倉(cāng)儲(chǔ)貨架分析對(duì)比及選型

袁佳多

倉(cāng)儲(chǔ)貨架，顧名思義是用于倉(cāng)儲(chǔ)行業(yè)對(duì)物品的存儲(chǔ)和管理。倉(cāng)儲(chǔ)的核心功能，其一是最大量?jī)?chǔ)存，以大量?jī)?chǔ)存能力獲得倉(cāng)儲(chǔ)利益，其二則是快速流通，貨物經(jīng)過快速流通以獲得進(jìn)出裝卸利益。一個(gè)合理的倉(cāng)庫(kù)首先得視其定位，來(lái)決定倉(cāng)儲(chǔ)貨架的方式。任何一種型態(tài)的倉(cāng)儲(chǔ)，貨架均是最重要的設(shè)備。倉(cāng)儲(chǔ)空間做最大效益的運(yùn)用，貨架作為物流環(huán)節(jié)中最基本的倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備，可實(shí)現(xiàn)對(duì)物料庫(kù)區(qū)、庫(kù)位分類管理和儲(chǔ)存空間的利用。貨架一般以單元存儲(chǔ)為主，充分利用場(chǎng)地的高度，使儲(chǔ)存更合理化、整齊化、高效化。貨架選型時(shí)，需要考慮倉(cāng)儲(chǔ)物料的特征、倉(cāng)儲(chǔ)物流作業(yè)要求、空間儲(chǔ)存要求、場(chǎng)地區(qū)域規(guī)劃、機(jī)械搬運(yùn)設(shè)備的使用等因素，在規(guī)格選型時(shí)還需要考慮承重要求和儲(chǔ)存貨物器具（如托盤、容器）的規(guī)格尺寸，綜合上述因素，以選擇適合不同行業(yè)、不同工廠的倉(cāng)儲(chǔ)貨架，實(shí)現(xiàn)工廠倉(cāng)庫(kù)利用率最大化、最合理化。

1 貨架分類

貨架是一種架式結(jié)構(gòu)物，可充分利用倉(cāng)庫(kù)空間，提高庫(kù)容利用率，擴(kuò)大倉(cāng)庫(kù)儲(chǔ)存能力。確保貨架中的貨物互不擠壓，貨物損耗小，可完整保證貨物本身的功能及完整性，減少貨物的損失。且倉(cāng)儲(chǔ)貨架，存取方便，便于清點(diǎn)及統(tǒng)計(jì)，部分貨架還可實(shí)現(xiàn)先進(jìn)先出。倉(cāng)儲(chǔ)貨架還可保證存儲(chǔ)貨物的品質(zhì)，可以通過采取防潮、防塵、防盜、防破壞等措施，提高貨物存儲(chǔ)質(zhì)量。部分新型貨架的結(jié)構(gòu)及功能還將有利于實(shí)現(xiàn)倉(cāng)庫(kù)的機(jī)械化及自動(dòng)化管理。貨架系統(tǒng)的分類有以下幾種分法：按貨架每層承載重量

（1）輕型貨架：每層載重量不大于300kg；

（2）中型貨架：每層載重量為300～600kg；

（3）重型貨架：每層載重量在600kg以上。按貨架的固定形式

（1）固定型貨架：托盤式、駛?cè)胧健⒅亓κ?、后推式、抽屜式等?/p>

（2）移動(dòng)型貨架：密集移動(dòng)儲(chǔ)物柜、重型托盤式移動(dòng)貨架、水平旋轉(zhuǎn)式貨架、重直旋轉(zhuǎn)式貨架。按貨架整體結(jié)構(gòu)形式

（1）焊接式貨架；

（2）組合式貨架：庫(kù)架合一式貨架、庫(kù)架分離式貨架。庫(kù)架合一式貨架系統(tǒng)和建筑物屋頂?shù)葮?gòu)成一個(gè)不可分割的整體，由貨架立柱直接支撐屋頂荷載，在兩側(cè)的柱子上安裝建筑物的圍護(hù)（墻體）結(jié)構(gòu)；庫(kù)架分離式貨架則是貨架系統(tǒng)和建筑物為兩個(gè)單獨(dú)的系統(tǒng)，互相之間無(wú)直接連接，庫(kù)架分離式貨架比較常用。

2 常用貨架性能分析

一般情況下，倉(cāng)儲(chǔ)貨架系統(tǒng)根據(jù)其主要特點(diǎn)及應(yīng)用環(huán)境，工廠較為普遍使用的主要有以下幾種：標(biāo)準(zhǔn)式托盤貨架、雙深度貨架、駛?cè)胧截浖堋⒄锏镭浖?、?biāo)準(zhǔn)移動(dòng)托盤貨架、后推式貨架、重力式貨架、穿梭車貨架、自動(dòng)化立體貨架。

2.1 標(biāo)準(zhǔn)式托盤貨架

標(biāo)準(zhǔn)托盤式貨架又稱橫梁式貨架，是國(guó)內(nèi)的各種倉(cāng)儲(chǔ)貨架中最為常見一種貨架形式，也是所有托盤存儲(chǔ)設(shè)備系統(tǒng)中結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單、設(shè)備造價(jià)成本最低的貨架系統(tǒng)，而且安裝、調(diào)試方便。標(biāo)準(zhǔn)托盤式貨架可對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)中每一托盤進(jìn)行自由任意揀選。它是以立柱加橫梁形式的全組裝結(jié)構(gòu)，可滿足不同單元集裝設(shè)備形式的貨物存儲(chǔ)，其主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如下：

A.能充分利用倉(cāng)庫(kù)高度(貨物置放高度可接近倉(cāng)庫(kù)全高)；

B.橫梁方便調(diào)整、滿足不同托盤貨物高度；

C.能適合多種叉車設(shè)備；

D.對(duì)地面要求低，普通標(biāo)準(zhǔn)地面就可滿足10米以下高度貨架要求；

E.首層托盤可以直接放在地面上，節(jié)省橫梁，方便直接使用托盤車搬運(yùn);

F.適配性好，可以適用各種類型的單元貨物；

G.貨位利用率高，可達(dá)95%，同時(shí)可100%實(shí)現(xiàn)貨物出入庫(kù)。

2.2 雙深度貨架

雙深度貨架又稱雙深位貨架，是由重型橫梁式貨架衍生而成，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，儲(chǔ)存量較大。雙深度式貨架需要使用加裝伸縮叉的前移式叉車，單邊貨架滿足兩個(gè)托盤深，而中間位置背靠貨架有四個(gè)托盤深，這樣在同樣的通道寬度上增加了貨架的排數(shù)，同時(shí)也影響了貨物存取的可選擇性。由于改裝伸縮叉的叉車的特殊性，在載荷的限制下，貨物一般不超1000kg，貨架高度一般小于9米。雙深度貨架結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

A.由于通道寬度與貨架深度比的變式化，雙深度式貨架地面利用率要比托盤式貨架高；

B.通常作業(yè)時(shí)，叉車司機(jī)需遵從一個(gè)由外到里或由里到外的取貨順序；

C.貨位利用率高，可達(dá)90%，但同時(shí)貨物揀選率低，只有50%；

D.原則上為了安全和效率，底層托盤要離開地面，增加底橫梁；

E.需使用特制的帶伸縮叉的專用叉車；

F.需有多個(gè)托盤的同類產(chǎn)品，以便提高作業(yè)效率。

2.3 駛?cè)胧截浖?/h3>

駛?cè)胧截浖芤卜Q為貫通式貨架或通廊式貨架。駛?cè)胧截浖苓m合存儲(chǔ)批量大、品種少的貨物，叉車可進(jìn)入貨道內(nèi)存儲(chǔ)貨物，儲(chǔ)存密度大，但是存取性差，不易做到先進(jìn)先出，適合周期性批量作業(yè)及運(yùn)轉(zhuǎn)倉(cāng)庫(kù)使用。駛?cè)胧截浖芙Y(jié)構(gòu)特點(diǎn)如下：

A.導(dǎo)軌高度方便調(diào)整，滿足不同托盤貨物的高度要求；

B.貨物存放一般以托盤為單元進(jìn)行儲(chǔ)存，叉車可直接駛?cè)胴浀纼?nèi)存取物料；

C.能充分利用倉(cāng)庫(kù)面積，儲(chǔ)存密度高，貨架最高可達(dá)10 米左右，適合少品種、大批量的貨物儲(chǔ)存。

2.4 窄巷道貨架

窄巷道貨架又稱為窄通道貨架，需配備專用三向堆垛叉車，由于三向堆垛車叉車可以左右兩面在很窄的通道作業(yè)，使得窄通道貨架有著很高的空間利用率和任意揀選的特征，但是窄通道貨架要求很平整的地面、規(guī)整的貨物及規(guī)則的外形尺寸，以及貨物定位管理系統(tǒng)和叉車作業(yè)的地面導(dǎo)向裝置和系統(tǒng)各部分的有效銜接。窄巷道貨架結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

A.地面需安裝自動(dòng)導(dǎo)向裝置；

B.由于使用三向堆垛叉車，行駛速度快，作業(yè)效率很高，叉車可升高到 14 米左右；

C.須考慮防火和防震問題，貨物的動(dòng)態(tài)和靜態(tài)工作要求需要堅(jiān)固的托盤和平整的地面；

D.由于搬運(yùn)設(shè)備的技術(shù)含量提高，使得窄通道貨架更安全，故障率更低；

E.窄通道貨架可達(dá)到 95%的貨位利用率，100%的貨物可實(shí)現(xiàn)任意揀選，50%的地面利用率和更高的空間利用率。

2.5 標(biāo)準(zhǔn)移動(dòng)托盤貨架

標(biāo)準(zhǔn)移動(dòng)托盤貨架底部有行走輪或驅(qū)動(dòng)裝置，靠機(jī)械或人力驅(qū)動(dòng)使其沿軌道橫向移動(dòng)，適用于庫(kù)存品種多，出入庫(kù)頻率較低的倉(cāng)庫(kù)，或庫(kù)存頻率較高，但可按巷道順序出入庫(kù)的倉(cāng)庫(kù)。因?yàn)橹恍枰粋€(gè)作業(yè)通道，可大大提高倉(cāng)庫(kù)面積的利用率。廣泛應(yīng)用于辦公室存放文檔，圖書館存放檔案文獻(xiàn)，金融部門存放票據(jù)等，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如下：

A.緊密排列，全部封閉；

B.防塵、防光、防盜；

C.地面使用率高；

D.存取時(shí)間長(zhǎng) 。

2.6 后推式貨架

后推式貨架也稱壓入式貨架，后推式貨架在重量型貨架整體結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，在橫梁上安裝具有傾角的道軌和小車，托盤放在小車上依次被推入貨架中，叉車只要在外部將貨物或料箱置于臺(tái)車上推入，不需要叉車進(jìn)入貨架內(nèi)，后面的貨物會(huì)將前面的貨物往里面推，在取貨時(shí)，當(dāng)外面的貨物被取走時(shí)，里面的貨物在重力的作用下臺(tái)車會(huì)自動(dòng)滑下，后推式貨架儲(chǔ)存量大，空間利用率高，其使用性能及效率遠(yuǎn)高于普通貨架，被廣泛使用于各個(gè)領(lǐng)域。后推式貨架結(jié)構(gòu)特點(diǎn)如下：

A.由托盤小車等典型結(jié)構(gòu)件組成，具有可流動(dòng)性；

B.貨物遵循先進(jìn)后出的順序；

C.叉車只要在與貨架通道水平較低的一端作業(yè)，無(wú)需進(jìn)入貨架貨物存儲(chǔ)通道；

D.對(duì)貨物揀選要求不高的場(chǎng)合使用。

2.7 重力式貨架

重力式貨架又稱流利式貨架，重力式貨架是利用存儲(chǔ)貨物自身重力，使貨物能在存儲(chǔ)深度方向上運(yùn)動(dòng)存儲(chǔ)，常與流利裝置和輥道配合使用，存貨時(shí)，貨物從貨架斜面高端送入滑道，通過滑道輪滑下，取貨時(shí)從斜坡低端取出貨物，其后的貨物逐一向下滑動(dòng)待取，貨物在每一條滑道中依次流入流出，因而不會(huì)漏撿。重力式貨架適用于易損貨物和大批量同品種、短時(shí)期儲(chǔ)存的貨物。重力式貨架結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：

A.利用貨物自重，通過有斜度的流利條從貨架的入口端輸至出口端，而后來(lái)的貨物依次相接，達(dá)到儲(chǔ)存的目的，同時(shí)實(shí)現(xiàn)貨物先進(jìn)先出，存取迅速方便；

B.適合大批量同類貨物的存儲(chǔ)，倉(cāng)庫(kù)利用率極高，運(yùn)營(yíng)成本較低，但對(duì)通道物流布局有特殊要求；

C.單箱貨物重量輕；

D.如結(jié)合電子標(biāo)簽、條碼系統(tǒng)，將是一個(gè)高效、迅速、準(zhǔn)確的存儲(chǔ)系統(tǒng)。

2.8 穿梭車貨架

穿梭式貨架是由貨架、穿梭車以及叉車組成的高密度半自動(dòng)儲(chǔ)存系統(tǒng)，這種高效率的儲(chǔ)存方式是可有效提高倉(cāng)庫(kù)空間的利用率。叉車無(wú)需要駛?cè)胴浖?，由穿梭車在貨架軌道上往返行駛，穿梭車通過無(wú)線遙控操作使其運(yùn)行，貨物的存取方式可以是先進(jìn)先出或先進(jìn)后出，作業(yè)方式靈活，貨物之間空隙小，取貨通道少，實(shí)現(xiàn)真正的高密度存儲(chǔ)。穿梭式貨架的特點(diǎn)：

A.高密度存儲(chǔ)，倉(cāng)庫(kù)利用率高；

B.工作效率高，大大減少作業(yè)等待時(shí)間；

C.作業(yè)方式靈活，貨物的存取方式可以先進(jìn)先出。

D.安全系數(shù)高，減少貨架與叉車的碰撞，提高安全生產(chǎn)率。

E.對(duì)照明要求相對(duì)低。

2.9 自動(dòng)化立體貨架

自動(dòng)化立體貨架由高層貨架，巷道堆垛機(jī)、出入庫(kù)輸送系統(tǒng)，自動(dòng)化控制系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)及其周邊設(shè)備組成。自動(dòng)化立體貨架利用自動(dòng)化存儲(chǔ)設(shè)備同計(jì)算機(jī)管理系統(tǒng)的協(xié)作來(lái)實(shí)現(xiàn)立體貨架的高層合理化，存取自動(dòng)化，以及操作簡(jiǎn)便化。自動(dòng)化立體貨架主要由貨架，巷道式堆垛起重機(jī)（堆垛機(jī)）、入(出)庫(kù)工作站臺(tái)、調(diào)度控制系統(tǒng)以及管理系統(tǒng)組成。結(jié)合不同類型的倉(cāng)庫(kù)管理軟件、圖形監(jiān)控及調(diào)度軟件、條形碼識(shí)別跟蹤系統(tǒng)、搬運(yùn)機(jī)器人、AGV小車、貨物分揀系統(tǒng)、堆垛機(jī)認(rèn)址系統(tǒng)、堆垛機(jī)控制系統(tǒng)、貨位探測(cè)器等，可實(shí)現(xiàn)立體倉(cāng)庫(kù)內(nèi)的單機(jī)手動(dòng)、單機(jī)自動(dòng)、聯(lián)機(jī)控制、聯(lián)網(wǎng)控制等多種立體倉(cāng)庫(kù)運(yùn)行模式，實(shí)現(xiàn)倉(cāng)庫(kù)貨物的立體存放、自動(dòng)存取、標(biāo)準(zhǔn)化管理[2]。其主要特點(diǎn)有：

A.倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)全部實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化；

B.采用高層貨架、立體存儲(chǔ)，有效利用空間，減少倉(cāng)庫(kù)占地面積；

C.貨位集中，便于控制與管理，通過電子計(jì)算機(jī)，不但實(shí)現(xiàn)出入庫(kù)及分揀的自動(dòng)控制，還可實(shí)現(xiàn)信息管理，數(shù)字化管理；

D.結(jié)構(gòu)復(fù)雜，配套設(shè)備多，土建和設(shè)備投資成本高。

3 常用貨架性能對(duì)比

貨架形式 進(jìn)出方式 優(yōu)點(diǎn) 缺點(diǎn) 適用場(chǎng)合標(biāo)準(zhǔn)式托盤貨架 先進(jìn)先出（FIFO） 成本低，通用性強(qiáng)，存取便捷。 存儲(chǔ)密度低，地面利用率低，空間利用率低。 普遍適用。雙深度貨架 先進(jìn)后出（FILO） 貨位利用率高，巷道較少。 僅有50%即時(shí)存取，需配備前移式叉車不需要滿足先進(jìn)先出場(chǎng)合，普遍適用。駛?cè)胧截浖?先進(jìn)后出（FILO） 可存儲(chǔ)5-10個(gè)托盤深度，存儲(chǔ)量非常密集。存取慢，穩(wěn)固性要求高，操作者在貨架內(nèi)部的視野不夠開闊，光線不足。適合少品種、大批量的貨物儲(chǔ)存。適合存儲(chǔ)量大，針對(duì)托盤進(jìn)出頻繁，對(duì)貨物揀選要求較高的倉(cāng)庫(kù)。標(biāo)準(zhǔn)移動(dòng)托盤貨架 先進(jìn)先出（FIFO） 任意存取，高密集儲(chǔ)存，一組貨架僅需一條通道。窄巷道貨架 先進(jìn)先出（FIFO） 任意存取，通道窄，存儲(chǔ)密集。需配置專用三向堆垛叉車，地面要滿足重型靜態(tài)動(dòng)態(tài)承載和超平整及耐磨要求。適合辦公室存放文檔，圖書館存放檔案文獻(xiàn)，金融部門存放票據(jù)等。后推式貨架 先進(jìn)后出（FILO） 儲(chǔ)存量大，空間利用率高。 貨物遵循先進(jìn)后出的順序。 適合對(duì)貨物揀選要求不高的場(chǎng)合。地面需安裝嵌入式導(dǎo)軌，存取速度慢，機(jī)電裝置多，維護(hù)困難。重力式貨架 先進(jìn)先出（FIFO） 自重滑動(dòng)，儲(chǔ)存密集。系數(shù)高。 需配備穿梭車并定期充電。 1500KG/托以下貨物普遍適用。自動(dòng)化立體貨架 先進(jìn)先出（FIFO） 全自動(dòng)化，機(jī)械化，超高密度儲(chǔ)存，對(duì)輥輪有較高同心度要求，對(duì)托盤質(zhì)量要求高，需定期維護(hù)保養(yǎng)。適用于易損貨物和大批量同品種、短時(shí)期儲(chǔ)存的貨物。穿梭車貨架 先進(jìn)先出（FIFO） 高密度存儲(chǔ)，倉(cāng)庫(kù)利用率高，安全倉(cāng)庫(kù)利用率極高。 造價(jià)大，系統(tǒng)復(fù)雜，維護(hù)困難。普遍適用，特別適合品種數(shù)量大，實(shí)時(shí)存取場(chǎng)合。

4 案例分析

某工廠現(xiàn)有倉(cāng)庫(kù)面積約7050m2，廠房可利用高度約10.3m，產(chǎn)品種類繁多，成品約500KG/托，倉(cāng)儲(chǔ)要求在滿足成品貨物先進(jìn)先出的情況下，實(shí)現(xiàn)倉(cāng)儲(chǔ)能力最大化。因廠方資金壓力，不考慮自動(dòng)化立體貨架。

4.1 貨架比選

經(jīng)過上面必選，首先排除不能滿足先進(jìn)先出的雙深度貨架、駛?cè)胧截浖?、后推式貨架，移?dòng)托盤貨架因不宜存儲(chǔ)超過300KG/托貨物，故將其余的標(biāo)準(zhǔn)托盤貨架、窄巷道貨架、重力式貨架、穿梭車貨架進(jìn)行方案比選。

因標(biāo)準(zhǔn)托盤式貨架儲(chǔ)存密度相對(duì)較低，考慮廠房局部不規(guī)則，將在四周及不規(guī)則區(qū)域布置少量標(biāo)準(zhǔn)托盤式貨架，主要對(duì)窄巷道貨架、重力式貨架、穿梭車貨架進(jìn)行對(duì)比。

穿梭車貨架（少量標(biāo)準(zhǔn)貨架）布置圖：

重力式貨架布置圖：

窄巷道貨架布置圖：

通過設(shè)備圖布置分析，對(duì)比數(shù)據(jù)如下：

序號(hào) 貨架類型 成品托高（mm） 層數(shù) 貨架頂標(biāo)高（mm）消防管道+噴淋占用標(biāo)高（mm）托盤數(shù)（個(gè)）倉(cāng)儲(chǔ)能力（托盤數(shù)）2400 4 10300 400 1504 1 穿梭車貨架11008 2200 4 10260 400 9504 2 重力式貨架 2200 4 10385 400 10944 10944 3 窄巷道貨架 2300 4 10100 400 7580 7580

庫(kù)容利用率對(duì)比：

序號(hào)貨架形式車間面積（m2）可利用高度（m）托盤數(shù)量（垛）單層托盤面積（m2）托盤平均高度（m）托盤貨物體積（m3）面積利用率（%）容積利用率（%）29992 47 42 9504 2.250 2 重力式 7050 10.260 10944 3283 2.200 28892 47 40 3 窄巷道 7050 10.260 7580 2274 2.300 20921 32 29 1504 2.400 1 穿梭車 7050 10.2603302

成本對(duì)比：

序號(hào) 貨架形式 儲(chǔ)量（托） FIFO 總成本費(fèi)用（萬(wàn)元） 主要特性描述儲(chǔ)存方式簡(jiǎn)便靈活，貨架成本低，儲(chǔ)存密度亦低。一次性投資成本較重力式貨架低，但運(yùn)行費(fèi)用較重力式貨架高（如穿梭車電費(fèi)，電池定期更換費(fèi)用等）。2 重力式 10944 √ 876 一次性投資成本較穿梭車貨架高，運(yùn)行費(fèi)用低。3 窄巷道 7580 √ 657 儲(chǔ)存量較穿梭車及重力式貨架均低，需配備三向堆垛叉車。1 穿梭車 11008 √ 308

5 結(jié)論

綜合來(lái)看，每種倉(cāng)儲(chǔ)貨架各具特點(diǎn)，每個(gè)貨架系統(tǒng)并不是獨(dú)立的，也可以結(jié)合起來(lái)同時(shí)使用，根據(jù)不同的物流方式，進(jìn)出速度，貨物品種，進(jìn)出量來(lái)選擇。不同工廠需按照各自的行業(yè)特點(diǎn)、倉(cāng)儲(chǔ)貨物特性、空間儲(chǔ)存要求、場(chǎng)地區(qū)域規(guī)劃、機(jī)械搬運(yùn)設(shè)備的使用等因素，來(lái)選擇性價(jià)比最好的，最適合的自身工廠的倉(cāng)儲(chǔ)貨架。

社會(huì)分工是生產(chǎn)力發(fā)展的結(jié)果，又是促進(jìn)生產(chǎn)力發(fā)展的動(dòng)力。目前我國(guó)倉(cāng)儲(chǔ)業(yè)的技術(shù)水平和功能重復(fù)的現(xiàn)狀，只有通過分工和專業(yè)化的發(fā)展才能得以改變。同時(shí)倉(cāng)儲(chǔ)貨架行業(yè)在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中也只有通過專業(yè)化的發(fā)展，進(jìn)一步提高倉(cāng)儲(chǔ)貨架個(gè)性化的優(yōu)勢(shì)。