第一层级：管理优化——不增加设备，先把流程理顺
走进一些工厂的仓库，比较直观的感受就是"乱"——料堆没有固定的存放位置，同一种规格的物料分散在好几个区域，新到的一批料压在旧料上面导致旧料无法先行出库，要找一根特定规格的棒材需要在几个料垛之间反复翻找。这类问题的根源，往往并不在于硬件设备的缺失，而是出在管理层面。对于物料品种数量有限、流转量不大、近期没有扩大产能计划的工厂，我们建议先从物料管理优化这一层级起步。

要开展的工作其实非常基础，例如为每一种物料建立唯一的编码，对库区和库位进行明确划分，区分哪个区域存放什么类型的物料、具体到哪个位置对应哪种规格，建立先进先出的存取规则，并通过看板或者台账的方式让库存状态实现可视化。依靠规则的建立、标识的完善以及对日常执行力度的把控，来提升库存准确率和物料查找效率。

当然，这种情况下物料的物理存放方式是不变的，棒材依然平铺堆叠在地面上，板材还是一张压着一张往上摞。当品种数量进一步增加、单件重量进一步上升之后，由地面堆放所带来的空间利用率低、磕碰损耗、人工搬运的效率瓶颈以及安全隐患还是会日益增加。

第二层级：基础货架——通过结构化存储来解决密度与损耗问题
当企业判断"地面堆放这种方式已经管不住了"的时候，就到了需要考虑引入货架的阶段。通过将物料由就地堆放改成上架存储，按照层和格进行分区存放，将"一大堆混放在一起的物料"转变为"每种物料都有各自对应的位置"。

长材货架：不同的场景条件对应不同的货架结构
长材物料的品种差异和存取方式差异比较大，不同的使用场景所适合的货架结构也有所不同。

品种较多、需要按规格逐层进行存取的仓库

不少工厂仓库会遇到这样的情况：不同直径、不同材质的棒材或管材存放在一起，每次接到生产订单的时候，需要从中找出特定规格的那一捆物料。如果这些物料全部堆放在地面上，要取到下方的某一捆，就不得不先将压在上面的几捆物料逐一移开。

伸缩悬臂货架针对的就是这一类问题。它的每一层悬臂都可以独立进行伸缩操作，当需要取用某一层的物料时，只要将该层悬臂伸出，由行车直接完成吊取，而不需要移动其他层上的物料。就承载能力而言，单臂最大承重可以达到6吨，所适配的物料长度范围在3到12米之间。对于品种繁多、需要频繁按照规格进行调取的长材仓库来说，这是一种比较直接的改善方式。

以单一规格的大批量整捆进出为主的仓库

当物料品种数量有限，但某一种规格的存储量很大，物料以整捆为单位进行入库和出库操作，不存在"从一捆里面抽取几根"这样的需求。在这种情况下，存储密度的重要性要高于存取灵活性。

插入式货架采用通道式深位结构来存放整捆长材，每个格位的承重能力为3吨，可以做到3至6层叠放，在相同面积下的存储密度比悬臂式货架更高。但是它的适用范围有明确的边界——仅支持整捆存入和整捆取出，不具备零散取用的能力。

既有整捆存取、又有零散取用需求的仓库

还有一些仓库面临的是两种需求并存的情况：一部分物料以整捆方式进出，另一部分则需要从一捆当中抽取出几根来使用。

蜂窝式货架的每一个格位都是独立的抽屉结构，整体排列方式类似于蜂巢。每个抽屉均可独立拉出进行操作，无论其中存放的是整捆物料还是散根料，在操作过程中都不会对相邻格位产生影响。在存储密度方面，蜂窝式货架处于前述两种方案之间，但在存取方式的灵活性上则具有较为突出的优势，比较适合品种较杂、存取方式混合的仓库环境。

板材货架：不同的问题类型，对应不同的解决思路
板材在存储过程中最需要避免的就是无序堆叠——一旦想要取出位于中间某一层的板材，就必须先将上方的板材逐一搬开，而且搬运过程中产生的摩擦还容易造成表面划伤。

多规格板材、需要逐张取用——抽屉式板材货架将每一种规格的板材分别放置在独立的抽屉中，操作时拉出需要的那一层，即可在抽屉上直接观察板面状况、完成选板和取板操作。根据所存放板材的重量和尺寸情况，有手拉、手摇和电动三种驱动方式可供选择。

以整托板材为主、使用叉车进行作业——叉车式板材货架的每一层是一个带有叉车插口的托盘式料位，叉车可以从正面直接叉取整托板材，整个过程不需要行车配合。这种货架比较适合以整托为单位进行存取、且车间已经配备叉车的场景。

激光切割、钣金加工之后产生的零散余料——板材余料架是专门针对余料管理而设计的存储设备。余料以垂直方式插入独立的分格当中，需要使用哪一张就抽取哪一张，避免了在一堆余料中反复翻找的情况。采用垂直存放的方式也在一定程度上减少了余料因堆叠而产生的变形以及板面划伤问题。

组合方案：在一组货架上同时覆盖两类需求
在场地面积有限的车间环境中，同一组货架还可以进行上下分层组合。举例来说，上层用于存放整托原料并由叉车进行存取，下层则存放多规格板材或余料并由行车配合吸盘或人工方式进行抽取操作。通过这种组合方式，一组货架便能够同时覆盖两类不同的物料以及两种不同的作业模式。

第三层级：自动化方案——由系统来替代人工完成物料的存取与调度
基础货架解决了物料规范化上架存放的问题，但在"如何完成取用"这个环节上，仍然需要依赖人工来操作行车、叉车或者进行手动抽拉。当物料的流转频次高到人工作业的速度已经无法匹配生产节拍的时候——例如激光切割设备每隔几分钟就需要更换一张新的板材，或者生产线每天需要从数百种长材中按照订单要求完成几十次配料——就有必要考虑引入自动化设备来接管物料存取这一环节。

长材自动化：三种方案各有侧重
目前长材自动化领域有三种比较主流的方案，其存取机构的运行方式各不相同，在场地适配性、运行效率以及投入成本等方面也存在比较明显的差异。

极效龙门库

龙门架沿着铺设在地面的轨道行走，与悬臂货架以及仓储管理系统（WMS）配合使用，实现物料存取和调度的自动化。多台龙门架可以同时作业，对于物料品种多、存取操作频次较高的场景具有较好的适配性。

蜂窝库

蜂窝库方案中，堆垛机在货架巷道内部运行，货位采用蜂窝状深孔结构，物料通过末端推拉的方式来完成存取，大约可以达到每小时存取10次的水平。对于场地面积有限但存储容量需求较大的仓库而言，蜂窝库在空间利用率方面具有比较明显的优势。

天车库

天车库方案的存取机构安装在货架顶部的轨道上，取货平台以悬垂的方式下探到各个货位来完成存取操作。这一方案与前述两种方案最为显著的区别在于：堆垛机构在货架顶部运行，地面空间因此被完全释放出来，可以用于物料周转或者其他生产活动。天车库的运行速度能够达到每分钟60米，存取效率约为每小时15次，在三种方案中处于最高水平。与之对应的是，由于结构的重心位于上方且系统整体更为复杂，天车库的投入规模在三种方案中也是最大的。

三种方案之间的选择逻辑

方案选择需要综合考虑几方面因素：从场地条件来看，需要评估厂房净高是否满足要求、地基的承载能力如何、以及是否具备在地面预埋轨道的条件；从业务匹配的角度来看，存取频次较高的场景可以优先考虑天车库或龙门库方案，而以大规模高密度存储为主要诉求的场景则更适合考虑蜂窝库方案，此外还需结合预算区间进行综合判断。

板材自动化：智能塔库
在板材自动化存储方面，目前主要集中在智能塔库这一单一产品形态上。智能塔库是一套垂直升降系统，板材在塔体内部完成自动存储和提取的全部流程，从发出取料指令到物料到达取料口，所需时间在3分钟以内。这一方案的占地面积相当紧凑，对于车间场地比较紧张但板材存取频次较高的应用场景而言，适用性很强。

智能塔库还可以与激光切割设备的自动上料系统进行直接对接，从而实现从塔库内自动取料、到自动完成上料、再到切割加工启动的连续衔接。根据企业对存储容量的实际需求，可以选择单塔、双塔或多列库等不同的配置方案。

自动化方案的前提条件
自动化方案并非在任何厂房条件下都具备实施的可行性。厂房的净空高度决定库体能建多高，地基的承载能力决定是否能够安装和运行重型设备。在正式评估自动化方案之前，有必要对厂房的净高、地基承载力、消防条件以及供电能力等进行一次基础条件的摸底排查，后续的方案设计才能建立在可靠的基础上。

常见问题
1、造施工期间能不能做到不停产？

基础货架的安装通常可以采取分区施工、分批切换的方式来进行——将施工区域内的物料临时转移至周转区域，待该区域施工完成后再进行切换，大多数企业也会选择在生产相对不繁忙的时段集中施工。自动化方案涉及土建施工和设备安装，具体实施周期需根据现场条件进行评估，但通常是在独立区域内进行设备新增，不会影响现有生产线。

2、同层级方案之间的投入差距大概有多大？

从每组数万元的基础货架方案，到起步价在几十万元以上的自动化系统，投入差距可以达到一个数量级。选择哪一层级的方案，通常需要对照几项关键数据来判断：人工存取物料每天消耗的工时、物料在存储和搬运过程中的损耗率、以及因找料或等料导致生产线每年累计的停机时长。

3、厂房条件对方案的选择会产生哪些硬性限制？

厂房的净空高度直接决定货架或库体能够做到多少层，而自动化立体仓库对净高空间通常有较高的要求，且当高度超过7.5米时还会涉及消防审批以及自动灭火系统的配置问题。在地基承载力方面同样有严格要求，建造年代较早的厂房可能需要进行地基加固。