cheng
钢材库仓储系统设计与优化
一、预测分析
根据已有数据，对案例中钢材仓库未来几年钢材最大存储量进行预测，以便确定库场的容积和机械设备的配置。1989~1994年钢材进库场数数据如表1-1所示，其分布如图1-1所示，呈非线性递增的趋势，故采用三次指数平滑预测法。 年度 1989 1990 1991 1992 1993 1994 数量
0.96 0.98 1.02 1.1 1.16 1.21 表1-1 钢材进库场数据
取平滑分数 α=0.3， S0?S0(1)(2)?0.96?0.98?1.02(3)?0.987 S0?0.976
3 根据计算公式：
1)St(1)??yt?(1??)St(?1 2)St(2)??St(1)?(1??)St(?1 3)St(3)??St(2)?(1??)St(?1
式中?——平滑系数
St(1)——第七周期的一次指数平滑值 St(2)——第七周期的二次指数平滑值 St(3)——第七周期的三次指数平滑值
yt——第七周期的实际值
cheng
cheng
计算结构如表1-2所示。 年度 周期 入库量 St（1） St（2） St（3）
0 0.98666666667 0.98666666667 0.998 1989 1 0.96 0.97866666667 0.98426666667 1990 2 0.98 0.97906666667 0.98270666667 0.990520.99388 8 1991 3 1.02 0.99134666667 0.98529866667 0.9889592 1992 4 1.1 1.0239426667 0.99689186667 0.991339
1993 5 1.16 1.0647598667 1.0172522667 0.99911298 1994 6 1.21 1.1083319067 1.0445761587 1.0127519336 表1-2 计算过程
(1)(2)(3)a6?3S6?3S6?S6?1.204019
b6??(1)(2)(3)???0.057626 (6?5?)S6?2(5?4?)S6?(4?3?)S622(1??)?2(1??)2C6??S(1)6(2)(3)?2S6?S6?0.009775
?建立三次指数平滑预测模型为：Y6???a6?b6T?c6T2 将各系数代入：Y=1.204019+0.057626T+ 0.009775T
则1995预测超前周期T=1，1996年T=2……再代入预测模型，预测后五年的入库量如表1-3
所示。
表1-3 月平均（万t） 2
年度 1995 1996 1997 1998 1999 1.27142 入库Y 1.358371 1.464872 1.590923 1.736524
根据1989-1994年计划内和计划外的销售（出库量），其数据序列呈明显的线性增长倾向，故采用二次指数平滑预测模型（略去计算过程），预测1995-1999年的销售量，即出库数据，间表1-4。
表1-4预测出库量 月平均（万t） 年度 1995 1996 1997 1998 1999 销售 计划内 1.164 1.204 1.244 1.284 1.324 计划外 0.0672 0.1026 0.1587 0.174 0.216
cheng
cheng
根据表1-3和表1-4可得月平均入出库差值如表1-5所示。最大积压为0.48361万t，累积积压0.48361万t
表1-5 1995-1999年每面度平均如出库场差值 月平均（万t） 年度 入出库差值
1995 1996 1997 1998 1999 0.04022 0.051771 0.062172 0.132923 0.196524 四、库存容量的确定和优化计算
根据预测分析，得知未来5年内每年度月平均入库值，又知库场每月上半月一边进钢材
一边销钢材，下半月只销售钢材，积压量很少，可简化为零。这样可得出库存模型如图9-15所示。（其中，P为进货速度，R为销货速度，Q0为进货批量，Qmax为最后库存量，t1为边进边销的时间，T为库存周转期。）
Q0?1.27142t?1.358371t?1.464872t?1.590923t?1.736524t?1.484422万t
5
P?t1?RT?QR?P?Q0?1.484422万t/月 TQ01.484422?=2.968844万t/月
1t12最高库存量Qmax?R(T?t1)?0.742211万t
但实际情况只能近似于库存模型，取月不平衡系数Km?1.4，则实际库存量应为：
'Qmax?Km?Qmax?1.039万t
再根据仓库和料场比列关系，确定建立一个最大容量不小于6200t的立体仓库群。
由于该钢材库的进货批量和时间基本上确定，因此不需要再做其他计算。
五、钢材库货架的设计
钢材库主要是存储钢材，大部分是4m以上的长大件，根据国外立体仓库货架资料，采用带有横撑的货架是最优选择，其钢材存放在横撑上。每个货架由11个立柱组成，立柱间距为1m，每个货架为5层，每层承载重量为5t，立柱之间用钢筋和角钢联接。立柱由槽钢和钢板组成。横撑采用槽钢，按一定的尺寸分别焊接在立柱的两侧。经过强度和稳定性（当一侧满载，另一侧仍空载时）计算确定截面尺寸。每个货架最大承载量为50t，一般情况货架利用率为95%，库存量按5729.018t计算，则货架最少需求量为：
n?6200t?50t/个?950.5个 取整数为131个，分配在确定的立体仓库中。
cheng
cheng
六、搬运方案的选取
（一）运输方式
从总体布置图可看出，运输方式有公路运输和铁路运输。前者机动灵活、换装环节少。后者运输量大，可靠性高，远途运输费用较少。只有铁路和公路运输协调工作，才是最佳的运输方式。但根据该钢材库实际情况，铁路运输方式是主要的。
（二）装卸机械的分析
钢材库、场物资主要是4m以上的长大件，装卸机械主要选择下述三种：
（1）轻型龙门起重机。库场装卸长大件，大都采用龙门起重机，主要用于露天料场。它跨越铁路线和货场，占用通道面积小，库场面积利用率高，起重量大，效率高。
（2）侧面高架叉车，由称无轨堆垛机。其起升高度和通过窄巷道的性能比一般叉车要好，机动性比巷道堆垛机好，可转移到其他巷道工作，可在巷道外工作，游客开出库外作业，同时货叉可横向调节，适合长大件的装卸。
（3）桥式堆垛起重机。它是一种最早用于高层货架仓库存取物资的机械，也适用于无货架堆垛，它既有桥式起重机能够跨越仓库内地面障碍物、堆垛高度高的优点，又有叉车灵便、两货叉横向可调以取长大件的特点。
（三）装卸机械的优化计算
该钢材库进、出库场的主要运输工具是火车，通它配合的最佳装卸机械是龙门起重机。根据总体规划，它的跨度为35m，起重量为5t。火车每月最少运输5次，每次最多20节车皮，每节车皮最大载重量100t。该库场每次最大发货量为：
Q?Km6200t6200t?1.4??1736t 其中，Km为月不平衡系数。 55此仓储系统符合运筹学的排队论MMC型，平均到达率为：
??5?20节?0.139节/小时
30?24小时库场实行两班制，一台龙门起重机需要司机22人，需配备12个装卸工人。龙门起重机完3成一个周期工作需要12分钟，则平均服务率为：
M?(60分钟/小时?5t)?100t/节?0.25节/小时
12分钟每台龙门起重机（及装卸工人等）的服务费用，装卸工人工资4元/小时，司机工资3.2元/小时，龙门起重机回收期定为8年，则每小时成本为16元，所以服务成本费为C=23.2元/小时。火车一节车皮等待一个小时损失费C0?100元。
?/M?0.139/0.25?0.56
设龙门起重机台数为C：
?c?1(0.56)n?11P0?????(0.56)c?
n!(c?1)!(c?0.56)?n?0?(0.56)C?1LS??P0?0.56 2(C?1)!(C?0.56)?1cheng
cheng
令C=1、2、3、4、5依次代入，得表9-12. 台数 1 2 3 4 5 服务车皮数Ls(c) 1.2727 0.6074 0.5647 0.5604 0.5600 LS(c)?LS(c?1)——LS(c)?LS(c?1) 0.6648 0.0427~0.6648 0.0043~0.0427 0.0004~0.0043 CS/CW?23.2/100?0.232，落在区间0.0427~0.6648内，所以C=2，即龙门起重机取2台时，
即可使费用为最小。
（四）装卸工艺的分析
方案一：龙门起重机平板——牵引车——桥式堆垛机。 桥式堆垛机台数计算公式为A?V?T?K C?t式中 V——作业量（库场最大作业量为V=1736t）； C——设备每次搬运量，选用桥式堆垛机C=4t； t——规定的作业时间，t=24小时；
T——设备完成一个周期所用的时间T=10分钟； K——车辆和设备不平均系数、取K=1.2。
A?(1736?10?1.2)台?3.6台，取A?4台
4?24?60为使堆垛起重机和龙门起重机工作互不影响而连续工作，确定牵引车5台，选20t平板车8台。
一台平板车（20t级）1.2万元，牵引车每台3万元，桥式堆垛机每台16万元。则总投资为：
Q?(16?4?1.2?8?3?5)万元?88.6万元
司机人数（两班制）=4?2立体仓库布置如图所示。
设置12排货架，每排5个货架。每个货架双面各5层，货架各数12?5?5?2?600个。排与排间通道为3.8米，4台桥式堆垛起重机。火车和汽车装卸侧各设8个门。库内容量为：600?5?3000t。需要2个立体仓库满足要求。
方案二：侧面高架叉车——龙门起重机，参见图9-18。 侧面高架叉车的台数：A?21 ?5?2?22.3 ，取整数为23人。33VT1736?15K?(?1.2)台?7.2台 C?t3?24?60符号意义同前，取A= 8台。
设备投资上，每台侧面高架叉车6万元，总投资为 8?6万元?48万元。 司机人数 n?8?22?21.3?22人 3立体仓库布置形式参见图9-17.该库设置10排货架，每排5个货架，每个货架双面各4层，
cheng
仓储管理课程设计心得【模版】
