VDI 4480 Blatt 4-2002 Throughput of automatic warehouses with multiple-depth storage.pdf

1、VEREIN DEUTSCHERINGENIEUREDurchsatz von automatischen Lagernmit mehrfachtiefer LagerungThroughput of automatic warehouseswith multiple-depth storageVDI 4480Blatt 4 / Part 4Ausg. deutsch/englischIssue German/EnglishVDI-Gesellschaft Frdertechnik Materialfluss LogistikFachbereich LogistikFachausschuss

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

3、attet / Reproduction even for internal use not permittedDie deutsche Version dieser Richtlinie ist verbindlich.ICS 55.220July 2002Juli 2002The German version of this guideline shall be taken as authorita-tive. No guarantee can be given with respect to the English trans-lation. Inhalt Seite1 Einleitu

4、ng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21.1 Vorbemerkung . . . . . . . . . . . . . . . . 21.2 Sinn und Zweck der Richtlinie . . . . . . . 21.3 Gltigkeitsbereich . . . . . . . . . . . . . . 21.4 Grundlagen der Durchsatzbetrachtung . . . 32 Durchsatzg3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42.1

5、Definition . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42.2 Durchsatzermittlung. . . . . . . . . . . . . 42.3 Ermittlung der Referenzsysteme . . . . . . 52.3.1 Koordinatenachsen . . . . . . . . . . 52.3.2 Definition der Einlager- undAuslagerpunkte. . . . . . . . . . . . 72.3.3 Ursprungspunkt . . . . . . . .

6、 . . . 102.3.4 Referenzlagerpltze . . . . . . . . . 142.3.5 Ableitung der Referenzlagerpltze. . 202.4 Unterschiedliche Kanaltiefen . . . . . . . . 212.5 Unterschiedliche Gre derTransporteinheiten. . . . . . . . . . . . . . 232.5.1 Spezifisches Fachraster . . . . . . . 232.5.2 Variables Fachraster .

7、. . . . . . . . 232.6 Spezifische Einlager- und Auslagerpunkte . 232.6.1 Gassenspezifische Einlager- und Auslagerpunkte. . . . . . . . . . . . 232.6.2 Grenspezifische Einlager- und Auslagerpunkte. . . . . . . . . . . . 242.7 Unterschiedliche Materialstrme . . . . . . 242.8 Unterschiedliche Betriebsz

8、ustnde . . . . . 282.9 Auftrennung in Teilsysteme. . . . . . . . . 293 Durchsatznachweis . . . . . . . . . . . . . . . 30Abkrzungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33Schrifttum . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33Contents Page1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21.1 Pr

9、eliminary 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 . . . . . . . . . . . . . 72.3.3 Point of origin. . . . . . . . . . . . . 102.3.4 Reference sto

11、rage locations. . . . . . 142.3.5 Derivation of the reference storage locations . . . . . . . . . . . 202.4 Different channel depths. . . . . . . . . . . 212.5 Different sizes of the transport units. . . . . 232.5.1 Specific bay grid . . . . . . . . . . . 232.5.2 Variable bay grid . . . . . . . . .

12、. . 232.6 Specific input and output points . . . . . . . 232.6.1 Lane-specific storage and retrieval points . . . . . . . . . . . . 232.6.2 Size-specific storage and retrieval points . . . . . . . . . . . . 242.7 Different material flows . . . . . . . . . . . 242.8 Varying operation statuses . . . .

13、 . . . . . . 282.9 Division into subsystems . . . . . . . . . . 293 Verification of throughput. . . . . . . . . . . . 30Abbreviations . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33Bibliography . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33Frhere Ausgabe:12.98 Entwurf,deutschFormeredition:12/98draft, in Ge

14、rmanonlyB55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2002 2 VDI 4480 Blatt 4 / Part 41 Einleitung1.1 VorbemerkungDer Durchsatz (bisher gebruchliche Begriffe sind:Umschlagleistung, Umschlag oder Leistung)ist der aussage

15、fhigste Wert ber die Leistungsfhig-keit eines Lagersystems. Der Durchsatz ist somitneben der Speicherkapazitt die bedeutendste Kenn-gre eines Lagers. Auf Basis des Durchsatzes ist zu-dem ein Effizienzvergleich auch unterschiedlicherLagersysteme und -techniken mglich.In der Richtlinienreihe VDI 4480

16、Blatt 1 ff. wird einVerfahren zur Ermittlung des Durchsatzes von auto-matischen Lagern beschrieben. Dieses Verfahren istauf unterschiedliche Systeme und Techniken an-wendbar und liefert hinreichend genaue Ergebnisseeines mittleren Durchsatzes, unabhngig von denProportionen des Lagerkrpers (zum Beisp

17、iel vomVerhltnis der Lagerlnge zur -hhe).1.2 Sinn und Zweck der RichtlinieDie Vielfalt moderner Lagersysteme und -technikenmacht eine Auswahl des optimalen Systems fr einebestimmte Aufgabenstellung sehr schwierig. Eineder wichtigsten Kenngren ist dabei der Durchsatz.Um einen Vergleich der unterschie

18、dlichen Systemeund Techniken zu ermglichen, ist auerdem eineeinheitliche Betrachtungsweise erforderlich.Die Richtlinienreihe VDI 4480 schafft erstmals dieseVoraussetzungen. Mit ihrer Hilfe kann der Durchsatzeines Lagersystems sowohl rechnerisch ermittelt(z.B. whrend der Planungsphase) als auch prakt

19、ischnachgewiesen werden (z.B. im Zuge eines Abnahme-verfahrens). Da die Rahmenbedingungen genau defi-niert sind, wird eine einheitliche Ausgangsbasis her-gestellt. Diese Rahmenbedingungen sind fr alleLagertypen gleich, womit die Voraussetzung fr eineVergleichbarkeit gegeben ist.Die Richtlinie ist so

20、wohl fr den Planer als auch frden Hersteller und den Betreiber eines Lagersystemsgleichermaen hilfreich und trgt zu einer Objekti-vierung der Beurteilung von Lagersystemen bei.1.3 GltigkeitsbereichDie Richtlinie VDI 4480 Blatt 4 gilt fr Lagertypenmit Regalsystemen, bei denen mehrere Ladeeinhei-ten (

21、Transporteinheiten) hintereinander in den Regal-fchern, hier auch Lagerkanle genannt, gelagertwerden knnen (mehrfachtiefe Lagerung). DieseLager sind hufig unter Begriffen wie: Kanallager,Kompaktlager oder auch automatisches Block-lager am Markt eingefhrt. Zu den Lagern mit mehr-fachtiefer Lagerung z

22、hlen auch alle Durchlauflager.Das Blatt 4 gilt ebenso fr alle anderen Lagersysteme1 Introduction1.1 Preliminary noteThroughput (common terms used up to now include:turnover capacity, turnover, performance) isthe most characteristic value for expressing the per-formance of a storage system. Alongside

23、 the storagecapacity, throughput is thus the most important char-acteristic value for a warehouse. The throughput alsoallows a comparison of the efficiency even of differ-ent storage systems and technologies.The series of guidelines VDI 4480 Part 1 ff. describesa method for the calculation of the th

24、roughput of au-tomatic warehouses. This method can be applied todifferent systems and technologies and provides suf-ficiently accurate results for the mean throughput,notwithstanding the proportions of the warehousebody (e.g. the ratio of warehouse length to height).1.2 Purpose of this guidelineThe

25、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 characteristic values in thisconnection. For a comparison between different sys-tems and technologies, however, calls for a stand

26、ard-ized analysis method.For the first time, the series of guidelines VDI 4480establishes the conditions for this. With the help ofthese guidelines, the throughput of a storage systemcan be both calculated mathematically (e.g. in theplanning phase) and verified in practice (e.g. during afinal inspec

27、tion procedure). As the framework condi-tions are precisely defined, a standardised startingpoint is established. These framework conditions arethe same for all types of warehouse, thereby allowingcomparability.The guideline is equally useful for the planner, themanufacturer and the owner/user of a

28、storage systemand helps to objectify the evaluation of storage sys-tems.1.3 ScopeThe guideline VDI 4480 Part 4 applies to warehousetypes with rack systems in which multiple loadingunits (transport units) can be stored behind each otherin the rack compartments, referred to here also aswarehouse chann

29、els, (multiple-depth storage).Such warehouses are often referred to as: channelwarehouses, compact warehouses or automaticblock warehouses. Multiple-depth storage also in-cludes all flow storage warehouses. Part 4 also ap-plies, in supplementation of the other parts of theB55EB1B3E14C22109E918E8EA43

30、EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08Alle Rechte vorbehalten Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2002 VDI 4480 Blatt 4 / Part 4 3 in Ergnzung zu den brigen Blttern der Richtlini-enreihe VDI 4480, wenn darin mehrfachtief gelagertwerden kann.Das Lagergut wird von automatischen Bediensyste-men (

31、zum Beispiel Regalbediengerte, Verschiebe-wagen, Handlingsysteme etc.) in die Lagerpltze ein-gelagert und/oder von diesen ausgelagert. Das Ein-und Auslagern erfolgt mit unterschiedlichen Lastauf-nahmemitteln wie zum Beispiel Teleskopgabeln, Ka-nalfahrzeugen (mit Stromversorgung ber Kabeloder kabello

32、s ber Batterie), im Kanal verschiebba-ren Hubplattformen etc. Die zu lagernden Einheitenwerden entweder direkt auf der Regalkonstruktionabgestellt oder auf systembedingt erforderlichenLadehilfsmitteln, zum Beispiel Unterpaletten mitRollen, Tablare u.Die Richtlinie gilt sowohl fr Systeme mit einer al

33、sauch mit mehreren Lagergassen und auch fr meh-rere Einlager- und Auslagerpunkte (EP und AP). DieRBS knnen entweder eine oder mehrere Ladeein-heiten gleichzeitig aufnehmen beziehungsweise ein-und auslagern (Einfach- beziehungsweise Mehrfach-zugriffe). Es knnen auch mehrere RBS innerhalbeiner Lagerga

34、sse angeordnet sein.1.4 Grundlagen der DurchsatzbetrachtungDie Grundlage der Durchsatzbetrachtung ist aus-schlielich die Topologie des Lagerkrpers mit derrumlichen Anordnung der Lagerpltze und der EPund AP. Betrachtet werden dabei die von den RBSbernommenen und ber die EP und AP transportier-ten Ein

35、heiten (TE).Das zu bewertende Lagersystem wird grundstzlichin seiner Gesamtheit betrachtet unter Einbeziehungaller durchsatzrelevanten Komponenten und Ele-mente. Nur bei bestimmten Gegebenheiten kann dasbetrachtete Lager in Teilsysteme zerlegt werden, frdie getrennt die Durchstze ermittelt und angeg

36、ebenwerden knnen (siehe dazu Abschnitt 2.9).Es gelten folgende einheitliche Rahmenbedingun-gen: Es wird von gleichfrmigen Materialstrmen aus-gegangen. Dynamische Vernderungen der Mate-rialstrme bleiben unbercksichtigt, ebenso an-wendungsspezifische Parameter wie Artikel- undAuftragsstrukturen, Lager

37、strategien, Umlagerun-gen, Kommissioniervorgnge etc. Um den unterschiedlichen Techniken Rechnungzu tragen, sind Bewegungsablufe und die Rei-henfolge des Anfahrens der Referenzlagerpltzenicht vorgegeben. Simultane Bewegungsablufesind zulssig. Der Betrachtung wird die optimaleLeistungsfhigkeit der ein

38、gesetzten Technik zuguideline VDI 4480, to all other storage systemswhich allow multiple-depth storage.The goods are stored in and/or retrieved from thestorage locations by automatic operating systems(e.g. storage and retrieval systems, switching car-riages, handling systems etc.). Goods can be stor

39、edand retrieved with various load take-up devices, suchas telescopic forks, channel vehicles (with powersupply by cable or wirelessly with battery), lift plat-forms which can be moved in the channel etc. Theunits to be stored are either left directly on the rackconstruction or on system-specific loa

40、ding aids suchas palettes with rollers, trays etc.The guideline applies both to systems with one or anumber of warehouse lanes and for multiple inputand output points (EP and AP). The RBS can take up,input, or output one or more loading units at a time,(single or multiple load capacity). There may a

41、lso bean arrangement of multiple RBS within a warehouselane.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 transport units (TEs) picked up

42、bythe RBS and transported via the EPs and APs formthe subject of this evaluation.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 divid

43、ed into subsystems for which thethroughputs can be determined or cited separately(see Section 2.9).The following standard conditions apply: Uniform material flows are assumed. Dynamic al-terations of the material flows are not taken intoaccount, nor are application-specific parameters,such as articl

44、e and order structures, storage strate-gies, movements 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-spec-ified. Simultaneous movements are permitted

45、.The evaluation assumes the optimum perform-ance of the technology used. The existing trans-B55EB1B3E14C22109E918E8EA43EDB30F09DCCB7EF86D9NormCD - Stand 2012-08All rights reserved Verein Deutscher Ingenieure, Dsseldorf 2002 4 VDI 4480 Blatt 4 / Part 4Grunde gelegt. Die vorhandenen Transportkapazi-tt

46、en knnen voll genutzt werden.Wegen der genannten Rahmenbedingungen kann deranhand dieses Verfahrens ermittelte Durchsatz zudem sich im Echtbetrieb einstellenden, effektivenDurchsatz differieren. Dies gilt insbesondere fr diehier behandelten Lager mit mehrfachtiefer Lagerung,deren effektiver Durchsat

47、z in ganz besonderem Maevon Artikel- und Auftragsstrukturen, Einlager- undZugriffsstrategien und dem Fllgrad des Lagers ab-hngig ist.Soll dieser effektive Durchsatz eines Lagers im Vor-aus bestimmt werden, so wird empfohlen, diesen ge-gebenenfalls mit Hilfe einer Simulation zu ermitteln,die alle fr

48、den Durchsatz relevanten Parameter ein-bezieht.2 Durchsatz2.1 DefinitionDer Durchsatz ist definiert als mittlerer Stckgut-strom in das Lager hinein und/oder aus dem Lagerheraus. Gemessen wird er in Transporteinheiten proStunde (TE/h). Je nach Betriebsart unterscheidet manzwischen dem Einlagerdurchsa

49、tz (QE), dem Aus-lagerdurchsatz (QA), und dem kombiniertenDurchsatz (QK). Als Durchsatz knnen alle drei Ar-ten gelten. 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 Refere