一、自动化立体库概述

1、自动化仓库的发展概况

自动化仓库也称高架仓库，一般指采用几层、十几层乃至几十层高的货架贮存货物，并且用专门的仓储作业设备进行货物出库或入库作业的仓库。

能充分利用空间进行贮存

1963年美国建立了第1个计算机控制的自动化仓库

1975年, 郑州纺织机械厂首次利用仓储技术建立我国第一坐自动化模具仓库

1977年,北京起重运输机械研究所研究制造出北京汽车制造厂整体式自动化仓库

目前,我国已建成自动化仓库300座

2、自动化仓库的基本组成

建筑物

货架 ：自动化仓库的中心部分

理货区：整理货物或倒货区域，与高层货架区相连

管理区 ：出入库管理及库存管理区域

堆垛机械：低层自动化库一般使用叉车等；中高层自动化库使用有轨巷道堆垛机、无轨巷道堆垛机或桥式堆垛机

配套机械

3、自动化仓库的分类

[1] 按照建筑形式分类

——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。

——分离式自动化仓库：一般高度＜ 12m；施工安装灵活方便

[2] 按仓库高度分类

——高层（＞12 m）

——中层（5 ～ 12m）

——低层（＜5m）

[3] 按货架的形式分类

——贯通式货架仓库

——旋转式货架仓库

——移动式货架仓库

——单元货格式货架仓库：应用最广泛；货物以集装单元的形式储存

单元货格式仓库特点：货架沿仓库的宽度方向分为若干排，每两排货架为一组，其间有一条巷道，供堆垛机作业。每排货架沿仓库纵长方向（L）分为若干列，沿垂直方向（H）分为若干层，从而形成大量货格。

通常，单元货格式货架仓库，有如下一些概念与术语：

[4] 按仓库的作业方式分类

——单元式仓库：出入库作业都以货物单元（托盘或货箱）为单位

——拣选式仓库：根据货单要求从货物单元中拣选出库

二、立体仓库规划设计步骤与内容

立体仓库规划设计一般包括以下几个阶段

1、规划的准备阶段

2、规划设计阶段

确定仓库的结构类型和作业方式

确定货物单元的形式、尺寸和重量

确定堆垛机械和配套设备的主参数

确定仓库总体尺寸

确定仓库的总体布置

选定控制方式

选择管理方式

提出土建、公用设施的要求

投资概算

进度计划

三．单元式立体仓库的设计

1、货架尺寸

[1]横梁式货架货格尺寸

[2]牛腿式货架货格尺寸

2、 仓库总体尺寸的确定

确定仓库总体尺寸的关键是确定货架的总体尺寸，也就是货架的长、宽、高等尺寸，当货格尺寸确定后，只要知道货架的排数、列数、层数和巷道宽度，即可计算出其总体尺寸

长度L＝货格长度×列数

宽度B＝(货格宽度×2十巷道宽度)×排数/2

高度H＝H0＋其中H0为底层高度，Hi(i＝1，2，……，n)为各层高度，共n层。

巷道宽度＝堆垛机最大外形宽度＋(150～200mm)

值得注意的是，总体尺寸的确定除取决于以上因素外，还受用地情况、空间制约、投资情况和自动化程度的影响。故需根据具体情况和设计者的实际经验来综合考虑，统筹设计，而且在设计过程中需要不断地修改和完善。

货架总体尺寸的确定方法

①静态法

②动态法

动态法确定货架尺寸

根据所要求的出入库频率和所选堆垛机的速度参数来确定

原理：由于库容量[总货格]Q和货架高H（或层数NH）、出入库频率P0、堆垛机的速度V参数（V运、V起、V叉）已定，只要求出能满足出入库频率要求的最小的巷道数（NB），就可以确定货架尺寸。

计算方法：试算法。

[1]假定巷道数（NB）=1，2，3…则

货架列数NL=库容量Q/（2×巷道数NB×层数NH ）

（货位总数Q=排（ 2 NB）×列 NL ×层NH）

[2]根据层数NH 和列数NL以及堆垛机的速度参数，计算每台堆垛机平均作业周期  t m

[3]计算整个仓库的出入库能力P(盘/小时）=NB ×3600S / tm

1小时=3600S （秒）； tm = 平均作业周期

[4]比较P和要求的入库频率P0，直到P≥P0，此时的巷道数（NB）为最佳。

3、计算平均作业周期

平均单一作业周期的计算

平均复合作业周期的计算

平均复合作业周期的计算

案例:

某自动化仓库,有4条巷道,每巷道配备一台堆垛机,若堆垛机的运行速度为100m/min,升降速度为20m/min,叉取货物时间为25S,附加时间Ta=5S.货架总长L=80M,高H=15M,假设货位存储概率相同.试分别计算用单作业和复合作业方式时的本库出入库能力?

(1)根据单作业公式:tms=tP1+tP2+2tf+ta

由    tP1=max[P1x/Vx,P1y/Vy]

=max[(1/5×80)/100,(2/3×15)/20]=0.5min=30s

tP2=max[P2x/Vx,P2y/Vy]

=max[(2/3×80)/100, (1/5×15)/20]=0.54min=32s

故    tms=tP1+tP2+2tf+ta=30S+32S+2×25S+5S=117S

出入库能力P=4P1= 4×(3600/tms)= 4×(3600/117)=123盘/小时

(2)根据复合作业公式:tmd=tP1+tP2+tP1P2+4tf+2ta

由   TP1P2=max[(P2x-P1x)/Vx, (P2y-P1y)/Vy]

=max{[(2/3×80)/100-(1/5×80)/100],

[(2/3×15)/20- (1/5×15)/20]}

=max[0.373,0.35]

=0.373min

=22.4S

tmd=tP1+tP2+tP1P2+4tf+2ta

=30S+32S+22.4S+4×25+2×5=194.4S

出入库能力P=4P1= 4×(3600/tmd) ×2 = 4×(3600/194.4) ×2

=141盘/小时

四、立体自动化仓库的总体布置

1、进出入方式

同端出入式：货物的入库和出库在巷道同一端的布置，包括同层同端出入式和多层同端出入式两种。

贯通式：货物从巷道的一端入，从另一端出库。

旁流式：货物是从仓库的一端（或侧面）入库，从侧面（或一端）出库。

2、高架区的布置

在单元货格式自动化仓库中，其主要作业设备是有轨巷道式堆垛机，简称堆垛机。

自动化仓库中堆垛机的布置方式

——直线式：每个巷道配备一台堆垛机。

——U型轨道式 ：每台堆垛机可服务于多条巷道，通过U型轨道实现堆垛机的换巷道作业。

——转轨车式： 堆垛机通过转轨车服务于多条巷道。

3、出入库输送系统

---高层货架区与作业区的衔接方式

叉车—出入库台方式：最简单

连续输送机方式：大型自动化库最常、

AGV方式图：系统柔性最好

穿梭车方式：最经济、高效

4、自动化仓库总体布置方案

--------AS/RS标准化布置模式

5、基于标准化方案的AS/RS系统布置流程