货架系统在冷库中的应用

现代企业越来越重视产品在运输过程中的控温环节，云顶从仓储设备到搬运辅助，从物流容器到蓄冷产品等等方面入手，通过货架系统在冷库中的规划、设计及应用，为企业提高冷库中作业效率及冷库利用率提供了有效可行的解决方案。
冷链物流是指保持新鲜食品及冷冻食品等产品的品质，使其从生产到消费过程中，始终处于低温状态，而配备专门设备的物流网络，主要包含生产、存储、运输、销售、配送等几大环节。随着制冷技术和居民对食品安全要求的不断提高，近年来，中国冷链物流呈快速增长的势头，已经成为物流行业中发展最快、最具活力的领域之一。
冷库的建设和维护成本高，整个仓储和配送中的运营成本高等问题，是企业关注的焦点，也是制约冷链物流发展的关键因素。为提高冷库的利用效率，货架系统在冷库的整体规划和布局中起到了至关重要的作用。
冷库中常用的货架系统
为提高冷库单位面积和空间的利用率，降低日常运营的能耗，以下几种冷库货架系统开始得到广泛应用。
贯通式货架（又称驶入式货架）：此类货架投资成本较低，货架通道与叉车作业通道合一，仓库面积和空间利用率较高，存量较大。在货架同一通道内适合存放大批量、少品项、进出库频率低的物品，或同一通道内的物品为同批次出库物品，是典型的先进后出。当品项较多且每一品项存量不大时，不适合使用贯通式货架。
穿梭车式货架：此类货架类似于贯通式货架，可与穿梭车搭配使用，货架通道与存储设备（穿梭车）的作业通道合一，叉车只在货架两端部向货架装卸货品，由穿梭车将托盘货品从入库端运至出库端。能满足先进先出的要求，叉车不需到通道内存取货物，安全性高，作业效率较贯通式货架高。
后推式货架：后推式货架集中了贯通式货架和重力式货架的优点。叉车通过推送完成入库作业，只需要在货架前端工作，为先进后出的存储方式。存量较大，既适用于以存储型为主，又适合物流作业比较频繁的冷库，物流作业效率较高。投资成本较贯通式货架高，较穿梭车式货架低。
双深度货架：双深度货架类似横梁式托盘货架，但在货架的深度方向可储存二个货位。在同样的空间内少一部分通道，能提高存储量。先进后出，须使用价格很高的双深度叉车。
窄巷道式（VNA）货架：采用窄巷式叉车（又称三向叉车）在巷道内向二侧窄巷式货架存、取托盘货品。窄巷式（VNA）叉车的货叉具有三向旋转和侧移功能，因此在通道内提存托盘货品时叉车不需直角转弯，叉车作业通道一般仅需1300mm，货架高度可做到15m。因此，仓库面积、空间利用率为最高。
企业应根据冷库的库存容量、存放货物的品项数、入出货物的频率等选择适合的货架产品，方可实现投资和运营的低成本、作业的高效率、作业的安全运行等目标，提高冷链仓储的效益。
货架系统在冷库中的合理规划与布局
1．提高冷库的空间利用率
由于冷库建设本身的投资比较大，所以在选择货架类型时首先要考虑提高仓库面积和空间利用率，即在相同面积和空间条件下，优先选用存储量高的货架，如窄巷道、贯通式、后推式、重力式、穿梭式等货架系统。
为使冷库内的面积与空间得到最大利用，仓库功能区（理货集货区、拣货缓存区、充电区等）的规划，应尽量考虑在库外穿堂中安置。但如果冷库中有可以利用的高度空间，也可将以上功能区规划在冷库中，一是可以充分利用冷库中的高度空间（但要尽可能将功能区和存货区水平隔离），二是避免了工作时反复进出冷库，提高操作效率，降低冷库能耗。
2.冷库中保持冷气动线的规划
在提高存储量的同时也需考虑入出库效率的要求，货物品项（货物种类、规格尺寸、单件重量、单种数量、保质期要求、包装类型等）对货架的选型与拣选方式的确定至关重要。按照进、出库方式的不同，一般分为先进先出和先进后出两种方式。大而重的物品主要以托盘货品的形式进行保管和存取，小而轻的物品一般以周转箱、零件盒等容器等形式进行保管和存取。不论何种存储方式，冷库内的物品与物品之间，货位的前后、左右之间，必须有足够的间隙空间，让冷气在物品之间流动（一般情况下冷凝管是配置在仓库顶部和墙壁四周，冷气从上向下流动），达到制冷保温均衡的目的。冷库中，冷气动线的合理设计，可以确保冷库中温度的均匀性。
3.冷库建筑与货架配合
冷库的建筑分为单层库与多层库两种，由于两种库房类型的建筑结构不同，对于货架形式的选定和布置也有不同的要求。因此在冷库建筑的规划阶段，就需考虑货架等物流设备的选型和规划。如，货架与货物的高度一定不能与制冷系统相干涉；货物与货物之间应保持足够的间隙空间、以便冷气流通顺畅；货架与墙体、立柱间也需有一定的空间，以满足安装维护操作的便利性；在布置货架时，不得将立柱留在通道中，这将影响叉车的行进；还应避免与消防、照明等设施位置的冲突等。
冷库内的通道数量是影响存储量大小的一个重要因素。冷库内通道数量越少，相应的面积和空间利用率就越高，存储量也就越大。在每个冷库的出入大门内，应配一个缓冲隔离库，隔离库内外的温差，以减少能量损失。同时，也可以让操作人员、设备和货物等在隔离区内调节大温差带来的不适应现象，缓冲隔离区与相临区域间的温差应控制在5℃～10℃。冷库的进、出库大门，尽可能分开使用，这样既可以减少每次进出库带来的能量损失，也可避免和减少在同时进出库作业时发生拥挤与撞车现象。
4.冷库内的货架设计
冷库所用的钢材在低温状态下会出现有钝化现象，焊接之后的工件在低温状态下屈服度也会降低，在冷库中的货架钢材其材质应有抗低温的特性。具体的材料应以-20℃为区分温度界限，低于该温度的冷库应根据国家或行业的钢结构设计规范、钢货架结构设计规范里的相关条款，对所用钢材进行选择，以保证货架系统的安全性。
仓库方案设计中，经济实用、价格合理、安全性高是所有使用者的共同想法和最终目标，应结合客户的实际情况，综合各种货架的性价比，选择合理的货架系统。
货架系统在冷库中的应用案例
以下结合具体案例，介绍适用于不同冷库的货架系统解决方案。
1.苏州某冷库案例
该冷库坐落在苏州高新区，是一家集食品冷冻、冷藏、配送、代理为一体的专业冷链服务企业。公司一期总投资3500万元，可冷冻、冷藏货物近万吨。二期项目中干货仓储面积为5400㎡,冷库面积4600㎡，整个仓库货架高度达10m，冷库温度在-20℃左右。该冷库是目前苏州乃至华东地区较大型的冷冻冷藏配送中心之一，主要服务于整个苏州及周边地区各个门店的供货。该冷库要求存放的货物种类较多，批量大，因此要求尽可能地利用冷库的有限空间，来设置尽可能多的托盘货位。客户将所有的货物统一成了一种托盘规格：托盘货物的尺寸为 W1200mm×D1000mm×H1900mm，托盘货物的重量为1000kg。
在了解到客户的需求和货物的特点后，云顶对该冷库进行设计规划工作，其平面布置（如图1），左侧的常温库采用托盘货架系统，右侧的低温库采用穿梭车式货架系统（如图2，图3）。该低温库方案中的穿梭车货架的深度做到了19个托盘深度。

图1 苏州某冷库平面布置（采用托盘货架库、穿梭车式货架库）

图2 穿梭车式货架

穿梭车货架系统是由穿梭式货架、穿梭车以及叉车组成的高密度储存系统，这种高效率的储存方式能大大提高仓库空间的利用率及仓储效率。
穿梭车货架系统的特点：
①高密度存储，提高仓库利用率。
②作业效率高，提高进出货效率。
③安全性好，无需叉车进入货架通道中取货，提高安全性。
④作业方式灵活，货物的存取方式可以先进先出。
穿梭车货架系统的工作原理：通过叉车将托盘货物放置在穿梭车货架一端的穿梭车上，通过无线电遥控器操作的穿梭车，实现穿梭车将托盘货物移动到穿梭车货架的另一端，并放下，待穿梭车货架另一端的叉车将货物取走。通过叉车可将穿梭车放置在不同巷道，多个巷道可以共用一部穿梭车。穿梭车的数量由巷道长度、托盘货物总量、进出货频率等综合因素来决定。
这种货架系统克服了传统的横梁托盘货架空间利用率低的缺点。与贯通式货架相比，克服了安全性差、出货效率低的缺点。

2.无锡某冷库案例
该冷库用于存储多种肉类、海鲜等类食品。由于建筑结构采用多层楼的设计，在库房中相应的建筑立柱排放较多。单个库房的面积约为1800㎡，可利用高度为5.1m。冷库温度在-20℃。
云顶在了解到客户需求及存储货物特点后，根据其多层库的立柱排放规律，一期工程设计了多种深度的贯通式货架系统方案（如图4），该方案增加了仓库存储量，提高了可存放的货物品项数量，并将该冷库中所有建筑立柱包容到货架之中，提高了冷库叉车操作的安全性，确保了仓库美观度。

在该项目二期规划时，云顶在原有基础上与客户进行了沟通，建议客户将原有的冷库内的柱间距从6900mm改为7200mm，并将原有的库房高度从原有的5100mm改为5800mm，这样原本托盘的货物堆放高度就可以增加。并增设穿梭车式货架配合一部分驶入式货架的方案（如图5），以存放更多不同批次和品项的货物，也提高了库存容量和进出货物的存取效率。