VDI 4480 Blatt 2-2002 Throughput of automatic warehouses with non-lane-bound shelf operating systems.pdf

1、VEREIN DEUTSCHERINGENIEUREDurchsatz von automatischen Lagernmit nicht gassengebundenen RegalbediensystemenThroughput of automatic warehouseswith non-lane-bound shelfoperating systemsVDI 4480Blatt 2 / Part 2Ausg. deutsch/englischIssue German/EnglishVDI-Gesellschaft Frdertechnik Materialfluss Logistik

2、Fachbereich LogistikFachausschuss Durchsatz von automatischen LagernVDI-Handbuch Materialfluss und Frdertechnik, Band 5VDI-RICHTLINIENZubeziehendurch/Available from Beuth VerlagGmbH,10772 BerlinAlleRechtevorbehalten /All rightsreserved VereinDeutscherIngenieure,Dsseldorf 2002Vervielfltigung auchfr i

3、nnerbetriebliche Zwecke nicht gestattet / Reproduction even for internal use not permittedDie deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich.ICS 55.220; 53.080Juli 2002July 2002The German version of this guideline shall be taken as authorita-tive. No guarantee can be given with respect to the En

4、glish trans-lation. Inhalt Seite1 Einleitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21.1 Vorbemerkung . . . . . . . . . . . . . . . . 21.2 Sinn und Zweck der Richtlinie . . . . . . . 21.3 Gltigkeitsbereich . . . . . . . . . . . . . . 21.4 Grundlagen der Durchsatzbetrachtung . . . 32 Durchsatz . . .

5、 . . . . . . . . . . . . . . . . . 42.1 Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42.2 Durchsatzermittlung. . . . . . . . . . . . . 42.3 Ermittlung der Referenzsysteme . . . . . . 52.3.1 Koordinaten-Achsen . . . . . . . . . 52.3.2 Definition der Einlager- und Auslagerpunkte. . . . . . . . . . .

6、 . 52.3.3 Ursprungspunkt . . . . . . . . . . . 82.3.4 Referenzlagerpltze . . . . . . . . . 112.3.5 Ableitung der Referenzlagerpltze. . 142.4 Unterschiedliche Gre der Transport-einheiten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 152.4.1 Spezifisches Fachraster . . . . . . . 152.4.2 Variables Fachraster .

7、 . . . . . . . . 152.5 Spezifische Einlager- und Auslagerpunkte . 162.5.1 Gassenspezifische Einlager- undAuslagerpunkte. . . . . . . . . . . . 162.5.2 Grenspezifische Einlager- und Auslagerpunkte. . . . . . . . . . . . 162.6 Unterschiedliche Materialstrme . . . . . . 162.7 Unterschiedliche Betriebsz

8、ustnde . . . . . 202.8 Auftrennung in Teilsysteme. . . . . . . . . 213 Durchsatznachweis . . . . . . . . . . . . . . . 22Abkrzungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23Schrifttum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24Contents Page1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21.

9、1 Preliminary note . . . . . . . . . . . . . . . 21.2 Purpose of this guideline. . . . . . . . . . . 21.3 Scope . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21.4 Basic principles of throughput analysis . . . 32 Throughput . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42.1 Definition. . . . . . . . . . . . .

10、. . . . . . 42.2 Calculation of throughput . . . . . . . . . . 42.3 Calculation of the reference systems . . . . 52.3.1 Coordinate axes . . . . . . . . . . . . 52.3.2 Definition of the input and output points . . . . . . . . . . . . . 52.3.3 Point of origin. . . . . . . . . . . . . 82.3.4 Reference

11、storage locations. . . . . . 112.3.5 Derivation of the reference storage locations . . . . . . . . . . . 142.4 Different sizes of the transport units. . . . . 152.4.1 Specific bay grid . . . . . . . . . . . 152.4.2 Variable bay grid . . . . . . . . . . . 152.5 Specific input and output points . . .

12、. . . . 162.5.1 Lane-specific storage and retrieval points . . . . . . . . . . . . 162.5.2 Size-specific storage and retrieval points . . . . . . . . . . . . 162.6 Different material flows . . . . . . . . . . . 162.7 Varying operation statuses . . . . . . . . . . 202.8 Division into subsystems . . .

13、 . . . . . . . 213 Verification of throughput. . . . . . . . . . . . 22Abbreviations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23Bibliography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24Frhere Ausgabe:7.00Entwurf,deutschFormer edition: 7/00draft, inGermanonlyB55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF8

14、6D9NormCD - Stand 2012-08All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2002 2 VDI 4480 Blatt 2 / Part 21 Einleitung1.1 VorbemerkungDer Durchsatz (bisher gebruchliche Begriffe sind:Umschlagleistung, Umschlag oder Leistung)ist der aussagefhigste Wert ber die Leistungsfhig-keit eines Lager

15、systems. Der Durchsatz ist somit ne-ben der Speicherkapazitt die bedeutendste Kenn-gre eines Lagers.In der Richtlinienreihe VDI 4480 wird ein Verfahrenzur Ermittlung des Durchsatzes von automatischenLagern beschrieben. Dieses Verfahren ist auf unter-schiedliche Systeme und Techniken anwendbar undlie

16、fert hinreichend genaue Ergebnisse eines mittlerenDurchsatzes, unabhngig von den Proportionen desLagerkrpers (z.B. vom Verhltnis der Lagerlngezur -hhe).1.2 Sinn und Zweck der RichtlinieDie Vielfalt moderner Lagersysteme und -technikenmacht eine Auswahl des optimalen Systems fr einebestimmte Aufgaben

17、stellung sehr schwierig. Eineder wichtigsten Kenngren ist dabei der Durchsatz.Auf Basis des Durchsatzes ist zudem ein Effizienz-vergleich auch unterschiedlicher Lagersysteme und-techniken mglich. Um einen Vergleich der unter-schiedlichen Systeme und Techniken zu ermg-lichen, ist aber eine einheitlic

18、he Betrachtungsweiseerforderlich.Die Richtlinienreihe VDI 4480 schafft diese Voraus-setzungen. Mit ihrer Hilfe kann der Durchsatz einesLagersystems sowohl rechnerisch ermittelt (z.B.whrend der Planungsphase) als auch praktisch nach-gewiesen werden (z.B. im Zuge eines Abnahmever-fahrens). Da die Rahm

19、enbedingungen genau defi-niert sind, wird eine einheitliche Ausgangsbasis her-gestellt. Diese Rahmenbedingungen sind fr alle La-gertypen gleich, womit die Voraussetzung fr eineVergleichbarkeit gegeben ist.Die Richtlinie ist sowohl fr den Planer als auch frden Hersteller und den Betreiber eines Lager

20、systemsgleichermaen hilfreich und trgt zu einer Objekti-vierung in der Beurteilung von Lagersystemen bei.1.3 GltigkeitsbereichDie Richtlinie VDI 4480 Blatt 2 gilt fr Lagertypenmit tragenden Regalen. Das Lagergut wird von auto-matischen Bediensystemen (z.B. Regalbediengerte)in die Lagerpltze eingelag

21、ert und/oder von diesenausgelagert. Diese Regalbediensysteme (RBS) sindnicht an eine Lagergasse (Regalgang) gebunden, son-dern knnen in andere Lagergassen wechseln. DieseGangwechsel knnen mit unterschiedlichen Techni-ken realisiert werden (z.B. Regalbediengerte mitUmsetzern oder Kurven fahrende Rega

22、lbediengerte).1 Introduction1.1 Preliminary noteThe throughput (common terms used up to now in-clude: turnover capacity, turnover, perform-ance) is the most characteristic value for expressingthe performance for a storage system. Alongside thestorage capacity, throughput is thus the most impor-tant

23、characteristic value for a warehouse.The series of guidelines VDI 4480 describes amethod for the calculation of the throughput of auto-matic warehouses. This method can be applied to dif-ferent systems and technologies and provides suffi-ciently accurate results for the mean throughput, not-withstan

24、ding the proportions of the warehouse body(e.g. the ratio of warehouse length to height).1.2 Purpose of this guidelineThe great variety of modern storage systems andtechnologies makes it very difficult to choose the op-timum system for a given task. The throughput is oneof the most important charact

25、eristic values in thisconnection. The throughput allows a comparison ofthe efficiency even of different storage systems andtechnologies. A comparison between different sys-tems and technologies, however, calls for a standard-ized analysis method.The series of guidelines VDI 4480 establishes thecondi

26、tions for this. With the help of these guidelines,the throughput of a storage system can be both calcu-lated mathematically (e.g. in the planning phase) andverified in practice (e.g. during a final inspection pro-cedure). As the framework conditions are preciselydefined, a standardised starting poin

27、t is established.These framework conditions are the same for alltypes of warehouse, thereby allowing comparability.The guideline is equally useful for the planner, themanufacturer and the operator of a storage systemand helps to objectify the assessment of warehousesystems.1.3 ScopeThe guideline VDI

28、 4480 Part 2 applies to warehousetypes with load-bearing racks. The goods are storedin and/or retrieved from the storage locations by au-tomatic operating systems (e.g. storage and retrievalsystems). These storage and retrieval systems (RBS)are not bound to a warehouse lane (rack aisle) but canchang

29、e between different warehouse lanes. This aislechange can be achieved using different technologies(e.g. storage and retrieval systems with transfer de-vices or curve-going storage and retrieval systems).B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08Alle Rechte vorbehalten Verei

30、n Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2002 VDI 4480 Blatt 2 / Part 2 3 Die Richtlinie gilt auch fr Lagersysteme mit so ge-nannten Verschieberegalanlagen, wenn diese automa-tisch bedient werden. Sie bercksichtigt ferner auchmehrere Einlager- und Auslagerpunkte (EP und AP).Die RBS knnen entweder eine oder

31、 mehrere Trans-porteinheiten (TE) gleichzeitig aufnehmen bzw. ein-und auslagern (Einfach- bzw. Mehrfachlastaufnah-men). Es knnen auch mehrere RBS angeordnet sein.1.4 Grundlagen der DurchsatzbetrachtungDie Grundlage der Durchsatzbetrachtung ist aus-schlielich die Topologie des Lagerkrpers mit derruml

32、ichen Anordnung der Lagerpltze und der EPund AP. Betrachtet werden dabei die von den RBSbernommenen und ber die EP und AP transportier-ten Einheiten (TE).Das zu bewertende Lagersystem wird grundstzlichin seiner Gesamtheit betrachtet, unter Einbeziehungaller durchsatzrelevanten Komponenten und Ele-me

33、nte. Nur bei bestimmten Gegebenheiten kann dasbetrachtete Lager in Teilsysteme zerlegt werden, frdie getrennt die Durchstze ermittelt und angegebenwerden knnen (siehe dazu Abschnitt 2.8).Es gelten folgende, einheitliche Rahmenbedingun-gen: Es wird von gleichfrmigen Materialstrmen aus-gegangen. Dynam

34、ische Vernderungen der Mate-rialstrme bleiben unbercksichtigt, ebenso an-wendungsspezifische Parameter wie Artikel- undAuftragsstrukturen, Lagerstrategien, Umlagerun-gen, Kommissioniervorgnge etc. Um den unterschiedlichen Techniken Rechnungzu tragen, sind Bewegungsablufe und die Rei-henfolge des Anf

35、ahrens der Referenzlagerpltzenicht vorgegeben. Simultane Bewegungsablufesind zulssig. Der Betrachtung wird die optimaleLeistungsfhigkeit der eingesetzten Technik zuGrunde gelegt. Die vorhandenen Transportkapazi-tten knnen voll genutzt werden.Wegen der genannten Rahmenbedingungen kann deranhand diese

36、s Verfahrens ermittelte Durchsatz zudem sich im Echtbetrieb einstellenden effektivenDurchsatz differieren. Dies gilt insbesondere fr diehier behandelten Lagersysteme, deren effektiverDurchsatz in ganz besonderem Mae von den Arti-kel- und Auftragsstrukturen, den Einlager- und Zu-griffsstrategien und

37、den daraus resultierenden Gang-wechseln abhngig ist.Soll dieser effektive Durchsatz eines Lagers im Vor-hinein bestimmt werden, so wird empfohlen, diesengegebenenfalls mit Hilfe einer Simulation, die dannalle fr den Durchsatz relevanten Parameter einbe-zieht, zu ermitteln.The guideline also applies

38、to warehouse systems withso-called mobile rack systems if these operate auto-matically. It takes account of multiple input and out-put points (EPs and APs). The RBS can take up, in-put, or output one or more transport units (TEs) at atime, (single or multiple load capacity). There mayalso be a arran

39、gement of multiple RBS.1.4 Basic principles of throughput analysisThe topology of the warehouse with the spatial ar-rangement of the storage locations and of the EPs andAPs forms the sole basis for the evaluation ofthroughput. The TEs picked up by the RBS and trans-ported via the EPs and APs form th

40、e subject of thisevaluation.The storage system to be evaluated is always re-garded in its totality, including all components and el-ements relevant for the throughput. Only under cer-tain circumstances can the warehouse under observa-tion be divided into subsystems for which thethroughputs can be de

41、termined or cited separately(see Section 2.8).The following standard conditions apply: Uniform material flows are assumed. Dynamic al-terations of the material flows are not taken intoaccount, nor are applicationspecific parameters,such as article and order structures, storage strate-gies, movements

42、 within the warehouse, order-picking procedures etc. In order to take account of different technologies,motion sequences and the sequence of approachesto the reference storage locations are not pre-specified. Simultaneous movements are permit-ted. The evaluation assumes the optimum per-formance of t

43、he technology used. The existingtransport capacities can be fully used.Due to these conditions, the throughput mathemati-cally calculated on the basis of this method may differfrom the effective throughput in practical operation.This applies especially to the storage systems dealtwith in this guidel

44、ine. Their effective throughput de-pends very much on article and order structures, inputand access strategies and the resulting aisle changes.If this effective throughput of a warehouse is to bepredetermined, then it is recommended that this becalculated, as applicable, with the aid of a simulation

45、which takes all of the parameters relevant to thethroughput into account.B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2002 4 VDI 4480 Blatt 2 / Part 22 Durchsatz2.1 DefinitionDer Durchsatz ist definiert als mittlerer S

46、tckgut-strom in das Lager hinein und/oder aus dem Lagerheraus. Gemessen wird er in Transporteinheiten proStunde in TE/h. Je nach Betriebsart unterscheidetman zwischen dem Einlagerdurchsatz (QE), demAuslagerdurchsatz (QA) und dem kombiniertenDurchsatz (QK). Als Durchsatz knnen alle dreiArten gelten.

47、Er ist gem den Anforderungen an dasLagersystem festzulegen.2.2 DurchsatzermittlungDer Durchsatz wird durch Berechnen oder Ausfhrenbestimmter Operationszyklen ermittelt. Dabei wer-den die TE von den EP in definierte Referenz-Ein-lagerpltze (RE) eingelagert und von den ebenfallsgenau definierten Refer

48、enz-Auslagerpltzen (RA) zuden AP hin ausgelagert.Zur Ermittlung des QEbzw. des QAwird whrendeines Operationszyklus nur eingelagert bzw. nur aus-gelagert. Beim QKwerden beide Operationen inner-halb desselben Zyklus durchgefhrt. Wie die Ein-und Auslagerungen miteinander kombiniert werden,wird durch di

49、e eingesetzte Technik bestimmt bzw. istfrei whlbar.Der Einlagerdurchsatz ist gegeben durch die Anzahlder auf die RE einzulagernden TE (ZE) geteilt durchdie Gesamtzeit fr einen vollstndigen Arbeitszyklusmit Einlageroperationen in tE. Fr den Auslager-durchsatz gilt sinngem das Gleiche (ZA, tA).Der kombinierte Durchsatz wird durch die Zahlen-werte fr den kombinierten Einlagerdurchsatz (QKE)und kombinierten Auslagerdurchsatz (QKA) darge-stel