图书分类号： 密 级：
毕业设计(论文)
堆垛机伸缩货叉设计
Stacker Telescopic Fork Design
学生 学院名称 专业名称 指导教师
殷录卿 机电工程学院 机械设计制造与其自动化
磊
2008年 6月 02日
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工程学院学位论文原创性声明
本人重声明： 所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用或参考的容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标注。
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工程学院学位论文协议书
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摘要
自动化立体仓库目前广泛应用于汽车、电子、医药、烟草、建材、邮电等许多行业，是实现物流系统合理化的关键，对加快物流速度、提高劳动生产率、降低生产成本都有重要意义。其中堆垛机又是自动化立体仓库中最重要的搬运、起重、堆垛设备, 对立体仓库的出入库效率有重要影响。本文将注重研究双伸位堆垛机，它的使用不仅减少巷道占地，而且还减少了堆垛机台数。在相同面积条件下，大幅度提高了地面利用率和存取工作效率，同时能够为用户节约可观的投资。由于双伸位堆垛机的这个独特优势，它已得到迅速推广，并具有很大的市场空间。但与国外技术相比，目前我国堆垛机产品在技术参数、产品覆盖围、技术稳定性和产业规模等方面均有差距。因此，本设计课题将从堆垛机的最主要的部分——货叉展开研究，希望能进一步的提高堆垛机的工作效率与使用寿命。
双伸位堆垛机采用了多级双伸位货叉，通过行程倍增实行大距离伸出，实现巷道单边双排货架存取货物，但由于货叉悬臂加长，导致力矩相应增加，控制货叉的下挠量成为技术关键，同时也是技术难题。
堆垛机伸缩货叉采用一种能使原动机动作行程增倍的双向驱动直线运动机构。为此，在方案设计中选择链条链轮组成的传动机构。根据货叉存物取货的双向伸缩行程要求，仅采用双层货叉行程增倍机构是不够的，还必须实现第3层货叉的行程增倍直线差动。但由于货叉悬臂加长，导致力矩相应增加，因此需要通过严格的理论计算和实际中的经验来控制货叉的下挠量。
在这次设计过程中，将使用Pro/E建模，并进行运动仿真，其中主要建模的零件包括链轮、链条、齿轮、齿条、下叉、中叉、上叉等。难点在于各尺寸的确定与配合，和链传动的运动仿真。
关键词：货叉；Pro/E；挠性；仿真
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Abstract
Automated Warehouse now widely have been used in automotive, electronic, pharmaceutical, tobacco, building materials, telecommunications and other industries,it is to achieve rationalization of the key logistics system, to accelerate the pace of logistics, improve labor productivity, lower production costs have important significance. One stacker warehouse automation is the most important of handling, lifting and stacking equipment, for the three-dimensional warehouse to have an important impact on the efficiency of storage, the paper will focus on extending double-stacker, which not only reduce the use of roadway Land, but also reduce the number of stacking machine, under the conditions in the same area, a substantial increase access and utilization of the ground work efficiency, while users can save considerable investment. Because of this unique advantage ofthe extended-stacker, it has been the rapid promotion, and has great market space. However, compared with foreign technology, China's Stacker products in the technical parameters, product coverage, technology steadilyand technology industries in scale of the gap. Therefore, this issue will design the most important part - Fork study, hoping to further improve the efficiency of Stacker and life. Two-side-stacker adopted the multi-level two-side-Fork, through the implementation of the gap doubled to achieve within the roadway unilateral double shelf access of goods, but because fork cantilever longer, resulting in a corresponding increase in torque , under the control Fork torsion is notonly a key technology, but also technical difficulties.
Stacker telescopic Fork can adopt a program of action motivated by two-way drive times the linear motion agencies, to that end, in program design in the choice of the sprocket chain drive mechanism. According Fork of the pickup of two-way telescopic trip request, only a double-decker Fork journey times by institutions is not enough, we must also achieve the three-tier Fork trip times by linear differential. However, due to Fork cantilever longer, resulting in a corresponding increase in torque, it needs a rigorous theoretical and practical experience to the next control Fork of torsion.
In the design process, it is usingPro / E modeling and simulation exercise, which mainly include the sprocket parts modeling, the chain, gears, rack, under the higher, middle, lowerforkand so on, the difficulty lies in Identify and cope with the size, and chain drive the simulation.
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Key words:Fork Pro / E FlexibleSimulation
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目 录
1．绪论1
1.1自动化立体仓库在国民经济中的重要地位与堆垛机的意义1 1.1.1自动化立体仓库1
1.1.2自动化立体仓库的重要地位1 1.1.3有轨巷道堆垛机的意义2 1.2课题研究的目的与意义3
1.3堆垛机与货叉的技术要求，研究容3 2．自动化立体仓库设计4
2.1自动化立体仓库总体规划时需要考虑的问题5 2.2自动化立体仓库总体规划5 2.2.1高层货架5 2.2.2巷道堆垛机6 2.2.3输送系统6 2.2.4托盘(货箱)6 2.2.5自动控制系统6 2.2.6库存信息管理系统7 2．3巷道堆垛机设计7 2.3.1设计思路7 2.3.2 控制系统结构10 2.3.3 速度控制11 2.3.4 位置确定11 3．货叉方案设计12 3.1液压传动13 3.1.1双杆活塞缸13 3.2机械传动15 3.2.1链传动15 3.2.2齿轮齿条传动15 4．零件设计17
4.1电动机、减速器的选择17 4.1.1电动机的选择17 4.1.2减速器的选择18 4.2货叉的力学计算20 4.2.1货叉弯矩的计算21
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4.2.2堆垛机货叉强度的计算22 4.2.3货叉变形计算22 4．3链轮链条传动计算26 4.3.1链传动的优缺点26 4.3.2链条链轮的确定26
4.4单个螺栓联接的受力分析和强度计算29 4.4.1货叉没展开时错误!未定义书签。
4.4.2货叉展开时（极限位置）错误!未定义书签。 5 零件建模仿真错误!未定义书签。 5.1Pro/E零件建模仿真错误!未定义书签。 5.1.1螺栓的设计过程错误!未定义书签。 5.1.2螺母制作过程错误!未定义书签。 5.2链条链轮的设计过程错误!未定义书签。 5.3零件的装配错误!未定义书签。 5.4链传动与总装图错误!未定义书签。 6. NC代码错误!未定义书签。 6.1NC代码简介错误!未定义书签。 6.2．中叉上的链条槽错误!未定义书签。 6.3.中叉上的孔36 结论40 致41
参考文献42 附录43 英文原文43 中文译文65
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1．绪论 1.1自动化立体仓库在国民经济中的重要地位与堆垛机的意义
1.1.1自动化立体仓库
在现代物流系统中，自动化立体仓库是一个重要的组成部分，它是一种新型的仓储技术，自动化立体仓库又称为自动存储检索系统，它是物料搬运和仓储科学中的一门综合科学技术工程。它集机械、电子、计算机、通信、网络、传感器和自动控制等多种技术于一体，以搬运机械化、控制自动化、管理微机化、信息网络化为特征，成为现代化物流设计中产品生产与存储的枢纽。
以自动化功能齐全的立体仓库取代传统的普通房式仓库己成为世界仓储建设发展的潮流。据不完全统计，美国拥有各种类型的自动化立体仓库20000多座，日本拥有38000多座，德国拥有10000多座，英国有4000多座，前联有1500多座。高度达40米以上的巨型立体仓库数量越来越多。我国进人80年代以来，一些交通运输部门，物资储存部门以与现代大中型企业对老式仓库进行了技术改造，开始采用自动化立体仓库，据不完全统计，目前我国拥有立体仓库500余座，其中高度在15米以上的大型立体仓库100多座。 自动化仓库作为物流系统的一个枢纽和核心，是物流系统实现物流合理化的关键所在，在国民经济中有着举足轻重的地位。通常，一种产品要从原材料做成成品，再把成品作为商品，送到消费者手中，需经过两个基本物流环节:前者是物流生产过程(如:加工流水线，自动生产线)，后者是把商品送到消费者手中的物流流通过程。基于上述两个基本物流环节，目前立体仓库系统主要有两大应用领域:其一是各种自动化生产线中的在线立体仓库系统(如CIMS中的在线立库系统);其二是各种物资配送中心(如超市配货中心等)。
在制造业，其备件时间占整个加工和装配周期的近10%。在加工过程中，原材料、备件与半成品的存贮与运输占大部分时间。在制造业中，材料的存贮与运输问题须引起国有企业的重视，因为现代化物料搬运系统将带来巨大的经济效益，主要表现在以下几个方面: .1.节省空间 2.合理的生产组织
3.减少库存，节省流动资金 4.增加加工制造的柔性
1.1.2自动化立体仓库的重要地位
历史和现实己充分证明，使用自动化立体仓库能够产生巨大的社会效益和经济效益。效益主要来自以下几方面高层货架存储由于使用高层货架存储货物，存储区可以大幅度地向高空发展，充分利用仓库地面和空间，因此节省了库存占地面积，提高了空间利用率。
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目前世界上最高的立体仓库己达。立体仓库单位面积的存储量是普通仓库的一倍。采用高层货架储存并结合计算机管理，可以实现货物的先入先出原则，防止货物的自然老化、变质、生锈或发霉。立体仓库也便于防止货物的丢失与损坏，对于防火防潮等大有好处。集装箱化的存储也利于防止货物搬运过程中的破损。自动存取使用机械和自动化设备，运行和处理速度快，提高了劳动生产率，降低操作人员的劳动强度。同时，能方便地纳入企业的物流系统，使企业物流更趋合理化。计算机控制能够始终准确无误地对各种信息进行存储和管理，减少了货物处理和信息处理过程中的差错。而人工管理则不能做到这一点。同时借助第二章自动化立体仓库概述于计算机管理还能有效地利用仓库储存能力，便于清点和盘库，合理减少库存，加快资金周转，节约流动资金。从而提高仓库的管理水平。如某汽车厂的仓库，在采用自动化仓库后，库存物资金额比过去降低了，节约资金数百万元自动化仓库的信息系统可以与企业的生产信息系统联网，实现企业信息管理的自动化。同时，由于使用自动化仓库，促进企业的科学管理，减少了浪费，保证均衡生产。从而也提高了操作人员素质和管理人员的水平。由于仓储信息管理与时准确，便于企业领导随时掌握库存情况，根据生产与市场情况与时对企业规划做出调整，提高了生产的应变能力和决策能力，同时会带动企业其他部门人员素质的提高，还有其他间接的社会效益，如提高装卸速度等。
1.1.3有轨巷道堆垛机的意义
在立体仓库中的搬运设备有高位叉车、工业机器人、桥式堆垛机和有轨式单双立柱堆垛机。有轨巷道式双立柱堆垛机由于效率高, 高度可达30～40 m , 便于实现无人操作, 行走稳定, 载货量大,噪声小, 在目前的立体仓库中得到广泛应用。堆垛机是立体仓库中最重要的一种运输设备，是代表立体仓库特征的标志。其主要用途是在立体仓库的通道运行，将位于巷道口的货物存入货格，或者将货位中的货物取出，运送到巷道口。堆垛机的分类方式有很多种，主要分类形式如下按照有无导轨，堆垛机可以分为有轨堆垛机和无轨堆垛机。有轨堆垛机是指堆垛机沿着巷道的轨道运行无轨堆垛机又称高架叉车。在立体仓库中主要的作业设备为有轨巷道堆垛机，无轨巷道堆垛机和普通叉车。按照高度不同，堆垛机可以分为低层型，中层型和高层型。低层型堆垛机一般起升高度在以下，主要用于分体式高层货架仓库与简易立体仓库中层型堆垛机是指起升高度在一之间高层型堆垛机是指起升高度在以上，主要用于一体式的高层货架仓库。 图1-1
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按照驱动方式不同，堆垛机可以分为上部驱动，下部驱动和上下部相结合的驱动方式。按照自动化程度不同，堆垛机可分为手动，半自动，自动堆垛机。手动和半自动堆垛机上有司机室，自动堆垛机不带有司机室，采用自动控制装置进行控制，可以进行自动寻址，自动装卸货物。按照用途不同，堆垛机可以分为桥式堆垛机和巷道堆垛机。
巷道堆垛机沿货架仓库巷道的有轨运行，又称有轨巷道堆垛机。有轨巷道堆垛起重机简称为堆垛机。它是由叉车、桥式堆垛机演变而来的。桥式堆垛机由于桥架笨重因而运行速度受到很大的限制，它仅适用于出入库频率不高或存放长形原材料和笨重货物的仓库。其优点在于可以方便地为多个巷道服务。目前应用最广的是有轨巷道式堆垛机。巷道堆垛机使得作业高度提高采用货叉伸缩机构，使货叉可以伸缩，这样就可以使巷道宽度变窄，提高仓库的利用率巷道堆垛机一般采用半自动和自动控制装置，运行速度和生产效率都较高其只能在货架巷道作业，因此要配备出入库装置机架除应满足一般起重机的强度和刚度要求以外，还有较高的制造与安装精度要求采用特殊形式的取物装置，常用多节伸缩货叉或货板各机构电气传动调速要求高，且要求制动平衡，采用安全保护装置，措施齐全。
巷道堆垛机适用于各种高度的高层货架仓库，可以实现半自动，自动和远距离集中控制。巷道堆垛机的起重量是指被起升单元货物的重量包括托盘或货箱。根据使用要求，检选入库，出库方式的起重量取或单元化入库，出库方式的起重量一般为0.25～5t。巷道堆垛机起重机的起升速度为6.3～40m/min，运行速度为25～180m/min，货叉伸缩速度为5～30m/min。
1.2课题研究的目的与意义
自动化立体仓库目前广泛应用于汽车、电子、医药、烟草、建材、邮电等许多行业，是实现物流系统合理化的关键，对加快物流速度、提高劳动生产率、降低生产成本都有重要意义。其中堆垛机又是自动化立体仓库中最重要的搬运、起重、堆垛设备, 对立体仓库的出入库效率有重要影响,本文将注重研究双伸位堆垛机，它的使用不仅减少巷道占地，而且还减少了堆垛机台数，在相同面积条件下，大幅度提高了地面利用率和存取工作效率，同时能够为用户节约可观的投资。由于双伸位堆垛机的这个独特优势，它已得到迅速推广，并具有很大的市场空间。但与国外技术相比，目前我国堆垛机产品在技术参数、产品覆盖围、技术稳定性和产业规模等方面均有差距。因此，本设计课题将从堆垛机的最主要的部分——货叉展开研究，希望能进一步的提高堆垛机的工作效率与使用寿命。 1.3堆垛机与货叉的技术要求，研究容
在自动化立体仓库中,堆垛机的运行不是一个独立的单一系统, 它受到多种因素的制约,是一个动态变化的多因素系统,它不仅涉与到自身各项技术参数的改变与综合性能的
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提高,还涉与其它相对独立因素的制约,需要多项技术的创新和改进, 更需要新技术的支持。总体上来讲,堆垛机控制从功能上需要以下几部分:(1)三维动作控制:控制堆垛机在水平、垂直、左右方向的运行;(2)位置控制:控制堆垛机以适合的速度运行并精确的定位在货格或入出库口处;否则就可能取错货物、碰坏货架、货物等,严重时会损坏堆垛机本身。因此位置控制技术就成为堆垛机控制系统中最关键的一种。(3)保护功能:为了确保堆垛机安全可靠的运行,以下的保护功能在设计中是必须考虑到的:提供各种电气和机械保护,保证堆垛机在高速、频繁的运行和取送货过程中不会发生事故;(4)人机界面:通过HMI 或其它输入和显示设备,提供本机或遥控操作与向操作人员提供堆垛机的各种状态信息。(5)通讯功能:在自动化立体仓库系统中,为了实现设备的自动运行,堆垛机与上位机或其它仓库设备需要进行频繁的信息交换。由于堆垛机是在巷道中运行,其通讯大都采用无线方式或通过供电滑触线的载波通讯方式。其中载波通讯易受电力线杂波等干扰,所以除弯道堆垛机外不宜采用;在无线通讯方式中,红外通讯稳定性好,不受干扰,是目前应用最多的方式。在一座立体仓库中,往往有多台堆垛机和其它自动化设备,它们都需要与上位机或与其它设备进行通讯,系统通讯结构也有多种方案。
堆垛机作为自动化立体仓库的心脏部分。其优越性必须通过堆垛机才能充分表达出来。为此，堆垛机必须有严格的技术要求：(1)堆垛机的正常工作条件1)堆垛机正常工作的环境温度围为-5～40℃，在24h平均温度不超过35℃。在40％的温度条件下，相对湿度不超过50％。温度较低时相对湿度可以高一些。
2)堆垛机工作环境的污染等级应在国家规定围之。3)供电电网进线电源为频率是50Hz、电压是380V的三相交流电，电压波动的。允许偏差为±10％。(2)堆垛机用的金属结构件的材质
根据货叉存物取货的双向伸缩行程要求，仅采用双层货叉行程增倍机构是不够的，还必须实现第3层货叉的行程增倍直线差动。但由于货叉悬臂加长，导致力矩相应增加，因此需要通过严格的理论计算和实际中的经验来控制货叉的下挠量。
2．自动化立体仓库设计
对于仓库的设计，不是越大越好，也不是越先进越好，而是要综合各方面的指标限制，
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在满足使用目的功能的前提下全面来衡量，一般来说，评价一个立体仓库有如下指标：降低费用、充分利用空间、对需求作出快速响应、扩充或更改的可能性、提高供应水平、提高作业效率等。
2.1自动化立体仓库总体规划时需要考虑的问题
在确定自动化立体仓库总体规划方案时主要考虑三部分，一是货架系统，主要是创造一个固态环境，为研究堆垛机与测试定位寻址提供基础条件；二是堆垛机系统，目的是采用精简的安装系统、合理运行方式，模拟显示运输存取货物，三是堆垛机控制系统，采用驱动自动化立体库系统各设备的自动控制系统。
自动化立体仓库设计步骤如以下图2-1：
图2-1
调研是设计的基础，为了使设计方案为最正确，应该调研分析各种必要的资料，比如：将要进行存放的货物品种、特征、外形与尺寸，单件重量；模拟传送的各种货物的出库频率、出库量等。对这些数据进行分析处理，再根据分析结果为依据即可进行仓库的规划与设计。
选择仓库类型时，要根据出入库频率，对是否采用全自动、立体化进行判断；在形式上是采用整体式还是分离式；在货架构造上是采用单元货叉式、贯通式、旋转式还是旋臂式仓库，以此来决定总体框架。本文仅讨论单元货叉式仓库的设计方法。
在确定主要参数时，主要对以下参数进行确定；货架数目与尺寸、堆垛机设计尺寸、堆垛机平均作业循环时间、仓库的出入能力、采用的寻址与其控制方式等，这是自动化仓库总体设计的总要容。
对于控制方案和管理系统方案的设计，总要是考虑用两级或三级控制系统，还是采用现场总线技术，以与仓库管理和控制软件与其算法的确定。
计算机仿真分析，是利用专业的仿真软件，建立方案的工艺模型并模拟系统的运行情况，得到准确的流量和使用效率分析报告，并根据仿真的结果对原设计方案进行修改，以达到最优的方案。
2.2自动化立体仓库总体规划 2.2.1高层货架
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货架是自动化立体仓库系统实现货物立体存放的主要支撑结构，作为仓库不可或缺的组成部分，其性能直接影响仓库与其设备的使用．目前高层货架主要有焊接式和组合式2种形式，而组合式货架因其制造运输、表面处理、现场组装等优势，逐渐得到越来越广泛的应用 。货架的排、列、层数的多少，决定了仓储的密度；目前世界上最高的立体仓库高度已达50m，单位面积的储存量可达7．5 t／m2．货架设计时需要对基础的承载能力与不平度提出明确要求，而且应考虑货架施工的条件，通常将天轨、地轨的安装一并进行，并以地轨作为施工基准．满载状态下的横梁挠度是检验货架的一个重要指标．此外，考虑到仓库的消防需要，应为仓库预留消防空间。 2.2.2巷道堆垛机
在自动化立体仓库的物流输送过程中，堆垛机实现货物在各出入库端到货格的搬运。基本功能包括
动作控制，有水平，垂直与货叉的左右动作。
位置控制，以适宜的速度运行并精确定位在货位或出入库台。 通讯功能，与上位机通讯和与仓库其他设备之间的通讯。 保护功能，提供各种电气和机械的保护。
人机界面，通过触摸屏或者控制面板，提供本机状态或者进行遥控操作。
巷道堆垛机通过安全滑触线供电，在巷道进行水平往复直线、垂直升降、货叉左右伸缩叉取等一系列协调动作，实现存储单元货物在巷道端口和指定货位问的出、入库作业．按结构形式它可分为单立柱和双立柱2种基本形式；按服务方式可分为直道、弯道和转移车3种基本形式．巷道堆垛机的动作由行走、起升、货叉伸缩等机构来实现；通过参考目标位置确保精确定位，同时载货台上装有各种检测器和安全装置，保证巷道机能高速、精确、安全地在货架中存取货物单元．目前，货叉多采用3节指形叉机构，特殊的可以做成5节，实现巷道单边双排货架存取货物。 2.2.3输送系统
立体库的主要外围设备，负责将货物运送到巷道端口或从巷道端口将货物移走．常见的有辊道输送机、链条输送机、升降台、分配车、提升机、皮带机等；近年AGV系统即自动导向小车也较好地用于输送系统，根据其导向方式可分为感应式导向小车和激光导向小车。
2.2.4托盘(货箱)
用于承载货物的器具，有钢、塑料、木制托盘，其中木托盘具有较高的性能价格比。 2.2.5自动控制系统
驱动自动化立体库系统各设备的自动控制系统．该系统除了作为完整的系统独立运行外还预留和上级管理系统与仓库部其他管理系统的接口。目前，立体仓库自动控制方式有
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集中控制、分离式控制和分布式控制3种。分布式控制是目前国际发展的主要方向，大型立体仓库通常采用三级计算机分布式控制系统；三级控制系统是由管理级、中间控制级和直接控制级组成的。管理级对仓库进行在线和离线管理；中间控制级对通讯、流程进行控制，并进行实时图像显示；直接控制级是由PLC(可编程序控制器)、微处理器组成的控制系统，对各设备进行单机自动操作。
可编程控制器(PLC)的主要特点有：
①软硬件功能强大，其部具有很多功能，如时序、计数器、主控继电器、各种寄存器等，能够方便的实现延时、锁存、比较、跳转和强制I/O等功能。不仅可以进行逻辑运算、算术运算、数据转换、以与顺序控制，还可以实现模拟运算、显示、监控、打印与报表生成等功能，并具有完备的输入输出系统。
②使用维护方便，PLC不需要像计算机控制那样在输入输出接口上做大量的工作，PLC的输入输出接口是已经做好的，可以直接与现场设备相连的接口。PLC控制系统的维护也很简单，只要利用其自诊断功能和监控功能，就可以迅速查找到故障并与时排除。
③运行稳定可靠，由于PLC采用了微电子技术，大量的开关动作由无触点的半导体电路完成，同时还采用了屏蔽、滤波、隔离等抗干扰措施，所以其平均无故障时间在2万小时以上。
④设计施工周期短，PLC采用面向控制过程和面向问题的梯形图语言编程方法，既继承了传统控制线路清晰直观的优点，又符合电气技术人员的习惯，易于编程和修改调试，十分灵活方便。同时接线简单，只需将输入信号的设备与输入端子连接，输出端子连接执行元件即可。
2.2.6库存信息管理系统
也称中央计算机管理系统，是全自动化立体库系统的核心。目前，典型的自动化立体库系统均采用大型的数据库系统(如SQL、ORA．CLE、SYBASE等)构筑典型的客户机／服务器体系，可以与其他系统(如ERP系统等)联网或集成． 2．3巷道堆垛机设计
作为自动化立体仓库的核心设备，巷道堆垛机发挥着不可替代的作用，本节将就巷道堆垛机的设计思路、结构和控制部分进行探讨。 2.3.1设计思路
为使堆垛机能够准确、快速、安全、自动搬运货物出入库, 必须满足以下设计要求: (1) 具备三维运动功能, 即堆垛机沿巷道来回运动、载货台垂直运动、货叉沿货架方向双向伸缩; (2) 满足一定的定位精度, 重复定位精度误差不能超过10 mm ; (3) 具备安全保护措施; (4) 在满足强度、刚度和可靠性的前提下, 尽量减小堆垛机各部分的重量, 以减小提
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升功率和行走时的摩擦阻力;（5) 保护仓库环境, 避免货物污染受损。
图2-2堆垛机在自动化立体仓库中的位置
1.巷道 2.货架 3.天轨 4.堆垛机 5.计算机控制台
6.地轨 7.出入库货台 8.货物单元
根据以上设计思路，巷道堆垛机的结构见以下图2-3所示
图2-3堆垛机结构
堆垛机由金属结构、起升机构、运行机构、货叉伸缩机构、载货台、司机房、电器控制柜等几大部件组成，其特点如下：
1 机架
机架是由上横梁、左右立柱和下横梁构成的长方形框架, 主要用于承载。为了便于安装零件和减轻堆垛机重量, 上、下横梁用槽钢制作, 立柱用方钢制作。上横梁上设有天轨阻挡器和缓冲器, 下横梁上设有地轨阻挡器。。如果堆垛机的高度很高、起重量较大、运
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行速度较快，立柱最好由圆管制成。上横粱与下横粱一般由槽钢与钢板焊接而成。堆垛机的机架沿天轨运行，为防止框架倾倒，在上横粱上装有导向轮。天轨一般由角钢、糟钢或热轧H型钢制成。
2 钢丝绳起升机构
起升机构主要由电机减速器、驱动链轮、驱动链条、升降链轮、升降链条、配重块等组成。升降链条与载货台相连接，它与升降链轮、上下横粱的链轮与载货台组成封闭结构。当电机减速机通过驱动链轮带动升降链轮旋转，升降链轮再通过升降链条带动载货台上下运动。起升机构用以驱动载货台上升与下降。采用变频调速控制的减速电机，可使上升与下降速度实现无级调速，减小机械冲击，便于载货台的准确定位。钢绳式曳引起升机构大减小了起升电机功率和减速机体积，降低了运行费用。采用直联式减速电机，起升曳引轮安装于减速机伸出轴上，结构紧凑，工作可靠。
3 运行机构
运行机构主要由电机减速器、行走车轮、导向轮等组成。在堆垛机下横梁的下面装有2个车轮，车轮一般由铸钢制成。在每个车轮的侧面有两个导向轮，以保证堆垛机能够在地轨上正常行驶。轴装式电机减速器装在前面构车轮上，它带动堆垛机在地轨上运行，当切断电机电源时，电机能够自动制动，使堆垛机停止在立体库的巷道中。为了保证堆垛机平稳运行, 在上横梁上装有天轨导向轮。
4 货叉伸缩机构
货叉伸缩机构是堆垛机中最主要的部分，可以向堆垛机左右两侧伸叉作业，主要由电机减速器、链连接装置（或者齿轮传动等，根据选用的方案来定）、叉板、活动导轨、固定导轨、辊轮轴承和一些定位装置组成。为了使货叉伸缩到位, 保证准确存、取货物,在货叉上装有机械定位装置(双向阻挡器) 和电气定位感应开关(极限感受块和接近开关) 组成的双重定位报护装置。另外, 还有检测货叉是否回到原位的中位感应条和接近开关。关于伸缩货叉的相关容，在下一章将详细介绍。
5 载货台
载货台是堆垛机承接货物并进行升降运动的部件，是由垂直吊架和水平结构两部分牢固地焊接成型的结构件，其上装置货叉伸缩机构、松绳过载和断绳安全装置、升降动滑轮、升降导向轮和侧向导轮。载货台主要由扁通、钢板焊接而成, 主要用于安装货叉和一些安全保护装置。为了保证载货台平稳上下运行, 在它的每个侧面装有沿立柱的4个导向轮和2个顶轮。
6 电气设备与控制
主要包括电力拖动、信号传输和堆垛机控制。在电气拖动方面目前主要采用交流变频
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调速与交流变极调速，电力拖动要同时满足快速、平稳和准确三方面的要求。堆垛机采用滑触线供电; 由于用供电滑触线载波通讯易受电力杂波等干扰, 所以采用抗干扰性好的红外通信方式与计算机等仓库设备进行信息交换。堆垛机运行特点是必须精确定位和准确认址,否则就会取错货物, 碰坏货物、货架, 严重时会损坏堆垛机本身。堆垛机的位置控制采用绝对认址方式, 用激光测距仪通过测量堆垛机到基点的距离和事先储存在PLC 中的数据进行比较来确定堆垛机当前位置, 成本较高, 但可靠性很高。
7 安全保护装置
堆垛机是一种起重机械，它要在又高又窄的巷道高速运行。为了保护人身、设备和货物的安全, 堆垛机必须具有完善的安全保护措施:
(1) 堆垛机在行走、载货台升降和货叉伸缩终端处都设有机械和电气限位装置。终端极限限位保护。堆垛机在行走、升降和伸缩货叉的终端都设有限位保护装置。
(2)联锁保护 堆垛机在行走与升降时，货叉伸缩电路切断；相反货叉伸缩时，行走与升降电路切断。
(3)正位虚实检测控制 只有堆垛机在垂直和水平方向停准时，货叉才能伸缩。堆垛机到某货格入库，在伸叉存入货物前，需要先探测货格有无货物，以防止双重入库，造成事故。探测器可以是反射式光电开关，当货格有货物时则停止送货，同时发出“双重入库”报警信号。
(4) 货物检测 载货台上设有货物超高、超长和超宽检测装置。在货物进入载货台时, 当检测到货物超过设定高度、长度或宽度时, 堆垛机便停止运行并报警。一般允许误差为30～40 mm , 检测元件采用对射或反射式光电传感器。
(5) 断电保护 如载货台升降过程中忽然断电, 则通过提升电机制动使载货台停在当前位置,不会掉落下来。
(6) 载货台断链保护 提升链条通过压簧与载货台相连, 当链条由于长时间使用或意外原因忽然断裂时, 弹簧弹开链条, 检测装置检测到链条时,便驱动相应装置使载货台停在当前位置, 不至于掉下来, 同时整个堆垛机停止运行。 2.3.2 控制系统结构
堆垛机的行列行走和升降台运动采用了交流电动机变频调速，配有电磁制动器，由光字盘显示运行状态。组成结构如图2-4
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图2-4
2.3.3 速度控制
为保证堆垛机运行中精确定位和工作效率，要对堆垛机的运动速度进行控制。根据实际需要，设计多档速度运行方式。速度控制主要是对列、层行走电机进行控制。以列速度控制为例说明速度控制的方法:巷道口最底层为第1列第0层，设运行过程中距目的货位的距离(位置定位计数器当前值)为S个货格，控制算法如下:
30m/min，S615m/minV2S6
5m/min，S20，S0如果目的位置和初始位置之差小于6则一开始就用中速起动。如果目的位置和初始位置之差小于2，则用低速起动(初始位置为0)。
2.3.4 位置确定
正确可靠地存取货箱，准确地认址定位是关键。认址方法如下:在巷道地基上相对于每列货格安装一固定的认址片(挡板)，在堆垛机底部安装4个光电开关(GDI和GD2)与(GD3和GD4)随堆垛机一起前后运动，每经过一列货格，光电开关通过认址档板发出一脉冲信号到PLC，从而达到列认址目的;同样，在堆垛机立柱上相对干每一层安装一认址片，在其升降台安装光电开关GD5和GD6随升降台一起上下运动，达到层认址的目的。光电开关的脉冲输人信号作为PLC部认址计数器的计数信号，计数器的当前值作为速度控制的依据。当堆垛机到达目的货格即计数器的计数值计到零时，发出停车信号使其停止运行。
升降台上的光电开关GD3又用PLC部的计数器接收光电脉冲，升降台每经过一层，计数器减1计数，从而达到层方向认址的目的。
堆垛机对其定位精度要很高的。比如列定位，要求堆垛机能停在目的列货格的中心线上，误差不超过2mm。否则，由于误差的积累，在货叉存取货箱时易碰到货架或发生其他事故。
但是发出停车信号后，堆垛机由于惯性还会滑行一点，这样，光靠计数认址很难达到精确定位的目的。为此我们把认址结构片做成如下形式。用1号光电开关作为认址计数开关，计数到零时发出停车信号，然后再利用1号和2号开关作精确定位。如果1号2号开关同
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时有信号，说明已停准;如果只2号开关有信号，说明己超过，点动堆垛机回退，再检测比较;如果只1号开关有信号，说明还未到中心点，点动堆垛机前进，再检测比较;这样达到准确定位的目的。
3．货叉方案设计
存取货装置是堆垛机的特殊工作机构。其中，伸叉机构装在载货台上，载货台在辊轮的支承下沿立柱上的导轨做垂直行走方向的运动（起重），垂直于起重-行走平面的方向为伸叉的方向。一般情况下，要求堆垛机货叉完全伸出后，起长度约为原来长度的2倍以上
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在货叉伸缩过程中应平稳、灵活。为了保证足够的硬度和强度，上叉、中叉和下叉的叉体硬度须达到225～255HB。
在堆垛机组装后，货叉在水平面其中心线对运行轨道的垂直度公差值△x为1mm
图3-1
堆垛机组装后，货叉上平面对起升导轨的垂直公差度△y为1mm，货叉的上平面的高低差应不大于2mm。
图3-2
这里讨论的是载货的货叉插入货架中的部分，应以厚度尽量薄，同时叉前端的挠度控制在最小，作为设计的目标。下面将就各种传动方案进行比较:
3.1液压传动
3.1.1双杆活塞缸
如以下图3-3所示，缸筒固定的双杆活塞缸。它的进、出油口布置在缸筒两端，两活塞杆的直径是相等的，因此，当工作压力和输入流量不变时，两个方向上输出的推力和速度是相等，其值见式(3-1)，(3-2)。
F1=F2=（p1-p2）Am=（p1-p2）ν1=ν2=
4qvq =式(3-2) 22A（D-d）22
(D-d) m 式(3-1) 4式中 A——活塞的有效工作面积
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D，d——活塞直径，活塞杆直径； q——输入流量
p1，p2——缸进口压力，出口压力；
m，v——缸的机械效率，容积效率
这种安装形式使工作台的移动围约为活塞有效行程的3倍，但占地面积大，适用于小型设备。
图3-3
液压传动有以下优点
①在同等的体积下液压装置能比电气装置产生出更多的动力，因为液压系统中的压力可以比电枢磁场中的磁力大出30～40倍。在同等的功率下，液压装置的体积小，重量轻，结构紧凑。
②液压装置工作比较平稳。由于重量轻、惯性小、反应快，液压装置易于实现快速启动、制动和频繁的转向。液压装置的换向频率，在实现往复回转运动时每分钟可达500次，实现往复直线运动时每分钟可达1000次。
③液压装置能在大围实现无级调速（调速围可达2000），它还可以在运行的过程中进行调速。
④液压传动易于实现自动化，这是因为它对液体压力、流量或流动方向易于进行调节或控制的缘故。当将液压控制和电气控制、电子控制或气动控制结合起来使用时，整个传动装置能实现很复杂的顺序动作，承受远程控制。
⑤液压装置易于实现过载保护。液压缸和液压马达都能长期在失速状态下工作而不会过热，这是电气传动装置和机械传动装置无法办到的。液压件能自行润滑，使用寿命较长
⑥由于液压元件已实现了标准化、系列化和通用化，液压系统的设计、制造和使用都比较方便。液压元件的排列布置也具有较大的机动性。
⑦用液压传动来实现直线运动远比用机械传动简单。
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但在有如上优点的同时，缺点不容忽视：
①液压传动不能保证严格的传动比，这是由液压油液的可压缩性、泄露等原因造成的。 ②液压传动在工作过程中常有较多的能量损失（摩擦损失、泄露损失等），长距离传动时更是如此。
③液压传动对油温的变化比较敏感，它的工作稳定性很易受到温度的影响，因此它不宜在很高或很低的温度下工作。
④为了减少泄漏，液压元件在制造精度上的要求较高，因此它的造价较贵，而且对油液的污染比较敏感。
⑤液压传动要求有单独的能源。 ⑥液压传动出现故障时不宜找出原因。
3.2机械传动
3.2.1链传动
链传动主要是由主、从动链轮组成，链轮上的齿与链节的啮合传递运动和动力。将采用的传动方案如图3-4
图3-4
链传动的优点是：可以在两轴中心距较远的情况下传递运动和动力。能在低速，重载和高温条件下与尘土大的情况下工作。能够保证准确的传动比，传递功率较大，并且作用在轴上的力较小。传动效率高。缺点是：链条的铰链磨损后，使节距变大造成脱节。安装和维护要求较高。 3.2.2齿轮齿条传动
图3-5所示为1个双联齿轮和2个齿条组成的直线差动机构，在图3-5中假设齿条1为固定齿条，齿条2为从动齿条，双联齿轮的齿轮3的分度圆直径D1大于齿轮4的分度圆直径D2，当滚动的双联齿轮的齿轮3沿固定齿条1滚动时，由齿轮4驱动的从动齿条2将以与双联齿轮中心运动相反的方向水平移动。 其相对运动的距离
L=（D1—D2）N
式中N——双联齿轮转过的圈数
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按此计算公式，当双联齿轮D1=D2时，不论双联齿轮转过的圈数为多少，齿条1与齿条2走过的相对距离为0。
图3-5齿轮齿条直线查动机构
1.固定齿条 2.从动齿条 3.4双联齿轮
根据货叉存物取货的双向伸缩行程要求，仅采用双层货叉行程增倍机构是不够的，还必须实现第3层货叉的行程增倍直线差动。为此 ,在中间货叉2端设置有2个可转动的链轮，这2个链轮相当于滑轮组的2个动滑轮，如图3.6-c所示，与左端链轮啮合的链条分别固定在上下货叉的右端，与右端链轮啮合的链条分别固定在上下货叉的左端。与齿轮齿条传动时的速度、行程增倍机构原理相同，当中间货叉5水平移动时，通过链轮链条传动，上叉8就以中间货叉2倍的速度与行程沿滚轮中心移动方向水平移动。这样,当双向液压缸驱动活塞杆且滚动齿轮4水平行走1／6固定货叉长度的行程时，中间货叉5相对固定货叉1水平移动1／3的固定货叉长度行程；而上叉8相对中间货叉5水平移动了2／3的固定货叉长度行程；相对固定货叉1水平移动了1个固定货叉长度行程，最终满足了货叉伸缩行程的动作要求。同时，为了最大限度地缩小货叉机构的结构尺寸，双向液压缸的液压泵站设置在巷道转运小车上。
3层货叉直线差动机构的结构特点（见图3-6-b）：在上叉的全部行程中，中间货叉5相对下叉5行走1／3行程；上叉8相对中间货叉5行走2／3行程，上叉与中间货叉之间、中间货叉与下叉之间均有适宜的导向接触面长度，保证了3层货叉伸出时的相对刚度要求。同时，3层货叉相对运动时，采用了滚轮与滚道的纯滚动摩擦，最大限度地减小了工作摩擦阻力。加上滚道镶条和滚轮偏心轴的调整手段，可最大限度减小3层货叉间运动间隙，这些都间接保障了机构的运动精度和运动灵活性。最重要的是，3层货叉采用了齿轮齿条组成的直线差动行程增倍机构，能使双向驱动液压缸用固定货叉自身长度的1／3行程，满足上层货叉双向伸缩固定货叉自身长度的工作要求。
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图3-6 三层直线差动货叉结构与工作原理示意图
1. 固定叉 2.链轮 3.双向液压缸 4.滚动齿轮 5.中间货叉
6.中间叉滚轮 7.链条 8.上叉 9.上叉滚轮
在货叉装置中齿轮齿条都有一定的要求，齿轮的精度都不得低于GB10095中8-8-7级，齿条的精度不得低于GB10096中8级。在上述结构中齿轮传动的优点是：能保证瞬时传动比恒定，平稳性高，传递运动准确可靠。传递的功率和速度围较大。结构紧凑，工作可靠，可实现较大的传动比。传动效率高，使用寿命长。但缺点是：制造，安装要求较高。 通过以上比较可发现，链传动较另两个性价比高，且更结构简单，效率高，适合大规模批量生产。
4．零件设计
4.1电动机、减速器的选择
4.1.1电动机的选择
4.1.1.1选用电动机时应考虑以下各项问题:
1.在机械与电气方面对反复起动停止的操作都应有充分的耐久性; 2.应完全适合负载的速度一转矩特性，特别是起动转矩应有余裕;
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3.速度的可控性良好;
4.惯性矩应小，体积小而重量轻;
5.输出轴的转数应适宜于减速装置的结构; 6.应有可靠的外壳保护结构。 4.1.1.2货叉电机的选择计算
已知条件:行走速度V = 5.8 m/ min = 0. 0967 m/ s ,滚动摩擦系数μ= 0. 03 ,货叉可动部分重力W′=2 000 N ,行走阻力R = (W′+ W2 )μ= 210 N , 动力传动效率η= 0. 9 (齿轮减速电机) ×0. 9 (链条) =0. 81。
最高时速时需要动力: P = RV /η= 210×0.0967/ 0. 81 = 0. 025 kW，为保证货叉在安全环境下正常工作,选择货叉电机功率为0. 45kW。
由于鼠笼形电动机具有很多直流电动机无可比拟的优点:机构简单，价格低廉，单机容量大，对环境的要求不苛刻且维护方便，所以占电动机总数的比例很大，因而它的调速方法和控制技术，毫无疑问将成为电动机驱动控制的关键技术，而变频器和鼠笼形电动机的结合，便是通常交流电动机调速系统的最正确选择。这个系统具有显著的节能效果、高控制精度和宽调速围以与简单的维护和使用和易于实现自动控制和过程控制等优异性能，所以倍受青睐。
变级多速三相异步电动机YD90L，结构特征：自扇冷却、封闭式结构，能防止灰尘、水滴大量进入电机部。它的主要用途：作一般用途的驱动源，即用于驱动对启动性能、调速性能与转差率无特殊要求的机器和设备；亦可用灰尘较多、水土飞溅的场所。
表4-1电机的主要性能数据
电机型号 YD90L 功率/KW 0.45 转速 750 质量/kg 25
通过查询“机械设计手册”（软件版）V3.0”，查得具体技术数据如以下图4-1：
图4-1
4.1.2减速器的选择
4.1.2.1减速器型号的确定
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减速器是一种有封闭在刚性壳体的齿轮传动、蜗杆传动或齿轮-蜗杆传动所组成的独立部件，常用于动力机与工作机作为减速的传动装置。由于减速器机构紧凑、效率较高、传递运动准确可靠。使用维护简单，并可成批生产，故在现代机器中应用很广。目前国使用的堆垛机，采用电动机-制动器-外齿轮减速器-车轮的传动方式。由于减速器传动比大，需要多级减速，使得整个减速器机构体积大，重量大，噪音大，效率低。因此本文采用了一种新的运行机构，用异步电动机直接带动少齿差减速器。
少齿差行星齿轮传动具有以下优点：(1)加工方便、制造成本较低。渐开线少齿差传动的特点是用普通的渐开线齿轮刀具和齿轮机床就可以加工齿轮，不需要特殊的刀具与专用设备，材料也可采用普通齿轮材料(2)传动比围大，单级传动比为10～1000以上。(3)结构形式多．应用围广。由于其输入轴与输出轴可在同一轴线上，也可以不在同一轴线上，所以能适应各种机械的需要。(4)结构紧凑、体积小、重量轻。由于采用啮合行星传动，所以结构紧凑；当传动比相等时，与同功率的普通圆柱齿轮减速器相比，体积和重量均可减少1/3～2／3。(5)效率高。当传动比为10～200时，效率为80％～94％。效率随着传动比的增加而降低。(6)运转平稳、噪音小、承载能力大。由于是啮合传动．两啮合轮齿一为凹齿、一为凸齿，两者的曲率中心在同一方向．曲率半径义接近相等，因此接触面积大，使轮齿的接触强度大为提高：又因采用短齿制．轮齿的弯曲强度也提高了：此外，少齿差传动时，不是一对轮齿啮合，而是3-9对轮齿同时接触受力．所以运转平稳、噪音小，并且在相同的模数情况下．其传递力矩比普通同柱齿轮减速器大。基于以上特点，小到机器人的关节、大到冶金矿山机械．以与从要求不高的农用、食品机械．到要求较高的印刷和国防工业都有应用实例。
少齿差行星减速器具有体积小，重量轻，结构紧凑、振动小，噪音低等优点，主要用于轻纺、电力、钢铁、化工、电工机械、建筑、起重运输等行业。工作环境温度为-40～45oC，低于0 oC时，启动前润滑油应预热；高于45 oC时应采取降温措施。
减速器型号 SCCJW2-23 表4-2减速器主要性能 输出 输入 转矩 径向力 调速围 功率 320 2000 120～1300 1.5 转速 5.2～52 减速器的主要尺寸与图如下
表4-3a主要尺寸 外形尺寸与中心高 规格 Ho H D L D1 轴伸尺寸 L1 B1 T1 D2 L2 B2 T2 19 / 88
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23D 265 630 530 925 130 200 32 137 55 82 16 59
表4-3b主要尺寸 地脚尺寸 B B1 630 115 A 418 A1 100 A0 318 B0 530 D0 39 H 40 图4-2
4.1.2.2减速器的校核计算
按照减速器的机械强度功率选取，一般情况下计入工况系数f1，特殊情况下还要考虑安全系数，查表知，当负荷为：中等冲击时，f1=1 已知:电动机功率P2=0.45kw P2m= P2×f1=0.45×1=0.45kw 要求：P2m≦P1
750n 折算公称公率P1=P×2=1.5×=0.865kw
1300n1其中，n1——减速器输入转速
n2——电机转速 由于 P2m≦P1
故SCCJW2-23减速器符合要求。 4.2货叉的力学计算
堆垛机所用的货叉一般为三节伸缩式货叉，由上叉、中间叉、固定叉与导向滚轮等构成(见以下图4.3)，其固定叉一般固定在载货台上，中间叉在链轮链条的驱动下，从固定叉的中点向一侧伸出大约自身长度一半，上叉又可以从中间叉的中点，向外伸出此自身长度稍长的长度(相对于目定位) 货叉伸出的最大距离为货叉的伸缩长度。若货叉的伸缩长度为S，则中叉和上叉分别相对于固定叉和中叉伸出约1/2S的行程。为了提高货叉伸缩叉速度，目前多采用一种新的货叉结构，其中叉伸出行程约为1/3S，上叉相对于中叉的伸出行程约为2/3S.这种货叉尽管其上叉和中叉的伸缩速度有所变化，但其基本支承方式仍如
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图4-3所示，只是各支点间的尺寸有所变化而己下面就以图1所示货叉的基本结构出发，分析其叉端最大挠度的计算方法。
图4-3
4.2.1货叉弯矩的计算
图4-4所示的货叉结构，其中Q 为重物的重量；a、b、c、d、e、f、lc、l1、l2和l3分别为各支点同的尺寸由货叉本身弹性变形所引起的叉端最大挠度即为货叉伸出到最大行程且在Q 作用下时G 点的挠度。
图4-4
E为材料的纵弹性模量，各尺寸值如下(单位mm) a=500 b=400 c=120 d=400 e=40 f=540 则有：lc =a +b=900 l1=c+d=520
l2=l1+e=560 l3=c+d+e+f=1100 载荷法的求解步骤为：
①画出结构在外载荷Q=5000N作用下的弯矩图 由弯矩平衡方程式，可求得各粱支座处的支反力和弯矩。
ed+e上叉支反力： RD=Q·=500NRe=Q·=5500N
dd上叉弯矩： Ms=Q·e=200N
中叉支反力： RB = [RE(c + d)-Rd·c]／b=7000N
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Rc= RB + RE— RD=12000N
中叉弯矩： Mc= RB·b=2800N
Md= RE·d=2200N
下叉支反力： RA=RB·6／lc=3110N
Rc′= RA + Rc-RB=8110N
下叉弯矩： MB= RA·a=1555N 据此画出其弯矩图MQ见图4-5所示
图4-5
4.2.2堆垛机货叉强度的计算
图4-6所示为货叉尺寸示意图,已知尺寸如下: a = 50 cm , b = 40 cm , c = 12cm , d = 40 cm , e = 4cm , l0 = 90 cm , l1 = 52 cm , l2 = 56 cm , l3 = 110 cm ,W = 5800 N (包括仓库货叉伸长部分800 N在) ,弹性模数E = 2. 1 ×1011Pa 。
图4-6货叉尺寸示意图
4.2.3货叉变形计算
4.2.3.1固定货叉变形计算
如图4-7所示,已知固定货叉断面矩l1=2500cm4,断面系数Z1=500cm4.
设以C点为支点,按力矩的平衡原理,得W 的支反力P1 =W l2/ b = 8120 N. 设a ≤x ≤
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l0 ,当x = a时,其弯矩M 最大,M = P1 ba/ l0 = 1804.4N ·m. 设l3不受弯矩作用,则变形量δ1= - P·ab ( a + l0 ) l3/ (6 E l1l0) = - 0.0082cm .
弯曲应力σb = M/ Z1= 3.6088×107 Pa ,因为σb < 5 ×107 Pa (许容应力) ,所以安全。
图4-7下叉变形计算图
4.2.3.2 中间货叉变形计算
已知中间货叉断面矩l2= 5698.7cm4,断面系数Z1=1126cm3由图4-8(a) 可计算中间货叉受力变形量δ2 = - W l2b l3/ 3 E l2= - 3.98×10-7cm. 由图4-8( b) ,设b段为刚性, C点为固定端, W 在中间货叉上产生的反力为P3 和P4 ,则 P3 = ( e/ d) W = (4/40)×5800=580N P4 = ( e + d) W/ d =(4+40)×5800/40=6380 N
δ3 = - [W/ (6 E l2d) ] ×[ ( e + d) l13- e( l1- d)3] = - 4.99×10-6cm
δ4 = - (W/ 2 E l2d) ×[ ( e + d) l12- e(l1- d)2] ×(l3- l1) = - 4.828×10-7cm
图4-8（a）b尺寸反力
图4-8(b) 中, 最大弯曲发生在C点,计算最大弯矩
M = P4( c + d)– P3c =3248N ·m σ= M/ Z2=2.88×109 Pa .
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图4-8（b）b尺寸刚性
4.2.3.3总挠度的计算
δ= δ1 +δ2 +δ3 +δ4 = - 0.0083cm ,即总挠度δ= 0.0083mm. 根据经验和堆垛机标准,货叉总挠度δ=0.0083 mm 比规定值小,是安全的. 4.2.4中叉的校核
见以下图4-9，考虑到作用在滚轮上的力有可能使中叉发生沿货叉方向的折断，故这里将进行剪切力和强度的校核。 4.2.4.1中叉剪切力计算
已知：中叉选用45钢，剪切极限应力τμ=370MPa
图4-9 图4-10
F总=W+F上=5000N+1000N=6000N F= F总/12=500N
剪切面积：A=3×10-3×95×10-3=285×10-6m2
若断裂所需剪力为：F断=A·τμ=285×370=105KN 由于F〈F断故安全。
4.2.4.2中叉强度校核
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沿中叉方向截面图4-11
弯矩 M=F·l=6000×25×10-3=150N·m 断面矩Iz=95×33=2565cm4
断面系数 Wz=2565/1.5=1710 cm3
已知：中叉的材料为45钢，弯曲许用应力[б]=100MPa，有上面的计算可知：F=500N； Wz×[б]=100×106×1710×10-9=171
171 F弯==6.84KN
25×10-3由于 F〈F弯,故安全
4.2.4.3上叉轴的剪力计算
已知：材料：45钢，剪切极限应力τμ=370MPa
F=F总/12=6000/12=500N
剪切面积：A=π×r2=π×（20×10-3）2=1.2610-3m2 剪切应力：F剪=A×τμ=466.2KN
F〈F剪,故安全。
4.2.4.4上叉轴的弯曲校核
图4-12（如上）截面
简图4-13受力分析
M=F·l=6000×35×10-3=210N·m 已知：抗弯截面模量Wy=π·d3/32=785.39 cm3；
45钢，许用应力[б]=100MPa。
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Wy×[б]=1×108×785.39×10-9=78.539KN
F弯=78.539×10/35=2244N 因为 F〈F弯，故安全。 4．3链轮链条传动计算 4.3.1链传动的优缺点
传动链应用围广泛，是属于具有中间挠性的啮合传动，它兼有齿轮传动和带传动的一些特点。与齿轮传动相比，链传动的中心距并不要求很严格，因此，链传动比较简单，成本较低，设计方便。而且链传动的安装比较简单，它的安装不像安装齿轮那样要求严格和准确。特别是当已有的传动欲改变其设计时（如改变传动比、传动功率以与中心距等），这是个明显的优点。此外，链轮有较多的齿数，同时与链条相啮合，而齿轮传动所传的力一般则集中在1、2对相互啮合的齿上。因此在某些装置上，如采用齿轮传动会出现剧烈的噪音，而改用链传动就会非常的平稳，无噪音。对于中低速的链条，链条与链轮的匹配关系可以比较宽松，亦即：（1）链轮的齿廓形状和尺寸中的某些参数可以灵活确定；（2）加工制造精度也可根据具体情况决定。因此，有时可以自行设计链轮齿廓和专用的简便的链轮铣刀。
链传动的缺点也同样明显：不能保持瞬时传动比恒定；工作时有噪声；磨损后易发生跳齿；不适用于受空间限制要求中心距小以与急速反向传动的场合。链传动的应用围很广。通常，中心距较大、多轴、平均传动比要求准确的传动，环境恶劣的开式传动，低速重载传动，润滑良好的高速传动等都可成功地采用链传动。
通常情况下，链轮选用的材料：1.铸铁，最经济。特别适用于轻载、低速（v《3m/s），大尺寸的链轮。一般用HT200、HT250.热处理后硬度320到430HBS。2.普通碳素钢：如45，Q275-A用于轻载、低速的小链轮（z《30，直径小于250到300mm）3.合金钢:如40Cr，45Mn2，硬度50到55HRC，用于重载、要求耐磨的中小尺寸链轮。 4.3.2链条链轮的确定
在设计链条链轮时，需要对链传动的失效形式有清楚的认识，在设计过程中应尽量避免或减少各种缺陷所带来的破坏。链传动的失效形式主要有：
1.链条疲劳破坏在闭式链传动中，链条元件受应变力的作用，经过一定循环次数，链板发生发生疲劳断裂，滚子套筒发生冲击疲劳破裂。在润滑得当的条件下，疲劳破坏是决定链传动能力的主要因素。
2.链条铰链磨损，是常见的失效形式之一。磨损使链条总长伸长，从而使链边垂度变大，增大动载荷、发生振动、引起跳齿、加大噪声以与其它破坏，如打破链箱、链边互相碰撞、销轴因磨损削弱而断裂等。开式传动、工作条件恶劣、润滑不良、链条铰链比压过
3
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大等均会加剧链条铰链的磨损，降低其使用受命。
3.链条铰链胶合，润滑不当或转速过高时，组成铰链副的销轴和套筒的摩擦表面易发生胶合破坏。
4.链条静强度破裂，低速重载的链条过载时，易发生静强度不足而破裂。 在前面已经得到，链条的最高速时的功率：P=0.025KW
1000P10000.025工作拉力F1===258.53N
0.967作用在轴上的载荷FQ可近似地取为紧边和松边总拉力之和。离心拉力对它没有影响，不应计算在，由此得FQ=F1+2Ff。又由于垂直拉力不大，故可近似取下式(4-1)
FQ=1.2KAF1式(4-1)
式中 KA——工作情况系数，平稳载荷取1.0～1.2,中等冲击取1.2～1.4，严重冲击取1.4～1.7（动力机平稳、单班工作的取小值，动力机不稳定、三班工作的取大值） 取KA=1.3，则FQ=1.2×1.3×258.58 =403.3N
GB1243.1-83中，链号10A，单排链极限拉伸载荷：21800N 403.3N〈21800N 故强度满足要求。
对于ν〈0.6m/s的低速链传动，因抗拉静强度不够而破坏的几率很大，故常按下式(4.2)、(4.3)、(4.4)进行抗拉静强度计算
Q Sca=≥[S] 式(4-2)
KAFFCFfFC=qν2（N），Ff′=Kfqa×10-2N 式(4-3) Ff〞=（Kf+sinа）qa×10-2N 式(4-4) 式中Sca——链的抗拉静强度的计算安全系数
Q——链条极限拉伸载荷，N，查表知，10A链：Q=21.8 KA——工作情况系数，查表后， KA=1.5 F——有效圆周力，N，公式F=1000p/ν FC——离心力引起的拉力，N；
q——链条每米质量，kg/m，查表后得 q=1.0 ν——链速，m/s；ν=0.0967m/s
注： q为链条每米质量，kg/m，见表《滚子链的基本参数和尺寸》，v为链速 m/s；当v <4m/s
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时，Fc可忽略不计。
Ff——悬浮拉力，N，选用Ff′、Ff〞大者 Ff=0.025N Ff′= 0.015N ，Ff〞=0.025N Kf——系数（见以下图4.14）Kf =1.5 f——下垂度f=0.0193 б——链传动中心距б=1.287
a——两轮中心线连线水平面的倾斜角 a=1 [S]——许用安全系数，一般取4～8.
图4-14
Sca =56.22﹥8 故安全
滚子链与链轮的啮合属非共轭啮合，其链轮齿形的设计可以有较大的灵活性。GB1244一85中没有规定具体的链轮齿形，仅仅规定了最大齿槽形状和最小齿槽形状与其极限参数，见表《齿槽形状》凡在两个极限齿槽形状之间的各种标准齿形均可采用。试验和使用说明，齿槽形状在一定围变动，在一般工况下对链传动的性能不会有太大影响。这样安排不仅为不同使用要求情况时选择齿形参数留有较大的余地，也为研究发展更为理想的新齿形创造了条件，各种标准齿形的链轮之间也可以进行互换。
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图4-15 图4-16
已知，链轮齿数预定为25.根据以上公式，得到链轮的相关数据： h=9.5+15/6+0.01×150=13.5mm l=4h=13.5×4=54mm dh=dK+2h=15+2×13.5=52mm c1=0.5×12.7=6.35mm c2=0.9×12.7=11.43mm f=4+0.25×12.7=7.175mm g=2×10.3=20.6mm R=0.04×12.7=0.508mm
润滑对于滚轮链条来说是最重要的因素，润滑的好坏会左右链条的寿命。通常，在销、村套、滚轮的间隙加注润滑后，会形成油膜，该油膜可抑制零件的磨损并起到减缓冲击的作用。另外还有吸收链条所产生热量的冷却效果。一般来说，滚轮链条的润滑油使用优质矿物油。
4.4单个螺栓联接的受力分析和强度计算
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（1）在“操作设置”对话框“一般”选项卡“参照”栏中加工零件后单击系统弹出“制造坐标系”菜单。
（2）单击基准工具栏中创建基准坐标系工具按钮创建新的工件坐标系。
（3）按住Ctrl键的同时，依次选取如右图的面。
按钮，
，打开“坐标系”对话框，准备
（4）在“坐标系”对话框中打开“定向”选项卡，改变X、Y，最终如图5-3所示
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图5-3a 图5-3b
（5）在“坐标系”对话框中单击“确定”，完成工件坐标系的创建，创建的工件坐标系如图5-4所示 （红色的）
图5-4
5.进行退刀面设置
退刀面设置为垂直于Z轴的平面，高度距工件定面5mm。
（1）在“操作设置”对话框“一般”选项卡“退刀”栏中曲面后单击系统弹出“退刀选取”对话框。
（2）单击“沿Z轴” 按钮，并在“输入Z深度”栏中输入5，设置完成后，“退刀选取”对话框显示如图5-5
按钮，
图5-5
（3）在“退刀选取”对话框中单击预览按钮，预览生成的退刀面，如图5-6所示
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图5-6
（4）在“退刀选取”对话框中单击确定按钮，关闭对话框，返回到“机床设置”对话框。
6.进行工件材料设置
（1）在“操作设置”对话框“一般”选项卡“坯件材料”栏中输入材料名称为45.此时“操作设置”对话框如图5-7所示
图5-7
（2）在“机
床设置”确定按框，完成7.加工参数设置
（1）打开“制造参数”菜单，进行加工参数的定义。
（2）在“制造参数”菜单中单击“设置” 命令，打开“参数树”对话框，设置具体的加工参数。如图5-8所示：
对话框中单击钮，关闭对话制造设置。
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图5-8
跨度的确定需要考虑刀具的承受能力、加工好后的残余材料量、切削负荷等因素。粗加工时的最大可设置刀具有效直径的90%，本例中取为刀具的有效直径的75%，即12.
允许未加工毛坯，即体积块的加工余量为0.3.对于分粗、精加工的工件表面需要设置余量，数控加工中所设置的精加工余量可以比普通机加工的余量小。
类型3:刀具连续切削，当刀具在切割过程中遇到孤岛或障碍时，刀具分区域加工，区域加工完毕后，刀具环绕孤岛或障碍的侧壁移动到下一区域继续切削，直到加工完成。
步长深度：分层铣削中，用于设置每层沿Z轴下降的深度。 切削角：用于设置在XY平面上，刀具与X轴的夹角。
（3）设置完成后，关闭“参数树”对话框，在“制造参数”菜单中单击“完成”命令完成加工参数的定义。
8.体积块的定义加工参数完成后，需进行体积块的定义。 单击窗口右侧制造几何形状工具栏中“铣削体积块”按钮窗口。
使用[编辑]→[收集体积块]菜单命令，系统打开“聚合体积块”菜单，，如图5-9在“聚合步骤”菜单中勾选“选取”和“封闭”两选项，单击“完成” 命令。按照菜单与系统提示选取，结果如以下图5-10所示
，进入铣削体积块定义
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图5-9 图5-10
或者在[制造]→[加工]→[NC序列]→[序列设置]中选中“体积”进行体积的设置。 1．演示刀具路径
（1） 在“NC序列”菜单中使用“演示轨迹”菜单命令，系统打开如以下图5-11的
“演示路径” 菜单。
图5-11
（2） 在“演示路径”菜单中使用“屏幕演示”菜单命令，系统打开如图5-12所示的
“播放路径”对话框。
（3） 在“播放路径”对话框中单击播放按钮
察刀具轨迹。单击
的同时显示生成的CL数据。
，可以在屏幕工作区观
按钮，如以下图5-13所示，可以在观察刀具轨迹
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图5-12
图5-13
3)生成的刀具轨
迹如图5-14所示
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图5-14
(4)加工工作图5-15
图5-15
6.3.中叉上的孔
孔加工一般由相似的几个步骤完成，为了简化对这些动作的描述，把整个加工过程放在一个代码中进行描述，由此形成孔加工固定循环指令。一旦某个孔加工循环指令有效，其后所有的位置均采用该循环指令对孔进行加工，直到指令遇到G80取消孔加工循环指令为止。
一般的数控系统都支持常用的孔加工固定循环指令。
1工件安装
将工件固定在数控机床上。 2加工坐标系
建立如以下图的加工坐标系，坐标系为工件的左下上角。 3加工工序
使用直径为 45的中心钻对直径为 45的孔进行盲孔加工，各工步的加工容、加工方
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式、使用刀具和进给、转速等机械参数如下表6-1所示
序号 1 加工容 钻孔加工 表6-1 加工方式 刀具 孔加工 Ф 中心钻 进给mm/min 500 转速r/min 1000 4打开NC文件 （1）使用[文件]-[打开]菜单命令 （2）打开中叉的文件 （3）完成如下的操作设置：
机床名称为mill；机床类型为铣削；机床联动的轴数为3轴；退刀面设置为垂直于Z轴的平面，高度距工件定面30mm；其余保持系统默认值。 5加工程序设计
（1）在“制造”菜单中依次使用[加工]-[NC序列]-[孔加工]-[3轴]-[完成]-[钻孔]-[标准]-[完成]菜单命令，系统打开“序列设置”菜单。
在“序列设置”菜单中勾选“刀具”、“参数”和“孔”选项后，单击“完成”命令，对刀具、参数和孔进行详细定义。 （2）刀具设置
系统自动弹出“刀具设定”对话框以进行刀具设置。对刀具进行如下的设置： 名称为T0001 刀具号为1 类型为基本钻头 材料为HSS 单位为毫米 直径为45 长度为120；
其余保持系统默认值。
设置完成后，单击应用按钮，此时“刀具设定”对话框如以下图5-16所示，在“刀
具设定”对话框中单击“确定”按钮，关闭对话框，完成刀具的定义。
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图5-16
（3）加工参数设置
刀具完成后，系统自动打开“制造参数”菜单，以进行加工参数的定义。
在“制造参数”菜单中单击“设置”命令，打开“参数树”对话框，设置具体的加工参数。
进行如以下图5-17的加工参数设置。设置完成后，关闭“参数树”对话框，在“制造参数”菜单中单击“完成”命令完成加工参数的定义。
图5-17
（4）定义孔集
设置完加工参数后，系统打开“孔集”对话框。
在“孔集”对话框中直接选择“直径”选项卡，然后单击添加按钮，系统弹出如以下图5-18的“选取孔直径”对话框。
在“选取孔直径”对话框中选取直径为45mm，单击“确定”按钮，返回“孔集”对话框，如以下图所示。
在“孔集”对话框中单击“确定”按钮，完成定义，系统返回到以下图所示的“孔”菜单。在“孔”菜单中直接单击“完成/返回”命令。
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图5-18
（5）生成加工程序
系统自动生成刀具轨迹。 6.演示刀具路径
（1）生成刀具轨迹后，系统自动返回到“NC序列”。
（2）在“NC序列”菜单中使用“演示轨迹”菜单命令，系统打开如以下图的“演示路径”菜单。
（3）在“演示路径”菜单中使用“屏幕演示”菜单命令，系统打开如以下图5-19的“播放路径”对话框。
（4）在“播放路径”对话框中单击播放按钮轨迹。
（5）生成的刀具轨迹如以下图5-20所示。
，可以在屏幕工作区观察刀具
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图5-19 图5-20
结论
由于自动化立体仓库在物流、工业中的优越性是显而易见的，而且随着现代科学技术的发展，这种优越性越来越为明显。本文作者通过查阅大量国外专业文献，对堆垛机进行了认真的研究，特别是对其核心部件伸缩货叉的结构进行了优化设计。通过计算和仿真结果可以看出，这种结构优化和控制方式还是有一定的实用价值。
本文设计的货叉通过行程倍增实行大距离伸出，实现巷道单边双排货架存取货物，虽然由于货叉悬臂加长，导致力矩相应增加，但通过控制货叉的下挠量，校核弯曲应力、剪
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切应力等，能使货叉安全的工作。此外，通过三维软件Pro/E建模模拟出货叉的运动关系，并进行模拟数控加工，生成NC代码。
致
在论文课题的研究过程中，磊老师在论文的选题、设计过程、论文撰写和图纸审核等方面给予了我详细的指导。本篇论文虽然凝聚着自己的汗水，但却不是个人智慧的产品，没有导师的指引和赠予，没有父母和朋友的帮助和支持，我在大学的学术成长肯定会大打折扣。在设计过程中，磊老师对我的构思以与论文的容不厌其烦的进行多次指导和悉心指点，使我在完成论文的同时也深受启发和教育。导师严谨的治学作风、兢兢业业的工作精神和求精、的科学研究理念，深深的影响了我，使我受益匪浅。此外，在设计过程中我也
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曾得到一个网友的帮忙，在此深表感！
最后，再次感曾经帮助过我的老师和同学！
参考文献
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附录
英文原文
Ling-feng Hsieh · Lihui Tsai
The optimum design of a warehouse system on order picking
efficiencyReceived: 11 June 2004 / Accepted: 6 September 2004 / Published online: 4 May 2005 Springer-Verlag London Limited 2005
Abstract From literature review and deep understanding
on the practical industry, it is understood that the
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proper use of storage assignment policies can use minimum storage space to reach the purpose of minimum total traveling distance, and this has a direct impact on enhancing the order picking performance. At the same time, proper routing planning can minimize overall order picking cost, and finally reach the goal of picking performance enhancement in unit time. Therefore, this paper considers the effects on the order picking system performance for factors such as quantity and layout type of cross aisles in a warehouse system, storage assignment policy, picking route, average picking density inside an aisle, and order combination type, etc. A software, eM-plant, will be used as a simulation and analysis tool, a warehouse design database will be developed, which is based on the minimum overall traveling distance as the optimum performance index, the cross aisle quantity, warehouse layout, storage assignment, picking route planning, picking density and order combination type will be optimally integrated and planned in the warehouse system. Finally, we provide this database to the industry as a reference in the warehouse planning or warehouse design improvement in the future.
This paper is based on the model provided by Vaughan and Petersen [1], adding to it three factors: storage assignment policies, order picking strategies and order combination type. Because all three factors will affect the order picking efficiency, we take them into account in the model, and add also different ways of storage location planning, different picking density inside an aisle, different picking strategies and single order picking or picking by combining similar order plus recombining later. We hope that by doing simulations on different combinations, we can produce an optimum design for the warehouse system in order to enhance the order picking operation efficiency.
A good warehouse system should ensure easy and efficient access of merchandise, properly use the storage location to find the shortest path, and finally to deliver the merchandise in a reasonable time. This paper is focusing on the factors such as cross aisle quantity, storage assignment, picker route, picking density inside an aisle, and different ways of combination of order in the picking operation storage area of the distribution center. We hope to perform a systematic analysis and research on the factors in order to obtain shortest travel distance. Keywords Averaged picking density inside an
Finally, verified by simulation result, a database for aisle · Cross aisle · Order picking
warehouse system design will be developed, and we provide performance · Picking route · Storage assignment
this database to the warehouse industry as a reference policy
in the warehouse system planning. Good picking operation is expected to enhance the production efficiency, and accompanied with perfect warehouse system planning and 1 Introduction
picking policy decision will surely help the company to
Among the internal operations in the distribution center, reduce cost effectively. order picking operation is an important and yet tedious task. From the labor requirement point of view, currently, most of the distribu L.-F. Hsieh (~) · L. Tsai
Department of Industrial Management, ChungHuaUniversity, No. 707 Sec. 2 WuFu Road, Hsin-chu, Taiwan 300, R.O.C. : lfhsiehchu.edu.tw
tion center still belongs to labor-intensive industry, and the labor cost directly related to the order picking operation occupies even above 50% of the overall cost. Many complicated merchandise types are its characteristic, and some internal operation modification can reduce the company’s cost easily. It is an urgent topic that needs to be taken care of. Therefore, order picking operation performance has an overwhelming effect on the warehouse’s operating cost. Thus, warehouse design plus storage assignment and picking routing planning will undoubtedly enhance the operating efficiency and the space utilization, and reduce the order picking cost.
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random storage, classified storage, fixed storage, volume-based storage, etc. Rosenblatt and Eynan [8]
Take into account factors that affect order picking suggest that the assignment basis of classified storage system performance, this paper will aim at solving the methods is mainly on turn over rate. Their conclusion problems of warehouse system design in four directions suggests that as the classified items increase, of research such as “warehouse layout”, “storage
assignment policy”, “picker routing policy” and the travel time is expected to be reduced, and a better
improvement is found when the classified items are below “combination of order”.
ten.
Jarvis and McDowell [9] focus on rectangular warehouses,
2.1 Warehouse layout design
which include cross aisle in the end position and assume
One of the very important factors affecting the order every item has the same picking time. The picking time picking system is the storage area planning. Ashayeri [2] is proportional to picking distance, so they use fixed suggests a solution for the warehouse layout problem, storage method to calculate the expected picking time. targeting a goal of minimum building cost or material Rosenblatt and Eynan [8] divide the warehouse into some handling cost. Generally speaking, the warehouse layout smaller zones and use classified storage assignment is based on a rectangular shape. Caron et al. [3] propose policy to reduce the total picking time, and finally that the warehouse layout can be divided into three types. derive an optimum automatic warehouse system. Guenov and The first is parallel storage aisle with I/O station that Raeside [10] study the optimum aisle width under band is located in the middle of the head or end of the aisle; heuristic layout and automatic storage/retrieval system the second and third are vertical aisle, but the I/O (AS/RS). They suggest that using the ABC storage station is located in the middle and lower left, principle will effectively increase the capacity of the
AS/RS machine. Jeroen and Gademann [11] explain that respectively.
According to the research from Roodbergen and Koster classified storage policy is based on the customer
proportion, and give ways to classify storage [4], they consider to put cross aisle between the requirement
originally parallel aisles, and compare the result with location and product effectively. Petersen and Schmenner that without cross aisle. They found a distinguished [12] investigate the heuristic picking path, and the difference of average picking distance between the two storage assignment policy that is based on picking cases. Ratliff and Rosenthal [5] study the picking quantity. They point out that among all the storage problem in rectangular warehouse, where there are only methods based on picking quantity, storing between aisle pathways at the two ends of an aisle. They use graph the-saves about 10 to 20% picking than that of other storage ory to find the shortest picking time, and find that the methods. Jarvis and McDowell [9] develop a random model picking time is independent of the merchandise items that when under transversal policy, their assignment can quantity but linearly dependent on the quantity of the obtain minimum average storage/retrieval time. pathways. Vaughan and Petersen [1] study the effect of
order combination type in the cross aisle layout on the 2.3 Picker routing policy picking distance. They found that when the cross aisle is in the optimum condition, a most beneficial effect will The purpose of picker routing planning is to reduce the be generated. Roodbergen and Koster [6] find an optimum unnecessary picking distance that in turn results in the combination of multiple cross aisles and picking path. shortest and the most efficient picking. Ratliff and
[5] propose a new solution to the picker routing Caron et al. [7] find that the warehouse layout has a Rosenthal
distinguished effect on picking travel distance. They problem: first to find out individually the picking prove that the layout design has an effect of more than distance of each path, then find out the distance 60% on the total travel distance, and also find the connecting to next path, and repeat in this manner until relationship between warehouse layout and picking travel finish picking all merchandise items.
Goetschalckx and Ratliff [13] develop an efficient distance. Vaughan and Petersen [1] develop a heuristic
algorithm to obtain an optimum quantity on cross aisles optimal algorithm and show to yield policies with up to in order to generate an optimal performance, whereas 30% savings in travel time over commonly used policies. Roodbergen and Koster [4] compare the average travel time It is also shown that, for most practical aisle widths, between normal layout and a cross aisle layout and prove it is significantly more efficient to pick both sides of that the warehouse with cross aisle will have a shorter the aisle in the same pass rather than pick one side and average travel time. Therefore, one of their research then pick the other side, unless the pick densities are highlights is to build an optimum aisle design of a greater than 50%. Most warehouses that employ manual
order picking are composed of one or more sections of warehouse system.
parallel aisles similar to those illustrated in Fig. 1
(circles indicate locations of items in the order). There
2.2 Storage assignment policy
are four possible policies for picking within an aisle:
Generally, the storage assignment policies are as follows: traversal, split traversal, return and split return. A 2 Literature review
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. .
traversal policy enters at one end of an aisle and exits at the other end. A return policy enters and exits at the same end of the aisle. A split policy is a traversal policy from both ends or a return policy from both ends. In Fig. 1, aisle 1B represents a traversal policy, aisle 4A a split traversal policy, aisle 2A a return policy, and aisle 3A a split return policy. Jeroen and Gademann [14] consider the picking sequence between zones under fixed storage policy of an automatic warehouse system, which in turn result in the shortest travel time during access. Caron et al. [3] compare the effect of different aisle types on the travel distance and aisle quantity. The results show that the pick-
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. .
verified by simulation results, they find that each order type has its own appropriate policy. A consistent result can be obtained in both minimum picking time and enhancement of the labor utilization rate. Gademann et al. [17] use a variable picking operation in parallel aisle warehouse, studying order batching method in wave picking, give several batches to a set of pickers, and solve the order batching problem by branch-andbound method. They find that the major improvement is obtain-ing a very simple and efficient process to improve the lower bound of batch size. Chiang [18] proposes that when the order assignment cost is high, one can divide the order into multipledelivery or two-delivery mode. Then it is possible to study the order division method under periodic review system to find out the optimum delivery number in the order delivery time period, and finally reduce the overall inventory cost effectively.
3 Model construction
This article will describe in detail the picking
ing distance of a warehouse with cross aisle is performance factors in the distribution center warehouse proportional to aisle quantity, the picking travel system design such as quantity of cross aisle, picking distance increases rapidly as the cross aisle quantity path, picking density and order combination. It also increases, and the picking travel distance of “Z” shape describes how to use the minimum picking distance as a aisle is independent of aisle quantity. basis to obtain a warehouse system design of optimum Hall [15] investigates three different picker routing picking performance combination under different policies in a rectangular warehouse including transversal, warehouse environments. mid-point return and largest gap return. The simulation Conventional warehouse layout has no cross aisle design. method is used to compare the travel distance of different Therefore, even if the first aisle need only to take a policies, and the result shows that the largest gap return short course to a certain storage location to pick up some has better performance than others. Vaughan and Petersen merchandise, you still must go from the first storage [1] investigate the warehouse layout that has cross aisle, location to the last location or go back to the first to find out a shortest order picking distance. They location and then to the calculate picking distance by different experimental second aisle. Therefore, a combination designs based on four factors and also by lot of unnecessary dynamic planning. The result shows that when the aisle length increases relatively to the aisle width, an optimal cross aisle quantity can be obtained. Roodbergen and Koster [6] decide the average travel time of different warehouse sizes and different picking lists by using dynamic planning calculation method and find out that if
the layout is a middle aisle type (three cross aisles),
overlapped
the average travel time is obviously lower. Seven methods
distance is
of order picking path are mentioned in that paper. Among
taken. To solve the
them, combined method has the best performance and the largest gap heuristic is better when applied to the case with two cross aisles and low picking density. 2.4 Combination of order
Single order picking means that the picking is performed based on a single order. Instead, the batching and zoning picking is a picking method that combines different order and performs the picking in different picking areas, respectively. Lin and Lu [16] propose five kinds of order classification, accompanied with two policies and
Fig. 2. Warehouse layout with one cross aisle
above-mentioned problem, Vaughan and Petersen [1]
47 / 88
. .
propose an idea of cross aisle as shown in Fig. 2. After adding the
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629
. .
the merchandise item access frequency, another is based on merchandise item access frequency plus merchandise item similarity. Previous study
has proved that the storage assignment policy based on considering merchandise item similarity as well as access frequency, has helped to improve the picking efficiency in the warehouse system. This article focuses mainly on the effectiveness of the improvement.
3.1.3 Picker routing planning
For the picker routing planning, consider the two picking policies proposed by Goetschalckx and Ratliff [13], namely, the modified Z-pick policy, and the return policy. To deal with the actual situation of modified Z-pick and return policies, the distance calculation of return policy is based on rectilinear distance. The calculation is as shown below:
1. The horizontal distance M(i, m), is the distance from the ith aisle transfer to the mth aisle, where a is the width of each storage location, b is the depth of each
storage location, and w is the aisle width:
cross aisle, the total storage locations are not changed, M(i, m) = 2× |m -i|× b+ |m-i - 1|× W; but the main aisle length has been increased, and
for i, m = 1, 2, . . ., N . therefore the necessary total space has been increased
and the space utilization rate has been decreased. But 2. The travel distance Mw inside an aisle is calculated adding the cross aisle in turn adds the picking path as the product of the location width and the actual flexibility and picking efficiency can be enhanced. This locations passed, that is: helps to reduce the overall picking distance. But when Mw = a × the actual storage locations passed excess quantity of cross aisles are added, as shown in Fig. 3, the storage space is increased too much, which
The formation of modified Z-pick picking policy is
in turn results in an increasing order picking distance.
based on the basic principles of Z-pick picking policy proposed by Goetschalckx and Ratliff [13], where the aisle
3.1 Warehouse system simulation structure width should be greater than 2.1 m. In the picking
operation, the picker has to cross the aisles frequently.
3.1.1 Warehouse layout The track of the paths passed by the picker is similar consideration and classification to a Z shape, so it is named the Z-pick picking principle,
as shown in Fig. 4. The picking distance calculated assumption
This article is based on cross aisle quantity (1 ~ 9)
proposed by Vaughan and Petersen [1], and extends further the cross aisle quantity to 11 in the assumption, 0 to 10, respectively. This article only considers the input and output points (I/O points) located at both lower left and lower right. In each picking, the picker starts from the input point, and finishes it by walking to the output point to finish the picking of an order. If the picking is based on order combination, it is then to finish all orders in that picking mission, considering the actual travel distance in the picking. In other words, it is calculated based on rectilinear distance.
3.1.2 Storage assignment planning
In the warehouse system storage assignment policies, two different policies exist, namely, one that is based on
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. .
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630
. .
in Z-pick policy is based on Euclidean distance. For example, in Fig. 4, the picking locations of a single order are storage location i, storage location j, storage location k and storage location l, respectively. Then, the total picking distance is the sum of the following five distances (in the figure, x is the sum of the storage location number at one side of an aisle): 1. The distance from point o to point is:
~Dist ~o, =
o~
o~~
a2
path of point 2, 3, 4, and 1, is then 2-opt changed to point 3, 2, 1 and 4, shown in Fig. 6b, which is an improved solution.
3.1.4 Picking density inside an aisle
The setup of picking density inside an aisle is mainly based on the experimental results from Goetschalckx and Ratliff [13], take three picking density within 50%, such as 10%, 20% and 30%, as an experimental level.
+ 4w . 1
2
2. The linear distance from point to point i is:
o~
Dist ~o~, = ax . i~
3. The distance from point i to point j is: ~
Dist (i, j) = + (x - 1)2.w2
a2
4. The distance from point j to point
kis: Dist ( j, k) = 2 (x - 1) a + a .
5. The distance from point k to point l is: ~
Dist (k, l) = + (x - 1)2.w2
a2
This article proposes a policy to modify the Z-pick picking path, its main purpose is to delete the conventional limit of Zpick, which has to go back and forth the two sides of an aisle. The typical Z-pick picking path planning is as shown in Fig. 5. Because Z-pick picking principle has the limitation of having to go back and forth around the two sides of the aisle, when the picking density inside the aisle is too high, it will add unnecessary distance to cross the aisle. Therefore, in this article we propose a policy of modified Z-pick picking path, mainly to modify the picking order inside a single aisle, hopefully to help the picking performance. The modified Z-pick method is based on Z-pick basic principle and the most neighboring method to decide the picking order inside an aisle. It uses further 2-opt to change the picking order, without the limitation of having to go back and forth around the two sides of the aisle, to find a picking order inside an aisle, which has minimum picking distance. For example, at the entrance of each aisle, judge the picking order inside an aisle as point 2, 3, 4 and 1, as shown in Fig. 6a, which is an initial solution. Then, use the inner path exchange method to enhance the picking path. The initial picking
Fig. 6. a initial solution of Z-pick picking path b improved solution of Zpick picking path
3.1.5 Combination of order
In order combination, the main purpose is to reduce the picking distance. Two main types are considered and explained, namely, single order picking, and similar
51 / 88
. .
order combination picking.
1. Single order picking is picking based on a single order. 2. Similar order combination picking is mainly attributed to the
combination of two orders, where the main condition for order combination is the similarity between orders.
This article focuses on the distribution center warehouse design problems. It attempts to construct a model that combines
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631
. .
Fig. 7. Combination relationship of 5 experimental factors with different levels
from point I to pick merchandise
factors such as cross aisle
quantity, storage assignment, picking path, picking density, order combination, etc. The combination relationship is composed of eleven different cross aisle quantities, two storage assignment policies, two types of picking path, three types of picking density and two types of order combination, as shown in Fig. 7. The relationship mainly discusses the effect of the five different factors on the warehouse picking system at different levels. eM-plant software will be used as a simulation and verification analysis tool too.
from the picking point, and after finishing picking operation, goes back to point O and starts picking for the next order. The details constructed by eM-plant simulation software is as shown below.
1. Aisle width is 3 meters.
2. Every storage location has merchandise on it.
3. There are 240 storage locations in the warehouse, with 240
different kinds of merchandise.
4. The average moving speed of the material handling equip
ment is 30 m/min.
5. The material handling equipment and warehouse system has no mechanical trouble or out of merchandise situation. One hundred orders are generated randomly by a computer. The access rate and the similarity of merchandise are analyzed. In each test combination, the merchandise item data is transformed to corresponding same storage
4 Model construction and simulation analysis 4.1 Simulation environment setup
The picking environment in this simulation experiment is a rectangular warehouse. Assuming each storage location is 5 meters and 1 meter in width and depth, respectively, and the I/O point is in the lower left and lower right corner of the warehouse, respectively, the picker starts
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. .
locations in order to calculate picking distance. Numerous combination models are performed ten times based on factors such as eleven types of cross aisles, two types of storage assignment policy (SS1, SS2), two types of
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. .
order picking policy, two types of order combination and ent picking paths, as shown in Tables 1, 2, and 3 for three types of picking density. The current simulation different picking density of 10%, 20% and 30%, system collects the related evaluation index data, for respectively. example, the average overall picking distance. From Tables 1, 2, and 3 we know that the average order
picking distance of single order and combined order, under different storage assignment policies (SS1 denotes 4.2 Simulation experimental result
the first storage assignment policy that is based on the
This article is based on three different picking merchandise item access frequency; SS2 denotes the second densities. About 100 orders are used to perform batch storage assignment policy that is based on the experiments on a different number of cross aisles, merchandise item access frequency plus merchandise item storage assignment, picking path, picking density and similarity) at different density 10%, 20%, and 30% at combination of orders. About 264 (11× 2× 2× 3× 2) sets return and modified Z-pick picking principles, at of experiments are performed, and each set of experiment different cross aisle quantity, respectively. The trend is repeated ten times. SAS statistical software is used of average overall picking distance versus overall to process the experimental data for data analysis in this experimental performance, and plot is drawn in order to article. The experimental data is arranged and planned understand the effect of these factors on the overall according to differ performance of an order picking system. The comparison of
average overall picking distance for densities of 10% is shown in
Table 1. Average order picking distance of density 10% (unit: meter) Order combination _storage assignment _order picking policy 0 1 2 3 Single order_SS1_ Return
Single order_SS2_ Return
Single order_SS1_ Modified Z-pick Single order_SS2_ Modified Z-pick Combined order_SS1_ Return
Combined order_SS2_ Return
Combined order_SS1_ Modified Z-pick Combined order_SS2_ Modified Z-pick
Cross aisle quantity 4 5 6 19054 18432 16469 16105 18874 18082 16069
19066 18760 16676 16401 18925 18413 16262 16025
19250 18925 16874 16581 19102 18577 16452 16205
7 8 9 10
23968 24105 22420 21529 23544 23386 21128 21055
19762 19630 17107 16863 19436 19217 16764 16485
18812 18247 16136 15754 18532 17980 15793 15409
18777 18221 16211 15983 18588 17833 15835 15662
19701 19350 17324 16985 19550 19000 16889 16609
20315 19955 17899 17569 20167 19599 17453 17174
20980 20704 18525 18258 20838 20317 18065 17846
21602 21338 19210 18883 21457 20940 18722 18455
15784
Table 2. Average order picking distance of density 20% (unit: meter) Order combination
_storage assignment _order picking policy Single order_SS1_ Return
Single order_SS2_ Return
Single order_SS1_ Modified Z-pick Single order_SS2_ Modified Z-pick Combined order_SS1_ Return
Combined order_SS2_ Return
Combined order_SS1_ Modified Z-pick Combined order_SS2_ Modified Z-pick
Cross aisle quantity 4 5 6
0 1 2 3 7 8 9 10
29959 30402 28684 31040 18988 19292 21684 21525
27915 27987 24949 25005 18576 18725 17535 17695
27342 27117 23873 23829 18654 18931 16673 16836
27276 26885 23918 24036 18747 19126 16796 17065
27957 27476 24403 24473 19323 19640 17195 17549
28047 27483 24981 24999 19792 19697 17704 18094
28417 27866 25254 25331 20110 20023 17984 18375
29178 28631 25882 25939 20729 20650 18452 18877
30097 29538 26672 26768 21382 21274 19023 19388
31115 30612 27584 27732 22138 21949 19632 20006
32227 31701 28602 28697 22908 22730 20322 20651
55 / 88
. .
56 / 88
633
. .
Table 3. Average order picking distance of density 30% (unit: meter) Order combination _storage assignment _order picking policy Single order_SS1_ Return
Single order_SS2_ Return
Single order_SS1_ Modified Z-pick Single order_SS2_ Modified Z-pick Combined order_SS1_ Return
Combined order_SS2_ Return
Combined order_SS1_ Modified Z-pick Combined order_SS2_ Modified Z-pick
0 1 2 3
Cross aisle quantity 4 5 6 34112 34335 29598 30664 14161 14140 13500
34338 34879 30745 31591 14606 14602 13981 14359
34835 35476 31171 32144 14995 15030 14349 14727
7 8 9 10
32123 32662 36618 38230 11815 11941 15603 16539
32809 33216 30562 31224 12415 12541 13419 14132
33110 33070 28879 29465 13009 13092 12779 13280
33194 33406 29192 29977 13597 13570 13019 13555
36008 36636 32108 33064 15570 15611 14798 15240
37250 37967 33074 34182 16151 16211 15312 15763
38595 39197 34098 35249 16751 16757 15773 16202
39862 40390 35277 36445 17345 17293 16226 16793
13954
Fig. 8; the comparison of average overall picking distance
for densities of 20% is shown in Fig. 9; and the comparison Fig.
8. The comparison of average overall picking distance for density
of average overall picking distance for densities of 30% of 10% is shown in Fig. 10.
result is shown in Table 4. From Table 4, we know that
4.3 ANOVA statistical testing analysis the order combination, picking density, storage The collected average overall picking distance data from assignment planning and cross aisle quantity all have
obvious different effects on the average overall picking the simulation is arranged and variance
analysis is performed. The
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. .
distance. This article performs Duncan tests under such a large differing situation to analyze mainly the average overall picking distance at different cross aisle quantity, different order combination, different picking density within an aisle, different order pick-
58 / 88
634
. .
ing policy and different storage assignment strategy. The re- From the result of Table 5, we know that the average overlated results and analysis is shown in Tables 5, 6, 7, 8, all picking distance is no different in two or three cross aisles and 9.
conditions. In set 2, the cross aisle quantities are 1, 4, or 5, re-
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. .
SS 13007030.88
46314.12 50008.36 2408785.85 6951007.09 270067.59 171726.59 226417.49 181.32 46128.64 75141.25 63255.36 268487.86 141427.74 137971.56 1173055.48 55436.93 2938.91 5182.91 140305.46 35669.73 2624.49 2657.37 181186.60 10635.35 13977.16 11949.41 83123.17 20054.58 11448.67 6409.50 78987256.51
MS 13007030.88 46314.12 50008.36 1204392.93 3475503.54 135033.80 85863.29 226417.49 181.32 46128.64 75141.25 31627.68 134243.93 70713.87 68985.78 117305.55 5543.69 293.89 518.29 7015.27 1783.49 131.22 132.87 18118.66 1063.53 1397.72 1194.94 4156.16 1002.73 572.43 320.47
F test 2616.30 9.32 10.06 242.26 699.08 27.16 17.27 45.54 0.04 9.28 15.11 6.36 27.00 14.22 13.88 23.60 1.12 0.06 0.10 1.41 0.36 0.03 0.03 3.64 0.21 0.28 0.24 0.84 0.20 0.12 0.06
635
p-value < .0001~
Table 4. ANOVA results for relative Source travel distance
D.F. 1 1 1 2 2 2 2 1 1 1 1 2 2 2 2 10 10 10 10 20 20 20 20 10 10 10 10 20 20 20 20 1451
a b a~b c a~c b~c a~b~c d a~d b~d a~b~d c~d a~c~d b~c~d a~b~c~d e a~e b~e a~b~e c~e a~c~e b~c~e a~b~c~e d~e a~d~e b~d~e a~b~d~e c~d~e a~c~d~e b~c~d~e a~b~c~d~e Total
0.0023~ 0.0016~ < .0001~ < .0001~ < .0001~ < .0001~ < .0001~ 0.8486 0.0024~ 0.0001~ 0.0018~ < .0001~ < .0001~ < .0001~ < .0001~ 0.3470 1.0000 0.9998 0.1070 0.9959 1.0000 1.0000 < .0001~ 0.9951 0.9854 0.9921 0.6705 0.9999 1.0000 1.0000 ~P< 0.05
~a: order combination b: storage assignment strategy c: picking density d: order
Table 5. Comparison of average picking distance for different cross aisle quantity
picking policy e: cross aisle quantity
Cross aisle quantity Duncan group
3 2 1 4 6 7 8 9 10
H H G G 5 G F F E D C 0 B A
Picking density within an aisle 30% 20% 10%
Average picking distance Ranking
678.524 885.669 1080.256 1 2 3
Table 8. Comparison of average picking distance for different order picking policy Order picking policy Modified Z-pick Return
Table 6. Comparison of average picking distance for different order combination
Table 7. Comparison of average picking
distance for different picking density Order combination Combined order Single order
Average picking distance Ranking
582.184 911.413
1 2
Average picking distance Ranking
860.267 902.699
1 2
with one or too many cross aisles, they all have the same result in the order picking efficiency. Therefore, the addition of two or three appropriate cross aisles is the
best design for en
spectively. These three cross aisle quantities all belong to Group hancing the order picking efficiency as well as space utilization G. In set 3, the cross aisle quantities are 5 and 6, where these rate. From the result in Table 6, we know that the average overtwo cross aisle quantities all belong to Group F because in cases all picking distance in a different order combination has obvious
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636
. .
Table 9. Comparison of average picking distance for different storage assignment strategy
Storage assignment strategy Average picking distance Ranking ABC access frequency plus
merchandise item similarity ABC access frequency
863.309
899.657
2 1
better average picking distance. Therefore, the modified Z-pick picking policy
proposed by this article has more practical use than that of others.
2. The research presented here finds optimum warehouse design combination in three different picking densities inside an aisle, and in different factors such as different cross aisle quantity, different order picking policy, different order combinations and different storage assignment planning.
3. The picking distance is better in combined order than that of single order, and the effect is more distinguished when the picking density inside an aisle became larger.
4. Storage assignment planning, based on ABC access fre-quency plus merchandise item similarity, is sure to be helpful on the picking performance. 5. There exist interactions among those five factors such as picking density, cross aisle quantity, picking policy, order combination and storage assignment planning.
6. From the simulation result verification, we know that appropriate cross aisle quantity accompanied with storage assignment planning has a distinguished effect in reducing the overall picking distance.
7. Plan the storage assignment according to ABC access frequency plus merchandise item similarity when the order has more merchandise picking items, and use the similar order combination method and the modified Z-pick picking policy, which have better picking performance. 8. This article considers the combination of factors such as cross aisle quantity, storage assignment planning, order picking policy, order combination, etc. The work presented here provides a database based on average overall picking distance as an evaluation index to the industry as a reference for the warehouse design or improvement of the warehouse planning.
Acknowledgement This research was supported partially by a research grant from National Science Council of Taiwan, R.O.C. under the project number: NSC 92-2213-E-216-026.
difference. Comparing single order and combination order, we find that the latter has better average overall picking distance. From the result of Table 7, we know that the picking density inside the aisle has distinguished effect on the average overall picking distance: the higher the picking density inside the aisle, the shorter the picking distance. From the result of Table 8, the order picking policy has obvious effect on the average overall picking distance. Comparing the modified Z-pick picking policy proposed by this article and the return policy from the reference, the former is more helpful in enhancing the order picking performance. From the result in Table 9, the different storage assignment strategy has distinguished effect on the average overall picking distance. The first strategy is based on ABC access fre-quency and the other strategy is based on ABC access frequency plus merchandise item similarity. From the result, we find that the strategy based on ABC access frequency plus merchandise item similarity has a helpful effect in enhancing the order picking performance. 5 Conclusion
In the previous studies on the problems of enhancing the order picking operation efficiency of a warehouse, from scholars overseas or domestically, they mostly focus on and are limited to order picking policy, picking path and storage assignment planning. Few focus on a combined discussion on the design of cross aisle quantity of the original warehouse layout, the order picking policy, storage assignment planning, average picking density inside an aisle, etc. Therefore, this article develops a combination model for combining factors such as cross aisle quantity (0, 1, 2, . . . , 9), storage assignment planning (ABC access frequency, ABC access frequency plus merchandise item similarity), order picking policy(return and modified Z-pick), different picking density inside an aisle(10%,20%,30%), and order com-bination. Through system simulation experiments, we verify that we can find optimum combination for warehouse design in different environment and better performance is found. It is hoped that this article can be a practical and useful reference to the industry in the design and planning of an order picking system in a warehouse system. From the simulation experiments and statistical analysis, the current warehouse design environments can be summarized as follows:
1. The modified Z-pick picking policy developed by this article is better than return policy in obtaining a
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18. Chiang C (2001) Order splitting under periodic review inventory sys
tems. Int J Prod Econ 70:67–76
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中文译文
在仓库系统中存取货的优化设计
收到: 2004年6月11号 /发表: 2004年9月6号/在线出版: 2005年5月4号 Springer-Verlag伦敦于2005出版
摘要 根据在实际的工业上的文献和深层次调查, 据了解，正确使用的存储空间转存的规划，可以用最低的存储空间，以达到目的的最短总工作距离。同时，计划出适当工作路线可以将存放费用减少到最低, 而且最后在单位时间实现到提高效率的目标。因此, 本文考虑在次序存放系统方面的效果每一因素，比如是仓库系统的数量和地面区划,储藏任务, 交叉巷道的执行路径, 一个巷道平均存放密度, 和次序组合类型等等。软件, 设备,将会被当作一个模拟和分析工具使用，一个关于仓库设计的数据库将会被发展，这以最小的全部的距离当做最适宜的表现索引、交叉的行动量、仓库地面区划, 储藏任务，存放路径计划, 存放密度和次序组合类型将会被最正确地整合而且在仓库系统中被规划。最终, 当在仓库计划或者将来仓库的创新设计进步的時候，我们提供这一个数据库给工业。 关键字：平均一个巷道存取效率,交叉的巷道，次序存放表现，存放路线,储藏任务方案 介绍
在分配中心, 来回存放是一重要的和仍然沉闷的工作。从劳动需求观点，现在，大部份的分配中心仍然属于劳力密集的工业, 和直接地讲到次序的劳动费用存放操作占领甚至高于全部的费用的 50% 的。许多复杂的货物类型是它的特性、和一些在的操作能容易地减少公司的费用。它是需要被照看的一个紧急的主题。因此, 次序存放工作就像在仓库的操作费用上有压倒性的效果。因此, 仓库设计加储藏任务和来回存放计划将会毫无疑问地提高操作效率和空间利用, 而且减少次序存放花费。
本文以由佛恩和皮得斯提供的模型[1]为基础,加到它三个因素: 储藏任务计划、次序存放策略和次序组合类型。因为所有的三个因素将会影响次序存放效率，我们拿他们进入模型的, 而且增加也不同储藏的方式位置计划,不同的存放密度，在一个巷道、不同的存放策略和单独次序存放，或由加上相似的次序稍后的重组。我们藉由在不同的设备上做模拟, 我们能为产品生产最适宜的设计，存放系统为了要提高次序存放操作效率。
一个好仓库系统应该确定货物的容易又有效率通路,适当地使用储藏位置找最短的路径, 和最后递送货物的合理的时间。本文的重心集中在如下因素，像交叉的巷道量，储藏任务, 工作路径, 在分配中心的存放操作储藏区域中在一个巷道、和次序的组合的不同方式存放密度。我们希望在因素身上运行一项有系统的分析而且研究为了要获得短的工作距离。
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最后，根据模拟结果查证, 一个数据库为仓库系统设计将会被发展，而且我们当做物品的叁考提供这一个数据库给仓库系统计划。好存取操作被期望提高生产效率而且带着每一计划而且存取决定的仓库系统将会当然帮助公司有效地减少费用。 2 文献评论
考虑到影响因素，以便存放系统的性能，本文将着眼于问题的解决仓库系统的设计，在4个方向的研究，如“仓库布局” ， “存储转让政策” ， “选择路线政策”和“组合命令“ 。
2.1 仓库地面区划设计
非常重要因素之一影响按顺序存放系统是储藏区域计划。 Ashayeri[2]提出了一个解决仓库地面区划问题的方法，目的是达到一个最小建筑费用的目标或者资源耗费花费。一般来说，仓库地面区划以矩形的形状为基础。 Caron 等人 [3] 计划仓库地面区划能被区分为三类型。第一是有输入／输出车站的平行储藏巷道到中央或巷道;那第二和第三是垂直的巷道, 但是分别地,输入／输出车站位于中央和比较低的左边。
依照来自 Roodbergen 和 Koster 的研究 [4], 他们考虑放交叉的巷道在那之间本来平行巷道、和比较结果与那没有交叉的巷道。他们发现一种平均这二个存取设备之间的平均距离。 Ratliff 和罗森塔尔 [5] 在只有路在巷道的这二个完毕的矩形的仓库中研究存放问题。他们使用图论找最短的存放时间, 而且找哪一段存取时间不依赖货物计算量除了路线依赖之外在路的量上。佛恩和 Petersen[1] 在存放距离上的交叉巷道地面区划中学习次序组合类型的效果。他们发现当交叉的巷道在最适宜的情况的时候，最有益的效果将会被产生。 Roodbergen 和 Koster[6] 找一个多个交叉的巷道最适宜组合而且存取路径。Caron 等人 [7] 找仓库地面区划有显著的效果关于存取工作距离。他们证明地面区划设计有超过 60% 对完全的旅行距离的效果, 以与找仓库绞之间的关系?在外和存放旅行距离。佛恩和 Petersen[1]发展了一个启发式的运算法则在交叉的巷道上获得最适宜的量为了要产生最正确的表现, 然而 Roodbergen 和 Koster[4] 比较平均的工作时间是常态地面区划和一个交叉的巷道地面区划的时间段，而且证明仓库与交叉的巷道将会有比较短平均的工作时间。因此，他们的研究加亮区之一将建立仓库系统的最适宜巷道设计。 2.2 储藏任务政策
通常，储藏任务政策依以下各项: 随意储藏、密封的储藏、固定的储藏,以体积为基础的储藏库, 等等，Rosenblatt 和 Eynan[8] 意味着密封储藏方法的任务基础主要地在比率上的旋转上。他们的结论意味着当做密封的项目增加,工作时间被期望被减少, 和一比较好的改进被发现当密封的项目在下面第十页。贾维斯和 McDowell[9] 把重心集中在矩形的仓库,最后包括交叉的巷道位置，而且承当每个项目有同存放时间。存放时间指成
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比例所存放距离的时间, 因此他们使用固定的储藏方法计算预期的存放时间。 Rosenblatt 和 Eynan[8] 参阅仓库进入一些较小的地域而且使用的存放任务政策减少总计的存放时间, 而且最后源自一个最适宜的自动仓库系统。Guenov 和 Raeside[10] 在研究所启发地面区划和自动机械储藏/取回系统之下学习最适宜的巷道宽度.(自动化存储仓库) 他们建议使用美国广播公司储藏原则决意有效的增加能力那自动化存储仓库以机器制造。 Jeroen 和 Gademann[11] 解释的储藏政策以客户需求比例为基础, 而且屈服于有效地分类储藏位置和产品。 Petersen 和Schmenner[12] 调查启发式的存放路径, 和储藏任务以政策为基础的存取量。他们指出在被基于的所有的储藏方法之中存取量, 储存在巷道之间其他储藏方法超过那节省了大约 10-20%存取量。贾维斯和 McDowell[9] 发展任意模型当在横向的政策之下，他们的任务能获得最小的平均储藏/取回时间的时候。 2.3 存取机器工作路线按排政策
计划的存取机器工作路线排定的目的将减少多余的距离存放距离依次造成最短的和最有效率的存放。 Ratliff 和罗森塔尔 [5] 计划对发送问题的存取机器新解决方法: 第一的发现个别的路径的存放距离,然后发现距离对下个路径连接, 而且以这一样子重复直到完成存取所有的物品项目。
Goetschalckx 和 Ratliff[13] 发展了一个有效率的最正确运算法则和模拟产生政策决定于 30% 储蓄在旅行时间中过度普遍用了政策。它也被显示, 大部分来说实际的巷道宽度, 它重要地是更有效率的宁可在相同的途径中存放巷道的两者边超过精选一边然后存放另一边, 除非精选密度比 50% 大。雇用人工的次序存放的大多数的仓库由与在图 1 被举例的那些类似的平行巷道的一或者较多区段组成 (圆周指出在次序中的项目的位置). 有在一个巷道里面存放的四个可能的政策: 横越,分散的横越、回返和劈开回返。一个横越政策在巷道和出口的一端进入和入口它的在另一端。一个回返政策在巷道的相同完毕进入而且退出。一个分散的政策是来自两者的完毕的来自两者的完毕或一个回返政策的一个横越政策。在图 1, 巷道 1 B 一个横越政策, 巷道 4 A 一个分散的横越政策, 巷道 2 A 一个回返政策、和巷道 3 A 一个分散的回返政策。 Jeroen 和 Gademann[14] 考虑在地域之间的存放序列在自动仓库系统, 依次造成最短的工作固定储藏政策之下在通路期间计时。 Caron 等人 [3] 比较不同巷道类型对旅行距离和巷道的效果量。
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结果表示仓库的存放距离与交叉的巷道与巷道量成比例, 存放旅行距离快速地增加当做交叉的巷道量增加, 和存放旅行 \" Z\" 形状巷道的距离不依赖巷道量。门厅 [15] 在包括的一间矩形的仓库截线中调查三个不同的存取工具工作路线排定政策, 在其中点回返和大的缝隙回返。模拟方法用来比较不同政策的工作距离，而且最大的缝隙归还的结果成绩跟其他比起来有较好的表现。佛恩Petersen[1] 调查有交叉的巷道的仓库地面区划, 发现短的次序存放距离。他们计算存放以四个因素为基础的不同实验的组合设计的距离以与藉着计划的电动。结果表示当巷道长度相对地增加到巷道宽度的时候, 最正确的交叉巷道量能被获得。 Roodbergen 和 Koster 如果地面区划是一个中央的巷道类型 (三个交叉的巷道) ， [6] 藉由使用出自那计划计算方法和发现的电动决定不同仓库大小的平均旅行时间和不同存放目录, 平均的旅行时间显然地比较低。次序存放路径的七个方法在那纸中被提到。当以二个交叉的巷道和低的存放密度适用于情形，在他们之中，组合的方法有最好的表现，而且最大的缝隙启发比较好。 2.4 次序的组合
单拣货，即存放，是表现的基础上，单一的秩序。相反，配料和分区存放是一个反复的方法，结合不同的秩序和执行存放在不同存储领域，分别为。林和 Lu[16] 设计次序分类的五个类型, 以二个政策陪伴而且被模拟结果查证, 他们找，那个每个次序类型有它自己的适当政策。一个一致的结果
能在劳动利用的最小的存放时间和提高中被获得评估。在平行的巷道仓库的 Gademann 等人 [17] 使用可变的存放操作, 学习在波存放中一届方法的次序, 把一些给一组存取工具, 而且解决这种难题需要分步骤阿理论。他们找主要的进步正在获得一个非常简单和有效率的程序改善一届大小的较低的围。 Chiang[18] 设计当次序任务费用是高的时候，一能把次序分为多次递送或二递送的模态。然后在周期的检讨制度之下学习次序
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区分方法在次序递送时间时期发现最适宜的递送数字, 而且最后有效地减少全部的费用是可能的。 3 样板的工程
这一个文章将会详细地描述分配的存放表现因素中心仓库系统设计，像是交叉巷道的量,存放路径,存放密度和次序组合。它也描述该如何以最小的存放距离作为一种基础在不同的仓库环境之下获得最适宜存放表现组合的仓库系统设 计。
传统的仓库地面区划没有交叉的巷道设计。因此，即使第一段巷道仅需要一小段距离来存放货物, 你仍然一定从第一个储藏位置到最后一个位置或者回去第一个位置然后到第二个巷道。因此，许多不必要的被重叠的距离被采取。解决上述的问题、佛恩和 Petersen[1] 设计如图 2 所显示的一个交叉巷道的设计.
在增加巷道之后，完全的储藏位置没被改变，但是主要的巷道长度已经被增加, 因此必要的完全的空间已经被增加，而且空间利用率已经被减少。但是依次增加交叉的巷道增加存放路径柔性而且存放效率能被提高。这帮助减少全部的存放距离。但是当巷道中额外的行走路程过多时 , 当做显示加入图 3 , 储藏空间被增加太多，这依次造成逐渐增加的次序存放距离。
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3.1 仓库系统模拟结构
3.1.1 仓库地面区划考量和分类假定
这一个文章以佛恩和 Petersen[1]提出的一个交叉的巷道量 (1~9) 设计方案为基础, 而且在假定中更进一步扩充交叉的巷道量至 11, 0-10, 分别地。这一个文章只考虑输入和输出点 (输入／输出点) 被位于在两者的比较低的左边和比较低的右边。在每存放中, 来自输入点的存放开始, 而且藉由走路去输出点完成次序的存放完成它。如果存放以次序组合为基础，它然后将在那一存放任务中完成所有的次序,考虑在存放中的真实旅行距离。换句话说, 它被计算基于直线的距离。 3.1.2 储藏任务计划
在仓库系统储藏任务政策，二个不同的政策即存在以货物项目通路频率为基础的一个, 另外的加上货物项目类似以货物项目通路频率为基础。早先的研究
已经证明，以货物看来基于的储藏任务政策计算类似和通路频率,已经帮助改善仓库系统的存放效率。这一个文章主要地把重心集中在进步的效力。
3.1.3 存放工作路线排定计划
对于存放工作路线排定计划，考虑被 Goetschalckx 和 Ratliff[13] 规划的这二种存取方法, 即那修正 Z-精选的方法和回返方法。处理真实情形修正 Z-存放而且归还方法, 回返方法的距离计算以直线的距离为基础。计算如以下图所示:
1. 水平的距离 M(i,m),是从 ith 巷道移动到 mth 巷道的距离, 哪里一是每个储藏位置的宽度, b 是每个储藏位置的深度，而且 w 是巷道宽度:
M(i,m)=2 ×|m-i |× b+|m-i- 1|× W; For i, m=1,2, ····· N 。
2.当位置宽度的产品和真实的位置通过的時候，旅行距离一个巷道里的 Mw 被计算, 那是:
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Mw= a×真实的储藏位置通过路程
修正 Z-精选的存放政策的形成以被 Goetschalckx 和 Ratliff 巷道宽度应该比 2.1 m 大的 [13] 计划的Z-精选存取方法的基本原则为基础。在存放操作方面，存放必须时常越过巷道。被经过存放的路径的轨道与 a Z 形状类似，因此，它叫做 Z-精选的存放原则,如图 4 所示。
存放距离Z方案是以欧几里得几何的距离为基础。举例来说，在图 4 ，次序的存放位置是储藏位置 i, 储藏位置 j, 储藏位置 k 和储藏位置 l, 分别地。然后，总计的存放距离是以下五距离的总数:(在身材， x 在巷道的一边是储藏位置数字的总数) 1. 来自点 o 的距离指出 o~ 是:
1 Dist（o，o＇）=a2+w2
42. 来自点 o 的线的距离~ 指出 i 是: Dist（o＇，i）= ax。
3. 来自点 i 的距离指出 j 是:
2a2 Dist(i,j)= w2+（x-1）
4. 来自点 j 的距离指出 : Dist( j,k)=2(x- 1)a +a。
5. 来自点 k 的距离指出 l 是:
2a2. Dist(k,l)= w2+（x-1）71 / 88
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本文设计了一个修改 Z-精选的存放路径的方法，它的主要目的将划除Z方案的传统界限,必须来回地去巷道的这二边。计划的典型 Z-精选的存放路径如图 5 所示。因为 Z-精选的存放原则有有来回地去巷道的大约这二边的限制，当巷道里的存放密度太高的时候，它将会增加不必要的距离越过巷道。因此，在这一个文章中，我们修正 Z-精选的存放路径设计政策, 主要地修正存放次序进一个巷道, 希望帮助存放表现。那修正 Z-精选的方法以 Z-精选的基本原则和最附近的方法为基础在一个巷道决定存放次序。它更进一步使用 2-选择改变存放次序, 没有有来回地去巷道的大约这二边的限制, 在一个巷道找存放次序, 有最小的存放距离。当做点 2,3, 4 和 1 在一个巷道举例来说，在每个巷道的入口，判断存放次序, 如图 6 所示一, 哪一个是开始的解决。然后，使用部的路径交换方法提高存放路径。点 2,3,4 的开始存放路径, 和 1, 然后是 2-选择改变指出 3,2, 1 和 4, 在图 6 b,是改良的解决显示。 3.1.4 在一个巷道的存放密度
主要地存放一个巷道里的密度的装备以来自 Goetschalckx（人名）的实验的结果为基础和 Ratliff[13],在 50% 里面采取三存放密度, 如此的当做 10% 、 20% 和 30%, 当做一个实验的水平。
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3.1.5 次序的组合
井然有序组合, 主要的目的将减少存放距离。二主要的类型即被考虑而且解释单一次序存放、和相似的次序组合存放。
1. 单一次序存放正在存放基于一个次序。
2. 类似的组合，以便存放的主要原因是该相结合的两项命令，其中的主要条件为了组合之间的相似性订单。
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这一个文章把重心集中在分配中心仓库的签署问题。它尝试构造一个联合的模型因素，像是交叉的巷道量，储藏任务, 存放路径,存放密度, 命令组合，等等组合关系由十一不同的交叉巷道量组成, 二储藏任务政策、存放路径的二类型, 存放密度和次序组合的二类型的三类型, 如图 7 所示. 关系主要地在不同的水平讨论五个不同的因素对仓库存放系统的效果。 eM-植物的软件也将会被当作一个模拟和确认分析工具使用。 4 做模型工程和模拟分析 4.1种模拟环境装备
这模拟实验的存放环境是一间矩形的仓库。假定每储藏位置是 5 公尺和宽度 1 公尺和深度, 分别地，而且分别地,输入／输出点在较低的左边中而且降低仓库的右边角落，存放从第一点开始作为存放点, 和在完成之后存放操作, 回去指出 O 而且开始为下一个次序存放。被 eM-植物模拟软件构造的细节如下图。
1. 巷道宽度是 3 公尺。 2. 每储藏位置在它上有货物。
3. 有 240 储藏位置在仓库中, 与 240不同类型的货物。 4. 物质操作的设备的平均感人速度是 30 m/最小。
5. 物质的操作设备和仓库系统有没有机械的麻烦或从货物情形。
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一百多个次序任意地被一部计算机所产生。通路率和货物的类似被分析。在每个测试组合，货物项目数据被转换到符合相同的储藏位置为了要计算存放距离。很多的组合模型被运行被基于因素，像是十一交叉巷道的类型、储藏任务政策 (SS1,SS2) 的二类型的二种类型
次序存放规划,包括存放密度的次序组合和三类型中的二个类型。现在的模拟制度举例来说是收集相关的评估索引数据平均的全部存放距离。 4.2 模拟实验的结果
这一个文章以三不同的存放密度为基础。大约 100个次序用来在一个交叉巷道的不同数字上运行一届实验, 储藏任务, 存放路径, 存放密度和次序的组合。大约 264(11 × 2 × 2 × 3 × 2) 组实验被运行，而且实验的每组被重复十次。斯堪的纳维亚航空公司的统计的软件用来为这一个文章的数据分析处理实验的数据。实验的数据被安排而且被根据设计到不同的存放路径,如表 1,2 所示, 和 3 为 10% 、 20% 和 30% 的不同存放密度, 分别地。
从表 1,2和 3 我们知道平均的存放次序，单一次序和组合的次序的工作距离, 在不同的储藏任务政策之下 (SS1 指示第一个储藏任务以运输货物频率为基础的方案; SS2 指示第二个储藏任务加上货物项目类似以货物项目通路频率为基础的方案)，在回返的不同密度 10% 、 20% 和 30% 而且修正 Z-精选的存放原则, 在不同的交叉巷道量,分别地。整体来说存放距离和整体来说实验的表现比较、和情节的平均的趋势被画为了要了解这些因素对次序存放系统的全部表现的效果。 10% 的密度的平均全部的存放距离的比较被显示。
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表一
次序组合_储藏任务_次序存放政策
单独指令_SS1_ 返回
单独指令_SS2_ 返回
单独指令_SS1_ 修正 Z-pick 单独指令_SS2_ 修正Z-pick 组合指令_SS1_ 返回
组合指令_SS2_ 返回
组合指令_SS1_ 修正Z-pick 组合指令_SS2_ 修正Z-pick
0 1 2 3
交叉的走廊量
4 19054 18432 16469 16105 18874 18082 16069 15784
5 19066 18760 16676 16401 18925 18413 16262 16025
6 19250 18925 16874 16581 19102 18577 16452 16205
7 8 9 10
23968 24105 22420 21529 23544 23386 21128 21055
19762 19630 17107 16863 19436 19217 16764 16485
18812 18247 16136 15754 18532 17980 15793 15409
18777 18221 16211 15983 18588 17833 15835 15662
19701 19350 17324 16985 19550 19000 16889 16609
20315 19955 17899 17569 20167 19599 17453 17174
20980 20704 18525 18258 20838 20317 18065 17846
21602 21338 19210 18883 21457 20940 18722 18455
表二. 密度 20% 的平均次序存放距离 (单位: 公尺)
次序组合_储藏任务_次序存放政策
单独指令_SS1_ 返回
单独指令_SS2_ 返回
单独指令SS1_ 修正 Z-pick 单独指令SS2_ 修正Z-pick 组合指令_SS1_ 返回
组合指令_SS2_ 返回
组合指令_SS1_ 修正Z-pick 组合指令SS2_ 修正Z-pick
0 1 2 3
交叉的走廊量
4
5
6
7 8 9 10
29959 30402 28684 31040 18988 19292 21684 21525
27915 27987 24949 25005 18576 18725 17535 17695
27342 27117 23873 23829 18654 18931 16673 16836
27276 26885 23918 24036 18747 19126 16796 17065
27957 27476 24403 24473 19323 19640 17195 17549
28047 27483 24981 24999 19792 19697 17704 18094
28417 27866 25254 25331 20110 20023 17984 18375
29178 28631 25882 25939 20729 20650 18452 18877
30097 29538 26672 26768 21382 21274 19023 19388
31115 30612 27584 27732 22138 21949 19632 20006
32227 31701 28602 28697 22908 22730 20322 20651
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表三. 密度 30% 的平均次序存放距离 (单位: 公尺)
次序组合_储藏任务_次序存放政策
单独指令SS1_ Return
单独指令_SS2_ Return
单独指令_SS1_ Modified Z-pick 单独指令_SS2_ Modified Z-pick 组合指令_SS1_ Return
组合指令SS2_ Return
组合指令_SS1_ Modified Z-pick 组合指令_SS2_ 修正Z-pick
0 1 2 3
交叉的走廊量
4
5
6
7 8 9 10
32123 32662 36618 38230 11815 11941 15603 16539
32809 33216 30562 31224 12415 12541 13419 14132
33110 33070 28879 29465 13009 13092 12779 13280
33194 33406 29192 29977 13597 13570 13019 13555
34112 34335 29598 30664 14161 14140 13500 13954
34338 34879 30745 31591 14606 14602 13981 14359
34835 35476 31171 32144 14995 15030 14349 14727
36008 36636 32108 33064 15570 15611 14798 15240
37250 37967 33074 34182 16151 16211 15312 15763
38595 39197 34098 35249 16751 16757 15773 16202
39862 40390 35277 36445 17345 17293 16226 16793
4.3 ANOVA 统计的测试分析
收集成的平均整体来说来自模拟的存放距离数据被安排和不一致分析被运行。从表 4, 我们知道次序组合, 存放密度, 储藏任务计划和十字架巷道量全部整体来说一般说来有明显的不同效果存放距离。这一个文章运行邓肯测试在如此的之下一大的不一致情形在不同的交叉巷道量、不同的次序组合主要地分析平均的全部存放距离, 不同的存放密度在一个巷道里面, 不同的次序存放政策和不同的储藏任务策略。从结果表5 ，我们知道的平均总体的存放距离是没有什么不同，在两个或三个交叉的过道条件。在订定二，两岸走道的数量是1 ， 4 或5 。
这三个跨走道的数量都属于组g.在一套的三，两岸走道的数量是第5和第6 ，如果这些两条过走道的数量都属于F组，因为在方案中与一个或太多的交叉过道，他们都有同样的坏结果在该命令中存放的效率。
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因此，除了对两个或三个适当的交叉过道是最好的设计，提高该命令存放效率，以与利用空间比率。
从表 6 的结果, 我们知道那完毕平均二交叉的巷道量全部属于小组 F 因为以防万
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一,一个不同的次序组合的所有的存放距离有明显的.单独地比较次序和组合次序, 我们找后者有比较好的平均全部的存放距离。从表 7 的结果，我们知道巷道里的存放密度已经一般说来整体来说区别效果存放距离: 那比较高的在巷道,比较短存放距离的存放密度。从表 8 的结果，次序存放政策整体来说一般说来有明显的效果存放距离。比较那修正被来自叁考的这一个文章和回返政策计划的 Z-精选的存放政策, 先前者在提高存放表现的次序方面更有帮助。从表 9 的结果，不同的储藏任务策略已经一般说来整体来说区别效果存放距离。第一个策略以美国广播公司通路频率为基础，而且另一个策略加上货物项目类似以美国广播公司通路频率为基础。从结果，我们找基于美国广播公司通路频率的方案加上货物项目类似在提高存放表现的次序方面有有帮助的效果。 5 结论
在提高存取仓库的操作效率的次序的问题方面的早先的研究，从研究所，国外或小型企业，他们大概把重心集中在而且被限制于命令存取政策, 存取路径和储藏任务计划。在最初仓库地面区划的交叉巷道量的设计、次序存放政策方面的组合的讨论上的很少的焦点, 储藏任务计划, 平均存放密度在一个巷道等等。因此，这一个文章发展联合因素，像是交叉的巷道量的一个组合模型 (0,1,2, . 。。 , 9), 储藏任务计划 (美国广播公司通路频率, 美国广播公司通路频率加货物项目类似), 次序存放政策 (回返和修正 Z-精选), 在一个巷道 (10% 、 20%,30%) 、和次序组合的不同存放密度。透过系统模拟实验，我们查证我们能为仓库不同的环境的设计找最适宜的组合，而且较好的表现被发现。一般希望这一个文章能是一实际的而且设计而且一个仓库系统的次序存放系统的计划的关于工业的有用参考。
从模拟实验和统计的分析，现在的仓库设计环境能被以下各项被说明:
1. 那些被规划的这一个文章的 Z-精选的存放政策比回返政策好处好在获得比较好的平均存放距离方面。因此, 那个规划 Z-精选的存放政策计划这一个文章其他超过那有更多的实际使用。
2. 在这里呈现的研究在一个巷道在三不同的存放密度找最适宜的仓库设计组合, 和在不同的因素，像是不同的交叉巷道量、不同的次序存放政策, 不同的次序组合和不同的储藏任务计划。
3. 存放距离在组合的次序中单一次序比那更好，而且当一个巷道里的存放密度变得比较大了的时候，效果更卓著。
4. 储藏任务计划, 与基于美国广播公司通路频率加货物项目类似,在存放效率上是有效果的。
5.在那里存在的那些五个因素，像是存放密度之中的交互作用, 十字架巷道量,存放规划,
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命令组合和储藏任务计划。
6. 从模拟结果确认, 我们知道适当的交叉巷道量以储藏量当做计划的基础以减少全部的存放距离方面有着卓著的效果。
7.对美国广播公司通路频率根据计划储藏任务加上货物项目类似当次序有存放项目, 而且使用相似的次序组合方法的较多的货物的时候和那修正 Z-精选的存放政策, 这已经比较好的存放表现。
8. 这一个文章考虑因素，像是交叉的巷道量的组合, 储藏任务计划、次序存放政策, 次序组合, 等等在这里呈现的工作提供对工业存放距离为仓库设计或仓库计划的进步的像叁考一样的一个评估索引的被一般说来整体来说建立的一个数据库。
这研究部份地被来自的国立科学议会的研究授与,在设计数字下面的 R.O.C. 所承认: NSC 92-2213 电子 216-026. 参考
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