陶旺澤

（順豐速運(yùn)股份有限公司，安徽 合肥 232008）

0 引言

電商行業(yè)的快速發(fā)展，帶動(dòng)了我國(guó)物流行業(yè)的蓬勃發(fā)展，越來(lái)越多的客戶關(guān)注的重點(diǎn)由電商商品的質(zhì)量轉(zhuǎn)移到商品物流的發(fā)送速度，物流服務(wù)質(zhì)量成為電商行業(yè)的主要制約因素，因此隨著我國(guó)工業(yè)4.0進(jìn)程的不斷推進(jìn)，進(jìn)入了智能物流行業(yè)的快速發(fā)展階段[1-3]。目前我國(guó)物流行業(yè)發(fā)展相對(duì)于國(guó)外來(lái)講還處于發(fā)展初級(jí)階段，主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：（1）目前國(guó)內(nèi)物流行業(yè)還維持傳統(tǒng)人工操作作業(yè)模式，國(guó)內(nèi)物流行業(yè)所采用的智能化設(shè)備程度有限；（2）國(guó)內(nèi)沒(méi)有知名的物流設(shè)備生產(chǎn)商?；谝陨戏治?，本文以智能物流為視角，以A倉(cāng)儲(chǔ)布局規(guī)劃為例進(jìn)行了實(shí)戰(zhàn)研究。

1 A公司簡(jiǎn)介

A公司是一家食品生產(chǎn)廠家，由于企業(yè)銷量逐年增長(zhǎng)，現(xiàn)有的倉(cāng)庫(kù)作業(yè)模式和儲(chǔ)位數(shù)量無(wú)法滿足其發(fā)貨需求，倉(cāng)庫(kù)作業(yè)模式采用傳統(tǒng)橫梁式貨架進(jìn)行發(fā)貨成品的存儲(chǔ)，依靠人工手動(dòng)作業(yè)完成揀貨至發(fā)貨暫存區(qū)進(jìn)行發(fā)貨，且成品存儲(chǔ)沒(méi)有建立一套標(biāo)準(zhǔn)的儲(chǔ)位管理系統(tǒng)。

隨著銷售量逐年增長(zhǎng)，企業(yè)決定新建一套智能化物流倉(cāng)庫(kù)以滿足逐年增長(zhǎng)的業(yè)務(wù)需求。通過(guò)對(duì)廠家所提供的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，得出需求，見(jiàn)表1。

表1 A公司自動(dòng)化立體倉(cāng)儲(chǔ)需求&規(guī)劃設(shè)計(jì)確認(rèn)表

根據(jù)廠家提供的CAD圖紙，平面可用區(qū)域?yàn)?0 800mm*18 000mm*22 000mm（凈空高），貨物下線碼垛高度為1 200mm*1 200mm*1 650mm（含托），貨物的碼垛形式如圖1所示，廠家以整托進(jìn)行出入庫(kù)，出庫(kù)揀選采用線下離線揀選，所以該方案的瓶頸點(diǎn)集中在出入庫(kù)設(shè)備堆垛機(jī)上。

圖1 A公司上架存儲(chǔ)貨物具體尺寸

根據(jù)廠家提供的CAD平面圖紙進(jìn)行設(shè)計(jì)，倉(cāng)庫(kù)布置如圖2所示。

圖2 A公司倉(cāng)庫(kù)布置圖

經(jīng)設(shè)計(jì)，儲(chǔ)位數(shù)為9排*30列*2托*11層+81個(gè)=6 021托，滿足客戶需求，自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)貨架側(cè)視圖如圖3所示。

圖3 自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)貨架設(shè)計(jì)側(cè)視圖

2 AS/RS立體庫(kù)堆垛機(jī)效率測(cè)算

AS/RS立體庫(kù)的關(guān)鍵指標(biāo)是討論現(xiàn)有設(shè)計(jì)水平下，堆垛機(jī)的單循環(huán)和復(fù)合循環(huán)是否滿足客戶現(xiàn)有模式下的節(jié)拍需求。

入出庫(kù)能力按照式（1）進(jìn)行計(jì)算[4-6]：

式中：

n—每小時(shí)入庫(kù)（或出庫(kù)）的單元貨物（或托盤(pán)數(shù)）；

tm—平均作業(yè)循環(huán)時(shí)間，單位為秒（s）。

根據(jù)實(shí)際的作業(yè)形式不同，平均作業(yè)循環(huán)時(shí)間可分為平均單一作業(yè)循環(huán)時(shí)間和平均復(fù)合作業(yè)循環(huán)時(shí)間，平均單一作業(yè)循環(huán)時(shí)間的計(jì)算方法見(jiàn)式（2），平均復(fù)合作業(yè)循環(huán)時(shí)間的計(jì)算方法見(jiàn)式（3），測(cè)算示意圖如圖4所示。

圖4 出入庫(kù)效率測(cè)算示意圖

式中：

tm1——平均單一循環(huán)作業(yè)時(shí)間；

tp1—堆垛機(jī)從原始位置p0處運(yùn)行至p1處水平和垂直方向的往返時(shí)間；

tp2—堆垛機(jī)從原始位置p0處運(yùn)行至p2處水平和垂直方向的往返時(shí)間；

t01—單一作業(yè)循環(huán)中固定不變的時(shí)間的總和（包括堆垛機(jī)在實(shí)際運(yùn)行中的定位、貨物探測(cè)認(rèn)址、貨叉叉取貨物的往復(fù)時(shí)間等）。

式中：

tm2——平均復(fù)合作業(yè)循環(huán)時(shí)間；

t（p1：p2）—堆垛機(jī)從原始位置p0處運(yùn)行至p1處后再運(yùn)行至p2處后，再運(yùn)行至原始位置p0處水平方向和垂直方向所消耗的時(shí)間；

t02——復(fù)合作業(yè)中固定不變的時(shí)間總和（包括堆垛機(jī)在實(shí)際運(yùn)行中的定位、貨物探測(cè)認(rèn)址、貨叉叉取貨物的往復(fù)時(shí)間等）。

根據(jù)堆垛機(jī)的具體水平和垂直起升等相關(guān)參數(shù)，堆垛機(jī)實(shí)際使用環(huán)節(jié)設(shè)備稼動(dòng)率取85%，計(jì)算得出出入庫(kù)單循環(huán)效率和復(fù)合效率見(jiàn)表2。

表2 出入庫(kù)效率測(cè)算表

單臺(tái)平均單循環(huán)的作業(yè)效率為：26pcs/h,單臺(tái)復(fù)合循環(huán)的作業(yè)效率為：32pcs/h，經(jīng)布局設(shè)計(jì)共有三臺(tái)堆垛機(jī)，則現(xiàn)有設(shè)計(jì)堆垛機(jī)的單循環(huán)作業(yè)效率總計(jì)為78pcs/h，復(fù)合循環(huán)作業(yè)效率總計(jì)為96pcs/h。

由于堆垛機(jī)的作業(yè)效率是整個(gè)倉(cāng)儲(chǔ)規(guī)劃設(shè)計(jì)中的瓶頸，是現(xiàn)有布局能否滿足廠家需求的關(guān)鍵，以下采用仿真軟件Flexsim進(jìn)行驗(yàn)證。

3 Flexsim模型仿真分析

Flexsim是一款運(yùn)用于離散型事件進(jìn)行可視化仿真的軟件，具有較好的可塑造性且能獨(dú)立編程，因此本文采用該軟件進(jìn)行系統(tǒng)仿真[7-8]。

設(shè)輸送機(jī)的輸送速度為16m/min，貨架為11層30列，堆垛機(jī)的水平高速運(yùn)行速度為160m/min，垂直高速運(yùn)行速度為40m/min，建立系統(tǒng)仿真模型，布局如圖5所示。

圖5 Flexsim仿真模型布局

仿真運(yùn)作至3 600s后導(dǎo)出仿真統(tǒng)計(jì)結(jié)果，見(jiàn)表3。

表3 Flexsim仿真模擬統(tǒng)計(jì)表

通過(guò)數(shù)據(jù)分析結(jié)果可知：三臺(tái)堆垛機(jī)的復(fù)合效率總計(jì)為103pcs/h；滿足經(jīng)過(guò)經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)算的96pcs/h，說(shuō)明該方案滿足客戶需要的效率96pcs/h，具有可行性。

4 結(jié)語(yǔ)

本文從A企業(yè)實(shí)際調(diào)研需求出發(fā)，進(jìn)行實(shí)例倉(cāng)庫(kù)布局規(guī)劃，根據(jù)布局規(guī)劃后的方案進(jìn)行效率需求測(cè)算，為了保證測(cè)算效果的準(zhǔn)確性，采用大型離散事件軟件Flexsim，對(duì)堆垛機(jī)的效率進(jìn)行模擬仿真，通過(guò)仿真驗(yàn)證了測(cè)算效果的準(zhǔn)確性，從而保證設(shè)計(jì)方案的合理性和可實(shí)用性，對(duì)相關(guān)行業(yè)的實(shí)踐具有一定的參考價(jià)值。