Главная » Литература » Сооружения » Фиялковский - Проектирование высотных стеллажных складов

Фиялковский - Проектирование высотных стеллажных складов


Фиялковский Я.

Проектирование высотных стеллажных складов. 1988.

 

В книге автора из ПНР рассмотрены вопросы проектирования,  строительства и эксплуатации высотных стеллажных складов. Исследованы  процессы перемещения грузов через высотные стеллажные склады и  применяемые в них средства складирования и транспортирования, а также  архитектурно-строительные решения складских зданий.

Для инженерно-технических работников проектных институтов.

 

ПРЕДИСЛОВИЕ К РУССКОМУ ИЗДАНИЮ

Основными направлениями экономического и социального развития СССР на 1986—1990 годы и на период до 2000 года, принятыми XXVII съездом КПСС, для значительного  сокращения сферы применения ручного  малоквалифицированного и тяжелого  физического труда поставлена задача существенно увеличить  производство средств механизации и автоматизации  подъемно-транспортных, погрузочно-разгрузочных и складских работ.

Складам принадлежит  ведущая роль в решении одной из важнейших экономических  задач — сохранении  производственной продукции.  Планомерное пропорциональное развитие складского хозяйства  способствует обеспечению  ритмичности производства,  рациональному использованию  производственных фондов и  материальных ресурсов, повышению  производительности труда в  народном хозяйстве, росту  качественных показателей  социалистической экономики. За  последние десятилетия в нашей  стране проведен ряд мероприятий по совершенствованию  складского хозяйства. Построены  новые высокомеханизированные складские комплексы.

Процессы складской  переработки и транспортирования  грузов осуществляются в сферах производства и обращения, что требует согласованного  развития складского хозяйства промышленных предприятий, транспорта, организаций  материально-технического  снабжения и сбыта при  формировании единой грузопроводяшей системы. Ее элементами  являются грузопотоки,  возникающие при транспортировании продукции между подсистемами всех указанных складов, и  запасы, создание которых  вызвано несоответствием времени, места или объемов  производства и потребления.

Сегодня на складах хранятся громадные материальные  ценности. Около 74 % запасов сосредоточено у потребителей продукции; 24 % — в системе баз и складов Госснаба СССР; 2 % — у поставщиков  продукции. Эти данные  свидетельствуют о нарушении рационального распределения средств на  создание и хранение совокупных запасов, а также согласованных режимов снабжения в  соответствии с технологическими  процессами  предприятий-изготовителей и потребителей  продукции.  Экономико-математические модели современной теории управления позволяют  определять для складов готовой  продукции длительность и объемы её реализации со склада; для складов сырья — длительность и объемы поставок сырья на склад. В условиях складского грузооборота эти  характеристики дополняют друг друга. Исходными параметрами задач, возникающих при  функционировании складов снабженческо-сбытовых организаций,  являются: уровень запасов товарно-материальных ценностей;  длительность и объемы реализации продукции со складов  предприятий-изготовителей,  полученные на базе использования моделей управления запасами; длительность, объемы поставок сырья на склады предприятий- потребителей. На основе этой информации можно определить длительность и объемы  поставок продукции на склады снабженческо-сбытовых организаций, а также вывоза  продукции со складов.

Оптимальный выбор  технологических и  объемно-планировочных решений связан со  многими взаимосвязанными  факторами: технологией основного производства, размерами  грузооборота, запасами хранения или оборачиваемости,  принятыми системами межцехового транспорта, способами  доставки и отправления грузов,  объемами экспедиционной работы, номенклатурой,  характеристиками материалов, условиями их хранения и складской  переработки и способами  механизации складских операций. 

Существенное влияние на выбор объемно-планировочных  решений оказывают локальные  условия промышленной площадки: размеры ее территории, застроенность, рельеф местности,  принятая схема генерального  плана.

Известны два основных  способа хранения тарно-штучных грузов — напольный и  стеллажный. Для  многономенклатурных крупных складов наиболее характерен стеллажный способ, позволяющий упорядочить работу склада: более  полно использовать объем помещении, организовать доступ к каждой партии груза, создать возможность своевременного обновления складского запаса, лучшего учета и контроля  хранимых материалов, а также автоматизировать складские операции. Напольный способ хранения тарно-штучных  грузов, безусловно, проще  стеллажного, требует значительно меньше оборудования и  поэтому применяется наиболее часто на предприятиях среднего и малого размеров. Четкую  границу того или иного способа хранения довольно сложно  установить. При строительстве складов тарно-штучных грузов основная доля затрат (до 70 %)  приходится на сооружение зоны их хранения. Поэтому общие  капитальные вложения существенно зависят от того, насколько  оптимальны главные параметры склада — высота и длина. Как правило, длина хранилища  является производным  параметром, зависящим от принятой высоты, ширины и вместимости склада. В связи с этим вопрос о выборе наиболее  рациональной высоты хранилища  решается в самом начале  проектирования механизированного и автоматизированного склада и является, таким образом,  исходным.

Исследования показывают, что оптимальная высота склада зависит не только от  стоимости стеллажей, кранов-штабелеров, строительной части и ценности земельного участка, где сооружается склад, но и от скоростных характеристик кранов-штабелеров и  оборачиваемости грузов на складе.  Помимо этого должна учитываться также и требуемая вместимость склада, так как очевидно, что в небольших по вместимости складах нет смысла создавать очень высокие зоны хранения. Поскольку наилучшее  использование  производительности кранов-штабелеров  обеспечивает и наиболее высокие технико-экономические  показатели склада, высота хранения склада, при которой  достигается наибольшее число ячеек в секции, обслуживаемой  одним краном-штабелером, и есть наиболее рациональная в  заданных условиях. Этой высоте склада соответствует и  определенная длина секций  стеллажей, которую может обслужить один кран-штабелер с  заданными скоростными  характеристиками. Таким образом, под рациональной высотой и длиной хранилища понимаются такие параметры, которые  соответствуют максимальной  производительности обслуживающих  кранов-штабелеров. Рациональная высота зоны хранения прежде всего зависит от срока  хранения грузов на складе. Чем короче этот срок, тем меньше должна быть высота склада. Проведенные исследования позволили установить  следующую ориентировочную  зависимость между сроками хранения грузов и потребной высотой складов: 5—10 сут—8—10 м, 30—40 сут— 12—16 м, 60—80 сут — 16—20 м. При больших сроках хранения грузов  целесообразно строить более  высокие склады. С увеличением скорости  передвижения крана-штабелера с 60 до 125 м/мин рациональная  высота склада вырастает на 18— 35 % (при этом больший  процент возрастания высоты  соответствует меньшим срокам  хранения грузов на складе). При увеличении коэффициента  совмещения, передвижений по  горизонтали и вертикали  целесообразно строительство более высоких складов.

Для улучшения качества  проектирования складов тарно-штучной продукции во всех  отраслях народного хозяйства Госснаба СССР утверждены общесоюзные нормы  технологического проектирования  складов тарно-штучных и  длинномерных грузов (ОНТП-01-86), которые введены в действие с октября 1986 г. Этим  документом регламентируются  нормы запасов  материально-технических ресурсов, нагрузок на 1 м2 площади складирования, расчета площадей складов,  расчета потребности подъемно- транспортных машин,  потребности  производственно-складской тары, потребности  зарядных мест для батарей  электропогрузчиков и другие  нормативные показатели, необходимые при проектировании складов тарно-штучной продукции.  Госснабом СССР утверждены  также отраслевые стандарты на типовые технологические  процессы для складов  тарно-штучной продукции легкой, пищевой, станкоинструментальной,  машиностроительной  промышленности, а также других отраслей народного хозяйства.

Использование указанных нормативных материалов при проектировании складов тарно-штучной продукции обеспечит: внедрение новейших  достижений науки и техники в  области складского хозяйства; снижение стоимости и  сокращение сроков строительства, а также проектирования  предприятий, зданий и сооружений; высвобождение работающих на складах за счет  сокращения трудоемкости работ,  повышения производительности труда на основе передового опыта использования  высокопроизводительного подъемно- транспортного и складского оборудования, эффективных средств механизации  технологических процессов,  прогрессивных форм научной организации труда; высокие  технико-экономические показатели складов с учетом опыта строительства и эксплуатации наиболее  прогрессивных отечественных и  зарубежных складов тарно-штучной продукции; создание безопасных условий труда; охрану окружающей среды.

При разработке складов тарно-штучной продукции следует также учитывать: инструкции и руководства Госснаба СССР по приемке, хранению и отпуску различной продукции; взаимоувязанные типовые технологические решения для универсальных складских  комплексов Госснаба СССР; прогрессивные технические решения, апробированные на Горьковском, Ростовском,  Казанском складских комплексах Госснаба СССР и на базах министерств и ведомств; ГОСТы на контейнеры,  средства пакетирования, погрузочно-разгрузочные машины и складское оборудование. Отдельные задачи,  возникающие при проектировании  технологической части складов штучных грузов, уже в течение ряда лет в нашей стране  решаются с применением ЭВМ, например, определение  вместимости, транспортно-складской тары, технико-экономических показателей зоны хранения  грузов, параметров участков  погрузки и разгрузки внешнего транспорта и др.

Однако применение ЭВМ при проектировании складов может быть направлено и на  создание комплексной системы  автоматизированного  проектирования транспортно-складских комплексов (САПР ТСК). Под транспортно-складским  комплексом следует понимать  технический объект, в котором грузы проходят операции  разгрузки, перемещения,  перекладок, складирования, погрузки на внешний транспорт.  Несмотря на большое разнообразие складов штучных грузов в различных отраслях народного  хозяйства методология их  проектирования, в том числе с  применением ЭВМ, должна быть единой. При этом результаты проектирования,  технологические, компоновочные, объемно-планировочные решения для каждого типа складов и  набора исходных параметров будут различны.

В Советском Союзе целый ряд организаций проводит  работы по созданию  автоматизированных систем проектирования складов тарно-штучной продукции. Так, Рижским  филиалом института ПКТИСХ (Оргснаб) разработана система  автоматизированного  проектирования технологической части объектов складского  назначения (САПР ОСИ).  Программное обеспечение САПР ОСН состоит из отдельных программ для решения локальных задач и пакетов программ для  многовариантных расчетов  параметров технологических зон, а  также программ имитационного моделирования работы склада тарно-штучных грузов.  Разработаны и внедрены в практику проектирования программы: формирования и обработки  исходных данных, расчета схемы грузопотоков, расчета  параметров стеллажной зоны  хранения складов с  мелкопартионной и среднепартионной  продукцией, расчета параметров  штабельной зоны хранения,  имитационного моделирования  участка обработки контейнеров. Для информационного  обеспечения САПР ОСН создан банк данных, куда  записывается информация о  технологическом оборудовании,  номенклатуре,  нормативно-техническая информация. Программа расчета схемы грузопотока выдает на печать величины  грузопотоков поступления и выдачи, внутрискладских потоков. 

Полученные результаты  позволяют определять площадки  экспедиционных зон, потребность в подъемно-транспортном  оборудовании, численность  работающих. С помощью программ расчета параметров  стеллажной (штабельной) зоны  хранения по исходным данным  (запасу хранения) продукции в пакетах, коэффициенту  оборачиваемости, габаритам и  средней массе пакета,  применяемому механизму можно  рассчитать: Длину, ширину, площадь, количество механизмов и их  загрузку, удельные капитальные вложения, приведенные  затраты. Для проверки принятых проектных решений в САПР ОСН используется  имитационное моделирование.

В ЛИИЖТе завершен  подготовительный этап разработки комплексной САПР ТСК для различных отраслей народного хозяйства страны.  Разработанный комплекс алгоритмов и программ для проектирования складов на ЭВМ отличается следующими существенными чертами: склад проектируется как транспортно-складской комплекс, который  представляет собой сложную  вероятностную систему, состоящую из элементов технологических  участков и подсистем приема,  выдачи и складирования грузов; в расчетных программах  учитывается вероятностный характер внешних и внутрискладских грузопотоков прибытия и  отправления грузов и  динамический характер работы склада; в результате расчетов  определяется более 100 параметров,  необходимых для проектирования и строительства склада;  параметры склада не просто  рассчитываются по некоторым  детерминированным исходным  данным, но их значения в  процессе расчетов оптимизируются по теоретически обоснованным  алгоритмам; комплекс программ включает не только методы  расчетов параметров склада, но также программы по  подготовке и оптимизации исходных данных; системы алгоритмов и программ впервые содержат комплексную методику  определения и оптимизации  технической оснащенности и параметров всего склада, т. е. не только  зоны хранения, но также  подсистемы приема и выдачи грузов со склада с участками  сортировки, временного хранения, комплектации, погрузки и  разгрузки внешнего транспорта склада.

Направления дальнейшего технического развития и  совершенствования  производственного потенциала складского  хозяйства в нашей стране в  принципе соответствуют  современным мировым тенденциям складостроения. Однако по  сравнению с передовыми  зарубежными фирмами,  специализирующимися в этой области,  достижения отечественной техники в оснащении объектов  складского хозяйства находятся на более низком  научно-техническом уровне, а парк машин, механизмов и средств  управления даже в количественном отношении отстает от  западноевропейского в 10 и более раз. Практически серийно  выпускаются только единицы  подъемно-транспортного  оборудования. Особенно недостаточна степень автоматизации  технологических процессов складской переработки продукции. 

Конструкция стеллажей и тары, выпускаемых для  использования в складском хозяйстве, отличается малой унификацией и большой материалоемкостью. Строительные конструкции  зданий и сооружений не  обеспечивают быстрое возведение объектов складского  назначения из-за постоянной  некомплектности при их производстве и поставке предприятиями стройиндустрии и требуют  значительных трудозатрат на  отделочные работы. Главным  недостатком строительных  конструкций, используемых для складов, является большая их разнотипность, что приводит к невозможности использования типовых проектов, выполненных в определенных типовых  сборных железобетонных  конструкциях, без полной переделки строительной части проекта.

Распространившиеся за  рубежом и появившиеся в нашей стране в начале 70-х годов здания из легких  металлоконструкций комплектной поставки сегодня заняли прочное место в отечественном складостроении. Преимущества  строительства складских зданий из легких металлоконструкций по сравнению с типовыми железобетонными видны на  следующем примере: скорость  строительства складов повышается в 2—3 раза, а стоимость  транспортировки конструкций к  месту строительства снижается в 5—8 раз, сокращается также расходование ресурсов в  процессе самих  строительно-монтажных работ.

В ближайшей перспективе намечено создание, освоение и выход на серийно-массовое производство систем  автоматизированного складского  оборудования для высотного  хранения. Предусмотрено вместо разрозненных машин,  механизмов и средств управления перейти к выпуску новых, технически совершенных и  экономичных систем,  предназначенных для транспортно-складских операций с грузами в таре на поддонах с размером 0,8X1,2 м и массой 1 и 2 т, а также длинномерной продукции  массой 5 т при высотном хранении. В настоящее время развернута работа по проектированию  технических средств и головных складов в целях апробирования опытных комплектов  оборудования и перехода к его  серийному изготовлению начиная с 1990 г. Книга польского автора Януша Фиялковского  «Проектирование высотных  стеллажных складов» несомненно  представит интерес для советского читателя, так как довольно подробно и систематично  знакомит с положением Дел по этому вопросу как в  Польской Народной Республике, так и в ряде капиталистических стран.

Необходимо отметить, что  автор в доступной форме для широкого круга специалистов изложил порядок и основные элементы проектирования  складов тарно-штучной продукции, предложил методику расчетов многочисленных параметров складов, привел ряд конкретных примеров расчетов, связанных с различными аспектами  проектирования высотных  стеллажных складов.

Автор подробно осветил не только технологию внутри-складской переработки грузов. но и вопросы  объемно-планировочных и строительных  решений, противопожарной защиты, управления и организации  труда высотных стеллажных  складов, а также организации и методологии их  проектирования. Значительное внимание в книге уделено внутрискладскому оборудованию, его  оптимизированному выбору, расчетам производительности,  эффективности использования, а также ряду других задач, связанных с проектированием складов.  Достаточно широко освещена  в книге проблема, связанная с решением наиболее сложного участка работы высотного  стеллажного склада — зоной  комплектации, где наибольшая трудоемкость работ в  технологической цепи процесса  складирования.

Книга имеет большую  методологическую ценность,  поскольку подробно рассматривает технологию проектирования высотных стеллажных складов и в нее включен хороший  справочный материал для  конкретного практического применения. Таким образом, книга будет весьма полезна широкому кругу специалистов, ведущих работы по проектированию высотных стеллажных складов, их  эксплуатации и созданию  необходимого оборудования для  складской переработки грузов.

 

ВВЕДЕНИЕ

Книга посвящена  проектированию складов, в которых ввиду ограниченного места или по иным техническим причинам (например, в связи с  необходимостью автоматизации  процессов) используется хранение продукции на многоярусных стеллажах. Если многоярусные стеллажи служат одновременно несущей конструкцией кровли и стен, то такие склады  принято называть высотными  стеллажными. Материал книги призван  способствовать рациональному проектированию высотных складов при системном подходе и предназначен для студентов, проектировщиков и  экономистов промышленных  предприятий, где применяются  складские объекты со стеллажным складированием. Книга может также оказаться полезной при проведении научных  исследований и на различных стадиях проектирования.

Прохождение материалов и способы их обработки  находятся в центре внимания  производственных и снабженческих предприятий. Это вызывает  выделение все больших  капиталовложений на внутренний  транспорт и складирование  продукции. Решение этих вопросов будет эффективным с  эксплуатационной и экономической точек зрения, если склад,  выполняющий «буферные»* функции для сырья, полуфабрикатов, тары и готовой продукции, будет включен в общую  систему функционирования  предприятия. При этом склад  перестает быть пассивным  элементом в процессе  производства и распределения.  Проектирование склада никогда не должно вестись в отрыве от  схемы прохождения материалов, которая является его  неотъемлемой частью. В этом процессе следует рассматривать  комплекс логических задач [18], причем решающими факторами для их решения являются время и расходы.

Высотный стеллажный склад представляет собой одну из современных систем  складирования и необходимость его в определенных условиях  (недостаток мест, большие запасы продукции и ее оборот, большой ассортимент изделий, необходимость автоматизации и пр.) становится очень острой. О том, насколько быстро происходит рост числа автоматизированных высотных стеллажных складов, свидетельствуют следующие цифры: в Европе в 1966 г.— 2, в 1972 г,—200, в 1975 г.— 300, в США в 1968 г.—50  построенных и 100 складов в  стадии строительства (более  поздние данные отсутствуют), а в Японии за период 1961—1976 гг. построено 1608 (!)  автоматизированных высотных  стеллажных складов. В Польше за последние  годы построено несколько складов такого типа, главным образом в машиностроении и  автомобильной промышленности, на основе зарубежных проектов и  оборудования. Среди них можно  отметить склады завода  сельскохозяйственных машин в Плоцке, тракторного завода в Урсусе, заводов легковых  автомобилей в Варшаве и Бельско-Бяле, баз «Агрома» в Кутно и Нысе, радиозавода им. Каспшака в Варшаве, фармацевтического предприятия «Польфа» в  Кракове, завода искусственного  волокна в Гожуве.

Незнание критериев выбора, принципов проектирования и методов оптимизации высотных стеллажных складов  обусловило при этом некритический подход к зарубежным  предложениям, что в результате не могло обеспечить достижения высокого экономического и  эксплуатационного эффекта. Высотный стеллажный склад характеризуется тесной  взаимосвязью строительной структуры здания с технологической, т. е. с техническими и  организационными средствами  осуществления процессов прохождения грузов и информации. Он  представляет собой «систему» в  полном смысле этого слова.  Взаимозависимости в этой 'системе требуют комплексного  проектирования на всех стадиях. В книге сделана попытка учета этих требований и  рассмотрены вопросы  программирования, а также строительного и технологического  проектирования. Подробно рассмотрены  принципы анализа и проектирования процессов прохождения грузов и методы управления, что  особенно важно для торговых  складов с широким ассортиментом продукции.

Содержание книги  соответствует стадиям и  последовательным этапам проектирования. В заключение приведен пример проекта высотного стеллажного склада с обоснованием выбора данного, а не иного решения. Книга богато иллюстрирована как чертежами элементов  склада, так и схемами систем  складирования. Содержание книги  ограничено вопросами, связанными с особенностями высотных  стеллажных складов. Как известно, опыт их строительства в  Польше невелик. В связи с этим содержание настоящего  издания, которое представляет собой первую книгу по этой  проблеме, несколько отличается от традиционных работ по  вопросам проектирования, в  которых определенные параметры, критерии, коэффициенты и т. п. устанавливаются однозначно.

По мнению автора, такие  данные публиковать еще  преждевременно. Их можно будет  установить на основе научных  исследований, а также опыта строительства и эксплуатации высотных стеллажных складов. В книге сделана попытка  найти ответ на принципиальные вопросы — в каких случаях строить и как проектировать высотные стеллажные склады. Основными источниками,  использованными при написании книги, послужили зарубежные публикации, а также  собственные научные исследования  автора и накопленный им опыт проектирования. Идея написания книги по  вопросам проектирования  высотных стеллажных складов  возникла в период работы автора на предприятии «Прохем» в 1972—1977 гг. Часть  материалов, включенных в книгу, была подготовлена в качестве  рекомендаций по проектированию предприятий химической  промышленности. Поэтому автор хотел бы принести свою  искреннюю благодарность Юзефу Церану, Юлиушу Червинскому и Станиславу Сроковскому,  руководившим в тот период  указанным предприятием, за помощь и поддержку при разработке рассматриваемых в книге  вопросов, а также Иоанне Опалях, Томашу Лятопольскому, Мареку Потканскому и Анджею Ражному за помощь при подготовке книги к изданию.

...


Архивариус Бизнес-планы Типовые серии Норм. документы Литература Технол. карты Программы Серии в DWG, XLS