一、立體庫(kù)的定義

立體化倉(cāng)庫(kù)又稱高層貨架倉(cāng)庫(kù)、自動(dòng)存取系統(tǒng)AS/RS（AutonaticStorage&Retrieval

System）o采用幾層或十幾層的高層貨架存放貨物，以巷道堆垛機(jī)為主，并結(jié)合出入庫(kù)輔助設(shè)備

來(lái)進(jìn)行作業(yè)的一種倉(cāng)庫(kù)。能夠按照系統(tǒng)指令自動(dòng)完成貨物的存取，并能對(duì)庫(kù)存貨物進(jìn)行自動(dòng)管

理，完全實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化出入庫(kù)作業(yè)。

二、立體庫(kù)系統(tǒng)的組成

自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)主要是由立體貨架、出入庫(kù)托盤(pán)輸送設(shè)備、存儲(chǔ)設(shè)備、巷道堆垛機(jī)、尺寸

檢測(cè)條碼閱讀系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、通訊系統(tǒng)和上位機(jī)監(jiān)控系統(tǒng)等部分組成。自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)

與土建公共設(shè)施有關(guān)，如廠房、照明系統(tǒng)、消防系統(tǒng)、通風(fēng)采暖系統(tǒng)、動(dòng)力系統(tǒng)等等有關(guān)。

優(yōu)點(diǎn)：提高庫(kù)存占地面積，提高空間利用率；節(jié)省人力，降低人工作業(yè)強(qiáng)度

及時(shí)了解庫(kù)存信息，便于盤(pán)庫(kù)；能夠及時(shí)準(zhǔn)確的尋取貨物進(jìn)行出入庫(kù)。

功能：信息查詢；自動(dòng)存儲(chǔ)；自動(dòng)入庫(kù)、自動(dòng)出庫(kù)、發(fā)貨。

三、存儲(chǔ)設(shè)備

儲(chǔ)存載體：用于裝載物品的工具。例如托盤(pán)、容器（料箱）、單品、其他專用工具等等；儲(chǔ)存

設(shè)備的選擇依據(jù)儲(chǔ)存物品形狀、重量、體積、包裝形式等特性決定。

貨架類型：貨架用于存放成件或整托盤(pán)物品的保管設(shè)備。貨架類型包括：普通貨架、貫通式貨

架、后推式貨架、移動(dòng)式貨架、旋轉(zhuǎn)式貨架、閣樓式貨架、專用貨架、自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)貨架。

普通貨架：適用于儲(chǔ)存箱、包或單品等重量輕、體積小的物品。貨架高度一般在4m以卜。仙式

設(shè)計(jì)，可自由調(diào)整存取高度及間隔，一般采用人力（不用叉車(chē)等）直接將貨物（不采用托盤(pán)單

元）存取于貨架內(nèi)。

貫通式貨架：又叫駛?cè)胧?駛出式貨架，用于儲(chǔ)存托盤(pán)裝載單元并具有叉車(chē)升降車(chē)出入口。儲(chǔ)存

密度高，存取性差，同一通道內(nèi)的貨物品種必須相同或同一通道內(nèi)的貨物必須一次完成出入庫(kù)

作業(yè)。

后推式貨架：存取貨依靠?jī)A斜滑軌，貨物自動(dòng)滑送前方或被推送至后方。存取密度高，一股深

度方向達(dá)到3?5個(gè)儲(chǔ)位。適用于少品種大批星物品的存儲(chǔ)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)先進(jìn)先出的存取方式。

旋轉(zhuǎn)式貨架：旋轉(zhuǎn)式貨架分為水平旋轉(zhuǎn)式和垂直旋轉(zhuǎn)式兩種，操作簡(jiǎn)單，存取作業(yè)迅速，適用

于小批量、多品種、小物品的儲(chǔ)存及管理，出入庫(kù)能力低?？蓪?shí)現(xiàn)貨到人自動(dòng)存取作業(yè)。

密集庫(kù)：倉(cāng)儲(chǔ)的密集式程度大幅提高，對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)面積的利用密提高，自動(dòng)化程度提升：穿梭板故

障處理方便，應(yīng)急能力強(qiáng)。投資成本較橫梁式貨架較高，對(duì)土建地面的承載有較高的要求.對(duì)

不同品規(guī)的貨位分布，需要有系統(tǒng)化的設(shè)計(jì)和分配。

料箱庫(kù)：通過(guò)穿梭車(chē)進(jìn)行料箱的存取，一臺(tái)穿梭車(chē)對(duì)應(yīng)多層料箱。通過(guò)提升機(jī)進(jìn)行穿梭小車(chē)的

換層。出入庫(kù)效率較高，具有自動(dòng)排序功能。實(shí)際中多和換層提升機(jī)配合使用。

高架立體庫(kù)：口前行業(yè)大型物流中心應(yīng)用較多的?種方式，自動(dòng)化程度高，出入庫(kù)效率高，單

位面積的存儲(chǔ)量高，出入庫(kù)靈活，成熟穩(wěn)定。成本較高，對(duì)土建、入庫(kù)碼盤(pán)及出庫(kù)拆盤(pán)的能力

有較高的要求。

四、立體庫(kù)設(shè)計(jì)基本步驟

1、搜集原始資料

（1）獲取產(chǎn)品的特征、外形尺寸、平均庫(kù)存量、日出入數(shù)量、出入庫(kù)頻率等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；

（2）土建條件、現(xiàn)場(chǎng)地形及其倉(cāng)庫(kù)環(huán)境要求等：

（3）出入庫(kù)物流來(lái)源及去向、產(chǎn)品包裝形式、搬運(yùn)形式、運(yùn)輸條件等等。

2、需求分析

（1）根據(jù)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，對(duì)入庫(kù)的品牌進(jìn)行ABC分類；

（2）根據(jù)參數(shù)確定存儲(chǔ)單元的尺寸及倉(cāng)庫(kù)的容量；

（3）根據(jù)出入庫(kù)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)分析出入庫(kù)需求。

3、確定存儲(chǔ)設(shè)備

根據(jù)庫(kù)存量、品規(guī)、產(chǎn)品特征等基礎(chǔ)參數(shù)選擇存儲(chǔ)設(shè)備以及倉(cāng)庫(kù)作業(yè)模式。

4、基本方案設(shè)計(jì)

根據(jù)需求分析、作業(yè)形式規(guī)劃基本的設(shè)計(jì)方案，然后再根據(jù)后續(xù)設(shè)備選型、能量需求計(jì)算以及

仿真驗(yàn)證進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。

5、機(jī)械設(shè)備選型

根據(jù)需求分析、出入庫(kù)效率以及作'小流程選擇合適的機(jī)械設(shè)備，井確定設(shè)備的主要參數(shù)。

6、系統(tǒng)環(huán)節(jié)能量計(jì)算

系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)完成后，需要針對(duì)于各個(gè)環(huán)節(jié)的系統(tǒng)作業(yè)效率進(jìn)行計(jì)算，能力與需求是否匹配。

7、系統(tǒng)仿真驗(yàn)證

理論計(jì)算后，需要對(duì)系統(tǒng)各個(gè)瓶頸進(jìn)行仿真驗(yàn)證，對(duì)不合理的流程設(shè)計(jì)進(jìn)行優(yōu)化修正。

8、系統(tǒng)評(píng)價(jià)

最后，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行成本核算、經(jīng)濟(jì)效益分析以及遠(yuǎn)期規(guī)劃設(shè)計(jì)。

五、倉(cāng)庫(kù)面積

1、荷重計(jì)算法：A=mjkq

A指立體倉(cāng)庫(kù)所需面積（叱）

k指立體倉(cāng)庫(kù)面積利用率，即存貨面枳與總面積之比

指立體倉(cāng)庫(kù)貨物的庫(kù)存量（t）

q指立體倉(cāng)庫(kù)單位面積上的庫(kù)存量（t/m2）

2、直接計(jì)算法：A=A1+A2+A;+A1

Al指貨物有效存放面積（m2）

A2指入庫(kù)驗(yàn)貨場(chǎng)地面積5?）

A3指出庫(kù)發(fā)貨場(chǎng)地面積（r）

A4指通道面積（m2）

3、庫(kù)存指標(biāo)

最大庫(kù)存量：m產(chǎn)（EK/30）t（每月30天計(jì)算）

E指立體倉(cāng)庫(kù)的月最大貨物存取量（t）

K指設(shè)計(jì)最大入庫(kù)百分?jǐn)?shù)

t指貨物在倉(cāng)庫(kù)中平均庫(kù)存期（天）

庫(kù)存周轉(zhuǎn)率：一種衡量物料在倉(cāng)庫(kù)里或是整條價(jià)值流中，流動(dòng)快慢的標(biāo)準(zhǔn)。

庫(kù)存周轉(zhuǎn)率=年度銷售產(chǎn)品成本/當(dāng)年平均庫(kù)存價(jià)值

六、貨架設(shè)計(jì)

根據(jù)倉(cāng)庫(kù)最大規(guī)劃儲(chǔ)存量確定貨架尺寸。以由以下4個(gè)參數(shù)中的3個(gè)來(lái)確定貨架尺寸。1、倉(cāng)庫(kù)

長(zhǎng)度（或貨架列數(shù)）：2、倉(cāng)庫(kù)寬度（或巷道數(shù)）：3、倉(cāng)庫(kù)高度（或貨架層數(shù)）；4、倉(cāng)庫(kù)容量

（或總貨位數(shù)）。貨架尺寸的計(jì)算是根據(jù)貨格尺寸、庫(kù)頂間隙、庫(kù)內(nèi)設(shè)施與墻體的安全距離以

及前區(qū)尺寸確定的。

1、貨架高度設(shè)計(jì)

自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)主要的參數(shù)是貨架高度，最佳高度直接影響占地面積、長(zhǎng)度、寬度、起重運(yùn)輸

機(jī)械設(shè)備裝載效率以及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的選擇。影響貨架高度的因素：儲(chǔ)存量、周轉(zhuǎn)率以及訂貨

發(fā)送時(shí)的配套模式。

2、最佳參數(shù)確定

貨架高度H：貨架最佳高度取決于容量，通常在之間，當(dāng)容量為1000—1500t時(shí)，高

度II為12.6m,當(dāng)容量為6000t或以上時(shí),高度H為16.2nu

貨架長(zhǎng)度L：若倉(cāng)庫(kù)作業(yè)由堆垛機(jī)上、下貨，則貨架的最佳通道長(zhǎng)度L在80—120m之間。為保

證堆垛機(jī)的托架垂直和水平移動(dòng)操作并行不悖，則H/L應(yīng)保持均衡，一般推薦采用下列比值：

H/L={l/4-l/6}

3、貨格及軌道尺寸

貨格尺、片裝載單元貨態(tài)尺寸+間隙尺寸

側(cè)面間隙尺寸一般取50T00mm,對(duì)橫梁式貨架，一般a5>a3,對(duì)牛腿式貨架，要求a42a3。

垂直間隙尺寸應(yīng)保證貨叉叉取貨物過(guò)程中微起升時(shí)不與上部構(gòu)件發(fā)生干涉。

軌道尺寸：裝載單元貨態(tài)尺寸+安全距離

4、兩種形式貨架

5、出入庫(kù)能力計(jì)算

（1）循環(huán)作業(yè)時(shí)間

平均單一作業(yè)循環(huán)時(shí)間：培垛機(jī)從某一出入庫(kù)站開(kāi)始向所有貨格進(jìn)行入庫(kù)作業(yè)循環(huán)（或出庫(kù)作

業(yè)循環(huán)）的平均時(shí)間。當(dāng)貨架為m歹U，n層時(shí)，作業(yè)時(shí)間為：

mn

Xtjk

inn

T.指平均單一循環(huán)作業(yè)時(shí)間（s）：

%指從入庫(kù)開(kāi)始到j(luò)列k層單程移動(dòng)時(shí)間（S）;

3指叉貨時(shí)間，在出入庫(kù)站或貨格處貨物移動(dòng)時(shí)間（s）

t,指浪費(fèi)時(shí)間，控制延遲時(shí)間等（s）；

（2）同端出入庫(kù)

平均復(fù)合作業(yè)循環(huán)時(shí)間：入庫(kù)作業(yè)后進(jìn)行出庫(kù)作業(yè)時(shí)的循環(huán)時(shí)間。當(dāng)貨架為m列、n層時(shí)，作

業(yè)時(shí)間為：

Ztjk

TD=21+%+，,+4+4

mn

兀指平均復(fù)合循環(huán)作業(yè)時(shí)間（s）；

二指從入庫(kù)開(kāi)始到j(luò)列k層單程移動(dòng)時(shí)間（S）；

tr指叉貨時(shí)間，在出入庫(kù)船或貨格處，貨物移動(dòng)時(shí)（S）;

K停機(jī)時(shí)間，控制延遲時(shí)間等（S）：

3平均貨格移動(dòng)時(shí)間，隨機(jī)確定入庫(kù)貨格和出庫(kù)貨格，作適當(dāng)次數(shù)貨格移動(dòng)求得所需時(shí)間的平

均值（S）;

t,出入庫(kù)站間移動(dòng)時(shí)間（S）

（3）出入庫(kù)周期

堆垛機(jī)基本出入庫(kù)能力用每小時(shí)內(nèi)入庫(kù)或出庫(kù)的存儲(chǔ)單元數(shù)表示。

平均單一作業(yè)循環(huán)時(shí)間基準(zhǔn)出入庫(kù)能力=N,=3600/T，

平均復(fù)合作業(yè)循環(huán)時(shí)間基準(zhǔn)出入庫(kù)能力=Nd=3600/Td

其中：，、此為每小時(shí)入庫(kù)或出庫(kù)的存儲(chǔ)單元數(shù)量

出入庫(kù)形式包括，同端出入庫(kù)、兩端出入庫(kù)、中間出入庫(kù)。

七、輔助設(shè)備

1、單立柱堆垛機(jī)和雙立柱堆垛機(jī)

單立柱堆垛機(jī)是自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)里面的主要組成部分之一，專用于高架倉(cāng)庫(kù)。機(jī)架結(jié)構(gòu)是由1

根立柱、上橫梁和下橫梁組成的1個(gè)矩形框架，結(jié)構(gòu)剛度比雙立柱堆垛機(jī)差，適用于起重量在

2噸以下，起升高度在16米以下的倉(cāng)庫(kù)。堆垛機(jī)在貨架之間的巷道內(nèi)運(yùn)行，主要用于搬運(yùn)裝

在托盤(pán)上或貨箱內(nèi)的單元貨物；也可開(kāi)到相應(yīng)的貨格前，曰機(jī)上人員按出庫(kù)要求揀選貨物出

庫(kù)。

雙立柱堆垛機(jī)是自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)里面的主要組成部分之一，區(qū)別于單立柱堆垛機(jī)，機(jī)架結(jié)構(gòu)是

由2根立柱、匕橫梁和下橫梁組成的1個(gè)矩形框架，結(jié)構(gòu)剛度比較好，質(zhì)量比單立柱大。適用

于各種起升高度的倉(cāng)庫(kù)，一般起重量可達(dá)5噸，必要時(shí)還可以更大，可用于高速運(yùn)行。雙立柱

堆垛機(jī)在貨架之間的巷道內(nèi)運(yùn)行，主要用于搬運(yùn)裝在托盤(pán)上或貨箱內(nèi)的單元貨物；也可開(kāi)到相

應(yīng)的貨格前，由機(jī)上人員按出庫(kù)要求揀選貨物出庫(kù)。

控制原理：水平行走是根據(jù)激光測(cè)距器反饋的距離進(jìn)行定位的。上下升降是根據(jù)升降條碼測(cè)距

器反饋的位置進(jìn)行定位的。貨又叉取是根據(jù)貨又位置編碼器反饋的位置進(jìn)行定位的。

2、工作流程

入庫(kù)準(zhǔn)備-下達(dá)入庫(kù)單-判斷入庫(kù)指令信號(hào)-運(yùn)送貨物到入庫(kù)口-判斷貨物信息是否與入庫(kù)單一致

（報(bào)警提示等待處理）-RHD記錄ID信息-巷道堆垛機(jī)取貨-堆垛機(jī)運(yùn)行至相應(yīng)庫(kù)位放貨-倉(cāng)庫(kù)

數(shù)據(jù)更新-入庫(kù)結(jié)束

出庫(kù)準(zhǔn)備-卜.達(dá)出庫(kù)單-判斷入庫(kù)指令信號(hào)-巷道堆垛機(jī)運(yùn)行至相應(yīng)貨物取貨-運(yùn)送貨物到出庫(kù)口-

判斷貨物信息是否與入庫(kù)單一致（報(bào)警提示等待處理）-RFID記錄ID信息-巷道堆垛機(jī)放貨-倉(cāng)

庫(kù)數(shù)據(jù)更新-出庫(kù)結(jié)束

3、水平輸送設(shè)備

水平輸送設(shè)備主要實(shí)現(xiàn)物件在平面上的直行、橫向、轉(zhuǎn)彎輸送和在線分揀等，并能全程跟蹤物

件輸送的實(shí)時(shí)信息。自動(dòng)化立體庫(kù)碼盤(pán)/拆盤(pán)后的整托盤(pán)，主要通過(guò)轆柱輸送機(jī)、鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)、

直線穿梭車(chē)或者環(huán)形穿梭車(chē)來(lái)傳輸至出入庫(kù)口。

4、垂直輸送設(shè)備

垂直輸送機(jī)又稱提升機(jī)，用于將規(guī)整物件由水平方向轉(zhuǎn)向到垂直方向輸送的輸送機(jī)械。能對(duì)物

件進(jìn)行提升或下降，節(jié)約有限空間使效率最大化。主要分為往復(fù)式