倉儲貨架分析對比及選型

袁佳多

倉儲貨架，顧名思義是用于倉儲行業對物品的存儲和管理。倉儲的核心功能，其一是最大量儲存，以大量儲存能力獲得倉儲利益，其二則是快速流通，貨物經過快速流通以獲得進出裝卸利益。一個合理的倉庫首先得視其定位，來決定倉儲貨架的方式。任何一種型態的倉儲，貨架均是最重要的設備。倉儲空間做最大效益的運用，貨架作為物流環節中最基本的倉儲設備，可實現對物料庫區、庫位分類管理和儲存空間的利用。貨架一般以單元存儲為主，充分利用場地的高度，使儲存更合理化、整齊化、高效化。貨架選型時，需要考慮倉儲物料的特征、倉儲物流作業要求、空間儲存要求、場地區域規劃、機械搬運設備的使用等因素，在規格選型時還需要考慮承重要求和儲存貨物器具（如托盤、容器）的規格尺寸，綜合上述因素，以選擇適合不同行業、不同工廠的倉儲貨架，實現工廠倉庫利用率最大化、最合理化。

1 貨架分類

貨架是一種架式結構物，可充分利用倉庫空間，提高庫容利用率，擴大倉庫儲存能力。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。且倉儲貨架，存取方便，便于清點及統計，部分貨架還可實現先進先出。倉儲貨架還可保證存儲貨物的品質，可以通過采取防潮、防塵、防盜、防破壞等措施，提高貨物存儲質量。部分新型貨架的結構及功能還將有利于實現倉庫的機械化及自動化管理。貨架系統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、駛入式、重力式、后推式、抽屜式等；

（2）移動型貨架：密集移動儲物柜、重型托盤式移動貨架、水平旋轉式貨架、重直旋轉式貨架。按貨架整體結構形式

（1）焊接式貨架；

（2）組合式貨架：庫架合一式貨架、庫架分離式貨架。庫架合一式貨架系統和建筑物屋頂等構成一個不可分割的整體，由貨架立柱直接支撐屋頂荷載，在兩側的柱子上安裝建筑物的圍護（墻體）結構；庫架分離式貨架則是貨架系統和建筑物為兩個單獨的系統，互相之間無直接連接，庫架分離式貨架比較常用。

2 常用貨架性能分析

一般情況下，倉儲貨架系統根據其主要特點及應用環境，工廠較為普遍使用的主要有以下幾種：標準式托盤貨架、雙深度貨架、駛入式貨架、窄巷道貨架、標準移動托盤貨架、后推式貨架、重力式貨架、穿梭車貨架、自動化立體貨架。

2.1 標準式托盤貨架

標準托盤式貨架又稱橫梁式貨架，是國內的各種倉儲貨架中最為常見一種貨架形式，也是所有托盤存儲設備系統中結構最簡單、設備造價成本最低的貨架系統，而且安裝、調試方便。標準托盤式貨架可對倉儲中每一托盤進行自由任意揀選。它是以立柱加橫梁形式的全組裝結構，可滿足不同單元集裝設備形式的貨物存儲，其主要結構特點如下：

A.能充分利用倉庫高度(貨物置放高度可接近倉庫全高)；

B.橫梁方便調整、滿足不同托盤貨物高度；

C.能適合多種叉車設備；

D.對地面要求低，普通標準地面就可滿足10米以下高度貨架要求；

E.首層托盤可以直接放在地面上，節省橫梁，方便直接使用托盤車搬運;

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95%，同時可100%實現貨物出入庫。

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，結構簡單，儲存量較大。雙深度式貨架需要使用加裝伸縮叉的前移式叉車，單邊貨架滿足兩個托盤深，而中間位置背靠貨架有四個托盤深，這樣在同樣的通道寬度上增加了貨架的排數，同時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。雙深度貨架結構特點：

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.通常作業時，叉車司機需遵從一個由外到里或由里到外的取貨順序；

C.貨位利用率高，可達90%，但同時貨物揀選率低，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.需有多個托盤的同類產品，以便提高作業效率。

2.3 駛入式貨架

駛入式貨架也稱為貫通式貨架或通廊式貨架。駛入式貨架適合存儲批量大、品種少的貨物，叉車可進入貨道內存儲貨物，儲存密度大，但是存取性差，不易做到先進先出，適合周期性批量作業及運轉倉庫使用。駛入式貨架結構特點如下：

A.導軌高度方便調整，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行儲存，叉車可直接駛入貨道內存取物料；

C.能充分利用倉庫面積，儲存密度高，貨架最高可達10 米左右，適合少品種、大批量的貨物儲存。

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，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、規整的貨物及規則的外形尺寸，以及貨物定位管理系統和叉車作業的地面導向裝置和系統各部分的有效銜接。窄巷道貨架結構特點：

A.地面需安裝自動導向裝置；

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

C.須考慮防火和防震問題，貨物的動態和靜態工作要求需要堅固的托盤和平整的地面；

D.由于搬運設備的技術含量提高，使得窄通道貨架更安全，故障率更低；

E.窄通道貨架可達到 95%的貨位利用率，100%的貨物可實現任意揀選，50%的地面利用率和更高的空間利用率。

2.5 標準移動托盤貨架

標準移動托盤貨架底部有行走輪或驅動裝置，靠機械或人力驅動使其沿軌道橫向移動，適用于庫存品種多，出入庫頻率較低的倉庫，或庫存頻率較高，但可按巷道順序出入庫的倉庫。因為只需要一個作業通道，可大大提高倉庫面積的利用率。廣泛應用于辦公室存放文檔，圖書館存放檔案文獻，金融部門存放票據等，其結構特點如下：

A.緊密排列，全部封閉；

B.防塵、防光、防盜；

C.地面使用率高；

D.存取時間長 。

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構的基礎上，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車上推入，不需要叉車進入貨架內，后面的貨物會將前面的貨物往里面推，在取貨時，當外面的貨物被取走時，里面的貨物在重力的作用下臺車會自動滑下，后推式貨架儲存量大，空間利用率高，其使用性能及效率遠高于普通貨架，被廣泛使用于各個領域。后推式貨架結構特點如下：

A.由托盤小車等典型結構件組成，具有可流動性；

B.貨物遵循先進后出的順序；

C.叉車只要在與貨架通道水平較低的一端作業，無需進入貨架貨物存儲通道；

D.對貨物揀選要求不高的場合使用。

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貨物自身重力，使貨物能在存儲深度方向上運動存儲，常與流利裝置和輥道配合使用，存貨時，貨物從貨架斜面高端送入滑道，通過滑道輪滑下，取貨時從斜坡低端取出貨物，其后的貨物逐一向下滑動待取，貨物在每一條滑道中依次流入流出，因而不會漏撿。重力式貨架適用于易損貨物和大批量同品種、短時期儲存的貨物。重力式貨架結構特點：

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，而后來的貨物依次相接，達到儲存的目的，同時實現貨物先進先出，存取迅速方便；

B.適合大批量同類貨物的存儲，倉庫利用率極高，運營成本較低，但對通道物流布局有特殊要求；

C.單箱貨物重量輕；

D.如結合電子標簽、條碼系統，將是一個高效、迅速、準確的存儲系統。

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儲存系統，這種高效率的儲存方式是可有效提高倉庫空間的利用率。叉車無需要駛入貨架，由穿梭車在貨架軌道上往返行駛，穿梭車通過無線遙控操作使其運行，貨物的存取方式可以是先進先出或先進后出，作業方式靈活，貨物之間空隙小，取貨通道少，實現真正的高密度存儲。穿梭式貨架的特點：

A.高密度存儲，倉庫利用率高；

B.工作效率高，大大減少作業等待時間；

C.作業方式靈活，貨物的存取方式可以先進先出。

D.安全系數高，減少貨架與叉車的碰撞，提高安全生產率。

E.對照明要求相對低。

2.9 自動化立體貨架

自動化立體貨架由高層貨架，巷道堆垛機、出入庫輸送系統，自動化控制系統、計算機倉庫管理系統及其周邊設備組成。自動化立體貨架利用自動化存儲設備同計算機管理系統的協作來實現立體貨架的高層合理化，存取自動化，以及操作簡便化。自動化立體貨架主要由貨架，巷道式堆垛起重機（堆垛機）、入(出)庫工作站臺、調度控制系統以及管理系統組成。結合不同類型的倉庫管理軟件、圖形監控及調度軟件、條形碼識別跟蹤系統、搬運機器人、AGV小車、貨物分揀系統、堆垛機認址系統、堆垛機控制系統、貨位探測器等，可實現立體倉庫內的單機手動、單機自動、聯機控制、聯網控制等多種立體倉庫運行模式，實現倉庫貨物的立體存放、自動存取、標準化管理[2]。其主要特點有：

A.倉儲作業全部實現機械化和自動化；

B.采用高層貨架、立體存儲，有效利用空間，減少倉庫占地面積；

C.貨位集中，便于控制與管理，通過電子計算機，不但實現出入庫及分揀的自動控制，還可實現信息管理，數字化管理；

D.結構復雜，配套設備多，土建和設備投資成本高。

3 常用貨架性能對比

貨架形式 進出方式 優點 缺點 適用場合標準式托盤貨架 先進先出（FIFO） 成本低，通用性強，存取便捷。 存儲密度低，地面利用率低，空間利用率低。 普遍適用。雙深度貨架 先進后出（FILO） 貨位利用率高，巷道較少。 僅有50%即時存取，需配備前移式叉車不需要滿足先進先出場合，普遍適用。駛入式貨架 先進后出（FILO） 可存儲5-10個托盤深度，存儲量非常密集。存取慢，穩固性要求高，操作者在貨架內部的視野不夠開闊，光線不足。適合少品種、大批量的貨物儲存。適合存儲量大，針對托盤進出頻繁，對貨物揀選要求較高的倉庫。標準移動托盤貨架 先進先出（FIFO） 任意存取，高密集儲存，一組貨架僅需一條通道。窄巷道貨架 先進先出（FIFO） 任意存取，通道窄，存儲密集。需配置專用三向堆垛叉車，地面要滿足重型靜態動態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，金融部門存放票據等。后推式貨架 先進后出（FILO） 儲存量大，空間利用率高。 貨物遵循先進后出的順序。 適合對貨物揀選要求不高的場合。地面需安裝嵌入式導軌，存取速度慢，機電裝置多，維護困難。重力式貨架 先進先出（FIFO） 自重滑動，儲存密集。系數高。 需配備穿梭車并定期充電。 1500KG/托以下貨物普遍適用。自動化立體貨架 先進先出（FIFO） 全自動化，機械化，超高密度儲存，對輥輪有較高同心度要求，對托盤質量要求高，需定期維護保養。適用于易損貨物和大批量同品種、短時期儲存的貨物。穿梭車貨架 先進先出（FIFO） 高密度存儲，倉庫利用率高，安全倉庫利用率極高。 造價大，系統復雜，維護困難。普遍適用，特別適合品種數量大，實時存取場合。

4 案例分析

某工廠現有倉庫面積約7050m2，廠房可利用高度約10.3m，產品種類繁多，成品約500KG/托，倉儲要求在滿足成品貨物先進先出的情況下，實現倉儲能力最大化。因廠方資金壓力，不考慮自動化立體貨架。

4.1 貨架比選

經過上面必選，首先排除不能滿足先進先出的雙深度貨架、駛入式貨架、后推式貨架，移動托盤貨架因不宜存儲超過300KG/托貨物，故將其余的標準托盤貨架、窄巷道貨架、重力式貨架、穿梭車貨架進行方案比選。

因標準托盤式貨架儲存密度相對較低，考慮廠房局部不規則，將在四周及不規則區域布置少量標準托盤式貨架，主要對窄巷道貨架、重力式貨架、穿梭車貨架進行對比。

穿梭車貨架（少量標準貨架）布置圖：

重力式貨架布置圖：

窄巷道貨架布置圖：

通過設備圖布置分析，對比數據如下：

序號 貨架類型 成品托高（mm） 層數 貨架頂標高（mm）消防管道+噴淋占用標高（mm）托盤數（個）倉儲能力（托盤數）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

庫容利用率對比：

序號貨架形式車間面積（m2）可利用高度（m）托盤數量（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

成本對比：

序號 貨架形式 儲量（托） FIFO 總成本費用（萬元） 主要特性描述儲存方式簡便靈活，貨架成本低，儲存密度亦低。一次性投資成本較重力式貨架低，但運行費用較重力式貨架高（如穿梭車電費，電池定期更換費用等）。2 重力式 10944 √ 876 一次性投資成本較穿梭車貨架高，運行費用低。3 窄巷道 7580 √ 657 儲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 結論

綜合來看，每種倉儲貨架各具特點，每個貨架系統并不是獨立的，也可以結合起來同時使用，根據不同的物流方式，進出速度，貨物品種，進出量來選擇。不同工廠需按照各自的行業特點、倉儲貨物特性、空間儲存要求、場地區域規劃、機械搬運設備的使用等因素，來選擇性價比最好的，最適合的自身工廠的倉儲貨架。

社會分工是生產力發展的結果，又是促進生產力發展的動力。目前我國倉儲業的技術水平和功能重復的現狀，只有通過分工和專業化的發展才能得以改變。同時倉儲貨架行業在市場競爭中也只有通過專業化的發展，進一步提高倉儲貨架個性化的優勢。