立體倉庫規(guī)劃設計方法
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１引言
自動化立體倉庫是建立在眾多硬件設備支持的基礎之上的，一切設想都必須通過具體的設備來實現的，因此工藝平面規(guī)劃對立體倉庫的設計是至關重要的。一個良好的倉庫布局可以使企業(yè)生產物流更加合理化，避免空間的浪費。本文提出了一套基于空間規(guī)劃的布局算法，經檢驗具有較強的實用性。
２ 巷道堆垛機的運行周期
堆垛機的運行周期是自動化立體倉庫總體規(guī)劃的一個重要參數，它決定了系統(tǒng)是否能滿足出、入庫能力的需要和堆垛機性能參數的選擇。堆垛機的出、入庫搬運可分為單一作業(yè)循環(huán)和復合作業(yè)循環(huán)兩種。
我們可以對堆垛機在單一作業(yè)循環(huán)和復合作業(yè)循環(huán)兩種情況下的運行周期進行計算：
①單一作業(yè)循環(huán)周期計算
單一作業(yè)循環(huán)周期的計算式：
ＴｉｍｅＳ＝＋＋＋＋２Ｔｆ１
②復合作業(yè)循環(huán)周期計算
復合作業(yè)循環(huán)周期的計算式：
ＴｉｍｅＤ＝＋＋＋＋４Ｔｆ ２
式中：ＴｉｍｅＳ ─ 堆垛機單一作業(yè)循環(huán)周期；
ＴｉｍｅＤ ─ 堆垛機復合作業(yè)循環(huán)周期；
Ｈ─立體倉庫貨架區(qū)總高；
Ｌ─ 立體倉庫貨架區(qū)總長；
Ｖｘ —堆垛機水平運行速度；
Ｖｙ─ 堆垛機垂直運行速度；
ａｘ─ 堆垛機水平運行加速度；
ａｙ─ 堆垛機垂直運行加速度；
Ｔｆ─ 堆垛機貨叉伸叉時間；
３ 立體倉庫規(guī)劃設計方法
自動化立體倉庫的規(guī)劃設計就是根據用戶的需求對貨架進行總體工藝設計，使其既能滿足貨位數的要求又能滿足立庫出、入庫能力的要求，同時降低整個立庫的造價。這里所研究的設計方法就是在有空間限制和無空間限制兩種條件下，根據堆垛機的能力和存儲量的需求來進行布局規(guī)劃。我們將堆垛機的使用效率作為目標，對貨架的長度和高度進行估算，以達到一個最合理的結果。另外，貨架的高度是一個非常重要的參數。它對加工手段、安裝條件、運輸成本等都有很大的影響，從而高度也直接關系到整個系統(tǒng)的成本。
３．１ 有空間限制的設計方法
由于在設計時空間尺寸已經被限制了，實際上貨架的行數和層數都已經基本確定了。因此根據出、入庫的能力來確定巷道數，采用下面的公式可以計算出滿足出、入庫能力下的堆垛機最小臺數，即巷道數。
ｎ＝３
當堆垛機的臺數ｎ確定了以后，２ｎ是單伸貨架的行數，４ｎ是雙伸貨架的行數。
３．２ 無空間限制的設計方法
無空間限制就是在沒有提出空間限制的情況下，根據出、入庫流量來計算，然后通過驗證、比較得到最終的設計方案。下面是該設計方法的計算步驟：
①推薦立體倉庫的經濟使用高度。
②確定堆垛機期望使用效率。
③計算堆垛機的運行周期。
④堆垛機使用效率的計算表達式：
η＝４
⑤估算貨架的長度。
將公式（１）和（２）帶入公式４ 中得到堆垛機期望使用效率的表達式如下：
η＝＋
５
對（５）式進行整理，就得到了貨架長度的估算公式：
Ｌ ＝ ａ － ｂ ＋ ｃ ＋ ｄ ＋ ｅ ６
ａ、ｂ、ｃ、ｄ、ｅ 均為中間變量，其中：
ａ＝
ｂ＝
ｃ＝
ｄ＝
ｅ＝
在以上的各式中：
ｐ── 每天托盤出入庫總量
Ｐｒｏｐ１── 堆垛機運行中單循環(huán)所占比例
Ｐｒｏｐ２── 堆垛機運行中雙循環(huán)所占比例
η── 堆垛機期望使用效率
ｎ── 堆垛機的臺數
⑥在得到了貨架長度的估算公式以后，我們就可以將ｎ ＝ １、２、３、４、５…帶入到公式（６）中來得到ｎ組關于堆垛機臺數、使用效率、貨架長度的解。其中有最接近期望值的一組，作為總體參數。
⑦將上面得到的一組值再次帶入公式（３）中進行反算就可以計算出需要的工藝布局參數了。
以上所研究的兩種方法解決了目前立體倉庫設計中的總體規(guī)劃問題，已經在實際工作中得到了檢驗。
４ 結論
采用本文所述方法得到的設計結果與ＡＵＯＴＯＭＯＤ仿真軟件進行了對照，最大計算誤差為３．４％。另外，我們還對多個立體倉庫的平面設計進行了驗證計算，誤差均在５％以內。說明該設計方法達到了較高的精度要求。