
(2)集装箱堆场布局结构:
根据存量大小,可以分为混合型和专用型两种。
①集装箱堆场应考虑三方面的因素:
人力资源、土地使用、单位操作与堆存成本。
②集装箱堆场的设计的三项目标:
服务的精确性、单位堆存和流转速度、旺季存储能力
(3)集装箱堆场的布局应符合下列原则
中转箱区应布置在便于集装箱能顺利由一辆车直接换装到另一辆车的交通方便处;
周转和维修箱区应布置在作业区外围,靠近维修车间一侧,以便取送和维修,减少对正常作业的干扰;
合理布置箱位;
合理利用与选择装卸机械和起重运输设备;
场区内要有一定的坡度,以利于排水;
场地必须耐用。
(4)码头集装箱作业流程和机械设备
船——堆场:
①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;
②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;
③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。
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。
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。
拆装箱库——货主:
拆装箱库→集装箱箱内叉车→汽车→货主。
2.杂货堆场
杂货是指直接以货物包装形式进行流通的货物。
大多数杂货的货位布置形式均采用分区、类布置,即对存储货物在“三一致”(性能一致、养护措施一致、消防方法一致)的前提下,把货场划分为若干保管区域;根据货物大类和性能等划分为若干类别,以便分类集中堆放。
杂货堆场货区布置:
①横列式②纵列式③混合式
⑴横列式。
横列式布置是指货位的长度与堆场的长度方向互相垂直
⑵纵列式。
纵列式布置形式是指货位的长度与货场的长度方向相同
⑶混合式。
混合式布置形式是指货场横列式和纵列式布置兼而有之,是两种方式的结合,兼有上述两种方式的特点。
杂件货作业流程
⑴船——堆场:
船→门座起重机→牵引平板车→轮胎起重机→堆场。
⑵船——仓库:
船→门座起重机→牵引平板车→叉车→仓库。
3.散货堆场
散货是指无包装、无标志的小颗粒直接以散装方式进行运输、装卸、仓储、保管和使用。
在仓储中不受风雨影响的散货一般直接堆放在散货货场上,如沙、石、矿等。
散货堆场根据所堆放货物的种类不同,地面的结构也不完全相同,可以是沙土地面、混凝土地面等。
由于存量巨大,要求地面有较高的强度。
由于散货都具有大批量的特性,散货堆场往往面积较大。
为了便于疏通,采取明沟的方式排水,并且通过明沟划分较大的面积的货位。
散货堆场都采用铲车或者输送带进行作业,所堆的垛形较为巨大。
(三)仓库总体布局的原则
1.布局的原则
1)尽量采用单层仓库设备
2)使货物在出入库时单向和直线运动
3)采用高效的物料搬运设备及操作流程
4)在仓库里采用有效的存储计划
5)尽量减少通道所占用的空间
6)有效利用仓库的容积
2.功能要求
1)仓库位置应便于货物的入库、装卸和提取,库内区域划分明确、布局合理。
2)分区位、货位,减少运输搬运。
3)采用机械设备提高装卸效率。
4)仓库应配置必要的安全、消防设施,以保证安全生产。
5)仓库货门满足运输车辆的要求。
第2节货架
货架(rack)--是指专门用于存放成件物品的保管设备。
货架的作用与功能:
方便对货物进行分类,实现定位储存
货物立体储存,有效利用空间
可减少货物因堆放和叠放造成的变形和损伤,有效保护货物
配合搬运和分拣,提高作业效率。
货架的分类:
按货架的制造材料分:
(1)钢货架
(2)钢筋混凝土货架
(3)木制货架
(4)钢木合货架
按货架高度分:
(1)低层货架:
高度在5米以下
(2)中层货架:
高度在5—15米
(3)高层货架:
15米以上
按货架的重量分:
(1)重型货架:
每层货架载重量在500公斤以上;
(2)中型货架:
每层货架(或搁板)载重量150-500公斤;
(3)轻型货架:
每层货架载重量在150公斤以下。
按货架的存取方式分:
(1)通道式货架
(2)密集型货架
(3)旋转式货架
重型货架中型货架轻型货架
中、重型层架特点和用途
1、一般采用固定式层架,坚固、结实,承载能力强;
2、储存大件或中、重型物资,配合叉车等使用;
3、能充分利用仓容面积,提高仓储能力。
轻型层架特点和用途
1、一般采用装配式,较灵活机动,结构简单,承载能力较差;
2、适于人工存取轻型或小件货物;
3、存放物资数量有限,是人工作业仓库的主要储存设备;
抽屉式货架特点和用途
1、主要用于存放中小型模具,通常每层承载量小于500公斤;重型抽屉式货架可用于存放特重型模具和货物。
2、可存放比较贵重或怕尘土,怕湿的小件物品。
(1)通道式货架:
预留一定宽度的通道
悬臂式货架
通用货架
货位式货架
(2)密集型货架:
节约通道面积,提高库容利用率
贯通式货架—驶入式货架—通廊式货架
移动式货架
重力式货架
(3)旋转式货架:
采取货就人方式可进行拣选的仓储设备
垂直式旋转货架
常用货架:
(一)托盘货架(aetRacking),也叫横梁式货架
--以托盘为单元货物的方式来保管货物的货架。
是最普通的货架;其结构主要采用横梁立柱的插接组合,一般不用层板;为仓库、大卖场所选用。
优点
①实现机械化存取作业;②可适用各类货物,可按货物尺寸调整横梁高度;③配套设备简单,成本低,能快速安装和拆除;④先进先出
缺点
①库房利用率相对较低;②高度有一定限制。
配套设备
叉车、堆垛起重机等
适用于
整板货物
托盘货架结构
托盘式货架
货架的插接组合
单排托盘货架双排托盘货架
层格式货架特点和用途
1、每格原则上只能放一种物品,不易混淆;
2、其缺点是层间光线暗,存放数量少。
3、主要用于规格复杂、多样,必须互相间隔开的物品。
(二)悬臂式货架
立柱
悬
臂
悬臂式货架特点及用途
1、适用于长形物料和不规则物料(例如圆形物料)的存放。
2、适用于人力存取操作,不便于机械化作业。
3、利用率不高
(三)阁楼式货架
阁楼式货架特点和用途
1、有效增加空间利用率
2、上层不适合重型搬运设备行走。
3、存取作业效率低;
4、用于仓库场地有限而存放物品品种很多的仓库;
5、用于存放储存期较长的中小件货物。
(四)驶入式货架(Drive-inRacking),又称为贯通式货架--叉车可以驶入到货架中进行存取作业。
是连续性的整体式货架,是高密度货架,存放由上至下,由里至外,非先进先出,比普通托盘货架提高50%的空间利用率,广泛应用于冷库及食品、烟草行业。
优点
①库房利用率高,库容利用率可达90%;②可适用各类货物,可按货物尺寸调整横梁高度;③货架整体结构强度较好。
缺点
①非先进先出;②叉车限制。
③托盘质量和规格要求较高。
托盘长度需在1300mm以上。
配套设备
宽度较小的叉车
适用于
批量货物,高周转率货物,通常单面取货建议不超过5个货位深度
(五)推回式货架(ush-backRacking),也叫后推式货架、压入式货架。
重力式货架的一种。
---主要由柱片、横梁、轨道、运载台车组成。
是在前后梁之间以多层台车重叠相接,从外侧将托盘(或料箱)置于台车推入,后储存之货物会将原先货物推往里面。
台车跨于倾斜轨道上,当外侧货物被取走时,里面的台车会自动滑下,进货和出货在同一侧面。
整体结构采用”弹夹”原理,托盘放置在运载小车上依次被推入货架内部,而叉车不需要进入货架内部,操作方式与普通货位货架完全相同。
由于在货架深度方向可以设计为多个托盘位置,后推式货架的空间利用率高于普通货架。
安全性及运转效率都远高于贯通式货架,广泛应用与冷库、图书、电子等行业。
优点
①库房利用率高;②货架整体结构强度较好;③叉车无限制。
缺点
①货架成本高;②货架高度及承载力有限制;③对环境清洁要求较高;④后进先出
配套设备
叉车
适用于
货品品种不多,整板进出的,通常单面取货建议不超过5个货位深度
(六)滑过式货架(Fow-throughRacking)
--是重力式货架之一。
是高密度存储的货架系统之一。
以横梁式货架作基础,托盘存放在倾斜面的滚轮上,从一端滑至取货的一端,后续托盘随之向前移动,当“第一个托盘”从取货区取出后,“第二个托盘”将因为重力自动滑至取货区,进货和出货在两个侧面。
此自动存储的循环系统是食品工业、药品工业,特别是对易变质食品、药品存储的理想解决方案。
依据滚道的长度和承载的重量,安装在滚道内的制动装置和速度控制器将对托盘在钢制滚轮滑动速度进行控制;在取货的一端,设置托盘分离器,又来分离底端相邻的两个托盘,以利于托盘的顺利取出。
此系统有效利用空间并减少对叉车的使用。
该系统对托盘的要求很高,目前木托盘的应用比较成熟,钢托盘与塑料托盘要根据实际存储的重量做阻尼实验,以此来确定滚轮倾斜的角度。
优点
①库房利用率高,每列纵深可达8至10个货位;②货架整体结构强度较好;③先进先出;④叉车无限制。
缺点
①货架成本高;②货架高度及承载力有限制;③对环境清洁要求较高。
配套设备
叉车
适用于
有一定的货品存量,并要求先进先出
(七)移动式货架
移动式货架特点及用途
1、减少了通道数,地面使用率达80%。
2、存取方便,可先进先出。
3、建造成本较高,维护比较困难。
4、主要适用于仓库面积有限,但数量重多且进出库不太频繁的货物;
(八)自动化立体仓库(AS/RS-AutomatedStorageandRetrievaSystem)
高层货架仓库简称高架仓库。
一般是指采用几层、十几层乃至几十层高的货架储存单元货物,用相应的物料搬运设备进行货物入库和出库作业的仓库。
由于这类仓库能充分利用空间储存货物,故常形象地将其称为“立体仓库”。
自动化高架仓库应用范围很广,几乎遍布所有行业。
在我国,主要有机械、冶金、化工、航空航天、电子、医药、食品加工、烟草、印刷、配送中心、机场、港口等。
整体式、分离式自动仓库。
优点
①空间利用率高,是普通仓库的2-5倍;②运作效率高,节省人力;③可任意存取货品,无顺序限制;④采用通盘或货箱,货损率低;⑤计算机控制可及时进行信息处理;⑥与工艺流程结合更为紧密。
缺点
①投资及运作成本高;②对货品的包装和编码要求严格;③安装精度要求高,施工困难;④货物的品种受到一定的限制,对长大笨重等货物单独设储存系统;⑤人员要求高;⑥弹性较小,难以应付储存高峰的要求;⑦必须注意设备的保养以及与设备供应商的长久联系。
配套设备
高层货架、托盘(货箱)、堆垛机、输送系统、信息识别系统、计算机控制系统、通信系统、监控系统、管理系统等组成
适用于
能够负担较高成本的产品。
案例:
海尔国际物流中心
成品件自动仓库
存储物料 :
冰箱、空调、小家电等
单元货物:
2100×1200×2000(mm)
货位数量:
16排×74列×8层=9472个
主要设备组成:
高层货架:
16排×74列×8层=9472个
巷道堆垛起重机:
数量4台(双深)
载重量 1200kg高 度 20m
入出库输送机系统 1套
AGV自动搬运系统 1套
自动化控制系统 1套
计算机监控和管理系统 1套
大屏幕摄像监控系统 1套
语言对讲调度系统 1套
无线条码识别系统 1套
自动化立体库的基本组成:
高层货架:
用于存储货物的钢结构。
目前主要有焊接式货架和组合式货架两种基本形式。
托盘(货箱):
用于承载货物的器具,亦称工位器具。
巷道堆垛机:
用于自动存取货物的设备。
按结构形式分为单立柱和双立柱两种基本形式;按服务方式分为直道、弯道和转移车三种基本形式。
输送机系统:
立体库的主要外围设备,负责将货物运送到堆垛机或从堆垛机将货物移走。
输送机种类非常多,常见的有辊道输送机,链条输送机,升降台,分配车,提升机机,皮带机等。
AGV系统:
即自动导向小车。
根据其导向方式分为感应式导向小车和激光导向小车。
自动控制系统:
驱动自动化立体库系统各设备的自动控制系统。
目前以采用现场总线方式为控制模式为主。
库存信息管理系统:
亦称中央计算机管理系统。
是全自动化立体库系统的核心。
目前典型的自动化立体库系统均采用大型的数据库系统(如ORACE,SYBASE等)构筑典型的客户机/服务器体系,可以与其他系统(如ER系统等)联网或集成。
一、巷道式堆垛起重机(有轨堆垛机)StackerCrane
适用范围
是在高层货架的窄巷道内作业的起重机,可大大提高仓库的面积和空间利用率,是自动化仓库的主要设备,又称有轨堆垛机。
分类
按照用途可分:
单元型、拣选型、单元-拣选型。
按照控制方式分:
手动、半自动、全自动。
按照转移巷道方法分:
固定式、转移式和转移车式。
按照金属结构的形式分:
单立柱和双立柱。
按控制方式分:
应急、手动、单机自动、联机自动方式四种。
主要性能
仓库高度:
6—24MMax40M
运行速度:
max80m/min(标准性)200m/min(高速型)
起升高度:
max20m/min(标准性)50m/min(高速型)
货叉伸缩速度:
max12m/min(标准性)50m/min(高速型)
自动仓储系统存取工艺与设备
巷道堆垛机的结构图
特点:
整机结构高而窄;
堆垛机金属结构设计除需满足强度要求外,还应有足够的刚性和精度;
堆垛机配备有特殊的取货装置,常用的有伸缩货叉或者伸缩平板,能向两侧货格伸出存取货物;
堆垛机的电力拖动系统要同时满足快速、平稳和准备等方面要求。
结构:
起升机构;
运行机构;
载货台及取货装置;
控制方式;
安全保护装置。
二、高架叉车(无轨堆垛机) RackFork
适用范围
高架叉车又称三向堆垛叉车,即叉车向运行方向二侧进行堆垛作业时,车体无须作直角转向,而使前部的门架或货叉作直角转向及侧移,这样作业通道就可大大减少,提高了面积利用率;此外,高架叉车的起升高度比普通叉车要高,一般在6M左右,最高可达13M,提高了空间利用率。
分 类
托盘单元型:
由货叉进行托盘货物的堆垛作业
1、司机室地面固定型,起升高度较低,因而视线较差;
分 类
托盘单元型:
2、司机室随作业货叉升降型,起升高度较高、视线好。
(见上图)
拣选型:
无货车作业机构,司机室和作业平台一起升降,由司机向二侧高层货架内的物料进行拣选作业。
(见下图)
供应企业
设备名称
巷道
宽度
作业
高度
作业灵活性
自动化程度
普通叉车
最大
<5m
任意移动,非常灵活
自动化程度低
无轨巷道堆垛起重机
中
5~12m
可服务于两个以上的巷道,并完成高架区的作业
可手动、半自动控制、全自动控制
有轨巷道堆垛起重机
最小
>12m
只能在高层货架巷道内作业,必须配备出入库设备
可自动以及远程集中控制
结合我国国情分析自动化立体仓库的应用
1综合评价社会效益和经济效益。
如就业、人力资本
2我国物流系统的作业水平不高,人力作业不感到费力而机械作业又太复杂时,应优先考虑使用人力;一般机械可方便完成作业,应优先考虑机械作业。
3我国的现实状况是建设资金不足,而劳动力相对充足,不宜大量建造规模大、控制水平高的自动化仓库。
4需要普及计算机控制技术,提高控制水平的条件。
货架的选择:
选择的原则:
适应性、经济性、先进性
应考虑的因素:
物品特性、存取性、出入库量、搬运设备、厂房结构
优点:
①可充分利用仓库空间,提高仓库利用率;②存取方便,便于清点及计算;③存放物品互不挤压、损耗小,确保物品完整;④采取防潮、防尘、防盗等措施,提高安全性;⑤有利于实现自动化和机械化。
缺点:
①货架选定后不可随意更改,影响灵活性;②需要较高的仓储水平支持;③不适用于较重物品的存储;④对仓库建设标准的要求比平面仓库要高;⑤本身投资大且需要与价值昂贵的叉车等相配合。
第3节输送设备
输送机以连续的方式沿着一定的线路从装货点到卸货点均匀输送散料和成件包装货物的机械装置。
优点:
1)起动、制动次数少,速度较高且速度稳定,所以具有较高的生产率;
2)在同样生产率下,自重轻,外形尺寸小、成本低,驱动功率小;
3)传动机构的机械零部件负荷较低,冲击小;
4)结构紧凑,制造和维修容易;
5)输送货物线路固定,动作单一,便于实现自动控制;
6)工作过程中,负载均匀,所消耗的功率几乎不变。
缺点:
1)只能按照固定的线路输送货物,每种机型只适合于一定类型的货物,且一般只能用于输送重量不大的货物,通用性差;
2)大多数连续输送机不能自动取货,因而必须配置相应的装卸载装置。
输送机的类型
固定式输送机和移动式输送机
固定式输送机械:
整个设备安装在一个地方,不能再移动
---专用码头,仓库中货物移动,工厂生产工序之间的输送,原料的接受和成品的发放等。
移动式输送机械:
整个设备安装在车轮上,可移动
---适用于中小型仓库中
挠性牵引构件的输送机和无挠性牵引构件的输送机
具有挠性牵引构件的输送机械:
带式输送机,链式输送机,斗式提升机,悬挂输送机
无挠性牵引构件的输送机械:
气力输送机,螺旋输送机
单元物品件输送机和散货输送机
机械式、惯性式、汽力式、液力式等
一、单元物品输送设备
(一)辊道式输送机RoerConveyor
依靠辊筒式输送物品,也借助托盘来输送非平底和柔性的物品。
其具有结构简单、布置灵活、物品输送平稳,便于和其他工艺设备接配套等优点。
广泛应用于各行业的物件输送及生产流水线中。
重力式辊筒式输送机辊筒支承数与货物稳定性的关系
(二)链条式输送机
链式输送机是以链条作为牵引和承载体输送物料,链条可以采用普通的套筒滚子输送链,也可采用其它各种特种链条。
特点:
输送能力大,可承载较大的载荷;输送速度准确稳定,能保证精确的同步输送;易于实现积放输送,可用做装配生产线或作为物料的储存输送;可在各种恶劣的环境(高温、粉尘)下工作,性能可靠。
(三)悬挂式输送机
是一种具有空间走向、在空间轨道上运行的连续输送设备,它的空间轨道可以布置在空间任何方向,通过运行、转向、升降、分叉、合流组成复杂的空间线路,在输送过程中完成工艺流程各工序的要求。
悬挂输送机示意图
①提式悬挂输送机:
即普通悬挂输送机,由架空轨道、牵引链、滑架、吊具、改向装置、驱动装置、张紧装置和安全装置等组成。
架空轨道构成闭合环路,滑架在其上运行。
各滑架等间距地联接在牵引链上。
牵引链通过水平、垂直或倾斜的改向装置构成与架空轨道线路相同的闭合环路。
吊具承载物品并与滑架铰接。
依输送线路的长短,可设单驱动装置或多驱动装置。
单驱动的输送线路长度可达500米左右。
多驱动的输送线路可更长,但各驱动装置之间需保持同步。
在架空轨道的倾斜区段内设有捕捉器,牵引链一旦断裂捕捉器即挡住滑架,防止物品下滑。
提式悬挂输送机不能将物品由一条输送线路转送到另一线路。
②推式悬挂输送机:
可将物品由一条输送线路转送到另一线路。
它在结构上与提式输送机的区别是:
沿输送线路装有上、下两条架空轨道;除滑架外,还有承载挂车(简称
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- 仓储 技术 设施 设备 综述