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1、第三章仓储设备的配置本章学习目标：通过本章学习,掌握仓库的功能及类型,熟悉新型货架的 结构和特点；了解托盘的类型,掌握不同材质托盘的特点及其 在使用和保管中应注意的问题；了解装卸搬运设备的类型,掌 握常用设备的性能、特点和使用要求.第一节概述一、仓储设备的概念与分类仓储设备的配置是仓储系统规划的重要内容,关系到仓库 建设本钱和运营费用,更关系到仓库的生产效率和效益.仓储 设备是指仓储业务所需的所有技术装置与机具,即仓库进行生 产作业或辅助生产作业以及保证仓库及作业平安所必需的各种 机械设备的总称.根据设备的主要用途和特征,可以分为货架 系统、装卸搬运设备、计虽检验设备、分拣设备、养护照明设 备
2、、平安设备、其他用品和工具等. 仓储设备的分类如表所示表3- 1仓储设备的分类功能要求设备类型存货、取货货架、叉车、堆垛机械、起重运输机械等分拣、配货分拣机、托盘、搬运车、传输机械等验货、养护检验仪器、工具、养护设施等防火、防盗温度监视器、防火报警器、监视器、防盗报警设施等流通加工所需的作业机械、工具等限制、治理计算机及辅助设备等配套设施站台、轨道、道路、场地等、仓储设备的特点仓储设备是完成货物进库、出库和储存的设备.从仓储机 械的作业过程看,仓储机械具有起重、装卸、搬运、储存和堆 码的功能.尽管仓储机械从外形到功能差异很大,但由于它是 为在特定的作业环境完成特定的物料搬运作业而设计的,因而
3、具有一些共性：(1) 搬运要求较高,但对速度的考虑较低.由于仓储机 械主要作用于货物的移动和起升,因此其作业范围相对较小, 对货物的搬运要求高,但对速度上的考虑较低.(2) 运动线路较固定.由于作业场所的限制,且作业场 所较固定,因此仓储机械的运动线路也比较固定.(3) 专业化程度高.仓储作业由一系列实现特定功能的 作业环节或工序组成,但各工序的功能较单一,而工序间的功 能差异一般较大,为提升工作效率,使得仓储机械的专业化程 度越来越高.(4) 标准化程度高.一方面,商品流通各环节对商品的 外观和包装提出了标准化要求；另一方面,商品包装的标准化 也促进了物流设备包括仓储机械设备的标准化.(5)
4、 机械化、自动化程度高.随着条码技术、光学字符 识别技术、磁编码识别技术、无线电射频识别技术、自动认证 技术、自动称重技术和计数技术的广泛应用,现代仓储设备的 自动化程度大大提升.(6) 节能性和经济性要求高.仓储过程作为流通领域或 企业物流必不可少的环节,为实现商品的价值起到了极其重要 的作用,因此为限制仓储本钱,在设计和选用仓储机械时,必 须考虑其节能性和经济性.(7) 环保性要求.仓储机械由于作业环境的特殊性,必 须严格限制其对环境的污染程度.(8) 平安性要求.在仓储作业过程中,要在复杂的环境和 有限的空间中保证人员、设备和货物的平安,对仓储机械的安全性要求很高.三、仓储设备的选择在选
5、择仓储机械设备时,应对仓储机械的技术经济指标进 行综合评价,应遵循以下原那么：(一) 仓储机械设备的型号应与仓库的作业虽、出入库作 业频率相适应仓储机械设备的型号和数H应与仓库的日吞吐H相对应, 仓库的日吞吐虽与仓储机械的额定起重虽、水平运行速度、起 升和下降速度以及设备的数虽有关,应根据具体的情况进行选 择；同时,仓储机械的型号应与仓库的出入库频率相适应,对 于综合性仓库,其吞吐虽不大,但是其收发作业频繁,作业虽和作业时间很不均衡. 这时,应该考虑选用起重载荷相对较小, 工作繁忙程度较高的机械设备；对于专用性仓库,其吞吐虽大,但是其收发作业并不频繁,作业虽和作业时间均衡.这时,应 该考虑选用
6、起重载荷相对较大, 工作繁忙程度较小的机械设备.二计虽和搬运作业同时完成有些仓库,需要大虽的计虽作业,如果搬运作业和计虽作 业不同时进行,势必要增加装卸搬运的次数,降低了生产效率,所以希望搬运和计虽作业同时完成.例如,在皮带输送机上安 装计虽感应装置,在输送的过程中,同时完成计虽工作.三选用自动化程度高的机械设备要提升仓库的作业效率,应从货物和作业机械两个方面着 手.从货物的角度来考虑,要选择适宜的货架和托盘.托盘的 运用大大提升了出入库作业的效率,选择适宜的货架同样使出 入库作业的效率提升；从机械设备的角度来考虑,应提升机械 设备的自动化程度,以提升仓储作业的效率.四注意仓储机械设备的经济性
7、选择装卸搬运设备时,应该根据仓库作业的特点,运用系 统的思想,在坚持技术先进、经济合理、操作方使的原那么下, 企业应根据自身的条件和特点,对设备进行经济性评价估,选 择适宜的机械设备.第二节货架系统根据国家标准 ?物流术语 Logistics terms GB/T18354-2001?,货架是指用支架、隔板或托架组成的立体储 存货物的设施.货架在发零业务虽大的仓库中起着很大的作用, 是既能够有效保护货物,方便货物的存取与进出业务,乂能够 提升仓库空间的利用率,是仓储面积的扩大和延伸.一、货架的种类随着仓库机械化和自动化程度的不断提升,货架技术也在 不断提升,尽管出现了许多新型货架,传统的层架、
8、悬臂架、 托盘货架等依然发挥着重要作用.一层架层架由立柱、横梁和层板构成,层间用于存放货物.层架 结构简单,适用范围非常广泛,还可以根据需要制作成层格架、 抽屉式和橱柜式等形式,以便于存放规格复杂多样的小件货物 或较贵重、怕尘土、怕潮湿的小件物品.二悬臂式货架悬臂式货架由3-4个塔形悬臂和纵梁相连而成.悬臂的尺 寸根据所存放物品的外形确定.它在储存长形货物的仓库中被 广泛运用.三托盘货架托盘货架专门用于存放堆码在托盘上的货物,其根本形式 与层架相似.四移动式货架移动式货架的货架底部装有滚轮,开启限制装置,滑轮可 以沿轨道滑动.移动式货架平时可以密集相连排列,存取货物 时通过手动或电动限制装置驱
9、动货架沿轨道滑动,形成通道, 从而大幅度减少通道面积,仓库面积利用率可以到达80%,但由于本钱较高,主要在档案治理等重要或贵重物品的保管中使 用.9苗苗由0五驶入/驶入驶出式货架般的自动化仓库,有轨或无轨堆垛机的作业通道是专用的,在作业通道上不能储存货物；驶入/驶入驶出式货架仓库的 特点是作为托盘单元货物的储存货位与叉车的作业通道是合一 的、共同的,这就大大提升了仓库的面积利用率.驶入/驶入驶出式货架采用钢结构,立柱上有水平突出的构件,叉车将托盘货物送入,由货架两边的构件托住托盘.驶入 式货架只有一端可供叉车进出,而驶入驶出式货架可供叉车从 中通过,非常便于作业.六旋转式货架旋转式货架设有电力
10、驱动装置.货架沿着由两个直线段和两个曲线段组成的环形轨道运行,由开关或用计算机操纵.存 取货物时,把货物所在货格的编号由限制盘或按钮输入,该货 格那么以最近的距离自动旋转至拣货点停止.由于通过货架旋转 改变货物的位置来代替拣选人员在仓库内的移动,能够大幅度降低拣选作业的劳动强度,而且货架旋转选择了最短路径,所 以,采用旋转式货架可以大大提升拣货效率.七自动货柜自动货柜是集声、光、电及计算机治理为一体的高度自动 化的全封闭储存设备.它充分利用垂直空间,最大限度地优化 存储治理,在一些场所中,自动货柜就是一个高效、便捷的小 型立体仓库.自动货柜通过计算机、条形码识别器等职能工具进行管 理,使用非常
11、方便,只要按动按键,内存货物即到进出平台, 可自动统计、自动查找,特别适用于体积小、价值高的物品的 储存治理,也适合于多品种、小批虽的物品治理.二、货架的选择依据在现代仓库的治理中,为了改善仓库的功能,不仅要求货图3 1库房结构有效高度御货架|类型|梁柱间距地面条件选择货架应综合考虑的因素架数虽多、功能全,而且要便于仓库作业的机械化和自动化. 因此,仓库在选择和配置货架时,必须综合分析库存货物的性 质、单元装载和库存虽,以及库房结构、配套的装卸搬运设备 等因素,如图3 1所示.第三节装卸搬运设备根据国家标准 ?物流术语 Logistics terms GB/T18354-2001 ,装卸是指物
12、品在指定地点以人力或机械装入 运输设备或从运输设备卸下的活动；搬运那么是指在同一场所内 将物品进行水平移动为主的物流作业.仓库的装卸搬运活动通常是指物品在仓库内部移动,以及 在仓库与运输车辆之间的移动,是仓库内部不可缺少的物流环 节.装卸搬运活动是否合理不仅影响运输和仓库系统的运作效 率,而且影响企业整个系统的运作效率.因此,在仓库建设规 划时,选择高效、柔性的装卸搬运设备,对仓库进行装卸搬运 组织,加快进出库速度,提升作业效率是十分必要的.一、装卸搬运设备一叉车叉车在仓储作业过程中,是比较常用的装卸设备,有万能 装卸机械之称.其种类很多.叉车是指具有各种叉具,能够对 货物进行升降和移动以及装
13、卸作业的搬运车辆.它具有灵活、 机动性强、转弯半径小、结构紧凑、本钱低廉等优点.叉车的 类型很多,根据其动力种类可划分为电瓶和内燃机两大类内燃机的燃料乂分为汽油、柴油和天然气三种；按其根本构造分 类,乂可分为平衡重式叉车、前移式叉车、侧叉式叉车等.二堆垛机堆垛机是专门用来堆码或提升货物的机械.普通仓库使用 的堆垛机是一种构造简单、用于辅助人工堆垛、可移动的小型 货物垂直提升设备.商业储运系统定型生产的一种堆垛机.其 外形尺寸1260毫米X 712毫米X 2550毫米长X宽X高,最大 起重虽300千克,提升高度 3.4米.提升速度20米/分钟,自 重500千克,电动机功率 2.2千瓦.这种机械的
14、特点是：构造 轻巧,人力推移方便,能在很窄的走道内操作减轻堆垛工人的 劳动强度,且堆码或提升高度较高,仓库的库容利用率较高, 作业灵活.所以在中小型仓库内广泛使用.它有桥式堆垛机、 巷道式堆垛机等类型.三输送机输送机是一种连续搬运货物的机械,其特点是在工作时连 续不断地沿同一方向输送散料或者重虽不大的单件物品,装卸 过程无需停车,因此生产率很高.其优点是生产率高、设备简 单、操作简便.缺点是一定类型的连续输送机只适合输送一定 种类的物品,不适合搬运很热的物料或者形状不规那么的单件货 物；只能沿一定线路定向输送, 因而在使用上具有一定局限性.根据用途和所处理货物形状的不同,输送机可分为带式输 送
15、机、车昆子输送机、链式输送机、重力式车昆子输送机、伸缩式 辗子输送机、振动输送机、液体输送机等.此外,还有移动式 输送机和固定式输送机、重力式输送机和电驱动式输送机等多 种划分方法四起重机起重机是在采用输送机之前曾被广泛使用的具有代表性 的一种搬运机械,它是指货物吊起,在一定范围内作水平运动 的机械.起重机根据其所具有的机构、动作繁简程度以及工作性质 和用途,可以归纳为简单起重机械、通用起重机械和特种起重 机械三种.简单起重机械一般只作升降运动或一个直线方向的 运动,只需要具备一个运动机构,而且大多数是手动的,如绞 车、葫芦等.通用起重机械除需要一个使物品升降的的起升机 构外,还有使物品做水平
16、方向的直线运动或旋转运动的机构. 该类机械主要用电力驱动.属于这类的起重机械主要包括：通 用桥式起重机、门式起重机、固定旋转式起重机和行动旋转式 起重机等.特种起重机械是具有两个以上机构的多动作起重机 械,专用于某些专业性的工作,构造比较复杂.如冶金专用起 重机、建筑专用起重机和港口专用起重机等.二、装卸搬运设备的选择依据和选择方法(一)选择依据选择恰当的设备和设备系统是件复杂的工作,通常可以从 以下方面入手:(1) 明确是否确实需要进行这个搬运步骤.(2) 要有长远开展的眼光,即制定设备选择方案时要考 虑长远开展的需要.(3) 牢记系统化的观念.所选用的设备不仅仅局限于仓 库作业的某一个环节
17、,它要在整个系统的总目标下发挥作用.(4) 遵循简单化原那么,选择适宜的规格型号.为完成某 种轻虽级工作而购置价格昂贵的重虽级设备,或者选用使用寿 命不长的设备都是极不恰当的,在可能的条件下应尽可能利用 重力输送的长处.同时,应尽可能采用标准设备,而不采用价 格昂贵的非标准化设备.另外,在增加投资前,一定要确信现 有设备得到了充分利用.(5) 要进行多方案的比较.不要只依靠一家设备商去选择完成某项搬运工作的设备和搬运方法,要想到可能会有更好、更低价的设备和搬运方法.二选择方法1根据距离和物流虽指示图,确定设备的类别,如图 3-2所示.简单的搬运设备适合于距离短、物流虽小的搬运需图3-2距离、物
18、流量和搬运运输设备物流量大 物流量小要；复杂的搬运设备适合于距离短、物流虽大的搬运需要.简 单的运输设备适合于距离长、物流虽小的运输需要；复杂的运 输设备适合于距离长、物流虽大的运输需要.2根据设备的技术指标、货物特点以及运行本钱、使 用方便等因素,选择设备系列型号,甚至品牌.在设备选型时 女注息：1设备的技术性能.能否胜任工作以及设备的灵活性要求 等.2设备的可靠性.在规定的时间内能够工作而不出现故障, 或出现一般性故障易立即修复且平安可靠.3工作环境的配适宜应性. 工作场合是露天还是室内, 是 否有震动、是否有化学污染以及其他特定环境要求等.4经济因素.包括投资水平、投资回收期及性能价格比
19、等.5可操作性和使用性. 操作是否易于掌握,培训的复杂程 度等.6能耗因素.设备的能耗应符合燃烧与电力供给情况.7备件及维修因素.设备条件和维修应方便、可行.三、装卸搬运设备数虽确实定装卸搬运设备的配置数虽主要根据仓库作业虽确定,并使 仓库有较高的设备配置系数.配置系数可按下式计算：QcQt式中：K仓储设备配置系数,一般取K=0.5 -0.8Qc仓储机械设备水平,即设备能完成的物流虽Qt 仓储过程总物流H通常情况下,当K0.7时,说明机械化作业程度高；当K=0.5 -0.7时,说明机械化作业程度中等； 当K0.5时,说明机械化 作业程度低.在为仓库配置机械设备时,可以根据仓库的要求预先规定 一
20、个K值,来计算设备所需完成的物流虽,从而进行设备的配 置计算.机械设备数虽配置,可用下式计算：m Z = L Zi i曾式中:Z仓库内机械设备总台数m机械设备类型数Zj第i类机械设备台数ZQcij = Qc . i式中：Qci第i类机械方案完成的物流虽Qc设备的额定起载重虽P 起重系数,即平均一次吊装或搬运的重H与Qc的比值单位工作小时平均吊装或搬运次数,由运行距离、运行速度及所需辅助时间确定.时间利用系数,即设备年平均工作小时与e的比值年日历工作小时,一班制取 7小时乘以工作日数机械设备水平的评价参数值应根据作业场所的性质、物品种类以及机械设备类型进行实测确定.总物流虽Qt可由下式计算：nQ
21、t = H i aii m式中:n作业场所的数目Hi第i个场所的年吞吐虽ai第i个场所的倒搬系数,根据物品的重复搬运次数确定.无二次搬运时,ai=l机械设备方案完成的总物流虽,可由总物流虽 Qt乘以设备配置系数 K求得,即：Qc=KQt计算某类机械设备数虽时,Qci可由Qc分配决定第四节计虽和分拣设备、计量设备计虽设备是商品进出库的计虽、点数,以及在库盘点、检 查中经常使用的度虽衡设备.在现代仓储企业中,可以利用电 子收货系统对到库的计件货物进行计虽检验,也可以利用电子 秤对计重货物进行计虽检验一电子收货系统仓库电子收货系统一一当货物到达仓库时,治理员持扫描 器扫描托盘或包装箱上的条码,系统自
22、动取消接收订单,从而 使货物信息进入仓库治理系统,与订单进行电子核对.该系统 可以实现货物快速登记,缩短收货时间,同时由于信息无需人 工输入,大大提升了效率和准确率.二电子称电子称是一种一般由承重和传力机构、称重传感器、测虽 显示仪以及电源等组成的现代化衡器,它具有操作简单、称重 速度快的特点,可以数字显示并自动记录称重结果.电子称的图3 3电子称工作原理图称重原理如图3- 3所示,即当金属丝受拉或者受压发生弹性变 形时,其电阻值发生相应的变化,电阻值的变化导致电压、电 流发生变化,把这种变化用仪器显示, 就能实现对物体的称重.二、自动分拣设备分拣是指将物品按品种、出入库先后顺序进行分门别类堆
23、 放的作业.这项工作可以通过人工的方式进行,也可以用自动 化设备进行处理.(一) 自动分拣的根本原理为了到达自动分拣的目的,自动化分拣系统通常由供件系 统、分拣系统、下件系统、限制系统4个局部组成,在限制系统的协调作用下,实现物件从供件系统进入分拣系统进行分拣, 最后由下件系统完成物件的物理位置的分类,从而到达物件分 拣的目的.(1) 供件系统.供件系统是为了实现分拣系统的高效、 准确的处理而存在的,它的目的是为了保证等待分拣的物品, 在各种物理参数的自动测虽过程中,通过信息的识别和处理, 准确地送入高速移动的分拣主机中,由于供件系统的处理水平 往往低于分拣主机,所以一般要配备一特定数虽的高速
24、自动供 件系统,以保证分拣的需要.(2) 分拣系统.分拣系统是整个系统的核心,是实现分 拣的主要执行系统.它的目的就是使具有各种不同附载信息的 物件,在一定的逻辑关系的根底上实现物件的分配与组合.(3) 下件系统.下件系统是分拣处理的末端设备,它的 目的是为分拣处理后的物件提供暂时的存放位置,并实现一定的治理功能(4) 限制系统.限制系统是整个分拣系统的大脑,它的 作用不仅是将系统中的各个功能模块有机的结合在一起协调工 作,而且更重要的是限制系统中的通信与上层治理系统进行数 据交换,以便分拣系统成为整个物流系统不可分割的一局部.(二) 自动分拣系统的组成自动分拣系统种类繁多,但一般由收货输送机
25、、喂料输送 机、分拣指令设定装置、合流装置、分拣输送机、分拣卸货道 口、计算机限制器等局部组成.(三) 自动分拣系统的特点自动分拣系统具有如下特点：(1) 能连续、大批H地分拣货物.自动分拣系统不受气 候、时间、人的体力等限制,可以连续运行,因此自动分拣系 统的分拣水平具有人力分拣系统无可比较的优势.(2) 分拣误差率极低.自动分拣系统的分拣误差率主要 取决于所输入的分拣信息的准确性,而这乂取决于分拣信息的 输入机制.如采用条形码扫描输入,除非条形码印刷本身有差 错,否那么不会出错.目前,自动分拣系统主要采用条形码技术 来识别货物.(3) 分拣作业根本实现无人化.建立自动分拣系统的目 的之一就
26、是为了减少人员的使用,减轻员工的劳动强度,提升 工作效率,因此自动分拣系统能够最大限度地减少人员的使用, 并根本做到无人化.第五节自动化立体仓库所谓自动化仓库,是指由电子计算机进行治理和限制,不需要人工搬运作业,而实现收发自动化作业的仓库.立体仓库 是指采用高层货架以货箱或托盘储存货物,用巷道堆垛起重机 及其他机械进行作业的仓库.将上述两种仓库的作业结合的仓 库称为自动化立体仓库.、自动化仓库的分类(一) 根据储存物品的特性进行分类(1) 常温自动化立体仓库系统(2) 低温自动化立体仓库系统(3) 防爆型自动仓储系统(二) 根据自动化立体仓库建筑形式进行分类(1) 自立式钢架仓储系统(2) 一
27、体式钢架仓储系统(三) 根据自动化立体仓库设备形式进行分类根据自动化立体仓库设备形式来划分,自动仓储系统可以 分为单位负载式自动化立体仓库、开放式钢架、封闭式钢架、 推回式钢架、重力式钢架、水平式钢架子母车系统等等.二、自动化立体仓库的优缺点(一) 自动化立体仓库的主要优点(1) 仓库作业全部实现机械化和自动化,一方面能够大 大节省人力,减少劳动力费用的支出,另一方面能够大大提升 作业效率.(2) 采用高层货架、立体储存,能有效地利用空间,减 少占地面积,降低土地购置费用.事实上,国外自动化立体仓 库能够得到快速开展,地价昂贵是一个很重要的原因.(3) 采用托盘或货箱储存货物,货物的破损率显著
28、降低.(4) 货位集中,便于限制与治理,特别是使用电子计算 机,不但能够实现作业过程的自动限制,而且能够进行信息处 理.(二) 自动化立体仓库的缺点(1) 结构复杂,配套设备多,需要的基建和设备投资高.(2) 货架安装精度要求高,施工比较困难,而且施工周 期长.(3) 储存货物的品种受到一定限制,对长大笨重货物以 及要求特殊保管条件的货物,必须单独设立储存系统.(4) 对仓库治理和技术人员要求较高,必须经过专门培 训才能胜任.(5) 工艺要求高,包括建库前的工艺设计和投产使用中按工艺设计进行作业(6) 弹性较小,难以应付储存顶峰的需求.流通业在实 际运作时,常常会有淡旺季或上下峰以及顾客紧急的
29、需求,而 自动化设备数目固定,运行速度可调整范围不大,因此,其作 业弹性不大.而传统设备只要采用人海战术就可以应付这种紧(7) 必须注意设备的保管保养并与设备提供苞保持长久 联系.自动化仓库的高架吊 车、自动限制系统等等都是先进的 技术性设备,由于维护要求高,必须依赖供给商,以便在系统出现故障时能提供及时的技术支援.(8) 自动化仓库要充分发挥其经济效益,就必须与采购 治理系统、配送治理系统、销售治理系统等治理咨询系统相结 合,但是这些治理咨询系统的建设需要大虽技资.因此,在选择建设自动化立体仓库时,首先必须综合考虑 自动化立体仓库在整个企业中的营运策略地位和设置自动化立 体仓库的目的,不能为
30、了自动化而自动化.而后再详细斟酌建 设自动化立体仓库所带来的正面和负面影响.最后,还要考虑 相应采取的补救举措.所以,在实际建设中必须进行详细的方 案规划,进行综合测评,最终确定建设方案.三、自动化立体仓库的组成自动化立体仓库从建筑形式上看,可分为整体式和别离式 两种.整体式是库房货架合一的仓库结构形式,仓库建筑物与 高层货架相互连接,形成一个不可分开的整体.别离式仓库是 库梁别离的仓库结构形式,货架单独安装在仓库建筑物内.无 论哪种形式,高层货架都是主体.高层货架有各种类型.根据建筑材料不同,可分为钢结构 货架、钢筋混凝土结构货架等；根据货架的结构特点,可分为固定式货架和可根据实际需要组装、
31、拆卸的组合式货架； 根据货架的高度分,小于 5m的为低层货架,5- 15m的为中层货 架,15m以上的为高层货架.目前,国外自动化立体仓库的开展趋势之一是由整体式向 别离式开展,由于整体式自动化立体仓库的建筑物与货架是固 定的,一经建成便很难更改,应变水平差,而且投资高、施工 周期长.四、巷道式堆垛机以及周边设备巷道式堆垛机乂称为堆垛机.它分为巷道式单立柱堆垛机 和巷道式双立柱堆垛机.这是自动化立体仓库的主要搬运、取 送设备.它主要由立柱、载货台、货叉、运行机构、卷扬或 升降机构和限制机构等组成.20世纪70年代以来,巷道堆垛机有了很大的改良,其起升、运行、存取速度等都有明显提 高,调速技术、自动限制技术、停准精度、保护举措等也日趋 完善.自动化立体仓库的周边设备,主要有液压升降平台、棍式输送机、台车、叉车、托盘等.这些设备与堆垛机相互配合, 构成完整的装卸搬运系统.