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西华大学仓储规划方案评价

57
2020年5月29日
文档仅供参考

XXXX药业股份有限公司仓储规划方案评价

西华大学物流研究所

12月1日目 录
一、任务背景 1
二、方案介绍 1
(一)设计要求和限制条件 1
(二)方案介绍 1
三、电动移动式货架概述 2
四、XX药业订单、品项、数量(EIQ)分析 3
(一)出库品项数量(IQ)分析: 3
(二)出库订单量(EQ)分析 4
(三)出库日发货订单数量 5
(四)订购频率、订购量分析 6
(五)入库品项、数量(IQ)分析 7
五、通道合理性分析与方案改进 8
(一)原方案的通道合理性分析 8
(二)通道设置方案的改进 10
(三)动线交叉点分析: 11
六、仓库功能区合理性分析 12
(一)入库月台 12
(二)存储区域 13
(三)需设置中央控制室和不断电系统 14
(四)其它 14
七、仓储作业能力分析 15
(一)存储能力分析 15
(二)仓储吞吐能力分析 17
八、仓库的安全性分析 20
(一)货架安全性分析 20
(二)货物的安全性分析 20
(三)叉车的安全性分析 21
(四)人员的安全性分析 21
(五)消防的安全性分析 21
九、仓库主要设备使用维护性分析 21
十、移动货架与自动立体仓库的定性评估 22
结论 24
十一、电动移动式货架作业效率仿真 25
十二、自动立体仓库方案实施注意事项 35
一、设备选用 35
(一)托盘 35
(二)货架 35
(三)巷道式堆垛机 36
二、仓库建筑: 37
三、建筑结构、货架、堆垛机之间的相关尺寸 37
四、安全事项 37
五、与项目承包商谈判注意事项: 38
(一)自动化立体仓库的综合能力 38
(二)仓库设施设备 39

一、任务背景
XXXX药业股份有限公司作为全球最大的输液专业制造商,在促进销售、增加产量的同时对仓库的库容、作业能力等方面提出了新的要求,为此,XX药业启动了新仓库的建设,由供应商给出了以电动移动式货架为基本存储形式的仓库规划初步方案。为验证电子移动式货架的可行性,应XX药业股份有限公司的邀请,我们开展了电动移动式货架仓库规划方案的评价工作。
结合甲方作业特性以及评估要求,当前方案所提供资料,我们主要对规划方案的以下几个方面进行了评估:
(1)评估方案的功能区域布置的合理性。
(2)仓库通道设置合理性的评估。
(3)评估仓库容量是否满足需求。
(4)评估仓库的出、入库作业能力是否满足需求。
(5)方案安全性分析
(6)设备的维护性分析
其中重点是:仓库容量和出入库作业能力评价。
二、方案介绍
(一)设计要求和限制条件
(1)利用厂区现有空闲地块修建仓库,仓库工程建筑面积约为24838.6m2
(2)仓库建筑高度不超过14.3米。
(3)仓库储存能力基本达到168万件。
(4)仓库吞吐能力满足182托盘/小时。
(5)满足医药仓储作业的特征。
(二)方案介绍
由供应商提供的仓储规划方案如下:
模块1
模块2
模块3
模块4
模块5
模块6
模块7
模块8
模块9
模块10
模块11
模块12
模块13
模块14
模块15
模块16
模块17
模块18

图1 原方案仓库布置图
(1)仓库采用”电动移动式货架”配合叉车进行作业。
(2)仓库功能区包括:理货区、储存区、出库月台。
(3)主通道设置为南北方向,物流动线表现为”L型”
(4)储存区分为常温库和阴凉库,共18个模块。
(5)常温库与阴凉库之间设置出库月台。
(6)货架设置为6层。高··
(7)采用托盘进行储存,每托盘码放36件,每托货物重1080公斤。
(8)仓库货位数为49920个,储存量为1797120件。
三、电动移动式货架概述
电动移动式货架是一种高密度存储货架,每排货架由电机驱动,可在地面上移动,因此,移动货架只要一个通道,而且通道的位置是随着货架的移动而变动的。 移动式货架可大大提高仓库面积的利用率。其适合于库存品种多,出入库频率较低的仓库,广泛用于档案馆,金融部门存放票据,办公室存放文档等,可直接对货架上每一项货品作业。
电动移动式货架根据轨道形式分为有轨式和无轨式两种结构。有轨式与无轨式的主要区别比较如下:
Ÿ 无轨式的施工周期比有轨式要短10-15天;
Ÿ 有轨的承载要比无轨式大;
Ÿ 有轨电动移动货架系统能够比无轨式做得更高;
Ÿ 有轨式电动移动货架系统造价更为便宜。
当前市场上常见的电动移动货架的参数如下:
表1 常见移动货架参数表
结构
承载能力
移动
速度
电机功率
可达高度
供电形式
电源
控制
方式
安全装置
地板条件
地板倾斜度
有轨式
32吨/组
Max.
10M/min

Max.
1.5KW

10M
拖缆滑触线

220V;
380V;
自动联动;
微机控制;
遥控;
通道自锁 ;
自动检测 ;
急停,声光报警;
超载、过电流保护;
地板水平差要小于或等于±10 mm
5/1000或更小
无轨式
16吨/组
另外,有些供应商能提供功率更大的电动移动货架。如:南京尚信仓储生产的重量型电动移动货架,高度能达12米,每列货架长度可超过30米,每列承载可达200吨以上;
四、XX药业订单、品项、数量(EIQ)分析
项目组收集了XX药业 9月份的成品入库单和发货单,分析如下:
(一)出库品项数量(IQ)分析:
9月份的IQ分析表如下:
表2 9月份出库品项数量(IQ)分析
类型
品规数
品规比例
出库量(件)
出库量比例
A
8
6．4％
1292857
83．69％
B
24
19．2％
217020.8
14．05％
C
93
74．4％
34912.9
2．26％
总计
125
1
1544791
1
从上表能够看出,出库量趋于两级化,6％的品规占83.69％的出库量,74.4％的品规占2．26％的出库量。出库量大的主要是:氯化钠注射液(0.9%)、葡萄糖注射液(5%)、葡萄糖注射液(10%)、葡萄糖氯化钠注射液(5%)、盐酸左氧氟沙星氯化钠注射液、奥硝唑氯化钠注射液、脂肪乳注射液(C14-24)、甲硝唑注射液等。
(二)出库订单量(EQ)分析
9月份的EQ分析如下表:
表3 9月份EQ分析表
订单数量范围
订单数量
比例
0～47
5399
55.52％
47～470
3219
33.10％
470～1000
736
7.57％
1000以上
371
3.81％
总计
9725
1
从上表能够看出,一半以上订单数量小于47件,拣选工作量大,若未专门设置零星货物拣选区,则大大影响拣选出货效率。
(三)出库日发货订单数量

图2 日发货定单数

图3 日发货品项数分布图
平均每天处理订货数多,达341张;其中又以小订单为主,发货量小于47件的订单占55.52％,平均每张订单品规数为1.71。对仓库拣货能力及拣货柔性要求高。
由于仓库月底进行盘点工作,不进行发货作业,使得月初出库量很大。
(四)订购频率、订购量分析
品规
C点
B点
A点

图4 各品规订购频率、订购量图
少数品种货物订购频次少,而订购批量很大,需要集中于少数几天内出货。如:CIP-N(出尼)(图中A点),9月订货次数为2次,其中一次订货1305件,另一次订货1件;0.9%NS(岳阳),订货1次,订购量为300件。YFJ-T,订购1次,订购量为260件。LOF-N(0.3)(岳阳),订购1次,订购量为200件。
订货次数小于30次,平均每次出库量小于47件的产品为59种。
订货次数小于30次,平均每次出库量大于47件的产品为24种。
订货次数大于30次,平均每次出库量小于47件的产品为35。
订货次数大于30次,平均每次出库量大于47件的产品为26种。
由此可见,大多数品种货物订购频次不高,每天不到1次,每次出货量不大,每次出库量小于1托盘。
对于订购频次高的产品,如:0.9%NS(图中B点),发货次数为3031次,平均每天发货105次,平均每次出库量为151件;5%GS(图中C点)发货次数为2330次,平均每天发货83次,平均每次出库量为152件。仓库应避免此类产品的缺货。
(五)入库品项、数量(IQ)分析

图5 入库品项图

图6 入库件数

图7 各品项9月入库量
平均每天入库品项17种,最少入库8种,最多入库24种。
平均每天入库54184.79件,最少入库14095件,最多入库76609件,入库数量具有较大的波动性。
各品项平均入库量18258件,注射用更昔洛韦入库最少,为1件;氯化钠注射液(0.9%)入库量最大,为606200件。
五、通道合理性分析与方案改进
(一)原方案的通道合理性分析
原方案的通道设置情况如下图:
模块1
模块2
模块3
模块4
模块5
模块6
模块7
模块8
模块9
模块10
模块11
模块12
模块13
模块14
模块15
模块16
模块17
模块18

图8 原方案仓库布置图
从上图可知,原布置方案中共有18个电动移动式货架模块,其中常温库有13个模块,阴凉库有5个模块。
阴凉库:
库中货物的动线为┛型,各模块呈南北向直线排列,因此各模块间的作业相互干扰较少;货物入库时,叉车运行需沿墙侧通道绕行,库内行驶距离较长。
北端入库墙侧通道宽度为6m,西端出库墙侧通道宽度为4m,东端墙侧通道宽度为1.338～4m,南端墙侧通道宽度为1.338～6.4m,基本可实现库内人、车环形通行能力。
常温库:
库中货物的动线为┗型,各模块基本呈田格式布置。
北端入库与东端墙侧通道宽度为6m;西端墙侧通道宽度为3.5m;南端未设墙侧通道,不能实现库内人、车环形通行,导致绕行距离增加。
库内设置南北向2条主干通道,均为7.35m,其中左侧主干通道主要供出入1～8模块的叉车通行,右侧主干通道主要供出入9～13模块的叉车通行。
由于未考虑设置东西向主干通道,而移动式货架模块内只有1条作业巷道,每个模块作业巷道的位置不是固定不变的,只允许1台叉车在作业巷道内作业,这样就导致了1～8模块的货物在出库作业时,叉车面临无东西通行路径或者只能绕行墙侧通道的局面。
(二)通道设置方案的改进
改进方案将常温库的货架排列方式进行了重新布局,如下图。
出货区域

K
J
I
H
G
F
E
点
D
C
A
B
模块9
模块16
模块15
模块14
模块13
模块12
模块11
模块10
模块8
模块7
模块6
模块5
模块4
模块3
模块2
模块1

n ” ”入库动线; ” ”出库动线; ” ”零托再入库动线;
图9 原方案仓库布置图

重新布局后的仓库共16个电动移动式货架模块,其中常温库11个模块,阴凉库5个模块。
阴凉库:
库中货物的动线为I型设置,货物由东端入库,减少库内叉车行驶距离,从而提高库内作业速度以及减少库内通道叉车冲突的可能性。
考虑到北端不再作为主要入库区,将北端墙侧通道宽度改为3.5m,从而在原方案基础上增加了一个货架移动组 。
常温库
库中货物的动线为I型设置,货物由西端入库。
各模块基本呈田格式布置,模块内货架作业巷道与主干通道垂直。
北端与南端墙侧通道宽度为3.5m;西端入库与东端出库墙侧通道宽度均为6m;西南处墙侧通道最窄处宽度为4m,从而使得常温库内能实现库内人、车环形通行。
库内设置东西向2条主干通道,上方主干通道宽度为7.5m,主要供出入1～4模块的叉车通行,下方主干通道宽度为9.2m,主要供出入5～11模块的叉车通行,使得常温库内动线顺畅。
(三)动线交叉点分析:
现方案经过货架模块数的减少和主干通道内叉车运行路径的改变,一定程度上减少了物流动线的交叉点。原方案常温库主干通道内动线交叉点为18个,现方案常温库主干通道内动线交叉点为11个。
主干通道内动线交叉口及出入库区动线交叉口的类型主要为┻型和十字型,如下图所示。

图10 ┻型和十字型动线交叉口
六、仓库功能区合理性分析
仓库完成的作业主要包括有:入库作业,出库作业,补货作业,移库作业,越库作业等,这些作业一般具有物流相关性。
结合XX药业的仓库作业实际需求分析,仓库的作业区域至少应包括入库月台、入库区域、存储区域、出库区域、出库月台、中央控制室、叉车临时停放区以及空托盘临时码放区等。
(一)入库月台
出入库月台用于衔接库内外装卸搬运环节。
原方案中未考虑设置入库月台,则货物入库时,只能在入库门口处临时停放以等待入库,挤占了入库门口有限的空间。货物是否会在入库门口处发生拥堵,一定程度上取决于入库门设置的数量和门的宽度,并依赖于库内搬运系统运转是否流畅;入库口一旦拥堵,会影响人、叉车的作业空间和作业速度。
(二)存储区域
存储区域是仓库的主体部分,所占面积比较大,XX药业仓库药品货物大多需要较长时间在库停留,所需的存储面积更是如此。
1、常温库面积:
常温库内电动移动式货架有11个模块组。各模块货位数与储存容量如下表。
表4 常温库各模块货位数与储存容量

货架层数
移动组数
单排货架每层货格数
每托件数
货位数
储存容量(件)
模块1
4
8
16
47
2304
108288
模块2
4
8
16
47
2304
108288
模块3
4
8
16
47
2304
108288
模块4
4
5
16
47
1356
72192
模块5
4
8
16
47
2304
108288
模块6
4
8
16
47
2304
108288
模块7
4
8
16
47
2304
108288
模块8
4
5
16
47
1356
72192
模块9
4
5
8
47
768
36096
模块10
4
9
17
47
2720
127840
模块11
4
9
17
47
2720
127840
合计

23104
1085888
储存区域面积(含货架内作业巷道)为:12244平方米。
常温库面积利用率为:12244/17096.7＝71.6％;
2、阴凉库面积
阴凉库内电动移动式货架有5个模块组。各模块货位数与储存容量如下表。

表5 阴凉库各模块货位数与储存容量

货架层数
移动组数
单排货架每层货格数
每托件数
货位数
储存容量(件)
模块1
4
9
17
47
2304
108288
模块2
4
9
17
47
2304
108288
模块3
4
9
17
47
2304
108288
模块4
4
7
15
47
1356
72192
模块5
4
5
15
47
2304
108288
合计

11968
562496
储存区域面积(含货架内作业巷道)为:6015平方米。
阴凉库面积利用率为6015/7741.9＝77.7％;
3、储存区域总面积:12244＋6015＝18259平方米。
面积利用系数为:18259/24838.6=73.5％
另外,结合由前面的EIQ分析,多数品种货物订购频次不高,每次出货量不高,这种情况将造成大量的零托出库作业次数,有必要考虑在储存区域内划分整托储存区和零托储存区,并结合移动式货架的作业特点选择合理的货位分配策略。
(三)需设置中央控制室和不断电系统
该方案采用WMS系统对入库货位分配、出库货物寻址、叉车调度、货架移动等进行控制,以及与XX药业原有的ERP等系统实现无缝连接,需设置系统中央控制室。
考虑到停电状态对电动移动式货架仓库作业影响很大,有必要考虑配置发电设备等。
(四)其它
原方案未考虑库内叉车临时停放区域以及空托盘临时码放区。
七、仓储作业能力分析
(一)存储能力分析
现方案规划建筑面积为24838.6平方米,仓库储存能力如下表所示。
表6 仓储作业能力分析汇总表

建筑面积(m2)
货架模块数
每托件数
货架层数
货位数
库容量(件)
常温库
17096.7
11
47
4
23104
1085888
阴凉库
7741.9
5
47
4
11968
562496
合计

35072
1648384
根据上表数据,现方案仓库存储能力接近设计要求。
关于进一步增加仓库存储能力的说明:
1、扩大仓储面积
建筑面积规定为24838.6平方米。厂区空闲地块面积利用已达极限,除非另行选址。
2、增加货架高度
现方案建筑高度14.3m,货格高度2.4m,叉车作业高度9m。
货架高度的增加,会带来货架重心上移、稳定性下降,高货位装卸货物的安全性低等问题;前移式叉车作业高度一般不超过11米,否则需配置高位叉车,设备购置成本和作业关成本将大幅上升。增加货架高度,同时也面临突破新都规划局14.3米建筑高度限制的问题。
在室内(包括仓库、车间等)作业的叉车,为了减少空气污染和噪音,一般选用电动叉车为宜,由于每个电池一般在工作约8小时后需要充电,因此对于多班制的工况需要配备备用电池。另外,仓储叉车主要特点还有车体紧凑、移动灵活、自重轻和环保性能好等。
常见仓储叉车主要性能特点如下表所示。

叉车种类
电动托盘搬运车
电动托盘堆垛车
前移式叉车
电动拣选叉车
低位驾驶三向堆垛叉车
高位驾驶三向堆垛叉车
承载能力
t
1.6～3.0
1.0～1.6
1.0～2.5
2.0～2.5(低位);
1.0～1.2吨(中高位,带驾驶室提升)
1～1.5
作业高度
m
0.21mm
≤4.8
≤11
≤2.5米(低位拣选叉车);
≤10米(中高位拣选叉车)
≤12(考虑到操作视野的限制,主要用于提升高度低于6米的工况)
≤14.5
作业通道
宽度
m
2.3～2.8
2.3～2.8
2.7～3.2(门架缩回时作业通道宽度)
—
1.5～
2.0
1.5～2.0
备注
主要用于仓库内的水平搬
运及货物装卸
主要用于仓库内的货物堆垛及装卸
常见于仓库内中等高度的堆垛、取货作业。
适用于不需要整托盘出货的拣选作业
配有一个三向堆垛头,驾驶室不能提升
配有一个三向堆垛头,驾驶室能够提升
表7 常见仓储叉车主要性能特点
3、改变货架类型
现方案中的电子移动货架属于仓容利用率较高的货架之一。
其它仓容利用率较高的货架还有:重力式货架、驶入驶出式货架、自动立体仓库高层货架。由于XX药业仓库作业特点要求能够实现100%拣选,而重力式货架与驶入驶出式货架均不能满足这一点。
表8 高仓容利用率货架汇总表
货架类型
面积
利用率
作业效率
100%拣选
满足先进先出
投资
成本
运营
成本
驶入驶出式货架
高
较高
否
否
较低
较低
重力式
货架
高
较高
否
否
中
中
移动式
货架
较高
较低
能
能
较高
较高
自动化
货架
高
高
能
能
高
较高
自动立体仓库高层货架是当前情形下最理想的货架型式,唯一的缺陷是项目资金不足。
(二)仓储吞吐能力分析
1、货架作业能力分析
(1)基础数据
①出入库货物相关参数
Ÿ 每天(24小时)入库75000件,75%入常温库,25%入阴凉库;
Ÿ 出库高峰时段(8小时)出库43000件,60%整托出库,40%零托出库。
②货架及作业巷道相关参数
Ÿ 货架内作业巷道长度:42m;
——常温库大多为16个货格的货排,故取此长度值。
Ÿ 作业巷道宽度:5m;
——原方案中为4m,但考虑到XX药业要求设计仓库具有较高的作业效率,为保障作业安全,建议适当增加作业巷道宽度。这里取为5m。
Ÿ 货架移动速度:6m/min;
——货架移动速度设计值为10m/min,一般安全运行速度取为6m/min
Ÿ 货架利用系数:0.95;
——主要考虑:①WMS系统对储位和拣选排序的合理优化;(例如:多个作业同时位于同一模块组内,则作业时间会延长,其它模块组处于闲置状态)②订单均衡性(例如:高峰时段货架工作繁忙,其它时间出现闲置);③货架日常保养、故障检修。这里假定各影响因素均为理想状况,取为0.95。
③叉车在货架巷道内作业相关参数
Ÿ 叉车作业高度:9m;
——主要考虑:①药品防潮要求货架下方架空1.3m;②货格高2.4m;
③货格横梁断面高度;④叉车货叉举升高度;⑤货叉取货、卸货需要的高度。
Ÿ 叉车伸缩距离:1.4m;
Ÿ 叉车在货架内作业巷道速度:50m/min(3km/h);
——叉车设计水平行驶速度为12.1/11.0km/h(空载/负载),但叉车在库内安全水平行驶速度为4～5km,在仓库门口等狭窄处速度为3km/h。这里取3km/h,以下同理处理。
Ÿ 叉车货叉平均升降速度:8m/min;
Ÿ 叉车货叉伸缩速度:5m/min;
Ÿ 叉车在货架巷道内作业时间延误系数L1:0.2;
——主要考虑:①叉车转向;②货叉对准货位;③货叉装卸托盘。
(2)主要技术指标
移动货架作业能力主要取决于货架移动速度、货架作业巷道内叉车作业速度(包括在货架作业巷道内叉车安全作业的水平行驶速度、货叉升降速度、货叉伸缩速度)、叉车驾驶员技术熟练程度、货架作业巷道长、叉车作业高度、货位深度等因素。
已知数据:
Ÿ 每小时入库托数:67;
Ÿ 每小时出库托数:115;
Ÿ 常温库每小时出入库当量托数:67×0.75+115×(1+0.4)×0.75=171;
Ÿ 阴凉库每小时出入库当量托数:67×0.25+115×(1+0.4)×0.25=57;
Ÿ 作业巷道内叉车平均作业时间:
(叉车在巷道内平均水平行驶时间+货叉平均升降时间+货叉伸缩时间)×2×(1+延误系数L1)+巷道打开时间=4.232min;
——这里没有考虑叉车的故障率、利用效率等因素。
Ÿ 先假设叉车的能力是无限的,则单个模块的货架每小时最大开启次数为:1/4.232×60=14次;
Ÿ 常温库11个模块,货架每小时最大开启次数为156＜171;
Ÿ 阴凉库5个模块,货架每小时最大开启次数为71＞57;
由上可知,常温库内货架作业能力不能满足作业高峰时段需求。
2、叉车作业能力分析
(1)基础数据
常温库内设置有2条主干通道(为便于叙述,CAD图上方为1号主干通道,下方为2号主干通道)。
Ÿ 1号主干通道宽度:7.5m;
Ÿ 2号主干通道宽度:9.2m;
Ÿ 常温库内1、2号主干通道长度为:110m;
Ÿ 叉车宽度1.2m;
Ÿ 叉车在库内水平行驶速度取为:70m/min(4.2km/h);
Ÿ 叉车在库内作业时间延误系数L2:0.1;
——主要考虑:①叉车转向;②货叉对准货位;③货叉装卸托盘。
Ÿ 电动叉车连续工作时间:8h;
Ÿ 电动叉车充电时间:8h;
(2)主干通道叉车通行能力
在常温库内布置及叉车运动路径确定的基础上,库内下方7个移动货架模块的货物进出都是经过2号主干通道,故下面主要考查2号主干经过的叉车通行情况:
Ÿ 叉车在2号主干通道上的通行时间为:1.6min;
Ÿ 前面已知常温库每小时出入库当量托数:171;
Ÿ 根据货位比例常温库内每小时经过2号主干通道上的出入库当量托数为:171×(5～11货架模块货位数/常温库货位数)=109;
则,每分钟在2号主干通道内行驶的叉车台数约为:2～3台。
应该注意到,该值不包括已行驶到达目的货架模块前,等待进入货架作业巷道的叉车台数。
因此,2号主干通道的通道宽度为9.2m,正常情况下,该主干通道叉车的通行能力良好。可是,因为前面已知货架作业能力低于货物出入库需求能力,随着作业时间的延长,在2号主干巷道内将逐渐滞留等待进入作业巷道的叉车,因而出现堵塞现象。
巷道以及出入月台阻塞与排队情况、实际作业能力的详实计算能够经过仿真给出。
八、仓库的安全性分析
(一)货架安全性分析
1、货架的最大移动组载荷量约为360.4吨,对货架本身的强度、以及货架移动地面的强度要求较高,影响货架的稳定性。
2、货架最长轨道铺设长度为29.51米,对货架的安装精度以及地面的平整度要求较高。
3、打开货架通道时,必须保证移动的若干货架同步启动、制动、移动。对货架移动的联动性要求较高。
4、由于采用人工操作叉车,可能造成叉车与货架的摩擦或碰撞,叉车若与正在移动的货架发生擦挂产生的危险度将更大。
5、叉车频繁跨越轨道进入货架内巷道作业,造成轨道变形、或者轨道内落入异物的问题。
(二)货物的安全性分析
1、货物紧密存放,对货物的温湿度控制带来困难。
2、货架的频繁移动,导致货位内托盘及托盘上的货物移位、滑落、破损的可能。
3、高货架影响货物上下货架、进出货位的准确性。
(三)叉车的安全性分析
1、叉车在主干通道、货架作业巷道内作业与货架擦挂、碰撞的可能。
2、叉车在货架作业巷道内行驶跨越货架轨道时颠簸造成的影响。
3、叉车在库内动线交叉点或在主干通道内会车时的行车安全。
(四)人员的安全性分析
1、货架、叉车产生的噪音对人员的影响。
2、人员车辆在货架内巷道作业时,货架监控系统可靠性带来的影响。
3、叉车行驶路径和人员行驶路径交叉点处产生安全事故的可能性。
4、高货位货物坠落对人员造成伤害的可能性。
(五)消防的安全性分析
1、库内货物储存区密集,考虑在不同货架模块组之间设置消防隔离墙的问题。
2、存储区应设置烟感自动报警和手动／自动喷水灭火消防系统(货架区域留有消防喷淋安装空间)和室内消火栓消防系统;
3、计算机管理控制室、入出库作业端口配置手提式干粉灭火器;
4、具体方案应遵循本地消防主管部门要求及国家有关防火标准确定。
九、仓库主要设备使用维护性分析
对仓库内主要设备的使用维护性简单分析见下表

表9 仓库主要设备的使用维护性
仓库主要设备
设备使用维护性
WMS系统(含货架控制系统)
1、运行过程中对瘫痪系统修复,解决、修复操作控制系统方面的问题、对SQLServer 数据库的维护等。
2、WMS系统持续升级。
3、WMS系统与本公司原有管理系统(如ERP)的兼容。
货架
1、货架结构(最大移动组17货格×2排×4层)、货架驱动电机都需专门订制,加大了维修保养难度和成本。
2、需定期清理及随时检查移动货架轨道沟槽异物,否则易造成货架故障,降低了货架使用效率。
叉车
1、高货位作业叉车采购成本高,驾驶员技术要求高,维修困难,配件贵。
2、电瓶叉车充电时间比较长,使用中需配备多组蓄电池。
十、移动货架与自动立体仓库的定性评估
限于仓库建设用地的局限性,普通货架无法满足仓库需求。现采用”专家打分法”对移动货架和自动化立体仓库做定性评估。分析结果如下:

表10 移动货架与自动化立体仓库评价表
评价因素
评价指标
权重
电动移动式货架
自动化立体仓库
备注
得分　
权重积分
得分
权重积分
作业性能
存储能力
12
7.5
90
9.5
114

拣货作业能力
11
5.5
60.5
9.5
104.5

外部系统接口
5
6.5
32.5
9
45

物料流程与动线
7
7
49
6.5
45.5

小计
35

232

309

经济性
初始投资
8
5
40
3
24

运营成本
7
5
35
4
28

人力成本
5
7
35
8.5
42.5

小计
20

110

94.5

设备适用性
可靠性
13
6
78
5
65

易维护性
6
6
36
5.5
33

易导入性
4
6
24
5
20

安全性
7
6
42
9
63

小计
30

180

181

系统柔性
可扩充
5
4.5
22.5
4
20
主要考虑系统扩充是否需改变原有设备、作业方式、建筑和布置形式
储位运用弹性
6
3
18
3
18
考虑储位能否依需要弹性运用
系统作业弹性
4
5
20
4
16
主要考虑系统作业方法、程序、原理是否可变
小计
15

60.5

54

合计
100
472.5
544

从以上对比评估表能够得出结论:自动化立体仓库比移动式货架更优。
结论
1、 电动移动式货架方案较好地考虑了用地限制与建筑高度控制,面积利用程度较高,面积利用系数达73.5％。
2、常温库储存量108.5888万件,阴凉库56.2496万件,总164.8384万件。基本满足需求,但增长能力有限。
3、 常温库电动移动式货架每小时最大开启次数理论上可达到156次,依然不能满足高峰时段作业需求。
4、 为提高出库及拣选效率,对WMS系统储位优化与订单作业组合排序提出了极高的要求,供应商的WMS系统能否满足尚存在疑问。
5、 如此高的作业频率下,作业安全性以及系统性能的可靠性存在重大隐患。
综上所述,电动货架方案不具备可行性。
十一、电动移动式货架作业效率仿真
一、 仿真工具简介
本次仿真选用Witness软件。Witness软件是英国Lanner集团集数十年经验开发的流程仿真平台,广泛应用于生产和流程系统运营管理与优化、流程改进、工厂物流模拟与规划、供应链建模与优化等。Witness是当前国际上领先的面向企业流程 的建模仿真平台,其可视化建模与仿真优化技术广泛应用于汽车制造、港口物流、钢铁制造、电子制造、空港规划设计等行业。在现代工业工程领域,计算机仿真一直是不可缺少的决策支持工具,它在大型工程项目的前期规划、投资平衡分析、生产物流的运行控制、供应链与库存管理、作业排序、资源分配、流程再造等众多方面发挥了巨大作用。Lanner总部位于英国奥克斯,在欧洲、美洲、亚洲等许多国家拥有分支机构与合作伙伴,在全球范围内,有超过3500家企业用户。选用Witness用于企业业务流程的改进与优化。如日产汽车、福特汽车、大众汽车、通用汽车、Motorola、AMD、Nokia、壳牌石油、BP、BAA等。
二、 建模
鉴于本次仿真的主要任务是检验电动移动式货架能否满足高峰作业能力需求,故:
1） 不考虑出入库站台容量和效率,叉车数量以不影响货架充分利用为原则配置,数量可据需要增加。
2） 不考虑缺货导致的订单等待,不考虑货位不足的问题。
3） 考虑到实际使用时部分常温产品能够放入阴凉库,同时中间出库月台的位置能够适当调整,因此,本次仿真没有分开考虑常温库和阴凉库,而是统一考虑为一个大库。作业时间以及设备数量等参数则按实际计算。
4） 不考虑拣选对药品批次以及沉淀时间的要求。
5） 每订单仅含一托,故不考虑品规差别。
6） 为充分利用货架作业能力,入库作业中储位分配考虑在不同模块组之间随机布置。
7） 鉴于出库作业的不均衡性,按出入库等待作业队列比例适当考虑出库作业对货架占用的优先权;
8） 入库(出库)订单分别按照先进先出原则作业。
9） 出库作业所需的移动货架模块组按三种方式指定:随机指定有存货的移动模块;优先选择有存货且未占用的模块;前两者的组合。(考虑到:阴凉库和常温库货架分别存储不同药品;9月份库存结余中141个品规中多达69个品规不足16托;9月出库144品规中104项出库不足16托;按在库天数平均超沉淀期6天估算,库存量不足50托的品规出库托盘数占15%;入库作业量较小的品规在随机选择货位情况下难以保证在不同移动模块组的均匀分布;因此,第三种较为切合实际)

三、 关键参数设置
1、 入库作业:
按高峰日24小时入库75000万件,1596托/日设置,以每托盘为单位设置入库单,托盘到达时间间隔按平均0.903分钟,均匀分布(Uniform(0.803,1.003))。
2、 出库作业:
高峰小时出库4300件,91.5托;零托比例占40%,考虑拣选时差,入库作业另行安排叉车,因此考虑为逆向出库单,高峰小时出库量按128托计算。订单到达时间间隔按平均0.468分钟,负指数分布(Negexp(0.468))或4阶爱尔兰发布(Erlang(0.468,4))。
高峰日出库作业分时段设置:全天出库1915托,2680托(含零托返库)。
时段
出库件数
小时作业托数
分布形态
2:00-8:00
14000
70
几何分布
8:00-16:00
33000
123
几何分布
16:00-2:00
43000
128
几何分布

平峰小时出库考虑与入库平衡,3125件/小时,小时作业托数为93托;以托为单位设置出库单,订单到达时间间隔为平均0.645分钟,服从负指数发布(Negexp(0.645))或4阶爱尔兰发布(Erlang(0.645,4))。
3、 叉车数量及作业时间
综合考虑仓库通道布置形式、仿真目标主要目标为货架作业能力、以及为区分出入库作业效率及其关系,设计出库入库作业分别使用不同的叉车。叉车数量不做预先确定,在仿真过程中调试叉车数量,在最大化移动货架利用率的前提下减少使用数量以降低通道内作业叉车数。
叉车作业时间分三段:重载和空载以及巷道内作业。重载、空载运行时间按前述分析综合考虑货架到月台距离、走行速度、装卸作业时间以及延误系数,分别设计为均匀分布:UNIFORM (0.8,1.82)(重载),UNIFORM (0.5,1.52,1) (空载)。巷道内作业时间与货架作业重叠,在下一小节说明。
不考虑叉车故障与充电及维护保养等因素,可用工时24h/day。
4、 货架数量及作业时间
货架数量按方案中模块组数,共计16组。同时根据模拟调试情况适当调整模块组数,以降低库容不超过5%为限,提高库容不限。
货架作业时间综合考虑货架移动速度与巷道宽度,叉车运行速度、货叉及门架伸缩速度、巷道长度、货架高度等,取均匀分布UNIFORM (2.451,6.707)。
不考虑货架故障。
四、 统计指标选择
1、 作业周期指标
l 入库作业时间=暂存区等待时间+叉车运行时间(含重载、空载,不含巷道内运行时间,下同)+等待货架时间+货架作业时间
l 出库作业时间=暂存区等待时间+叉车运行时间+等待货架时间+货架作业时间

2、 设备利用指标
l 叉车平均作业台数
l 叉车空闲时间占比、有效工作时间占比、等待货架时间占比
l 货架平均作业模块数
l 货架空闲时间占比、有效工作时间占比
3、 系统性能指标
l 入库作业能力(托/每天)
l 出库作业能力(托/每天)
l 入库暂存区平均排队长,最大排队长
l 出库订单平均排队