设计与研究
成品箱烟高架立体仓库系统设计
王金明
王作武
王
勇
（山东京鲁烟叶复烤有限公司技术中心，诸城262200）
摘要：为提高复烤企业成品箱烟仓储能力及存储效率，采用现代物流储存方法，对成品箱烟高架立体仓
库进行系统设计，利用高架货架存放片烟纸箱成品。结果表明，该系统可大大提高立体空间利用率，增加箱烟储存容量，从而节约仓储成本，提高货物流转速度。
关键词：片烟成品箱烟
高架立体仓库
复烤企业
我国烟叶复烤企业因自身的发展特点和运行的模式，目前企业相对分散且规模较小，投入资金也相对缺乏。为防止加工后的烟片在储存过程中受自然环境的影响导致烟叶变质、霉烂等事故的发生，存放的成品箱烟的管理也有严格的要求。目前复烤后的装箱片烟成品的储存方式主要有露天垛位堆垛和成品库内堆垛两种，由于纸箱材质强度的要求，烟箱堆码高度以4个烟箱为宜[1]，造成库房在空间利用率和土地利用率均偏低。随着国家烟草专大品牌”的发展思路，全国卷烟企业买局近年“大企业、
已经通过整合逐渐发展为十几个大烟草集团，为卷烟企业服务的复烤企业也在优胜劣汰中，复烤加工企业竞争力也逐渐激烈，而且国家烟草专卖局相关文件中要求“打叶复烤企业的仓库建设充分利用仓库有效高度，提高库容”，因此，仓储有效管理和物资流转水平成为提高企业竞争力的亟需解决的课题。
方宁等[2]依据多年的物流系统开发设计经验，对影响高架立库高密度储存的多种巷道堆垛机进行了研究；王兵兵[3]提出了高架立体仓库在烟叶仓储方面的应用思路，但未给出具体设计思路与实现方法。山东京鲁烟叶复烤有限公司作为山东省的龙头复烤加工企业，近几年加工量都在100多万担以上，仓储能力滞后于企业年加工能力的矛盾日益突出。通过对现有库房的仓储管理方式的研究，提出一种既可以改善仓储管理，又可以提高库房利用率的成品箱烟高架立体仓库系统设计方法，以期为提高复烤企业的竞争力提供理论依据，促进复烤企业的可持续发展。1系统设计1.1基本情况
实验于2008年在京鲁公司4号成品库内进行。库房总宽60m，高8m，外围为宽1m的消防通道。总长150m，
按照消防要求平均分成A、每个小区长B、C、D四个小区，宽28.50m，73.50m，A区和C区之间有砖墙进行间隔1m，长×宽×高A区和B区之间有1m间隙。烟箱的尺寸为：
=1.115m×0.690m×0.725m。在四个分区中的一个小区A区进行试验设计。（如图1）1.2系统设计
A区烟箱尺寸
A1
图24号成品库A区堆垛示意图
表1各小区空间尺寸长（m）73.51.11523.16
宽（m）28.50.6912.25
高（m）80.7250.825×4*
图14号成品库示意图
高架设计采用对比试验，实验设两个处理，处理D1：货架存放；处理D2：堆垛式存放。
首先按照常规堆垛存放方法存放，计算库房利用率。再通过实体装箱存放试验，找出高架货架存放箱烟的最佳存放方式，通过计算加工成本和存放成本，得出最优实施方案。2设计分析
2.1堆垛式处理库房利用率分析
堆垛式存放要求纸箱支撑强度最多堆放4个烟箱[1]，留出4m的叉车运输和2m的装卸过道，小区内垛位形式如图2所示：
加上生产打包后回涨高度0.1m，打*烟箱高度为0.725m[4]，
包后烟箱总高为0.825,4个烟箱堆垛。
通过表1和堆垛式存放的要求，A区平面区间利用率%=（23.16×12.25×6）/（73.5×28.5）×100=81.26%，A区立体空间利用率%=（23.16×12.25×6×0.825×4）/（73.5×28.5×8）×100=33.52%。由以上计算可知，堆垛式
现代制造技术与装备
2011第1期总第200期
存放处理（D2）的平面区间利用率达到81.26%，但高度空间利用率仅为33.52%，高度空间利用上面利用率较低。（如表2）2.2高架货架箱烟储存方式设计分析
方案12345678
表2高架货架存放方式总体设计方案
每层烟箱数每层总和层间距离高度空间
货架层数
（个）（个）（m）利用率（%23456789
43211111
89856789
0.350.180.350.770.510.320.1750.061
82.5%92.8%82.5%51.6%61.9%72.2%82.5%92.8%
0.15m。从节约成本和结合大多企业实际应用的安全性和装卸的方便性，第3种方案为最佳选择。（如图3）2.5两种储存方式利用率分析
图3A区高架货架第3种方案存放平面示意图
由图3可知，A区高价货架第三种存放方案中，平面空间利用率=35.5×13×4/（73.5×28.5）=88.13%；高度利用率由表2可知为82.5%；立体空间利用率=86.98%×82.5%=71.75%。
表5两种储存方式利用率比较
处理D1D2差值（D1-D2）
（%平面利用率（%）高度利用率（%）立体空间利用率
库房最多可以存放8/0.825=9.69≈9个烟箱。利用高架货架[3]存放方式总体设计方案见表2所示，空间利用率均比堆垛式高。8种方案中，空间利用率最高的是第2和其次是第1、应该在这五种方案上进行选第8，3和第7，择。
（如表3）2.3高架货架五种方案的运输及装卸管理难易分析
产品运输采用包车或托盘货运形式，在进入库房内装卸过程采用电瓶车进行，一是烟叶作为食品不能受到柴汽油气味的污染，二是也节能环保。电瓶车宽度1.1m，升承载重量为1㎏，运输通道在2.5m以高能力达到5.5m，
内就可以掉头，方便装卸。在库内用电瓶车按照五种方案进行层高和层数进行实地装卸实验，结果见表3，通过以上实际装卸实验，去除因层间距离小卸取比较困难和不能正确卸取的第2、7、8三种方案，第1和3方案较好。
表3运输及装卸管理结果分析
序号28137
货架层数
39248
每层烟箱数
31421
层间距离0.18m0.061m0.35m0.35m0.175m
熟练工操作卸取比较困难不能正确卸取能正确卸取能正确卸取卸取比较困难
一般操作工不能正确卸取不能正确卸取能正确卸取能正确卸取不能正确卸取
88.1381.266.87
82.541.2541.25
72.7133.5239.19
由表5可知，高架货架主要在高度利用率上占有优势，进而立体空间利用率为堆垛式储存的1倍多。（如图4）3系统实施
图4
实际图片（如图5）
（如表4）2.4高架货架构成成本分析
表4单元货架材料组成及成本
方案（元）（元）（元）（元）（元）（元）（元）（元）1种方案3种方案
44
42
42
810
68
46
3652
590605
由表4可知，单元分四层，每层之间有35cm的空间，每层共放四箱烟，四箱烟分上下两层，一层两箱。前后货架单元采用贯通式，可根据仓库面积，在满足消防要求的情况下，尽可能串联排列。左右货架单元之间采用并联的形式。选用货架材料为Q235，规格为0.40m×0.24m×
4小结
系统应用结果可知，在打叶复烤企业（下转第13页）
图5
设计与研究
混沌系统对小信号的敏感性和对噪声的免疫力，使它在信号检测中非常具有潜力。基于此，本文详细分析了修正Duffing方程产生间歇混沌的原理，并且研究了利用间歇混沌原理检测强噪声中的微弱超声信号的方法。将方法与实验数据相结合，并与频谱分析法进行比较可得：混沌弱信号检测法原理简单、易于实现、具有很好的应用价值；与频谱分析法相比，具有较强的噪声免疫力和抗干扰能力。因此，混沌弱信号检测法是齿轮裂纹检测的一个有效检测方法，它为齿轮的安全工作提供了有效保障。
参考文献
[1]李月,杨宝俊.混沌振子检测引论[M].北京:电子工业出版
社,2004.
[2]李月,杨宝俊.检测强噪声背景下周期信号的混沌系统[J].
科学通报,2003,48（1）:19~20.
[3]李月,路朋,杨宝俊等.用一类特定的双耦合Duffing振子系
统检测强色噪声背景中的周期信号[J].物理学报,2006,55（4）:1672~1677.
[4]王冠宇,陶国良,陈行等.混沌振子在强噪声背景信号检测
中的应用[J].仪器仪表学报,1997,18（2）:209-212.
[5]李月,路朋,杨宝俊等.用一类特定的双耦合Duffing振子系
统检测强色噪声背景中的周期信号[J].物理学报,2006,55（4）:1672~1677.
[6]李月,杨宝俊.混沌振子检测引论[M].北京:电子工业出版
社,2004.
[7]HuNQ,WenXS.TheapplicationofDuffingoscillatorin
characteristicsignaldetectionofearlyfault[J].JournalofSound（5）:917-931.andVibration,2003,268
[8]GanChunbiao.Noise-inducedchaosandbasinerosioninsoftening
（5）:Duffingoscillator[J].Chaos,SolitonsandFractals,2005,251069-1081.
靳世久，李隽.提高超声波物位检测精度方法的研[9]张淑清，
究[J].传感技术学报，（7）：2007，201652-1654.
AGearFaultDetectionApproachBasedonModifiedDuffingEquation
YUBiqiong
（DepartmentofMechanicalandElectricalEngineering,YueYangVocationalTechnicalCollege,Yueyang414000,China）
Abstract:Duetotheincapacityofconventionalmethod,whilede-tectingperiodicsignalsburiedinthenoise,anewdetectionmethodofsignaldetectionbasedonmodifiedDuffingequationisproposed.Thesystemoutputisanintermittentchaoticsignalwheninputfrequencydeviatesthecompulsorydrivefrequencyslightly,andthedeviationcanbeestimatedbythestatisticcharacteristicofoutputchaoticsignal.Basedonthisprincipleadetectionsystemofweaksignalsisdesigned.Numericalsimulationresultsshowthismethodcandetectweaksinu-soidalsignalswithextremelylowsignaltonoiseratio.Finally,anex-perimentschemefordetectinggearcracksignalisprovided.Experi-mentsarerealizedwithfrequencyspectralmethodandthismethodpre-sentedbythispaper.TheresultsindicatethatthesignaldetectionmethodbasedonmodifiedDuffingequationcanaccuratelydiagnosethefaultofgearandhasextensiveapplicationforeground.
Keywords:weaksignals,modifiedDuffingequation,intermittentchaos,gearfault
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
（上接第2页）利用高架货架储存成品箱烟，仓库的立体是常规堆垛存储方式的1倍多，体积使用率达到72.71%，
做大限度有效的提高了仓库的利用，解决了企业存储成本，并且省去查垛方式的大量人力物力，随时灵活的对烟箱的储存情况进行测量箱温以及箱底等部位检查，对复烤企业提高成品箱烟存储效率、降低成本、提高存储能力、改善服务质量，具有重要的应用价值。
参考文献
[1]中华人民共和国烟草行业标准：YC/T137.1-1998复烤片烟包
装瓦楞纸箱包装.
方泳，金桂根.储存密度与堆垛机关系研究，物流技术[2]方宁，
与应用，2003,6:54-56.
中外技术情[3]王兵兵.高架立体仓库在烟叶仓储方面的应用，
报，1996,3:43-43.
[4]中华人民共和国烟草行业标准：YC/T146-2001烟叶打叶复
烤工艺规范.
SystemDesignofElevatedStereoscopicWarehouseforCigaretteCase
WANGJinming,WANGZuowu,WANGYong
（TechnicalcenterShandongJinluleaftobaccoredryingCo.Ltd.,Zhucheng262200）
Abstract:Studyonhowtoimprovethecompoundingenterprisewarehousingcapacityandstorageefficiencyofcigarettecase，theresultsshowedthat,adoptingthemodernlogisticsstoragemethodforcigarettecaseelevated
three-dimensional
storehouse
systemdesign,
using
overheadrackstoreslicessmokecartonfinishedproducts,thissystemcangreatlyimprovethree-dimensionalspaceutilization,increaseboxsmokestoragecapacity,thussavestoragecosts,improvegoodsflowspeed.
Keywords:cigarettecase，elevatedthree-dimensionalstorehouse，compoundingenterprise
设计与研究
成品箱烟高架立体仓库系统设计
王金明
王作武
王
勇
（山东京鲁烟叶复烤有限公司技术中心，诸城262200）
摘要：为提高复烤企业成品箱烟仓储能力及存储效率，采用现代物流储存方法，对成品箱烟高架立体仓
库进行系统设计，利用高架货架存放片烟纸箱成品。结果表明，该系统可大大提高立体空间利用率，增加箱烟储存容量，从而节约仓储成本，提高货物流转速度。
关键词：片烟成品箱烟
高架立体仓库
复烤企业
我国烟叶复烤企业因自身的发展特点和运行的模式，目前企业相对分散且规模较小，投入资金也相对缺乏。为防止加工后的烟片在储存过程中受自然环境的影响导致烟叶变质、霉烂等事故的发生，存放的成品箱烟的管理也有严格的要求。目前复烤后的装箱片烟成品的储存方式主要有露天垛位堆垛和成品库内堆垛两种，由于纸箱材质强度的要求，烟箱堆码高度以4个烟箱为宜[1]，造成库房在空间利用率和土地利用率均偏低。随着国家烟草专大品牌”的发展思路，全国卷烟企业买局近年“大企业、
已经通过整合逐渐发展为十几个大烟草集团，为卷烟企业服务的复烤企业也在优胜劣汰中，复烤加工企业竞争力也逐渐激烈，而且国家烟草专卖局相关文件中要求“打叶复烤企业的仓库建设充分利用仓库有效高度，提高库容”，因此，仓储有效管理和物资流转水平成为提高企业竞争力的亟需解决的课题。
方宁等[2]依据多年的物流系统开发设计经验，对影响高架立库高密度储存的多种巷道堆垛机进行了研究；王兵兵[3]提出了高架立体仓库在烟叶仓储方面的应用思路，但未给出具体设计思路与实现方法。山东京鲁烟叶复烤有限公司作为山东省的龙头复烤加工企业，近几年加工量都在100多万担以上，仓储能力滞后于企业年加工能力的矛盾日益突出。通过对现有库房的仓储管理方式的研究，提出一种既可以改善仓储管理，又可以提高库房利用率的成品箱烟高架立体仓库系统设计方法，以期为提高复烤企业的竞争力提供理论依据，促进复烤企业的可持续发展。1系统设计1.1基本情况
实验于2008年在京鲁公司4号成品库内进行。库房总宽60m，高8m，外围为宽1m的消防通道。总长150m，
按照消防要求平均分成A、每个小区长B、C、D四个小区，宽28.50m，73.50m，A区和C区之间有砖墙进行间隔1m，长×宽×高A区和B区之间有1m间隙。烟箱的尺寸为：
=1.115m×0.690m×0.725m。在四个分区中的一个小区A区进行试验设计。（如图1）1.2系统设计
A区烟箱尺寸
A1
图24号成品库A区堆垛示意图
表1各小区空间尺寸长（m）73.51.11523.16
宽（m）28.50.6912.25
高（m）80.7250.825×4*
图14号成品库示意图
高架设计采用对比试验，实验设两个处理，处理D1：货架存放；处理D2：堆垛式存放。
首先按照常规堆垛存放方法存放，计算库房利用率。再通过实体装箱存放试验，找出高架货架存放箱烟的最佳存放方式，通过计算加工成本和存放成本，得出最优实施方案。2设计分析
2.1堆垛式处理库房利用率分析
堆垛式存放要求纸箱支撑强度最多堆放4个烟箱[1]，留出4m的叉车运输和2m的装卸过道，小区内垛位形式如图2所示：
加上生产打包后回涨高度0.1m，打*烟箱高度为0.725m[4]，
包后烟箱总高为0.825,4个烟箱堆垛。
通过表1和堆垛式存放的要求，A区平面区间利用率%=（23.16×12.25×6）/（73.5×28.5）×100=81.26%，A区立体空间利用率%=（23.16×12.25×6×0.825×4）/（73.5×28.5×8）×100=33.52%。由以上计算可知，堆垛式
现代制造技术与装备
2011第1期总第200期
存放处理（D2）的平面区间利用率达到81.26%，但高度空间利用率仅为33.52%，高度空间利用上面利用率较低。（如表2）2.2高架货架箱烟储存方式设计分析
方案12345678
表2高架货架存放方式总体设计方案
每层烟箱数每层总和层间距离高度空间
货架层数
（个）（个）（m）利用率（%23456789
43211111
89856789
0.350.180.350.770.510.320.1750.061
82.5%92.8%82.5%51.6%61.9%72.2%82.5%92.8%
0.15m。从节约成本和结合大多企业实际应用的安全性和装卸的方便性，第3种方案为最佳选择。（如图3）2.5两种储存方式利用率分析
图3A区高架货架第3种方案存放平面示意图
由图3可知，A区高价货架第三种存放方案中，平面空间利用率=35.5×13×4/（73.5×28.5）=88.13%；高度利用率由表2可知为82.5%；立体空间利用率=86.98%×82.5%=71.75%。
表5两种储存方式利用率比较
处理D1D2差值（D1-D2）
（%平面利用率（%）高度利用率（%）立体空间利用率
库房最多可以存放8/0.825=9.69≈9个烟箱。利用高架货架[3]存放方式总体设计方案见表2所示，空间利用率均比堆垛式高。8种方案中，空间利用率最高的是第2和其次是第1、应该在这五种方案上进行选第8，3和第7，择。
（如表3）2.3高架货架五种方案的运输及装卸管理难易分析
产品运输采用包车或托盘货运形式，在进入库房内装卸过程采用电瓶车进行，一是烟叶作为食品不能受到柴汽油气味的污染，二是也节能环保。电瓶车宽度1.1m，升承载重量为1㎏，运输通道在2.5m以高能力达到5.5m，
内就可以掉头，方便装卸。在库内用电瓶车按照五种方案进行层高和层数进行实地装卸实验，结果见表3，通过以上实际装卸实验，去除因层间距离小卸取比较困难和不能正确卸取的第2、7、8三种方案，第1和3方案较好。
表3运输及装卸管理结果分析
序号28137
货架层数
39248
每层烟箱数
31421
层间距离0.18m0.061m0.35m0.35m0.175m
熟练工操作卸取比较困难不能正确卸取能正确卸取能正确卸取卸取比较困难
一般操作工不能正确卸取不能正确卸取能正确卸取能正确卸取不能正确卸取
88.1381.266.87
82.541.2541.25
72.7133.5239.19
由表5可知，高架货架主要在高度利用率上占有优势，进而立体空间利用率为堆垛式储存的1倍多。（如图4）3系统实施
图4
实际图片（如图5）
（如表4）2.4高架货架构成成本分析
表4单元货架材料组成及成本
方案（元）（元）（元）（元）（元）（元）（元）（元）1种方案3种方案
44
42
42
810
68
46
3652
590605
由表4可知，单元分四层，每层之间有35cm的空间，每层共放四箱烟，四箱烟分上下两层，一层两箱。前后货架单元采用贯通式，可根据仓库面积，在满足消防要求的情况下，尽可能串联排列。左右货架单元之间采用并联的形式。选用货架材料为Q235，规格为0.40m×0.24m×
4小结
系统应用结果可知，在打叶复烤企业（下转第13页）
图5
设计与研究
混沌系统对小信号的敏感性和对噪声的免疫力，使它在信号检测中非常具有潜力。基于此，本文详细分析了修正Duffing方程产生间歇混沌的原理，并且研究了利用间歇混沌原理检测强噪声中的微弱超声信号的方法。将方法与实验数据相结合，并与频谱分析法进行比较可得：混沌弱信号检测法原理简单、易于实现、具有很好的应用价值；与频谱分析法相比，具有较强的噪声免疫力和抗干扰能力。因此，混沌弱信号检测法是齿轮裂纹检测的一个有效检测方法，它为齿轮的安全工作提供了有效保障。
参考文献
[1]李月,杨宝俊.混沌振子检测引论[M].北京:电子工业出版
社,2004.
[2]李月,杨宝俊.检测强噪声背景下周期信号的混沌系统[J].
科学通报,2003,48（1）:19~20.
[3]李月,路朋,杨宝俊等.用一类特定的双耦合Duffing振子系
统检测强色噪声背景中的周期信号[J].物理学报,2006,55（4）:1672~1677.
[4]王冠宇,陶国良,陈行等.混沌振子在强噪声背景信号检测
中的应用[J].仪器仪表学报,1997,18（2）:209-212.
[5]李月,路朋,杨宝俊等.用一类特定的双耦合Duffing振子系
统检测强色噪声背景中的周期信号[J].物理学报,2006,55（4）:1672~1677.
[6]李月,杨宝俊.混沌振子检测引论[M].北京:电子工业出版
社,2004.
[7]HuNQ,WenXS.TheapplicationofDuffingoscillatorin
characteristicsignaldetectionofearlyfault[J].JournalofSound（5）:917-931.andVibration,2003,268
[8]GanChunbiao.Noise-inducedchaosandbasinerosioninsoftening
（5）:Duffingoscillator[J].Chaos,SolitonsandFractals,2005,251069-1081.
靳世久，李隽.提高超声波物位检测精度方法的研[9]张淑清，
究[J].传感技术学报，（7）：2007，201652-1654.
AGearFaultDetectionApproachBasedonModifiedDuffingEquation
YUBiqiong
（DepartmentofMechanicalandElectricalEngineering,YueYangVocationalTechnicalCollege,Yueyang414000,China）
Abstract:Duetotheincapacityofconventionalmethod,whilede-tectingperiodicsignalsburiedinthenoise,anewdetectionmethodofsignaldetectionbasedonmodifiedDuffingequationisproposed.Thesystemoutputisanintermittentchaoticsignalwheninputfrequencydeviatesthecompulsorydrivefrequencyslightly,andthedeviationcanbeestimatedbythestatisticcharacteristicofoutputchaoticsignal.Basedonthisprincipleadetectionsystemofweaksignalsisdesigned.Numericalsimulationresultsshowthismethodcandetectweaksinu-soidalsignalswithextremelylowsignaltonoiseratio.Finally,anex-perimentschemefordetectinggearcracksignalisprovided.Experi-mentsarerealizedwithfrequencyspectralmethodandthismethodpre-sentedbythispaper.TheresultsindicatethatthesignaldetectionmethodbasedonmodifiedDuffingequationcanaccuratelydiagnosethefaultofgearandhasextensiveapplicationforeground.
Keywords:weaksignals,modifiedDuffingequation,intermittentchaos,gearfault
!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
（上接第2页）利用高架货架储存成品箱烟，仓库的立体是常规堆垛存储方式的1倍多，体积使用率达到72.71%，
做大限度有效的提高了仓库的利用，解决了企业存储成本，并且省去查垛方式的大量人力物力，随时灵活的对烟箱的储存情况进行测量箱温以及箱底等部位检查，对复烤企业提高成品箱烟存储效率、降低成本、提高存储能力、改善服务质量，具有重要的应用价值。
参考文献
[1]中华人民共和国烟草行业标准：YC/T137.1-1998复烤片烟包
装瓦楞纸箱包装.
方泳，金桂根.储存密度与堆垛机关系研究，物流技术[2]方宁，
与应用，2003,6:54-56.
中外技术情[3]王兵兵.高架立体仓库在烟叶仓储方面的应用，
报，1996,3:43-43.
[4]中华人民共和国烟草行业标准：YC/T146-2001烟叶打叶复
烤工艺规范.
SystemDesignofElevatedStereoscopicWarehouseforCigaretteCase
WANGJinming,WANGZuowu,WANGYong
（TechnicalcenterShandongJinluleaftobaccoredryingCo.Ltd.,Zhucheng262200）
Abstract:Studyonhowtoimprovethecompoundingenterprisewarehousingcapacityandstorageefficiencyofcigarettecase，theresultsshowedthat,adoptingthemodernlogisticsstoragemethodforcigarettecaseelevated
three-dimensional
storehouse
systemdesign,
using
overheadrackstoreslicessmokecartonfinishedproducts,thissystemcangreatlyimprovethree-dimensionalspaceutilization,increaseboxsmokestoragecapacity,thussavestoragecosts,improvegoodsflowspeed.
Keywords:cigarettecase，elevatedthree-dimensionalstorehouse，compoundingenterprise