“立体仓库建设步骤有哪些及主要优势是什么？交给你一个自动化立库你打算怎么做呢？”

自动化立体仓库：核心设计步骤

任何仓库运营的效率在很大程度上取决于其平面图的布局和设计。如何进行自动化立库的规划设计？

01自动化立库的设计步骤与实践方法

自动化立体仓库由于具有节约占地、提高储存效率、提高仓库管理及时性和准确性等诸多优点，因此得到越来越广泛地应用。

仓库总体建设规划的步骤包括以下内容。

（一）规划准备阶段

仓库建设是一项系统工程，需要大量投资，因此在建设前必须明确企业建设仓库的必要性和可能性，并明确自动化立库的整体规划步骤，做好项目计划：

1、确认建设仓库的必要性：根据企业的生产经营方针、企业物流系统的总体布置和流程，分析确定待建仓库在企业物流系统中的位置、功能和作用。

2、搜集原始资料

（1）获取产品的品名、特征、外形及尺寸、单件重量、平均库存量、最大库存量、每日出入库数量、出入库频率等，以便确定仓库的类型、库容量和出入库频率等。

（2）土建条件、现场地形及其仓库环境要求等；

（3）出入库物流来源及去向、产品包装形式、搬运形式、运输条件等等。

3、需求分析

（1）根据原始数据进行数据分析，对入库的品牌进行ABC分类；

（2）根据参数确定存储单元的尺寸及仓库的容量；

（3）根据出入库的基础数据分析出入库需求。

4、确定存储设备

根据库存量、品规、产品特征等基础参数选择存储设备以及仓库作业模式。

5、基本方案设计

根据需求分析、作业形式规划基本的设计方案，然后再根据后续设备选型、能量需求计算以及仿真验证进一步优化设计方案。

6、机械设备选型

根据需求分析、出入库效率以及作业流程选择合适的机械设备，并确定设备的主要参数。

7、系统环节能量计算

系统规划设计完成后，需要针对于各个环节的系统作业效率进行计算，能力与需求是否匹配。

8、系统仿真验证

理论计算后，需要对系统各个瓶颈进行仿真验证，对不合理的流程设计进行优化修正。

9、系统评价

最后，对系统进行成本核算、经济效益分析以及远期规划设计。

概念设计阶段也是项目的详细论证阶段，该阶段的分析研究结果是仓库的总体设计的基础。

（二）规划设计阶段

1、确定仓库的结构类型和作业方式：仓库一般都是由建筑物、货架、理货区（整理和倒货区域）、管理区、堆垛机械和配套机械几部分组成。

1）建筑物的特征：原有还是新建；高层还是低层等。

2）货架的结构和特征：库架合一式或库架分离式；横梁式或牛腿式；焊接式或组合式等。

3）理货区的面积和功能：和高架区的位置关系；所进行的作业；配备的设施等。

4）堆垛机械的类型：有轨巷道式堆垛机、无轨堆垛机、桥式堆垛机和普通叉车等。

5）配套设备的类型：包括叉车、托盘搬运车、辊子输送机、链条输送机、升降台、有轨小车、无轨小车、转轨车以及称重和检测识别装置等。

2、自动化仓库按照建筑形式可分为：

1）整体式自动化仓库：一般高度＞12m；货架与仓库建筑物构成一个整体；结构重量轻、整体性好、抗震性强。

2）分离式自动化仓库：一般高度＜ 12m；施工安装灵活方便。

3、按仓库高度可分为：

1、高层（＞15m） ：对仓储机械设备要求较高，建设难度还是较大的。

2、中层（5 ～ 15m） ：该仓库对仓储设备要求不高，成本合理，深受广大用户青睐。

3、低层（＜5m）：一般通过旧仓库进行改造

4、配套拣货方式：

对于一些分拣仓库，还配备有分拣和配货的装置。应根据仓库的规模和工艺流程的要求确定配置拣货设备的类型。

1）以整单元出库为主，则采用单元出库作业方式；

2）以零星货物出库为主，则可采用拣选作业方式，并根据具体情况，确定采用“人到货前”拣选，还是“货到人处”拣选。

5、确定货物单元的形式、尺寸和重量：货物单元是指进行出入库作业和储存的集装单元，由集装单元化器具和货物两部分组成。

1）托盘：托盘底部尺寸一般为（800mmX1000mm、800mmX1200mm、1000mmX1200mm ）三种，叉孔高度 70-150mm，托盘底部绕曲度应控制在 10 mm以内，精准满足自动化立库存储和输送需求。

2）料箱：料箱标准尺寸一般为两种（ 600mmx400mm、 400mmx300mm 等），国标还对箱底平整、箱体坚固、尺寸精准等做出了具体要求。

当采用堆垛机作业时，不同结构的货架，对托盘的支腿有不同的要求，在设计时尤其要注意。

PS：为了合理确定货物单元的尺寸和重量，需要对所有入库的货物进行ABC分析，以流通量大而种类较少的A类货物为主要矛盾，选择合适的货物单元的外形尺寸和重量。

（三）详细规划设计阶段

详细规划设计需确定仓库总体尺寸： 确定仓库的总体尺寸，关键是确定货架的长、宽、高总体尺寸。仓库的设计规模主要取决于其库存容量，即同一时间内储存在仓库内的货物单元数。

01 载荷类型与计算方法

1）集中载荷（立柱荷载）

计算公式：集中载荷=（单托盘货物重量+货位自重）×层数。例如，单托盘700kg、货架9层时，立柱载荷为（700+40）×9/1000=6.66吨。

动态修正：考虑堆垛机运行加速度（如0.5m/s²）的动载系数，通常需增加10%-20%的安全裕度。

2）平均载荷（投影区域荷载）

计算公式：平均载荷=（货物总重+货架自重）×层数 / 投影面积。例如，货格投影面积2.4×1.2㎡时，载荷为（700×2+40×2）×9/(2.4×1.2)=4.625吨/㎡。

超平处理要求：货架高度≥9米时，地面需进行超平处理，平整度误差≤3mm/2m。

02 货架设计方法

1、货架高度设计

自动化立体仓库主要的参数是货架高度，最佳高度直接影响占地面积、长度、宽度、起重运输机械设备装载效率以及技术经济指标的选择。

影响货架高度的因素：储存量、周转率以及订货发送时的配套模式。

2、最佳参数确定

货架高度H：货架最佳高度取决于容量，通常在15-20m之间，当容量为1000-1500t时，高度H为12.6m，当容量为6000t或以上时，高度H为16.2 m。

货架长度L：若仓库作业由堆垛机上、下货，则货架的最佳通道长度L在80-120m之间。为保证堆垛机的托架垂直和水平移动操作并行不悖，则H/L应保持均衡，一般推荐采用下列比值：H/L={1/4-1/6}

设库存量为N个货物单元，巷道数为A，货架高度方向可设B层，则每一排货架在水平方向应具有列数D为：

计算公式：D=N/2AB

根据每排货架的列数D及货格横向尺寸可确定货架总长度L。

3、货架尺寸设计

两种形式货架：牛腿式货架和横梁式货架

由以下4个参数中的3个来确定货架尺寸：(1)仓库长度(或货架列数)；(2)仓库宽度(或巷道数)；(3)仓库高度(或货架层数)；(4)仓库容量(或总货位数)。

4、出入库能力计算

1）循环作业时间

平均单一作业循环时间：堆垛机从某一出入库站开始向所有货格进行入库作业循环(或出库作业循环)的平均时间。下图为作业示意：

当货架为m列，n层时，作业时间为：

  • TS指平均单一循环作业时间(s);

  • tjk指从入库开始到j列k层单程移动时间(s);

  • tf指叉货时间，在出入库站或货格处货物移动时间(s)

  • ti指浪费时间，控制延迟时间等(s);

2）同端出入库

平均复合作业循环时间：入库作业后进行出库作业时的循环时间。下图为作业示意：

当货架为m列、n层时，作业时间为：

  • TD指平均复合循环作业时间(s);

  • tjk指从入库开始到j列k层单程移动时间(s);

  • tf指叉货时间，在出入库站或货格处，货物移动时(s);

  • ti停机时间，控制延迟时间等(s);

  • tt平均货格移动时间，随机确定入库货格和出库货格，作适当次数货格移动求得所需时间的平均值(s);

  • ts出入库站间移动时间(s)

3）出入库周期

堆垛机基本出入库能力用每小时内入库或出库的存储单元数表示。

平均单一作业循环时间基准出入库能力=Ns=3600/Ts

平均复合作业循环时间基准出入库能力=Nd=3600/Td

其中：Ns、Nd为每小时入库或出库的存储单元数量

出入库形式包括，同端出入库、两端出入库、中间出入库。

附物流机械设备的速度参考：

小结：

总体设计时，要根据仓库的规模、货物的品种、出入库频率等选择最合适的机械设备，并确定其主要参数；根据出入库频率确定各个机构的工作速度；根据货物单元的重量选定起重、装卸和堆垛设备的起重量；对于输送机，则根据货物单元尺寸确定输送机的宽度，并确定使整个系统协调工作的输送机的速度。

（四）确定仓库的总体布置

确定了仓库的总体尺寸之后，便可以进一步根据仓库作业的要求进行总体布置。主要包括仓库的物流模式、高架区的布局方式和出入库输送系统的方式。

附上一个穿梭式立库实例如下图：

  • 使用“1台提升机”加“1台穿梭车”作为货物存取的自动化装备；

  • 仓库主要包括货架区，输送线区以及参观区域；

  • 货架采用穿梭式货架，其中提升机通道一侧的货架设计为1排28列3层，另一侧货架则为3排20列3层，共计264个货位。

（五）提出土建、公用设施的要求：

在总体设计时，还要提出对仓库的土建和其他公用设施的要求。

(1)根据货架的工艺载荷，提出对货架精度要求。

(2)提出地面需要承受的载荷以及对基础均匀沉降的要求。

(3)确定对采暖、采光、通风、给排水、电力、照明、防火、防污染等方面的要求。

附上：验收与维护标准

•静载测试：使用液压千斤顶对随机立柱施加1.2倍设计载荷，持续24小时无沉降。

•动载测试：堆垛机满载运行100次，监测地面振动位移（≤0.1mm）。 长期维护要求

• 沉降监测：运营初期每3个月测量一次立柱沉降，后期每年一次，不均匀沉降差需≤5mm。

•地面修复：裂缝宽度≥1mm时需采用环氧树脂灌浆修复，避免扩展。

（六）投资概算：

分别计算仓库各组成部分的设备费用、制造费用、设计及软件费用、运输费用、安装及调试费用等，综合得到自动化仓库的总投资费用。

（七）进度计划：

在总体设计的最后，要提出自动化仓库设计、制造、安装、调试及试运营的进度计划及监督和检验措施。

总结：

立体仓库建设步骤明确，通过科学的规划和设计，可以实现智能的仓储管理。其主要优势在于提高空间利用率、作业效率、信息化管理水平和货物存储安全性，适应了现代企业对仓储管理的高要求。

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