В Турции выбор между паллетным AS/RS с кранами-штабелёрами и четырёхсторонним шаттлом для нас сводится к четырём вещам: существующее здание или новый склад, сейсмические параметры площадки, пиковое число паллет на приход и отгрузку в час и температура хранения. Для нового самонесущего стеллажного здания (rack-clad, склад силосного типа) с большим числом SKU и малым числом паллет на SKU мы начинаем с проекта на кранах-штабелёрах. Для существующего здания с ограниченной полезной высотой или неправильным контуром, для холодильного склада или для инвестиций, которые нужно разбить на очереди, четырёхсторонний шаттл вписать проще. В любом случае без координат площадки и инженерно-геологического отчёта высота стеллажей и тоннаж стали — лишь оценка.
Коротко
- Для нового паллетного склада силосного типа выше 25 м мы обычно сначала проектируем AS/RS с кранами-штабелёрами, а четырёхсторонний шаттл берём как вариант для сравнения.
- В существующем здании, на Г-образной площадке или при плотной сетке колонн четырёхстороннему шаттлу не нужны проходы для кранов, и на той же площади он размещает больше паллет, чем склад с кранами при хранении в одну глубину; насколько больше, видно только когда компоновка нарисована с учётом колонн.
- В Турции сейсмическое воздействие на площадке берётся по TBDY 2018 и карте опасности AFAD; стеллажи для четырёхсторонних шаттлов исключены из области применения EN 15512 и отдельно не рассматриваются в EN 16681, поэтому методику проверки сначала согласуйте с инженером-конструктором.
Существующее здание или новый склад силосного типа: решите это первым
В существующем здании полезная высота, сетка колонн и пол уже заданы. Паллетному AS/RS с кранами-штабелёрами нужен проход, рассчитанный на паллету и на сечение крана. В наших проектах при хранении стандартных паллет в одну глубину зазор между грузами по обе стороны прохода составляет около 1,5 м (реальную цифру даёт чертёж поперечного сечения), а шаг стоек должен учитывать ещё и свес паллеты. Напольный рельс, верхний рельс и верхняя конструкция крана отнимают дополнительную высоту. В старом здании с полезной высотой около 10 м в проходе помещается всего несколько ярусов, и постоянные затраты на фундамент под рельс и на сам кран в пересчёте на одно паллетоместо получаются высокими. Здания высотой 4–6 м мы разбираем в руководстве по автоматизированному хранению на складах с низким потолком, поэтому здесь не повторяемся.
Стеллаж для четырёхстороннего шаттла имеет на каждом ярусе магистральный рельс, от которого в каналы хранения отходят рельсы. Магистральный рельс уже прохода крана, поэтому места хранения могут следовать сетке колонн и неправильному контуру здания, хотя машине всё равно нужны зазоры у колонн и на поворотах. Если владелец настаивает на кране-штабелёре, но не хочет трогать пол, стоит рассмотреть безрельсовый робот-штабелёр: без напольного рельса и тяжёлого фундамента, с производительностью, рассчитанной под проект.
В новых зданиях картина обратная. На складе силосного типа стеллаж и есть здание: на нём висят стеновые панели и кровля. В наших прошлых проектах такие склады с кранами достигали 30–40 м, и чем они выше, тем больше паллетомест обслуживает каждый кран. Стеллажи для четырёхсторонних шаттлов мы планируем примерно до 30 м. Выше каждый рейс подъёмника становится длиннее, и первым перестаёт справляться именно подъёмник.
Какие нормы регулируют сейсмический расчёт стеллажей в Турции?
Сейсмическое проектирование зданий в Турции выполняется по Турецким сейсмическим нормам для зданий TBDY 2018, действующим с 1 января 2019 года. Параметры для четырёх уровней сейсмического воздействия берутся с турецкой карты сейсмической опасности AFAD по координатам площадки и затем корректируются по классу грунта. Для площадки класса ZF нужен анализ реакции грунта именно для этой площадки.
TBDY 2018 охватывает здания и не содержит положений о паллетных стеллажах. Для сооружений вне своей области применения нормы указывают, что до выхода специальных правил приоритет имеют турецкие стандарты, а также могут применяться международно признанные равноценные стандарты, следуя принципам TBDY. Для склада с кранами и отдельно стоящими фронтальными стеллажами обычная практика — сейсмическое воздействие по TBDY 2018, расчёт элементов по EN 15512 и сейсмические принципы по EN 16681. Одно смешивать нельзя: спектры реакции TBDY и коэффициенты поведения по EN 1998-1 не используются в одном расчёте, и в расчётной записке должно быть указано, какой набор применён.
Склад силосного типа сам по себе является зданием. Для таких сооружений EN 15512 и EN 16681 лишь дополняют то, что не охватывают EN 1993 и EN 1998. Какие правила применяются на стадии разрешения на строительство и какие части подпадают под TBDY 2018, решает местный уполномоченный орган, а подтвердить это должен местный инженер-конструктор. Глава TBDY о неконструктивных элементах и оборудовании гласит, что элемент, масса которого превышает 10% общей массы его этажа, рассчитывается как часть основной конструкции. Применимо ли это правило к стеллажам, опять же решают инженер-конструктор и уполномоченный орган.
Для четырёхсторонних шаттлов нужен ещё один шаг. EN 15512 исключает шаттловые системы из своей области применения вместе с набивными и проходными стеллажами. EN 16681 тоже исключает набивные и проходные стеллажи, и ни один из этих стандартов отдельно не рассматривает рельсовые стеллажи для четырёхсторонних шаттлов. У FEM есть руководство по проектированию шаттловых стеллажей (FEM 10.2.19). Его текста мы не видели, поэтому применимо ли оно к стеллажам для четырёхсторонних шаттлов и как оно связано с сейсмической проверкой, тоже нужно подтвердить по пунктам с инженером-конструктором. Методику проверки определите на стадии концепции; откладывать её до подачи на разрешение слишком поздно. На площадках с высокими сейсмическими параметрами стойки, связи, анкерные болты и фундаменты становятся тяжелее, а иногда ограничивается и высота стеллажей. Эти затраты можно определить только для конкретной площадки.
Производительность и резервирование: проходы, машины и подъёмники
Производительность рассчитывайте по данным пикового часа, а не по среднесуточным. Допустим, в пиковый час одновременно 120 паллет на приход и 120 на отгрузку. Кран-штабелёр рассчитывается по двойным циклам: одно размещение на хранение плюс одна выдача. В прошлых проектах нашей команды один кран выполнял примерно от 30 до 60 двойных циклов в час в зависимости от высоты стеллажа, длины прохода и расположения точки ввода-вывода. Этому пику нужны 120 двойных циклов, то есть от 2 до 4 проходов плюс запас. Если в пик почти одни выдачи и почти нет размещений, кран может работать только одинарными циклами. Как считать двойной цикл по опорным точкам FEM 9.851, разобрано в нашем руководстве по производительности крана-штабелёра.
Затем сверьте число проходов с ёмкостью хранения. Если запас помещается в 2 прохода, а производительность требует 4, за два лишних прохода платят только ради скорости, и это тот случай, когда четырёхсторонний шаттл заслуживает полноценного расчёта.
Производительность системы с четырёхсторонними шаттлами — наименьшая из трёх: парка машин, паллетных подъёмников и входного паллетного конвейера. У паллетных подъёмников возвратно-поступательного действия нет стандартного часового предела; и большая высота подъёма, и более тяжёлые паллеты снижают производительность. Если все 240 паллет/ч из примера выше проходят через подъёмники, число подъёмников определяйте по фактической производительности выбранной модели плюс запас, а парк машин — моделированием. Машины можно добавить позже, но места подъёмников фиксируются при строительстве склада, поэтому в поэтапном проекте шахты будущих подъёмников и интерфейсы входной части нужно резервировать с самого начала.
Плотность хранения зависит от профиля SKU. Краны двойной глубины сокращают отрыв от четырёхсторонних шаттлов; телескопические вилы тройной глубины ухудшают и время цикла, и зазоры в ячейках, и мы применяем их редко. Глубина каналов на складе с четырёхсторонними шаттлами тоже следует профилю SKU. При десятках паллет на SKU каналы могут быть глубокими; при одной-двух паллетах на SKU каналы приходится делать короткими, преимущество в плотности сокращается, а перестановок становится больше.
Именно в резервировании две системы различаются по структуре сильнее всего. На складе с кранами в каждом проходе один кран: когда он остановлен, из этого прохода ничего нельзя выдать, поэтому каждый SKU нужно распределять по нескольким проходам. Когда отказывает шаттл, его сначала нужно снять с рельсов, иначе он перекрывает свой магистральный рельс или канал. Единственная точка отказа — подъёмник, и там, где нужно резервирование, в каждой зоне их ставят не меньше двух. Сложность системы с четырёхсторонними шаттлами сосредоточена в ПО управления парком машин. На FAT нужно проверить диспетчеризацию нескольких машин и типовые отказы, но производительность всего склада и эвакуацию машин в полном объёме можно проверить только на площадке.
Что проверить для холодильных складов и полов
Для низкотемпературных складов на -25 °C обе системы выпускаются в низкотемпературном исполнении. Складу с четырёхсторонними шаттлами проходы не нужны, поэтому при том же числе паллет охлаждать приходится меньший объём, а повседневная работа может идти без людей внутри. Цена этого — зарядку аккумуляторов или суперконденсаторов при низкой температуре и эвакуацию отказавших машин нужно закладывать в проект с самого начала. Холодильные склады с кранами обычно выполняются как склады силосного типа, с теплоизоляционными панелями, навешенными на стеллажи: ограждающие конструкции обходятся дешевле, но для обслуживания приходится заходить в проход. Полу низкотемпературного склада нужна защита от морозного пучения — обогревом или вентиляцией под полом, — а узел прохода анкерных болтов через теплоизоляцию и пароизоляцию требует отдельной проработки. Влажные деревянные паллеты внутри замерзают и деформируются.
Колёсные нагрузки крана сосредоточены на напольном рельсе, поэтому в существующем здании под рельсом нужен ленточный фундамент или местное усиление; на складе силосного типа фундамент — это фундамент здания, рассчитанный на неравномерную осадку по инженерно-геологическому отчёту. Стеллажи для четырёхсторонних шаттлов стоят на плите, и ровность и осадка пола передаются на рельсы всех ярусов. EN 15620, стандарт, на который обычно ссылаются по допускам стеллажей, не охватывает сам пол и не включает специальные системы, например системы с сателлитами (об этом говорится и в нашем руководстве по автоматизированному хранению на складах с низким потолком), поэтому допуски рельсов должен указать поставщик, и они вносятся в договор. В существующем здании мы сначала снимаем ровность пола, проверяем толщину плиты, армирование и швы, затем проверяем анкерные болты на отрыв и срез в сейсмическом расчётном случае.
Когда кран-штабелёр или четырёхсторонний шаттл — неверный выбор?
| AS/RS с кранами-штабелёрами | Четырёхсторонний шаттл | |
|---|---|---|
| Подходящее здание | Новый высотный склад силосного типа, правильная прямоугольная площадка | Существующее здание, ограниченная полезная высота, площадка неправильной формы |
| Высота стеллажей (диапазон по опыту) | Склад силосного типа, около 30–40 м | Примерно до 30 м; выше — сначала считайте подъёмники |
| Плотность хранения | Ниже при одной глубине, средняя при двойной | Выше, чем у склада с кранами в одну глубину, зависит от профиля SKU |
| Поэтапность | Очереди по проходам; склад силосного типа трудно расширять | Добавить машины или зоны стеллажей относительно легко |
| Сейсмика и пол | Высокие стеллажи — высокие сейсмические требования; напольному рельсу нужен фундамент | Методику проверки сначала согласовать с инженером-конструктором; чувствителен к ровности пола |
Кран-штабелёр обычно оказывается неверным выбором в существующем здании со скромной полезной высотой и плотной сеткой колонн, когда ёмкость хранения мала, а число проходов диктует скорость, или когда владелец хочет вложиться частично сейчас и расширяться позже.
Четырёхсторонний шаттл обычно оказывается неверным выбором для нового высотного склада выше 30 м; когда масса грузовой единицы превышает грузоподъёмность, проверенную совместно для машины, рельсов и подъёмников (стандартные машины обычно рассчитаны до 1 500 кг); когда SKU очень много, по одной-две паллеты на каждый, и любую паллету нужно быстро выдать; когда пик сосредоточен и подъёмники не справляются; или когда владелец не может сопровождать ПО управления парком машин, а надёжного местного сервиса нет.
Перед расчётом предложения мы запрашиваем размеры и массу паллет, пиковое число паллет на приход и отгрузку в час, распределение числа паллет на SKU, компоновку, инженерно-геологический отчёт и то, как подключаются входная линия паллетизации или AGV-погрузчики. Без сейсмических параметров и пиковой производительности оценка стоимости может сильно разойтись с реальностью.
Частые вопросы
Мы храним паллеты в существующем здании с полезной высотой около 12 м. Кран-штабелёр или четырёхсторонний шаттл?
Включите в сравнение оба варианта. Мы раскладываем паллетоместа для каждого на поперечном сечении, затем смотрим на число паллет на SKU, пиковую производительность и на то, будет ли проект поэтапным. При плотной сетке колонн четырёхсторонний шаттл, скорее всего, окажется впереди.
Можно ли в Турции просто рассчитывать сейсмику стеллажей по EN 16681?
Для отдельно стоящих фронтальных стеллажей — да, но сейсмическое воздействие на площадке нужно брать по TBDY 2018 и карте AFAD. Для складов силосного типа и стеллажей под четырёхсторонние шаттлы просто применить его нельзя; руководствуйтесь позицией местного уполномоченного органа и инженера-конструктора.
Если сломается один шаттл, остановится ли весь склад?
Нет. Пока отказавшую машину не снимут с рельсов, её магистральный рельс или канал не работает. Больший риск — остановка подъёмника, поэтому там, где нужно резервирование, в каждой зоне ставят два подъёмника.
Примеры расчёта — типовые случаи; цифры из опыта основаны на прошлых проектах нашей команды и служат лишь первым ориентиром. Каждый проект считается по его собственным данным.
Источники
- Турецкие сейсмические нормы для зданий TBDY 2018 (Türkiye Bina Deprem Yönetmeliği), Официальная газета Турции, 18 марта 2018 года, № 30364 (повторный выпуск): https://www.resmigazete.gov.tr/eskiler/2018/03/20180318M1-2.htm
- Полный текст TBDY 2018 (раздел 1.1 — область применения, глава 2 — сейсмическое воздействие, глава 6 — неконструктивные элементы): https://www.resmigazete.gov.tr/eskiler/2018/03/20180318M1-2-1.pdf
- AFAD, карта сейсмической опасности Турции (TDTH): https://tdth.afad.gov.tr/
- EN 16681:2016, Steel static storage systems: Adjustable pallet racking systems: Principles for seismic design (область применения): https://knowledge.bsigroup.com/products/steel-static-storage-systems-adjustable-pallet-racking-systems-principles-for-seismic-design
- EN 15512:2020+A1:2022, Steel static storage systems: Adjustable pallet racking systems: Principles for structural design (область применения): https://www.sis.se/en/produkter/materials-handling-equipment/storage-equipment/ss-en-155122020a12022/
- EN 15620:2021, Steel static storage systems: Tolerances, deformations and clearances (область применения): https://evs.ee/en/evs-en-15620-2021
- FEM (Европейская федерация подъёмно-транспортного оборудования), перечень технических документов, включая FEM 9.851 о времени цикла кранов-штабелёров и FEM 10.2.19 о проектировании шаттловых стеллажей: https://fem-eur.com/technical-guidance/
Мы — технический отдел EMMANUEL. Присылайте компоновку, инженерно-геологические данные и пиковые цифры по размещению и выдаче через форму обратной связи — мы рассчитаем паллетоместа, производительность и инвестиции для обоих вариантов по данным вашего проекта.