導語：1990年前後，我有幸參與大(dà)百科全書(shū)詞條的(de)撰寫工作，“自動化(huà)立體庫”（以下(xià)簡稱立體庫）是我負責的(de)幾個(gè)詞條之一。當時(shí)爲了(le)寫好詞條，不知查閱了(le)多(duō)少資料。也(yě)是從那時(shí)起，我對(duì)立體庫有了(le)全新的(de)認識。

近30年來(lái)，作爲一個(gè)物(wù)流科技工作者，沒有一天真正離開過立體庫，這(zhè)也(yě)是一種緣分(fēn)。正好前天有同事說，立體庫不熟悉，希望我跟他(tā)們講講，于是有了(le)寫下(xià)來(lái)的(de)想法，以便更多(duō)的(de)人(rén)了(le)解立體庫。

        1. 設計

        現在我們所說的(de)自動化(huà)立體庫或自動化(huà)倉儲系統，其内含已經大(dà)大(dà)超出以前的(de)定義。簡單的(de)歸類，包括托盤式立體庫（AS/RS）和(hé)箱式立體庫（Miniload）。兩者之下(xià)，又分(fēn)别有很多(duō)子類，如：

        AS/RS：單深度立體庫、雙深度立體庫、密集存儲系統（又有多(duō)種形式）等。此外，還(hái)有托盤形式的(de)不同、貨架形式的(de)不同、軌道形式不同、控制形式不同以及堆垛機結構形式的(de)不同等，分(fēn)解出很多(duō)小類；

        Miniload：單深度，雙深度，多(duō)層穿梭車系統，4向穿梭車系統等；

        進一步細分(fēn)的(de)種類和(hé)形式還(hái)有很多(duō)，爲了(le)簡化(huà)，這(zhè)裏并不想一一列舉。否則的(de)話(huà)，要寫一本書(shū)才能說清楚。以下(xià)的(de)叙述也(yě)都是以簡單的(de)AS/RS爲主，偶爾會說一下(xià)其他(tā)的(de)内容。

        構成一個(gè)立體庫的(de)主要設備和(hé)系統包括：貨架系統（貨架、巷道設備、平台等），堆垛機系統、輸送機系統、托盤、網絡和(hé)信息系統等。此外還(hái)有配套的(de)叉車、标牌、護欄等。

        從設計者角度考慮，立體庫也(yě)許隻是一個(gè)物(wù)流系統的(de)一部分(fēn)，這(zhè)時(shí)應考慮的(de)是整體的(de)位置以及配套的(de)系統，包括收貨系統、發貨系統、儲存區(qū)、揀選區(qū)、包裝區(qū)、分(fēn)揀區(qū)等。當然，選擇什(shén)麽樣的(de)存儲形式非常關鍵。

        托盤：以前的(de)托盤設計成爲立體庫設計的(de)重要内容。經過多(duō)年的(de)演變，目前很多(duō)情況下(xià)建議(yì)采用(yòng)标準托盤（1200*1000*150mm）。當然，這(zhè)一規定并不是不可(kě)以更改。

 圖1 一項設計比看到的(de)工作要多(duō)得(de)多(duō)

        單深度還(hái)是雙深度：采用(yòng)雙深度的(de)情況其實并不多(duō)，雙深度除了(le)在特定情況下(xià)會有15~25%左右的(de)庫存提升外，其限制很多(duō)。有些設計人(rén)員(yuán)津津樂(yuè)道地采用(yòng)雙深度立體庫，如果不做(zuò)精确的(de)分(fēn)析，往往會達不到目的(de)。

        在選擇什(shén)麽樣的(de)技術時(shí)，關鍵指标是庫存、效率和(hé)成本。這(zhè)三個(gè)指标并不是絕對(duì)的(de)。有時(shí)對(duì)庫存要求高(gāo)，而沒有效率問題；有時(shí)則是效率和(hé)成本成爲關鍵。此外，還(hái)要考慮适用(yòng)性，不能張冠李戴。

        以下(xià)幾項是設計階段的(de)關鍵：

        （1） 基礎數據

        設計是以基礎數據爲依據的(de)。任何設計，離開基礎數據就沒有意義，也(yě)無法判斷設計的(de)優劣。很多(duō)設計人(rén)員(yuán)不理(lǐ)解這(zhè)一點，一上來(lái)就畫(huà)圖，結果一無是處。

        基礎數據中最關鍵的(de)是庫存、收發貨量、拆零量、工作時(shí)間、SKU數量等。一般這(zhè)些數據要以曆史數據或同行數據作爲參考。越準确的(de)基礎數據，設計越合理(lǐ)。

        （2）載荷

        基礎承載能力（包括地面和(hé)樓面）：應按照(zhào)規範進行計算(suàn)，而不是随意确定。

        貨架承載能力（地震載荷是重點）：運用(yòng)有限元法進行力學分(fēn)析是必要的(de)，尤其是地震載荷的(de)确定，非常關鍵。

        （3）層高(gāo)

        層高(gāo)有好幾個(gè)概念，如樓層高(gāo)度，貨架每層高(gāo)度等，這(zhè)裏僅指貨架層高(gāo)。

        層高(gāo)很簡單，對(duì)一個(gè)新手或非專業人(rén)員(yuán)，卻往往容易發生錯誤。對(duì)單深度堆垛機而言，層高(gāo)包括橫梁h1、托盤h2、貨物(wù)h3、存取空間h4、安全空間h5，此外還(hái)有底層高(gāo)度和(hé)頂層高(gāo)度。如果沒有對(duì)堆垛機進行深入了(le)解，确定層高(gāo)不是一件容易的(de)事情。若對(duì)雙深度而言，層高(gāo)還(hái)有更加複雜(zá)的(de)規定。

        還(hái)有一點也(yě)要注意，組合式貨架一般是有固定節距限制的(de)。

        （4）庫前區(qū)和(hé)庫後區(qū)

        要确定庫前區(qū)和(hé)庫後區(qū)的(de)尺寸，首先要對(duì)堆垛機的(de)結構有充分(fēn)了(le)解，很多(duō)人(rén)對(duì)此一頭霧水(shuǐ)。如果是一個(gè)沒有經驗的(de)設計者，最好參考一下(xià)别人(rén)的(de)設計。

        正确理(lǐ)解庫前區(qū)和(hé)庫後區(qū)，還(hái)要了(le)解維修區(qū)的(de)要求。

        （5）效率

        堆垛機的(de)效率是可(kě)以計算(suàn)的(de)，FEM9.851标準給出了(le)計算(suàn)方法。但對(duì)雙深度而言，計算(suàn)會複雜(zá)一些。

        堆垛機的(de)效率是一個(gè)關鍵因素，但要正确認識如何提高(gāo)效率并不容易。有些設計人(rén)員(yuán)沒有經驗，往往隻注重某一個(gè)指标而忽視其他(tā)指标。有時(shí)計算(suàn)的(de)結果往往出乎意料。

        （6）輸送系統

        輸送機作爲外圍配套設施，其設計往往比立體庫本身還(hái)要重要和(hé)複雜(zá)，其難度也(yě)大(dà)一些。輸送機采用(yòng)的(de)技術有很多(duō)，除了(le)傳統的(de)輸送機以外，現在廣泛使用(yòng)的(de)還(hái)有穿梭車、環形穿梭車、AGV等。無論采用(yòng)什(shén)麽技術和(hé)設備，都要對(duì)其應用(yòng)場(chǎng)合和(hé)技術要求了(le)解清楚。

        輸送機系統的(de)設計還(hái)要考慮效率的(de)匹配。有時(shí)，采用(yòng)什(shén)麽樣的(de)輸送形式和(hé)輸送速度，對(duì)于輸送系統的(de)效率有非常大(dà)的(de)影(yǐng)響。

        （7）消防分(fēn)區(qū)問題

        消防分(fēn)區(qū)對(duì)立體庫的(de)設計産生了(le)很大(dà)影(yǐng)響。對(duì)于丙II類物(wù)料而言，帶自動噴淋的(de)分(fēn)區(qū)面積爲3000平方米，而一個(gè)全自動的(de)倉庫其限制爲12000平方米。這(zhè)就是爲什(shén)麽立體庫不能建得(de)很大(dà)的(de)原因之一。在設計階段，如何充分(fēn)運用(yòng)消防規範非常重要。

        立體庫的(de)設計參數還(hái)有很多(duō)。作爲一個(gè)專業設計人(rén)員(yuán)，最重要的(de)是要做(zuò)到平衡和(hé)适用(yòng)。平衡就是各個(gè)設計指标要本一緻，不要有的(de)指标過高(gāo)，有的(de)過低。過高(gāo)的(de)指标會造成浪費，過低的(de)指标會影(yǐng)響整個(gè)系統的(de)能力，也(yě)是一種浪費。适用(yòng)就是所采用(yòng)的(de)技術是恰當的(de)，不要爲應用(yòng)而應用(yòng)。初期的(de)設計者，對(duì)立體庫的(de)适應場(chǎng)合不甚了(le)解，出現誤用(yòng)的(de)情況很多(duō)。量體裁衣，因地制宜，才能恰如其分(fēn)。

        2. 采購(gòu)、生産和(hé)安裝

        從一個(gè)集成商的(de)角度看，很多(duō)設備需要采購(gòu)，隻有部分(fēn)設備需要自己生産。無論是采購(gòu)還(hái)是自己生産，質量的(de)要求是一緻的(de)。

        貨架系統：首先，貨架要經過力學有限元計算(suàn)、結構要合理(lǐ)、工藝水(shuǐ)平要達到要求、表面塗層厚度符合要求、顔色均勻、加工精度要符合規範。而從采購(gòu)者角度看，材料（主要是立柱和(hé)橫梁）要符合要求。如何确定材料符合要求？除了(le)要對(duì)采購(gòu)單進行鑒定外，重要項目還(hái)要對(duì)材料物(wù)理(lǐ)性能進行檢測。此外，貨架的(de)安裝非常重要，除按照(zhào)設計要求進行安裝外，對(duì)安裝結果應進行檢查。

        比較重要的(de)安裝問題有如下(xià)幾個(gè)：

        （1） 基礎預埋問題

        很多(duō)情況下(xià)基礎預埋不符合要求，除了(le)在安裝過程中進行監督指導外，發現問題及時(shí)糾正似乎是比較節約的(de)辦法。一旦返工，質量往往不如人(rén)意，而成本也(yě)會增加，工期也(yě)會延長(cháng)。

        （2 ）安裝基準

        貨架的(de)安裝基準非常重要。要在建築施工時(shí)就确定基準，目前國内很多(duō)項目都沒有這(zhè)麽做(zuò)，導緻了(le)一些問題的(de)發生。

        （3 ）安全銷

        很容易忽視的(de)問題是橫梁的(de)安全銷。很多(duō)事故的(de)發生也(yě)是安全銷所引起。此外，還(hái)有橫梁前後的(de)高(gāo)度出現問題的(de)情況也(yě)累見不鮮。因此，在安裝結束時(shí)，仔細檢查安全銷和(hé)橫梁高(gāo)度是非常必要的(de)。安裝人(rén)員(yuán)更要養成好習(xí)慣，避免犯不必要的(de)錯誤。

        （4 ）軌道連接

        軌道連接是安裝中的(de)重要問題，很多(duō)連接不好的(de)軌道不僅影(yǐng)響使用(yòng)，未來(lái)還(hái)會有斷裂的(de)隐患。

        （5 ）接地

        貨架要求接地，防止靜電對(duì)設備的(de)損壞。這(zhè)一點也(yě)非常重要。

圖2立體庫成品圖

        堆垛機（AS/RS）：作爲立體庫的(de)關鍵設備之一，堆垛機至關重要。工藝要合理(lǐ)、電機與減速器品牌型号要符合要求、安全措施要全面、定位方式要符合要求。對(duì)堆垛機的(de)安裝檢查是一項非常專業的(de)工作。作爲一項安裝檢驗，重點還(hái)應該在外觀檢查、主要零部件型号、安全防護裝置、設備功能演示、速度、定位方式、定位精度、作業能力、噪音(yīn)等多(duō)方面内容進行逐一檢查和(hé)測試。

        輸送機：要符合總體設計要求。包括表面工藝、電機與控制系統、安全措施等。安裝檢查包括對(duì)安裝外觀的(de)檢查、輥道表面是否平整、主要零部件是否符合要求以及設備功能是否齊全等。

        托盤：符合設計要求，包括整體尺寸、闆厚。此外，承載實驗應達到要求。托盤雖然簡單，但數量大(dà)，要做(zuò)到每一個(gè)托盤均符合要求并不容易，托盤對(duì)立體庫的(de)正常運行影(yǐng)響很大(dà)。

        對(duì)一個(gè)現場(chǎng)經理(lǐ)來(lái)說，制定安裝計劃、協調到貨計劃、确認安裝工藝的(de)可(kě)行性和(hé)安全性以及檢查安裝質量是非常重要的(de)。

        對(duì)設備的(de)質量檢查和(hé)安裝檢查，要出具正式的(de)結果文件，以備未來(lái)系統驗收之用(yòng)。