[摘要]基于FEM9.851標(biāo)準(zhǔn),探討了固定轉(zhuǎn)彎堆垛機(jī)、一個出入口型式,固定轉(zhuǎn)彎堆垛機(jī)、兩個出入口型式,切換裝置的轉(zhuǎn)彎堆垛機(jī)、多個出入口型式,智能行車型式等幾種不同出入庫形式立體庫的出入庫頻率計算方法,對特殊立體庫吞吐量出入庫頻率的計算進(jìn)行了探索。
[關(guān)鍵詞]FEM9.851;堆垛機(jī);立體庫;出入庫頻率
[中圖分類號]TH246[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A[文章編號]1005-152X(2021)12-0118-05
Calculation of Inbound and Outbound Frequency of Special-purpose AS/RS Based on FEM9.851 Stacker Operating Cycle Standard
MA Xiao
(Shanxi Wetalent Logistics Equipment Technology Co.,Ltd.,Taiyuan 030000,China)
Abstract:Based on the FEM9.851 standard,this paper looked at the method to calculate the inbound and outbound frequency of varied AS/RS under different workshop setups including one fixed turning stacker with one entry/exit,one fixed turning stacker with two entries/ exits,one switchable turning stacker with multiple entries/exits,and one smart drive model stacker,etc.,which constituted an attempt on the calculation of the inbound and outbound frequency of special AS/RS.
Keywords:FEM9.851;stacker;AS/RS;inbound and outboundfrequency
0引言
歐洲機(jī)械搬運協(xié)會2003年頒布的《FEM9.851堆垛機(jī)作業(yè)循環(huán)》標(biāo)準(zhǔn),我國的《JB/T9018-2011自動化立體倉庫設(shè)計規(guī)范》,對常規(guī)立體庫的出入庫頻率計算、測試做了詳細(xì)的說明,是物流行業(yè)在規(guī)劃方案時進(jìn)行數(shù)據(jù)分析的重要依據(jù)。這兩個標(biāo)準(zhǔn)中,F(xiàn)EM比JB的標(biāo)準(zhǔn)更詳細(xì),詳細(xì)給出了立體庫庫區(qū)空間特征點的選擇方法,給出了詳細(xì)的計算出入庫頻率的流程分析、計算步驟與公式,為準(zhǔn)確計算提供了很好的依據(jù),在實際使用中也得到了大量的驗證。
但隨著市場上各種型式立體庫的出現(xiàn),該標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)不能完全涵蓋市場所需。目前與客戶接觸時。一個特殊的布局能不能滿足生產(chǎn)節(jié)拍成為使用方與方案規(guī)劃方討論的焦點,本文擬對固定轉(zhuǎn)彎立體庫、切換轉(zhuǎn)彎立體庫、智能行車立體庫的出入庫頻率計算進(jìn)行探討。
1固定轉(zhuǎn)彎堆垛機(jī)、一個出入口型式立體庫的出入庫頻率計算
圖1是一個固定轉(zhuǎn)彎、雙深位型式的立體庫俯視圖,這樣的布排在有限的空間內(nèi)可以存放更多的貨物,所用的設(shè)備還最少。圖中除了貨架只用了一臺堆垛機(jī)和一套出入庫輸送系統(tǒng),顯然投資應(yīng)該是最小的,那么這樣的布置出入庫頻率怎么計算呢?
在FEM9.851標(biāo)準(zhǔn)中,對雙深位立體庫出入庫頻率的計算,按照圖2模型選特征點進(jìn)行計算。
圖中E點為入庫點、A點為出庫點、P1、P2兩個特征坐標(biāo)點則按照表1坐標(biāo)參數(shù)進(jìn)行尺寸選擇。
按照此標(biāo)準(zhǔn),以庫房50m長,高度12m計算,算出的坐標(biāo)點見表2。
圖1所示,如果巷道沒有轉(zhuǎn)彎,堆垛機(jī)在直線段運行,而堆垛機(jī)以常規(guī)速度120m/min運行、起升速度為24m/min、貨叉速度為空載60m/min、滿載30m/min 計算,按照FEM9.851模式,該庫位直線段設(shè)計,計算的結(jié)果如圖3所不,可見復(fù)合作業(yè)為27次每小時。
但實際上,由于堆垛機(jī)在兩個巷道中運行,此計算不符合實際情況,按照圖1的布置,堆垛機(jī)在行駛到最左端的轉(zhuǎn)彎處時,線速度會從直線段的120m/ min突降為30m/min,按照巷道中心距6.5m計算,該半徑彎曲段需要時間t1很容易算出來,即:t1=l1/v= 6.5m*3.14/2/30=0.34min。
由于貨物正態(tài)分布在兩個巷道中,堆垛機(jī)平均行駛在兩個巷道中,因此0.34min內(nèi)如果行駛在直線段上,堆垛機(jī)應(yīng)該行駛距離為:L2=0.34*120=40m,這一行駛過程是影響堆垛機(jī)效率的重要因素,在兩個巷道的計算上就應(yīng)該疊加起來考慮,如圖4所不,第一段實際運行50m,轉(zhuǎn)彎處折合為40m,第二段為50m,合計140m,按照此段計算堆垛機(jī)運行出入庫頻率應(yīng)重新選點。
按照FEM9.851,兩個巷道加固定轉(zhuǎn)彎,折合到單巷道運行,應(yīng)為140m長單巷道運行。圖4下半部分為按照140m長巷道運行的計算模型
模擬疊加上轉(zhuǎn)彎部分后,計算出的特征坐標(biāo)點見表3。
按照此特征坐標(biāo)點計算的結(jié)果如圖5所示,可見復(fù)合作業(yè)為19次每小時。
至于以上計算是否為最佳的速度搭配,還要看速度與距離運行曲線。此過程中,以E點到P1點為例,繪制水平運行與升降兩個速度與距離曲線可以看出(如圖6所示),此速度與加速度匹配是比較完美的。
2固定轉(zhuǎn)彎堆垛機(jī)、兩個出入口型式立體庫的出入庫頻率計算
如果布置圖調(diào)整如圖7所示,兩個巷道有兩個出入口,那么出入庫頻率的計算應(yīng)該包含實際的運行軌跡,計算的結(jié)果如圖8所示,可見復(fù)合作業(yè)為13次每小時。
從單一巷道運行次數(shù)27次,到單一巷道單面出入庫型式的運行19次,到雙面出入庫的13次,對效率的影響非常大。是否能達(dá)到或者滿足客戶需求,需要慎重考慮。
在實際使用中,如果如圖4的型式,可以利用WMS軟件進(jìn)行干預(yù)。其使用原理是,在出入庫的過程中,讓客戶在入庫或者M(jìn)ES生產(chǎn)時,根據(jù)最終客戶的需求,按照巷道有序進(jìn)行存取。比如第一巷道只放北京某客戶的貨物,第二巷道只放南京某客戶的貨物,這樣就會出現(xiàn)當(dāng)北京的客戶裝貨,南京的客戶不裝貨時或者分時控制的情況下,可以盡量減少堆垛機(jī)轉(zhuǎn)彎的時間浪費,從而大大提高效率。
3切換裝置的轉(zhuǎn)彎堆垛機(jī)、多個出入口型式立體庫的出入庫頻率計算
有的立體庫布置需要更多的巷道和更少的堆垛機(jī),那么就需要切換裝置。天地軌道的切換為更多巷道使用更少堆垛機(jī)提供了可能。2003年筆者參與建設(shè)的廣州白云機(jī)場南航機(jī)修庫,當(dāng)時15個巷道只運用了3臺堆垛機(jī)。
切換裝置的使用,其影響占用了系統(tǒng)的時間,所以要在計算頻率時按照圖1轉(zhuǎn)彎的方法疊加到運行上進(jìn)行考慮。比如1巷道入3巷道出,還是1巷道入2巷道出,然后加權(quán)計算到綜合系統(tǒng)中。其計算模型如圖9-12所示。
某個案例中,如果第一巷道到第二巷道,如圖10 為12次每小時;如果第一道到第三巷道,由于滑行轉(zhuǎn)彎距離更長,計算的結(jié)果為11次每小時;再加上實際運行或者軟件調(diào)度的要求為第一到第二為60%的時間,第一到第三為40%的時間,那么加權(quán)計算復(fù)合效率應(yīng)該是:12×60%+11×40%=11.6次每小時。
4智能行車型式立體庫的出入庫頻率計算
如圖13所不,采用行車式堆垛機(jī)進(jìn)行不同的巷道切換,其出入庫的計算方法實際上是一樣的。在每個巷道中按照直線段計算,切換的過程折合為堆垛機(jī)轉(zhuǎn)彎的運行,然后利用FEM9.851的計算模型即可得出。
智能行車的種類非常多,可以將其轉(zhuǎn)換為堆垛機(jī)的計算模型,其結(jié)果就很容易計算出來。
5利用仿真結(jié)果對計算結(jié)果進(jìn)行校核
實踐中也有大量的仿真軟件可以投入使用,供決策參考。在一個多點輸入輸出的立體庫中,以上的計算到底是否正確,在設(shè)備投入之前,再利用仿真的結(jié)果進(jìn)行校核,可以使其更接近于真相,數(shù)據(jù)更準(zhǔn)確。
6結(jié)語
物流方案適合客戶的才是最好的。如何規(guī)劃一個適合客戶又投資較少的方案,需要反復(fù)比較,深入探討。目前,單純的立體庫趨向于與周邊設(shè)備融合為一體,其功能也越來越復(fù)雜,出入庫常常有多層多排多列出入,出入庫頻率分析不好會直接影響工廠的成敗。
有效的較為準(zhǔn)確的計算可以為決策提供依據(jù),但這些計算需要逐步分解,細(xì)致準(zhǔn)確。只有把每一步都計算進(jìn)去才是準(zhǔn)確的,才是可以為決策提供幫助的。希望我們的研究能有助于提升出入庫頻率計算效率。
[參考文獻(xiàn)]
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