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干货！密集化仓储系统建设中的货架、叉车应用与创新

2019-09-30

密集化仓储系统近年在国内受到了比较多的关注，一方面是用户越来越注重土地资源的利用率，另一方面是国内出现了一些新兴的密集化仓储形式。
所谓密集化仓储系统，一般是指利用特殊的存取方式或货架结构，实现货架深度上货物的连续存储，达到存储密度最大化的仓储系统，但密集化仓储系统同时也伴随着作业通道少而带来的作业效率低等固有特点。因此密集化仓储系统更多的被应用在食品、饮料、化工、烟草等单品种批量大，品项相对单一的行业。
在密集化仓储系统中，货架是最重要的组成主体。在此，我们结合从事货架行业多年的经验以及各种货架特点，来谈一下货架在密集化仓储系统中的应用与创新。

密集化仓储货架的分类
目前常见的密集化仓储货架主要有以下几种：
1、驶入式货架

驶入式货架又称为贯通式货架或通廊式货架，顾名思义，驶入式货架是一种叉车进入货架内部进行存取货作业的货架，叉车的运行通道即货物的存储空间，托盘按深度方向连续存放于支撑导轨之上，为先进后出型货架。（如图1示）

2、压入式货架

压入式货架又称为后推式货架，其储存的货物存放于专门制造的托盘小车之上，托盘小车通过前低后高有一定斜度的导轨实现自滑功能。存放货物时利用叉车将货物从导轨较低的一端存放于托盘小车之上，接着叉车再用下一个托盘推着前一个托盘进入一个深位，以此类推；货物拿取时也是从导轨较低的一端进行，每取走一个货物，剩余的货物会在重力的作用下自动滑到导轨较低的一端，方便继续取货，为先进后出型货架。（如图2示）

3、重力式货架
重力式货架又称为辊道式货架，其与压入式货架结构类似，不同之处在于用辊道取代了导轨和托盘小车，在货架深度方向设置具有一定倾斜角度无动力的重力辊道。货物存放时，从辊道高处放入，依靠重力自动滑动到辊道低处，辊道中需加设阻尼装置对货物进行速度控制。可实现先进先出功能。（如图3示）

4、穿梭式货架
穿梭式货架通过在货架深度方向设置穿梭小车导轨，存货时只需将货物放在导轨的最前端，导轨上的无线遥控穿梭车会自动承载托盘在导轨上运行，将其放置于导轨最深的货物处；取货时穿梭车会将托盘放置于导轨最前端，叉车取走即可。穿梭车货架既可以实现先进先出，也可以实现先进后出。（如图4示）

5、重型移动式货架
重型移动式货架的特点在于每排货架底部有一个电机驱动，由装置于货架下的滚轮沿铺设于地面上的轨道移动，可实现货架连续排布，一组货架只需要一个通道空间，实现了高密度存储。在需要存取货物时，移动货架，现出一条作业通道空间，实现作业功能。移动式货架可以实现任意顺序存取。（如图5示）

6、多深位自动化立体仓库货架
多深位的自动化立体仓库货架是一种多类型的货架结合体，其可以将堆垛机和重力式货架结合，也可以将堆垛机和穿梭式货架相结合。通俗来讲，该类型货架相当于以堆垛机取代传统叉车，以计算机控制取代人工操作的自动化密集式仓储货架。（如图6示）

各种密集化仓储货架的优缺点
每种密集化仓储货架都有其适用范围，没有绝对的优劣之分，只有选用是否恰当之说。选用得当的货架类型，就可以实现功能性与经济性的双重收益；若只是一味地追求新兴的货架类型，并不一定能恰当地解决所有的仓储问题，相反可能会事倍功半。以下结合我公司的实际案例予以说明。

驶入式货架
优点：驶入式货架是目前使用最广泛的密集化仓储货架，其成本最为低廉，结构简单，维护成本低，且能实现很高的存储率，广泛应用于饮料、烟草等行业。
案例：中国乳业领军品牌蒙牛、伊利、光明等在中国各地仓库建造了大量的驶入式货架，既实现了大密度的仓储，又节约了大量的成本，且自1999年使用至今从未更换货架类型，充分证明了其实用性；在烟草行业，常德卷烟厂醇化库、湖南长沙吉首醇化库、上海卷烟厂醇化库也使用了大量的驶入式货架，同样很好地实现了预定设计目标。
技术难点及缺点：驶入式货架由于结构上缺少横梁构件，导致其结构稳定性较难控制，一般高度不宜超过10米，否则要么货架制作成本大幅度上升，要么无法满足日常安全使用要求。该类型货架需要精确的计算和合理的选材，才能确保货架的安全性。

压入式货架
优点：压入式货架存取货物时叉车只在导轨较低的一端作业，无需进入货架货物存储通道，使其存取速度高于驶入式货架。这一特性使其适合用来作为仓库中的中转暂存区域，也非常适用于仓库空间有限，但又想在小面积内实现密集存储的客户，其典型布置为仓库内靠墙排布，制作 3至4个深位。压入式货架结构较稳定，且对叉车操作人员的要求较低，能降低误操作撞击货架的概率。
案例：世界最大的饮料公司之一可口可乐从2007年开始使用压入式货架，至今一直将其作为首选；此外，宝洁集团公司也大规模使用了压入式货架。

技术难点及缺点：压入式货架需要用托盘小车来承载货物，其中涉及不同层次小车之间、小车与导轨之间以及导轨与货架之间的配合问题，存储深度越大，设计难度越大，对货架制作精度要求很高，成本较高，且受货架结构特点所限，货位深度一般不超过5个，存储率在密集化仓储货架中属较低之列。

重力式货架
优点：重力式货架的空间使用率很高，非常适用于规格统一、批量大的货物。由于进、出货分别位于货架两侧，故可作为车间内生产线不间断物料供给之用，也可作为配送中心出货暂存以及叉车或堆垛机的补货系统。
案例：中国最大的糖烟酒批发中心上海海烟物流公司、宝洁集团公司以及国药系统的配送中心均采用了很多这类货架。
技术难点及缺点：重力式货架利用辊道运输托盘，对辊子有较高的同心度要求，且对托盘质量要求较高，最好选用硬木材质托盘，其次是塑料托盘，否则容易发生托盘卡住难以滑动的局面；且为保证托盘受控滑动，需要安装阻尼装置、缓冲装置以及出货分离装置，因此造价较高，后期维护成本也比较高。

穿梭式货架
优点：穿梭式货架集合了多种密集化仓储货架的优点，比驶入式货架的叉车操作要求低，比压入式、重力式货架的存储率高，比移动式货架的效率高。适用范围广泛，没有明显的缺点就是其最大优点。又可以实现货物在货架内的自动运输，适应性良好，多数密集仓储问题都可以解决，且可根据实际情况灵活地选择先进先出或先进后出功能；并且由于其运输货物实现自动化，非常适用于冷库等极端条件仓库，以减少人员活动，提高人员工作效率及作业安全性。
案例：天津大洋冷库大量使用了穿梭式货架，实现了功能性与经济性的良好结合；广州中远物流公司同样使用了这种新兴的货架。上述客户在与货架配合的穿梭车选择上，均采用了国外进口的品质上乘的永恒力穿梭车。此外，嘉里物流集团也配备了此种货架，同样获得了良好的使用效果。
技术难点及缺点：为保证穿梭车稳定地运行，对货架、导轨的精度及地坪均有较高的要求。穿梭车是该系统的核心构件，其品质直接关系到未来用户售后费用的高低。该系统投资成本及后续维护成本比较高，需要有专业可靠的服务团队负责维修维护。

重型移动式货架
优点：在能实现连续存放货物的密集仓储货架中，移动式货架是唯一能实现任意货位存取的货架类型，故十分适合出入库频率低、存储密度高但库存品种繁多的客户使用。
案例：森松集团、住友机械、佑康食品等知名企业，均选取了移动式货架，并达到了预期设计要求。
技术难点及缺点：移动式货架建造时需要配备导轨、电力系统及电机，成本非常高，且存取货物时需要移动货架方可执行，存取效率比较低，耗能较高，后续使用及维护成本也较高，目前国内客户选用比较少。

多深位自动化立体仓库货架
优点：货物存、取全部由计算机控制，实现从入库到出库的全自动作业，效率高，且能最大程度地利用仓库高度，增加存储率；库区内无人工操作，提高工人和产品安全性，并能达到最高的订单精确性。该货架最大的特点在于其复合性，能结合多种密集存储方式，实现多样化的存储可能。随着未来人力成本的持续增加以及对高效、精确物流的不断追求，多深位自动化立体仓库货架必然成为未来高科技货架的发展方向。
技术难点及缺点：该货架形式对制造精度、制造工艺以及系统集成的能力提出了很高的要求，受这些技术条件制约，该货架制造成本很高，在国内极少应用。

1存储率

对货架存储率的比较要基于相同类型货架之间的比较。密集化仓储最大的特点就是高存储率，但通常宣传中的高存储效率往往是用理想情况下的密集化仓储货架同特定的横梁式货架进行比较的结果，这样的结果并不科学，这两种货架类型结构差异实在太大，使用特性完全不一致，需要横梁式货架使用特性的客户是不会选择密集化存储方式的。如果客户已经选择了密集存储方式，那么在密集化仓储货架之间进行比较得出存储率高低的结论才比较合理。在大多数的情况下，密集化仓储系统之间存储率的差距并不明显，如成本最低廉的驶入式货架的存储率并不比先进的穿梭式货架少。
对货架存储率的设定要基于实际需求，不能一味求高。就密集化仓储而言，通常宣传中的80%的仓储率是否合理呢？这样高的存储率意味着整个仓库基本上满布货架，连通道都很少。以目前密集化仓储系统的代表——穿梭式货架为例，当货架覆盖80%的库区面积（仓储率80%）时，相当于库区一个方向满布货架，另一个方向每12个货架深度留一个约3米宽的通道（可同比放大缩小），这样的空间利用率会导致叉车没有太多有效的运转空间，出入库效率会降低很多，只有极端的仅以存储作为主要目的的客户才会选择这样的库区利用率，并不适用于所有的客户。故货架类型的选择还是要根据实际需求，根据货物出入库频率、货物储存特点以及经济性来定，不能一味地追求新兴货架，追求高仓储率，否则投入较高成本，却仍难以达到使用要求，得不偿失。

2穿梭式货架系统中穿梭车的选用

穿梭式货架系统是现代化密集仓储的先锋，也得到了非常多用户的关注。穿梭车是整个系统的核心构件，其合理选择十分重要。为方便用户根据自身需求作出正确选择，下面根据穿梭车的特点特性，谈一下我们的看法。
在国内，穿梭车的销售主要有两大阵营，国外进口代理和国内生产两大类。现从技术性、专业性、经济性及售后服务角度进行比较剖析：
技术性：目前国内生产的穿梭车基本还是以仿造国外穿梭车为主，从做工、稳定性、可靠性以及性能上来说，同国外产品还存在着一定差距。
专业性：国外穿梭车制造商一般都具有专业背景，如永恒力、BT等，均为专业的穿梭车制造商，经过多年的发展，无论在技术积累、理念理解、市场导向等方面都具有先天优势；而国产穿梭车基本上为货架厂商推出，在穿梭车的技术底蕴上与国外还存在不小差距。
经济性：进口穿梭车与国产穿梭车相比在价格上存在劣势，目前国外穿梭车（32~40万元/台）比国产穿梭车（15~20万元/台）要贵不少。但由于一个货架系统中穿梭车配置的数量并不多，大多数情况下数千个货位才配置一台穿梭车，那么平摊下来，采用进口穿梭车的系统也仅仅比采用国产穿梭车的系统贵3%~5%。考虑到进口穿梭车在行驶速度、运行加速度等技术上的优势，折算成工作效率后，其经济性并不比国产穿梭车差。
售后服务：由于穿梭车销售数量不会非常大，以货架厂商而言，在全国大面积建设售后服务网点可能性不大，即使国外的专业厂家也是让叉车商作为代理，然后利用叉车商的售后网络进行维护保养。因此建议客户尽量采用国外的有售后服务网络的品牌穿梭车，专业的事还是需要交给专业的厂家来做，毕竟穿梭车使用一段时间后，维护保养的情况会不断增多。

3密集化仓储货架的结构稳定性

密集化仓储货架由于其结构特点，需要货架在深度方向连续放置货物，这就决定了货架在垂直深度方向上是不能安装加强结构部件的，即垂直拉杆，因为这会隔断货物存储的连续性，越是深度大的货架，这种结构特点就越明显。当货架在常规使用时，垂直拉杆的作用体现得不显著；但是当货架受到较大的水平力时，如地震力，密集化仓储货架的结构薄弱性就会体现出来。
中国是一个地震多发国家，根据国家相关法规，一般的构筑物需要做到“小震无损，中震可用，大震不倒”，这样的构筑物设计都会有大量的交叉型结构件。货架也不例外，如横梁式货架、牛腿式货架等传统货架均可在货架上加装不等量的垂直拉杆用以抵抗地震水平力。目前客户对货架的安全性要求也在提高，尤其是有大量人员工作的仓库。如果客户对货架有抗震要求，或者货架建设地在地震高发区，那么密集化仓储货架就会面临难以抵抗地震荷载的问题，使用上受到局限。

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