自动化立体货仓简称立体货仓。一般是指接纳几层、十几层乃至几十层高的货架贮存单位存储货物, 用物料搬运设备进行货物入库和出库作业的货仓。接纳立体货仓, 可大幅度增加货仓的有效高度, 充分利用货仓的有效面积和贮存空间, 使货物贮存集中化、立体化, 减少占地面积, 降低土地购置用度。据国际仓储自动化协会提供的资料显示:以库存11 000 托盘, 月吞吐10 000 托盘的冷库为例, 自动化立体货仓与普通平库相比:用地面积仅为13%, 事情人员仅为21.9%, 吞吐本钱仅为55.7%, 总投资仅为63.3%, 而立体货仓单位面积的存储量是普通平库的4~7 倍。由于接纳自动控制技术及盘算机治理系统, 大大提高了货仓的吞吐效率和治理水平, 且存储作业迅速准确, 必将缩短物资的周转期, 提高资金的周转率, 从而提高经济效益。又因其自动化水平高, 可实现高速数据通讯和实时图像显示, 使可视监控得以实施。因此, 随着经济的生长和技术的进步, 建立自动化立体货仓存储物资已成为当今企业的主流趋势。
某重型装备制造企业自建厂以来, 设备维修备品备件一直接纳统一采购, 疏散存放的古板治理模式, 即企业采购部分凭据各分厂提交的备件采购计划进行统一采购, 采购的备件在企业的总库临时存放, 再由各个分厂按提交计划将备件领取至分厂库房生存。企业下辖炼钢、铸钢、铸造平分厂所需设备维修备件皆为独立存放, 各分厂备件库结构疏散, 占地面积大, 治理本钱高, 又因各分厂备件为自行治理, 信息相同不畅, 资源得不到共享, 造成部分备件重复采购或库存积压, 占用了企业大宗的流动资金, 极大地影响了企业的运营。
针对此种情况, 我们提出利用企业内的闲置厂房建设立体货仓, 统一存储各分厂设备维修所需备品备件的技术计划。接纳立体货仓集中治理, 不但能有效节约园地、提高货仓的空间利用率, 通过统一治理、统一存放, 还可以有效提高备品备件资源的利用率, 降低企业的治理本钱, 提升企业治理水平。同时, 通过对设备维修备品备件立体货仓的使用和治理, 摸索立体货仓仓储运行和治理经验, 以便将来把立体仓储技术向炼钢辅料、冷加工刀具、制品或半制品件的存放等领域推广。
(1) 节约空间、节省劳动力, 充分提高货仓的空间利用率, 降低仓储本钱。
(2) 接纳自动控制技术及盘算机治理系统, 提高货仓吞吐效率和治理水平, 存储作业迅速准确、缩短物资的周转期, 提高资金的周转率, 从而提高经济效益。
(3) 实现高速数据通讯, 实时图像显示, 为可视监控、实时盘问提供基础支撑。
新拟建立体库总容量为27 900 m3, 现有热工艺分厂二级库的总容量为25 700 m3, 占新建立体库总容量的92%。因此, 新建立体库可满足本公司炼钢、铸钢、锻钢、铸铁、热处理、燃气平分厂设备维修备件的存储需求。
本项目拟将企业下属的炼钢、铸钢、铸铁、热处理、燃气分厂的设备维修备件统一在立体货仓中存放并进行治理。而现有存放情况是:铸造、铸钢分厂除一部分单独存放在生产车间四周的库房以外, 另有一部分备件占用着车间的生产园地;炼钢分厂的备件主要存放在炼钢辅助工段;铸铁、热处理及燃气分厂的备件都存放在单独的库房内。总之, 各分厂备件存放库房漫衍疏散, 占用地面多, 治理杂乱, 其中有部分备件积压严重。
经过对各分厂备件进行梳理, 将设备维修备件划分成机械、电器、管道和标准件四大类。
(1) 机械类
所存货物包括电工类、轴承类、阀门橡胶、机械类、仪表、易损件等, 占用库房容积约8 700 m3。
(2) 电器类
所存货物包括机电类、润滑电控、电缆线等, 占用库房容积约10 000 m3。
(3) 管道和标准件类
所存货物包括标准件、管路、配件等, 占用库房7 000 m3。
拟新建立体货仓的闲置厂房占地约3 528 m2, 原为有色金属冶炼成型加工车间, 后因企业产品结构调解, 导致厂房闲置。闲置厂房分为3 个南北走向的横跨和1 个工具走向的纵跨。横跨为12 m (宽) ×10.5 m (梁高) 、18 m (宽) ×10.5 m (梁高) 和12 m露天跨, 纵跨为18 m (宽) ×12 m (梁高) , 其中12 m横跨配有5 t天车1 台, 18 m横跨配有10 t、5 t天车各1 台, 18 m纵跨配有15 t天车1 台, 露天跨配有5 t龙门吊1 台;3 个横跨全部为混凝土柱+砖墙结构, 纵跨为钢结构立柱+砖墙结构。由于18 m纵跨为后建, 与3 个横跨之间有一个约6 m宽, 高约12 m的夹皮沟相隔, 原来作生产库房, 横纵跨之间通过电平车形成物流通道 (见图1) 。
自动化立体货仓的主体由货架、巷道式堆垛起重机、入 (出) 库事情台和自动运进 (出) 及操作控制系统组成�；跫芙幽筛纸峁固寤蚋纸罨炷两峁沟慕ㄖ�, 货架内部设计成标准尺寸的货位空间, 堆垛起重机穿行于货架之间的巷道中, 完成存、取货的事情。治理上接纳盘算机及条形码技术。
因立体货仓中配置有多层货架, 并且货架较高, 所以又称为高层货架货仓。自动化立体货仓大致有六种分类要领:
(1) 按货架高度分类, 可分为:高层立体货仓 (15 m以上) , 中层立体货仓 (5~15 m) 和低层立体货仓 (5 m以下) 。
(2) 按货架结构分类, 可分为:单位花样立体货仓, 领悟式立体货仓, 柜式立体货仓及条型货架立体货仓。
(3) 按建筑物结构分类, 可分为:一体型立体货仓和疏散型立体货仓。
(4) 按立体货仓装取货物机械种类分类, 可分为:货架叉车立体库和巷道堆垛机立体库。
(5) 按操作方法分类, 可分为:人工寻址、人工装取方法, 自动寻址、人工装取方法及自动寻址、自动装取方法。
图1 闲置厂房现状示意图
(6) 按功效分类, 可分为:贮存式立体货仓和拣选式立体货仓。
由于现有闲置厂房面积有限, 为有效利用园地并满足企业下属分厂备品备件的存放需求, 充分利用现有厂房的空间, 使存储向高度偏向生长就成为本项目计划的主要设计偏向。由于厂房梁高10.5m, 所以选用巷道堆垛机存取货物;又因备件种类繁多, 巨细规格纷歧, 所以选用托盘进行存放, 故立体库货架应选择单位花样计划;在操作方面, 由于备件是按类别存放于托盘内, 需人工点检, 因此应接纳自动寻址, 人工装取的方法;又因部分备件尺寸超大或重量超重, 不易在立体货仓存放, 结合闲置厂房现有结构方法与结构, 在确定自动化立体货仓总体计划时拟接纳平面库与立体货架互补的结构, 通过盘算机治理, 收支库接纳人工与立体库自动化操作相结合的模式进行建设。
在对各分厂备品备件进行梳理后, 按电气、机械、管道和标准件进行分类。其中大部分备件都可以接纳立体库方法存放, 小部分尺寸规格或重量超标的电气、机械备件, 如:大型电机、水压机立柱、精密超长轴、炼钢分厂电炉、烤包器炉盖等不适于在立体库存放。
闲置厂房原有南、北两个物流门, 一个北侧人流门, 南北都有物流公路, 物流车辆行驶便当, 为便于备件治理, 计划将北侧人流门封堵, 除用于存放超大件的露天库外, 备件立体货仓的入库存储与出库取货皆从南侧物流门进出。
凭据备件特点将立体货仓划分为立体货架区宁静面库存放区两个区域。由于纵跨为钢立柱结构, 轨高10 m, 现有1 台15 t天车, 起吊能力及起吊高度满足超尺寸、超重件的存放要求, 因此将18m纵跨计划成平面库存放区;而将3 个横跨内所有的天车、生产设备拆除, 建设建立体货架区。
(1) 立体货架备件存放计划
本项目计划在12 m横跨立体货架区设2 个巷道, 720 个仓位, 主要存放电器备件及工具, 如:继电器、接触器、变频器等。
在18 m横跨立体货架区设4 个巷道, 西侧3个巷道处设有2 160 个普通仓位, 主要存放机械及管道小件, 如:齿轮、轴、轴承、阀门等;东侧一个巷道设有重型仓位518 个, 主要存放大规格的电气、机械备件, 如:45 k W以上的电机、天车轮、重型齿轮等。
拆除横纵跨之间的夹皮沟库房, 将纵跨靠夹皮沟一端的砖墙拆除一部分, 使其与3 个横跨与夹皮沟相连通, 作为备件出、入库的物流通道和周转操作区。
立体货架共分9 层, 每层高约1.15 m, 最顶层高约1.6 m, 用于存放重量小且体积大的备件。整个立体货架接纳托盘存放, 托盘尺寸约1.1 m×1.2m, 每个普通仓位可放2 个托盘, 重型仓位可存放1 个托盘, 整个立体货仓共计仓位3 398 个, 货位总计6 278 个, 普通仓位最大载重量1.8 t, 重型仓位最大载重量2.9 t, 立体货架备件存放总重量约6 600 t (见图2) 。
凭据各分厂货架上现有备件存量盘算, 搬至立体货仓后, 铸造分厂需立体仓货位约902 个, 铸钢分厂需立体仓位约138 个, 炼钢分厂需立体仓位440 个。约占立体货仓总仓位的68.5%。待后续将45 k W以下的电机、减速机、天车车轮等备件入库后, 整个立体货仓使用率将达90%以上。
(2) 平面库备件存放计划
18 m纵跨作为平面库主要用于存放45 k W以上的大电机, 尺寸超大的精密轴类备件和水压秘密封件等。
露天跨主要存放电炉盖、烤包器盖、水冷圈等尺寸超大且可以露天存放的备件及质料。
拟建立体货仓不设采暖, 但考虑到东北地区夏、冬两季温差大, 而密封圈等备件对温度要求较高, 因此将18 m纵跨以物流通道为界分成两个区域, 通道西侧为平面存放区, 利用15 t天车存放大型的电机、轴类备件;通道东侧修建带有采暖设施的二层关闭间和二层办公楼。关闭间用于存放密封圈, 为充分利用空间, 计划在密封间内接纳货架形式存放。办公楼一层为立体货仓主控室、机房和卫生间, 二层为工人易服室和休息室, 办公面积约120 m2。
(3) 物流计划
18 m纵跨15 t天车保存, 另配备1 t叉车和3t叉车各1 台�；醭悼梢灾苯涌�18 m纵跨。小型备件由人工搬运至立体货架站台, 由堆垛机按指令自动存放;大型、重型备件由天车配合叉车运至立体货架站台, 再由堆垛机自动存放。同时为立体货仓配置2 辆1.5 t货车和2 辆3 t货车, 还用于备件输送。
由于该企业地处北方高寒地区, 冬季气温最低可达-40 ℃, 而立体货仓内不设暖气, 因此在设计、建设历程中应充分考虑耐寒要求, 电气线路、元器件、电机等在低温状态下也应满足货仓运转需要。
备件立体库建成以后, 划归企业下属的维修分厂全权治理。建立备件科, 下设机械、电器两个班组, 主要卖力立体货仓备件的治理及企业备件采购计划的体例等。
接纳基于PLC的顺序控制与盘算机控制结合的方法实现立体仓储治理的自动化控制。各分厂原有备件集中存入备件立体库, 并将备件明细一一录入备件立体库物流治理系统。备件立体库房与分厂之间通过以太网络进行通信。各分厂可以在本单位的盘算机上盘问库存, 提出备件需求申请。立体库房凭据申请提供备件并送至指定单位。
由于立体货仓是接纳托盘装载备件上货架存放的方法, 故在备件首次入库时需要人工摆盘并进行点检, 同时将相关信息随同托盘上的条形码一同输入盘算机治理系统, 以后新备件进出库时, 只需通过扫描条形码并在盘算机物流治理系统中修改备件的数量即可 (见图3、图4) 。
备件立体库部分全部为自动化操作, 为确�？夥磕芄荒苍俗�, 在库房内部视野开阔部位装置监控摄像头, 监控信号直接传至主控室。
备件物流治理系统应具备库存盘问、自动及手动录入、数据输出、设备自动检测、设备故障报警等功效, 应能够对所有备件按类别、子类别至规格型号 (自加工件按图号) 统一进行物料编码, 按物料编码进行治理。治理操作系统可以通过从专业厂商采购, 或者委托专业软件公司凭据公司作业习惯及规章制度开发一套适用于企业自身的治理系统。
(1) 备件立体货仓建成后, 企业下属热工艺方面的分厂备件将实现集中存放, 统一治理, 将减少部分备件的积压现象, 将会使占用公司流动资金以及资源无法共享的局面获得改变。备件立体货仓建成以后, 各分厂小型备件库房被取消, 可以减少治理本钱, 同时, 车间内大宗生产园地被治理占用问题获得解决, 便当了车间生产。
(2) 备件立体库的建设, 使企业备件自动化治理水平获得有效提高, 必将提高备件的利用率, 为企业维修专业化提供包管。
(3) 备件立体货仓在运行历程中积累的仓储物流经验, 将在其它领域推广立体货仓时提供技术支持。
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