企业仓储立体货架的应用管理探究

李爱平

（中国石化润滑油有限公司荆门分公司，湖北 荆门 448002）

中国石化下属某单位主要生产润滑油包装油，在B厂房内安装了2条生产包装油生产线，1条4升线，1条1升线，中间空隙可以用做包装物存放，由于生产量增加，新增加1条1升包装油生产线，包装物无存放地，包装油产品存放地点也不足，在周围也没有可以建设库房的场地。为了满足生产需要，确定在相距B厂房200米左右的A厂房，利用A厂房的空高建设立体库房。

1 货架在厂房的应用

A厂房是2008年建成使用的轻钢结构大跨度厂房，长度100米，宽度66米，厂房中间可用高度9.3米，两边可用高度8.6米，南面30米是2条20升4条200升生产线，北面70米是库房。

存货单元基本情况，1升线产品：带托盘高度1400mm，总重594kg，20升线产品：带托盘的高度为1220mm，总重660kg，200升线产品：带托盘的高度为1020mm，总重840kg，加上货架本身的重量，确定统一的货架单元参数：高度1400mm，重量1000kg，托盘1200×1200。

由于整个库房区域有4620平方米，库房原有安排是考虑了包装油出库的便利性和产品在库房内的周转率高低等因素，中间20米为20升包装油库存区域，按2层码放，两边各19米为200升桶包装油存放区域，按3层码放。中间各4米为叉车通道，经过长期使用，这种安排是比较合理的。选择立体库房建设在中间20米区域也是比较合适。货架区域内地面承载情况，货架所在的区域内必须能够承载所有货物及货架的重量，并且有一定的余量，通过计算每个货架面积1.35×1.3=1.755平方米，载重约5吨，因此地面承载力必须大于2.85吨/平方米。区域内地面下层是粉质黏土碾压而成，经过10年沉降，地质勘探耐压力为248kPa，就是每平方米可承压24.8吨。远大于实际承载力2.85吨/平方米。因此地面承载没有问题。地面上层铺装150mm厚混凝土更是增加了其承载能力，因此该区域承载力是足够的。特别要强调的是如果是在楼房内建设立体货架，其楼面承载能力一定要进行核算。

2 对立体货架型式的选择

立体货架型式多样，主要有以下三种。

（1）单元货架仓库：这种形式的仓库使用最广，通用性也较强。其特点是货架沿仓库的宽度方向分成若干排，每两排成一组，其间有一条巷道，用堆跺机或其他仓储机械作业。每排货架沿长度方向分成若干列，沿垂直方向分成若干层，从而形成大量的货格，用以储存货物单元(一个货盘或一个货箱)。

（2）贯通式货架：与单元式仓库相比，取消各排货架之问的巷道，将货架合并在一起，使同一层同一列的货架贯通，形成能一次存放许多货物单元的通道，而在另一端由出库起重机取货。根据货物单元在通道内移动方式的不同，贯通式仓库又可进一步划分为重力货架式仓库和穿梭小车式货架仓库。

（3）循环货架仓库：这种仓库的货架，本身是一台垂直提升机或在水平面内沿环行路线来回运行的输送机。前者可以在垂直方向存取货物，后者在平面内存取或拣选货物。

3 对货架立柱的选择

货架立柱在仓储货架中起着支撑的作用，随着货架高度的增加、层数增多，立柱受载大，且大多采用冷弯冲孔薄壁型钢，本身残存一定的加工应力，实际的受力情况也比较复杂，因此立柱的设计选用成为整个货架系统的关键，直接关系到结构的安全性和使用的经济性。货架立柱是可拆卸式货架的终极受力支承部件，货架立柱选用是依据货架高度，货架层数，以及货位尺寸和单元载重量及货架材料性能进行选取，目前各个生产厂家已将其形成系列，如T1000货架等。

4 货架加工及安装要求

（1）立柱系统技术指标。①立柱全长调节孔距累计误差不大于±1mm，相临孔距误差小于0.02mm；②货架全高尺寸极限偏差不大于±2mm；③立柱片弯曲误差小于L/1000mm；④立柱与安装地面垂直偏差小于L/1000mm；⑤柱片安全系数大于1.92。

（2）横梁系统技术指标。①横梁长度尺寸误差小于0.5mm；②横梁装配后两端高低误差小于2mm；③货架横梁达到要求的最大承载时，横梁挠度不大于L/250安全系数不小于1.65。

（3）导轨技术指标。①导轨的直线度：每3米≤±1mm，且总长范围内≤±2mm；②导轨截面扭曲度：每2米≤±1mm，且总长范围内≤±2mm；③在同一截面方向内，两导轨的高度误差在3mm以内；④两导轨的垂直面误差在+1～2mm；⑤端头板（导轨连接板和末端挡板）不能干涉小车的运行；⑥导轨对接位置处的滑行面和侧面应保持光滑；⑦（20℃时）导轨的自由间隙在0.5～1.5m。

5 立体货架的运行

上货：将穿梭车用叉车放入需要放置货物的通道边，将货物放置在穿梭车上，穿梭车通过顶升起载货物，通过自动或手动遥控穿梭车搭载货物运行到货位上再放下货物到货位上，穿梭车再运行到起始位置上，完成一个循环。货物放满一列后再用叉车移动穿梭车到另外一列空货位上。卸货：将穿梭车用叉车放入需要卸货的通道边，开启手动或自动遥控装置，穿梭车寻找货物，通过顶升装置起载货物，运行到通道边时，顶升装置放下货物，货物由叉车取走，完成一个循环。

6 存在的主要问题

由于投资不足，本次立体货架选用的半自动货架，并且只在中间部分建立了货架，通过一段时间的运行，主要存在的问题有。①高位叉车上下货物，速度较慢，另外货物在叉车举高时不容易平衡，易倾倒，容易造成人员伤害和货物损坏，安全风险高；②众多高位叉车、叉车在库房内运行，容易造成碰撞等交通事故；③由于没有东西通道，在厂房东西面的200升桶货物进行配货时，叉车需要较大的绕行距离。增加了运行成本。

7 针对问题解决方案

（1）引入相当于一个智能机器人的智能四向穿梭车，通过无线网与WMS（仓库管理系统）系统连接，智能控制等多功能于一体的智能搬运设备；智能四向穿梭车通过电脑控制在提升机、货物巷道、交叉轨道上运行装卸货物。目前探测货位一般是扫二维码进行导航，先进的也有用激光导航。

（2）需要做的设备设施改造。①调整这个货架高度方向上的间距，由于货架是活动的，间距可以按75mm一个档位进行高度调整，一层、二层主要放置200升桶包装油产品，而高度为1020mm与1400mm差380mm，因此可以调低300mm，间距为1500mm，三层主要放置20升桶装产品，高度为1220，与1400差180，可以调低225mm，四层、五层做1升、4升产品库，保持间距不变，调整后货位需求总高8175mm，留300mm地脚调整高度，货架总高8475，小于库房在最低处高度8.6米，满足基本高度要求，可以建5层货架，因此原有货架全部按此高度调整；②由于四向穿梭车的高度和宽度与现有穿梭车有小的差别，现有的轨道及支撑要全部更换做适应性调整；③建立三条交叉轨道用于四向车运行和转向，目前考虑是三条，在具体实施过程中如果由于货物周转率高，可能要有6条交叉轨道；④4台提升机，2台上货，2台出货。长远看需要6台提升机；⑤计算机管理控制系统。

8 自动化立体仓库的作用

自动化立体仓库一般由高层货架、仓储和机械设备、建筑以及控制和管理设施组成。自动化仓库设备和装卸设备，一般都是由电力驱动，可以手动或自动地控制，从一个到另一个输送货物的集约系统，必须有高的可靠性。立体仓库，只有一组输送机系统，失败的事件将会使整个仓库工作受到影响。因此，要求输送系统中的设备各个方面是可靠的耐用的、且易于维护。

9 结语

自动化立体仓库的优点是利用仓库的垂直空间，其单位面积存储量远远大于普通的单层仓库(一般是单层仓库的4～7倍)，仓库作业全部实现机械化和自动化，节省人力、减少劳动力费用的支出，提高作业效率，计算机进仓储管理，可以方便地做到“先进先出”，防止货物老化生锈，避免货物丢失。货位集中使用电子计算机便于控制与管理，实现自动控制作业。在适应黑暗、低温、有毒等特殊环境下通过计算机控制货物自动出入库，无需人为操作，提高人员安全性。