自动化立体仓库的设计要求、重点及消防分析

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自动化立体仓库的设计要求、重点及消防分析

导语

大家好，我是智能仓储物流技术研习社的社长，你的老朋友，老K。行业群

新书《智能物流系统构成与技术实践》

作者：中核第四研究设计工程于彬彬 

来源：《产业与科技论坛》

自动化立体仓库是一种采用高层货架来储存单元货物,用自动化物料搬运机械进行货物入库出库的仓库。

近几年由于电商迅猛发展,制造业更新与转型、自动化技术快速更新和土地成本的增加,快速地推动了自动化立体仓库建设与发展,是仓储业发展的趋势与方向之一。

制药企业自动化立体仓库的设计要求

医药产品种类繁多,储存条件复杂,新版GMP对不同种类的药品在不同库区、运输、储存等环节有着严格的温湿度要求。

不同种类药品,有不同的储存环境,需要进行分类分区储存,以免由于串味,相互污染而变质。如中、西药分区、有毒与无毒药品分区、特殊药品与普通药品的分区等。

自动化立体仓库一般还需要考虑通风、避光、防虫、防潮等功能需求;需要有安全防护措施;库房还应考虑在装卸、搬运、接收、发货等作业预防日晒、防雨防雪等技术措施。

如在室外设大雨棚,严寒地区库外门框加装柔性橡胶充气垫形成门封;库房内药品与地面之间应设有有效的隔离设备等。

制药企业自动化立体仓库设计重点分析

自动化立体仓库按货物流程细分包括入库暂存区、检验区、码垛区、储存区、出库暂存区、托盘暂存区、不合格产品暂存区以及杂物区。

立体库储存系统的自动化体现在按照计算机管理系统指令自动完成货物的存取,并能对库存进行WMS管理,实现自动化作业的过程。

在自动化立体仓库的设计过程中需要关注以下几个要点。

(一)自动化立体仓库最佳高度的确定。

自动化立体仓库的高度直接影响其占地面积、投资成本、投资回报率、超重运输机械的装卸效率以及维修成本。

自动化立体仓库高度主要指存储作业区的药品货架高度。货架高度的确定取决于药品的吞吐量、周转率以及订货发送的配套方式。

实际工程中,根据生产线的货物产能、托盘尺寸、数量以及包装形式等综合分析进行设计,一般在20~30米之间。

货架底部除了满足一定的隔离设备外,货架顶层也需留出一米左右的空间高度,以便安装消防管道,风扇、照明货架和安装操作空间等需要

。立库的入库、出库区有时做成两层,每层层高在6米左右,首层以辅料、包装入库,成品出库、检验区为主,二层以空调设备区、成品入库为主。

(二)收发货与库存区的衔接方式。

收发货区是指货物装卸、接收、搬运、发货的平台。自动化立体仓库的收发货区有两种形式:月台式与输送机系统。

月台式又可分为室内装卸台与室外月台,药企中的立体库以室外月台居多。

货台高度一般在1．2米左右,其长度与装卸库的短边尺寸平齐,一般在货台一侧设叉车坡道,便于叉车停放、检验、充电。

收发货与库存区的衔接方式有三种:叉车与输送机系统,自动导引AGV小车与输送机系统,输送机配套入库月台装卸系统。

进入库内货架区以堆垛机为主,其中输送机配套入库月台装卸系统是目前药企中常采用的一种,AGV小车与输送机系统智能高效、节省人力,但前期投入较大,在小型企业中难以推广。

货物入库位置一般由码垛机布置决定,出库位置根据货运流线布置,通常出入库位置在货架两侧,同时运转效率更高。

(三)堆垛机位置及数量的确定。

堆垛机在立体化仓库中起着关键作用,制药企业中的堆垛机一般布置在带轨道的巷道里,巷道宽度在1．8米左右。

堆垛机可分为单立柱和双立柱式堆垛机,单立柱堆垛机可运载两吨以下的货物,适用于提升高度≤21m的仓库,双立柱的堆垛机适用于>21m的仓库。

每个堆垛机可服务一至两个巷道储存,为方便堆垛机在不同巷道间调动,可在巷道内设置弯道。

在实际的工程设计中堆垛机布局与巷道布置紧密相关,一般每个巷道内布置一台堆垛机,而巷道的数量是根据库的最大吞吐量确定。

当库区平面及货架高度尺寸一定时,库内货架组合方式不同,单深或双深巷道及堆垛机位置不同,托盘总数不同。由此计算的托盘总数最大的方案为最优方案。

制药企业自动化立体仓库消防设计分析

自动化立体仓库一般空间高大,储存物品密集,室内开窗较少,一旦发生火灾,温度快速升高,燃烧强度会逐渐变大。所以在消防设计中遇到许多火灾威胁,需要设计者在设计中引起足够的重视。

(一)自动化立体仓库的消防设计特性。

自动化立体仓库与常用仓库区别较大,其消防设计难点主要有:

一是自动化立体仓库的存储区为无人作业区,一般不考虑人员进出通道,仓库内货架间巷道宽度以及货架与墙壁间的距离均较小,正常人难以通过,外墙上设的安全门仅考虑设备检修时人员的疏散。

二是自动化立体仓库一般采用轻钢结构,其耐火性较差,发生火灾时在一定温度环境下,屋顶及货架很快就会失去支撑能力,同时库内的空调系统会助燃火势加速燃烧,致使整个室内烟气浓度加大,火灾救援无法及时展开。

三是由于轻钢结构的自动化立体仓库屋架跨度较大,屋面板不能承重。电缆桥架、喷淋管、送风排烟管等均要吊挂在檩条或钢梁上,使得屋架承受了较大的荷载。

按照力学传递原理,相应的钢柱截面尺寸也会加大,增加了建设成本又占用了库内空间。

(二)自动化立体仓库的消防设计措施与改进。

针对自动化立体仓库消防设计中存在的难点与特殊性,在设计中经过反复设计调整、专家探讨后,确定了以下消防设计方案,满足了消防设计规范要求,取得了良好的实施效果。

一是针对自动化立体仓库内部空间紧密、无人化作业的特点,根据《建筑规程消防监督管理规定》,在墙体上设置自动排烟窗及灭火救援窗,且不宜少于2个,每个窗口间间距≤20米,并应正对货架或堆垛间的通道设置。

二是针对自动化立体仓库采用轻钢结构、耐火性较差、仓库高度偏高的特点采用内外搭配消防设计措施。对内提高主要承重构件的耐火极限,配涂新型高效、超薄型防火涂料,隔墙板、隔断板等采用无机不燃材料,对外在立体库周围设计10~12消防通道,为消防救援预留足够的消防空间。

三是针对自动化立体仓库屋面结构无法承重的难题,在石家庄某自动化立体仓库设计中,几个专业反复讨论研究方案,最终采取将货架喷淋干管设计在纵向货架间的地面上;暖通的送风管采用B1级IRR支撑型纤维织物风管,美观无噪音,使用寿命长。

排烟采用在储烟仓内设置的自动排烟窗,采取以上措施后,减轻了屋架荷载,节约了成本,取得良好实施效果。

制药企业自动化立体仓库的发展趋势与应对

医药企业自动化立体仓库约占整个制造业的13%,随着人工智能技术的发展,自动化水平的不断提高,仓库的运转速度逐渐加快,出入库能力逐渐增强,提高了生产效率,降低了仓储物流成本,给自动化立体仓库的设计指明了方向。

自动化立体仓库与工艺联系更加紧密,其逐渐成为现代物流销售企业的重要有机组成部分,推动着企业向现代化、智能化、高效能、无人化方向发展。

同时自动化立体仓库作为计算机集成制造的一部分,正在同全厂的系统联网,推动着新型智能化互联的企业管理与运营,是未来仓储物流业、制药企业的重要发展趋势。

设计师需要从时代需求与企业全局出发,研究和分析企业的生产、储存、销售等运营管理方式以及发展规划,研究新兴业态,融合智能化技术,针对自动化立体仓库自身的特征,做到精准化设计又符合发展需要,真正发挥自动化立体仓库的效能并引领产业的发展。

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