基于智能物流視角下A倉儲布局規劃

陶旺澤

（順豐速運股份有限公司，安徽 合肥 232008）

0 引言

電商行業的快速發展，帶動了我國物流行業的蓬勃發展，越來越多的客戶關注的重點由電商商品的質量轉移到商品物流的發送速度，物流服務質量成為電商行業的主要制約因素，因此隨著我國工業4.0進程的不斷推進，進入了智能物流行業的快速發展階段[1-3]。目前我國物流行業發展相對于國外來講還處于發展初級階段，主要體現在以下幾點：（1）目前國內物流行業還維持傳統人工操作作業模式，國內物流行業所采用的智能化設備程度有限；（2）國內沒有知名的物流設備生產商。基于以上分析，本文以智能物流為視角，以A倉儲布局規劃為例進行了實戰研究。

1 A公司簡介

A公司是一家食品生產廠家，由于企業銷量逐年增長，現有的倉庫作業模式和儲位數量無法滿足其發貨需求，倉庫作業模式采用傳統橫梁式貨架進行發貨成品的存儲，依靠人工手動作業完成揀貨至發貨暫存區進行發貨，且成品存儲沒有建立一套標準的儲位管理系統。

隨著銷售量逐年增長，企業決定新建一套智能化物流倉庫以滿足逐年增長的業務需求。通過對廠家所提供的數據進行分析，得出需求，見表1。

表1 A公司自動化立體倉儲需求&規劃設計確認表

根據廠家提供的CAD圖紙，平面可用區域為10 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，廠家以整托進行出入庫，出庫揀選采用線下離線揀選，所以該方案的瓶頸點集中在出入庫設備堆垛機上。

圖1 A公司上架存儲貨物具體尺寸

根據廠家提供的CAD平面圖紙進行設計，倉庫布置如圖2所示。

圖2 A公司倉庫布置圖

經設計，儲位數為9排*30列*2托*11層+81個=6 021托，滿足客戶需求，自動化立體倉庫貨架側視圖如圖3所示。

圖3 自動化立體倉庫貨架設計側視圖

2 AS/RS立體庫堆垛機效率測算

AS/RS立體庫的關鍵指標是討論現有設計水平下，堆垛機的單循環和復合循環是否滿足客戶現有模式下的節拍需求。

入出庫能力按照式（1）進行計算[4-6]：

式中：

n—每小時入庫（或出庫）的單元貨物（或托盤數）；

tm—平均作業循環時間，單位為秒（s）。

根據實際的作業形式不同，平均作業循環時間可分為平均單一作業循環時間和平均復合作業循環時間，平均單一作業循環時間的計算方法見式（2），平均復合作業循環時間的計算方法見式（3），測算示意圖如圖4所示。

圖4 出入庫效率測算示意圖

式中：

tm1——平均單一循環作業時間；

tp1—堆垛機從原始位置p0處運行至p1處水平和垂直方向的往返時間；

tp2—堆垛機從原始位置p0處運行至p2處水平和垂直方向的往返時間；

t01—單一作業循環中固定不變的時間的總和（包括堆垛機在實際運行中的定位、貨物探測認址、貨叉叉取貨物的往復時間等）。

式中：

tm2——平均復合作業循環時間；

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

t02——復合作業中固定不變的時間總和（包括堆垛機在實際運行中的定位、貨物探測認址、貨叉叉取貨物的往復時間等）。

根據堆垛機的具體水平和垂直起升等相關參數，堆垛機實際使用環節設備稼動率取85%，計算得出出入庫單循環效率和復合效率見表2。

表2 出入庫效率測算表

單臺平均單循環的作業效率為：26pcs/h,單臺復合循環的作業效率為：32pcs/h，經布局設計共有三臺堆垛機，則現有設計堆垛機的單循環作業效率總計為78pcs/h，復合循環作業效率總計為96pcs/h。

由于堆垛機的作業效率是整個倉儲規劃設計中的瓶頸，是現有布局能否滿足廠家需求的關鍵，以下采用仿真軟件Flexsim進行驗證。

3 Flexsim模型仿真分析

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

設輸送機的輸送速度為16m/min，貨架為11層30列，堆垛機的水平高速運行速度為160m/min，垂直高速運行速度為40m/min，建立系統仿真模型，布局如圖5所示。

圖5 Flexsim仿真模型布局

仿真運作至3 600s后導出仿真統計結果，見表3。

表3 Flexsim仿真模擬統計表

通過數據分析結果可知：三臺堆垛機的復合效率總計為103pcs/h；滿足經過經過實際測算的96pcs/h，說明該方案滿足客戶需要的效率96pcs/h，具有可行性。

4 結語

本文從A企業實際調研需求出發，進行實例倉庫布局規劃，根據布局規劃后的方案進行效率需求測算，為了保證測算效果的準確性，采用大型離散事件軟件Flexsim，對堆垛機的效率進行模擬仿真，通過仿真驗證了測算效果的準確性，從而保證設計方案的合理性和可實用性，對相關行業的實踐具有一定的參考價值。