仓储货架分析对比及选型

袁佳多

仓储货架，顾名思义是用于仓储行业对物品的存储和管理。仓储的核心功能，其一是最大量储存，以大量储存能力获得仓储利益，其二则是快速流通，货物经过快速流通以获得进出装卸利益。一个合理的仓库首先得视其定位，来决定仓储货架的方式。任何一种型态的仓储，货架均是最重要的设备。仓储空间做最大效益的运用，货架作为物流环节中最基本的仓储设备，可实现对物料库区、库位分类管理和储存空间的利用。货架一般以单元存储为主，充分利用场地的高度，使储存更合理化、整齐化、高效化。货架选型时，需要考虑仓储物料的特征、仓储物流作业要求、空间储存要求、场地区域规划、机械搬运设备的使用等因素，在规格选型时还需要考虑承重要求和储存货物器具（如托盘、容器）的规格尺寸，综合上述因素，以选择适合不同行业、不同工厂的仓储货架，实现工厂仓库利用率最大化、最合理化。

1 货架分类

货架是一种架式结构物，可充分利用仓库空间，提高库容利用率，扩大仓库储存能力。确保货架中的货物互不挤压，货物损耗小，可完整保证货物本身的功能及完整性，减少货物的损失。且仓储货架，存取方便，便于清点及统计，部分货架还可实现先进先出。仓储货架还可保证存储货物的品质，可以通过采取防潮、防尘、防盗、防破坏等措施，提高货物存储质量。部分新型货架的结构及功能还将有利于实现仓库的机械化及自动化管理。货架系统的分类有以下几种分法：按货架每层承载重量

（1）轻型货架：每层载重量不大于300kg；

（2）中型货架：每层载重量为300～600kg；

（3）重型货架：每层载重量在600kg以上。按货架的固定形式

（1）固定型货架：托盘式、驶入式、重力式、后推式、抽屉式等；

（2）移动型货架：密集移动储物柜、重型托盘式移动货架、水平旋转式货架、重直旋转式货架。按货架整体结构形式

（1）焊接式货架；

（2）组合式货架：库架合一式货架、库架分离式货架。库架合一式货架系统和建筑物屋顶等构成一个不可分割的整体，由货架立柱直接支撑屋顶荷载，在两侧的柱子上安装建筑物的围护（墙体）结构；库架分离式货架则是货架系统和建筑物为两个单独的系统，互相之间无直接连接，库架分离式货架比较常用。

2 常用货架性能分析

一般情况下，仓储货架系统根据其主要特点及应用环境，工厂较为普遍使用的主要有以下几种：标准式托盘货架、双深度货架、驶入式货架、窄巷道货架、标准移动托盘货架、后推式货架、重力式货架、穿梭车货架、自动化立体货架。

2.1 标准式托盘货架

标准托盘式货架又称横梁式货架，是国内的各种仓储货架中最为常见一种货架形式，也是所有托盘存储设备系统中结构最简单、设备造价成本最低的货架系统，而且安装、调试方便。标准托盘式货架可对仓储中每一托盘进行自由任意拣选。它是以立柱加横梁形式的全组装结构，可满足不同单元集装设备形式的货物存储，其主要结构特点如下：

A.能充分利用仓库高度(货物置放高度可接近仓库全高)；

B.横梁方便调整、满足不同托盘货物高度；

C.能适合多种叉车设备；

D.对地面要求低，普通标准地面就可满足10米以下高度货架要求；

E.首层托盘可以直接放在地面上，节省横梁，方便直接使用托盘车搬运;

F.适配性好，可以适用各种类型的单元货物；

G.货位利用率高，可达95%，同时可100%实现货物出入库。

2.2 双深度货架

双深度货架又称双深位货架，是由重型横梁式货架衍生而成，结构简单，储存量较大。双深度式货架需要使用加装伸缩叉的前移式叉车，单边货架满足两个托盘深，而中间位置背靠货架有四个托盘深，这样在同样的通道宽度上增加了货架的排数，同时也影响了货物存取的可选择性。由于改装伸缩叉的叉车的特殊性，在载荷的限制下，货物一般不超1000kg，货架高度一般小于9米。双深度货架结构特点：

A.由于通道宽度与货架深度比的变式化，双深度式货架地面利用率要比托盘式货架高；

B.通常作业时，叉车司机需遵从一个由外到里或由里到外的取货顺序；

C.货位利用率高，可达90%，但同时货物拣选率低，只有50%；

D.原则上为了安全和效率，底层托盘要离开地面，增加底横梁；

E.需使用特制的带伸缩叉的专用叉车；

F.需有多个托盘的同类产品，以便提高作业效率。

2.3 驶入式货架

驶入式货架也称为贯通式货架或通廊式货架。驶入式货架适合存储批量大、品种少的货物，叉车可进入货道内存储货物，储存密度大，但是存取性差，不易做到先进先出，适合周期性批量作业及运转仓库使用。驶入式货架结构特点如下：

A.导轨高度方便调整，满足不同托盘货物的高度要求；

B.货物存放一般以托盘为单元进行储存，叉车可直接驶入货道内存取物料；

C.能充分利用仓库面积，储存密度高，货架最高可达10 米左右，适合少品种、大批量的货物储存。

2.4 窄巷道货架

窄巷道货架又称为窄通道货架，需配备专用三向堆垛叉车，由于三向堆垛车叉车可以左右两面在很窄的通道作业，使得窄通道货架有着很高的空间利用率和任意拣选的特征，但是窄通道货架要求很平整的地面、规整的货物及规则的外形尺寸，以及货物定位管理系统和叉车作业的地面导向装置和系统各部分的有效衔接。窄巷道货架结构特点：

A.地面需安装自动导向装置；

B.由于使用三向堆垛叉车，行驶速度快，作业效率很高，叉车可升高到 14 米左右；

C.须考虑防火和防震问题，货物的动态和静态工作要求需要坚固的托盘和平整的地面；

D.由于搬运设备的技术含量提高，使得窄通道货架更安全，故障率更低；

E.窄通道货架可达到 95%的货位利用率，100%的货物可实现任意拣选，50%的地面利用率和更高的空间利用率。

2.5 标准移动托盘货架

标准移动托盘货架底部有行走轮或驱动装置，靠机械或人力驱动使其沿轨道横向移动，适用于库存品种多，出入库频率较低的仓库，或库存频率较高，但可按巷道顺序出入库的仓库。因为只需要一个作业通道，可大大提高仓库面积的利用率。广泛应用于办公室存放文档，图书馆存放档案文献，金融部门存放票据等，其结构特点如下：

A.紧密排列，全部封闭；

B.防尘、防光、防盗；

C.地面使用率高；

D.存取时间长 。

2.6 后推式货架

后推式货架也称压入式货架，后推式货架在重量型货架整体结构的基础上，在横梁上安装具有倾角的道轨和小车，托盘放在小车上依次被推入货架中，叉车只要在外部将货物或料箱置于台车上推入，不需要叉车进入货架内，后面的货物会将前面的货物往里面推，在取货时，当外面的货物被取走时，里面的货物在重力的作用下台车会自动滑下，后推式货架储存量大，空间利用率高，其使用性能及效率远高于普通货架，被广泛使用于各个领域。后推式货架结构特点如下：

A.由托盘小车等典型结构件组成，具有可流动性；

B.货物遵循先进后出的顺序；

C.叉车只要在与货架通道水平较低的一端作业，无需进入货架货物存储通道；

D.对货物拣选要求不高的场合使用。

2.7 重力式货架

重力式货架又称流利式货架，重力式货架是利用存储货物自身重力，使货物能在存储深度方向上运动存储，常与流利装置和辊道配合使用，存货时，货物从货架斜面高端送入滑道，通过滑道轮滑下，取货时从斜坡低端取出货物，其后的货物逐一向下滑动待取，货物在每一条滑道中依次流入流出，因而不会漏捡。重力式货架适用于易损货物和大批量同品种、短时期储存的货物。重力式货架结构特点：

A.利用货物自重，通过有斜度的流利条从货架的入口端输至出口端，而后来的货物依次相接，达到储存的目的，同时实现货物先进先出，存取迅速方便；

B.适合大批量同类货物的存储，仓库利用率极高，运营成本较低，但对通道物流布局有特殊要求；

C.单箱货物重量轻；

D.如结合电子标签、条码系统，将是一个高效、迅速、准确的存储系统。

2.8 穿梭车货架

穿梭式货架是由货架、穿梭车以及叉车组成的高密度半自动储存系统，这种高效率的储存方式是可有效提高仓库空间的利用率。叉车无需要驶入货架，由穿梭车在货架轨道上往返行驶，穿梭车通过无线遥控操作使其运行，货物的存取方式可以是先进先出或先进后出，作业方式灵活，货物之间空隙小，取货通道少，实现真正的高密度存储。穿梭式货架的特点：

A.高密度存储，仓库利用率高；

B.工作效率高，大大减少作业等待时间；

C.作业方式灵活，货物的存取方式可以先进先出。

D.安全系数高，减少货架与叉车的碰撞，提高安全生产率。

E.对照明要求相对低。

2.9 自动化立体货架

自动化立体货架由高层货架，巷道堆垛机、出入库输送系统，自动化控制系统、计算机仓库管理系统及其周边设备组成。自动化立体货架利用自动化存储设备同计算机管理系统的协作来实现立体货架的高层合理化，存取自动化，以及操作简便化。自动化立体货架主要由货架，巷道式堆垛起重机（堆垛机）、入(出)库工作站台、调度控制系统以及管理系统组成。结合不同类型的仓库管理软件、图形监控及调度软件、条形码识别跟踪系统、搬运机器人、AGV小车、货物分拣系统、堆垛机认址系统、堆垛机控制系统、货位探测器等，可实现立体仓库内的单机手动、单机自动、联机控制、联网控制等多种立体仓库运行模式，实现仓库货物的立体存放、自动存取、标准化管理[2]。其主要特点有：

A.仓储作业全部实现机械化和自动化；

B.采用高层货架、立体存储，有效利用空间，减少仓库占地面积；

C.货位集中，便于控制与管理，通过电子计算机，不但实现出入库及分拣的自动控制，还可实现信息管理，数字化管理；

D.结构复杂，配套设备多，土建和设备投资成本高。

3 常用货架性能对比

货架形式 进出方式 优点 缺点 适用场合标准式托盘货架 先进先出（FIFO） 成本低，通用性强，存取便捷。 存储密度低，地面利用率低，空间利用率低。 普遍适用。双深度货架 先进后出（FILO） 货位利用率高，巷道较少。 仅有50%即时存取，需配备前移式叉车不需要满足先进先出场合，普遍适用。驶入式货架 先进后出（FILO） 可存储5-10个托盘深度，存储量非常密集。存取慢，稳固性要求高，操作者在货架内部的视野不够开阔，光线不足。适合少品种、大批量的货物储存。适合存储量大，针对托盘进出频繁，对货物拣选要求较高的仓库。标准移动托盘货架 先进先出（FIFO） 任意存取，高密集储存，一组货架仅需一条通道。窄巷道货架 先进先出（FIFO） 任意存取，通道窄，存储密集。需配置专用三向堆垛叉车，地面要满足重型静态动态承载和超平整及耐磨要求。适合办公室存放文档，图书馆存放档案文献，金融部门存放票据等。后推式货架 先进后出（FILO） 储存量大，空间利用率高。 货物遵循先进后出的顺序。 适合对货物拣选要求不高的场合。地面需安装嵌入式导轨，存取速度慢，机电装置多，维护困难。重力式货架 先进先出（FIFO） 自重滑动，储存密集。系数高。 需配备穿梭车并定期充电。 1500KG/托以下货物普遍适用。自动化立体货架 先进先出（FIFO） 全自动化，机械化，超高密度储存，对辊轮有较高同心度要求，对托盘质量要求高，需定期维护保养。适用于易损货物和大批量同品种、短时期储存的货物。穿梭车货架 先进先出（FIFO） 高密度存储，仓库利用率高，安全仓库利用率极高。 造价大，系统复杂，维护困难。普遍适用，特别适合品种数量大，实时存取场合。

4 案例分析

某工厂现有仓库面积约7050m2，厂房可利用高度约10.3m，产品种类繁多，成品约500KG/托，仓储要求在满足成品货物先进先出的情况下，实现仓储能力最大化。因厂方资金压力，不考虑自动化立体货架。

4.1 货架比选

经过上面必选，首先排除不能满足先进先出的双深度货架、驶入式货架、后推式货架，移动托盘货架因不宜存储超过300KG/托货物，故将其余的标准托盘货架、窄巷道货架、重力式货架、穿梭车货架进行方案比选。

因标准托盘式货架储存密度相对较低，考虑厂房局部不规则，将在四周及不规则区域布置少量标准托盘式货架，主要对窄巷道货架、重力式货架、穿梭车货架进行对比。

穿梭车货架（少量标准货架）布置图：

重力式货架布置图：

窄巷道货架布置图：

通过设备图布置分析，对比数据如下：

序号 货架类型 成品托高（mm） 层数 货架顶标高（mm）消防管道+喷淋占用标高（mm）托盘数（个）仓储能力（托盘数）2400 4 10300 400 1504 1 穿梭车货架11008 2200 4 10260 400 9504 2 重力式货架 2200 4 10385 400 10944 10944 3 窄巷道货架 2300 4 10100 400 7580 7580

库容利用率对比：

序号货架形式车间面积（m2）可利用高度（m）托盘数量（垛）单层托盘面积（m2）托盘平均高度（m）托盘货物体积（m3）面积利用率（%）容积利用率（%）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 穿梭车 7050 10.2603302

成本对比：

序号 货架形式 储量（托） FIFO 总成本费用（万元） 主要特性描述储存方式简便灵活，货架成本低，储存密度亦低。一次性投资成本较重力式货架低，但运行费用较重力式货架高（如穿梭车电费，电池定期更换费用等）。2 重力式 10944 √ 876 一次性投资成本较穿梭车货架高，运行费用低。3 窄巷道 7580 √ 657 储存量较穿梭车及重力式货架均低，需配备三向堆垛叉车。1 穿梭车 11008 √ 308

5 结论

综合来看，每种仓储货架各具特点，每个货架系统并不是独立的，也可以结合起来同时使用，根据不同的物流方式，进出速度，货物品种，进出量来选择。不同工厂需按照各自的行业特点、仓储货物特性、空间储存要求、场地区域规划、机械搬运设备的使用等因素，来选择性价比最好的，最适合的自身工厂的仓储货架。

社会分工是生产力发展的结果，又是促进生产力发展的动力。目前我国仓储业的技术水平和功能重复的现状，只有通过分工和专业化的发展才能得以改变。同时仓储货架行业在市场竞争中也只有通过专业化的发展，进一步提高仓储货架个性化的优势。