自动化立体仓库也称为高架仓库，一般指采用几层、十几层乃至几十层高的货架贮存货物，并且用专门的仓储作业设备进行货物入、出库作业的仓库。立体仓库能充分利用空间进行贮存。目前，我国制药行业的立体仓库适用于运输量较大的原料或制剂品种，并且需要进行GMP验证管理。确保立体仓库的设计符合GMP要求，除应满足其存储功能外，还必须针对制药行业其存储剂型的特点进行工艺设计。本文主要就制药行业立体仓库的设计进行了论述。

根据GMP规范[1]及使用要求，自动化立体仓库的选址应布置在离厂区物流口较近的位置，同时由于立体仓库附近道路为主要运输道路，根据《石油化工企业设计防火规范》(GB50160)要求，丙类仓库距主要产品及原料的运输道路间距应保证不小于7.5m。

立体仓库出货区应设置装卸场地，装卸场地的大小跟装卸车辆有关。装卸车场地应考虑车辆的转弯半径等因素，一般情况下装卸车场地的长度至少应大于车身长度的2倍才能保证其能转弯掉头。装卸车辆装载量、车间尺寸与装卸场地长度详见表1。

表1 车辆荷载、尺寸及调车间距     下载原表

自动化立体仓库包含货架存储区、出入货区、码托盘区、其他辅助区。根据相应经济核算，货架的长度在100m左右为最经济长度，货架前为出入货区及辅助生产区，一般长度为20m～25m。立体仓库的宽度一般与巷道数有关，巷道间距为5m左右，根据存储需要布置巷道。另外，立体仓库的存储类别决定其占地面积，若存储物质为丙类，单层占地面积最大为12000m2，多层最大占地面积为9600m2，丁、戊类立体仓库占地面积不限。从存储经济性及占地面积等因素综合考虑，立体仓库的最适宜的外形一般为长度大于120m、宽度100m左右的长方形。

立体仓库的层数与其使用功能相关，对于涉及存储功能简单的立体仓库，按单层仓库设计为宜，若含有阴凉库及其他特殊剂型的存储功能，一般按多层库进行设计。在制药行业，立体仓库尽量按单层库进行设计，《建筑设计防火规范》(GB50016-2015)(2019版)规定的高层建筑为大于24m的非单层厂房及仓库。故对于高于24m的单层仓库，其设计仍可按非高层仓库进行，但考虑货架高度及其经济性，一般不超35m。

对于含多种存储功能的非单层立体仓库，超24m后，其仓库占地面积、防火分区面积、防排烟等均受到一定限值，考虑其存储经济性，一般情况下其设计高度不超24m。根据立体仓库的存储物质火灾危险性及存储功能分析，若存储物质有成品及原料，涉及到的存储物质为丙类，其层高不应大于24m。

制药行业的立体仓库其存储物质一般为成品或原料，均为可燃物质，其存储类别为丙类。对于部分剂型，如大输液，其成品除去包装材料后，主要为氯化钠溶液或葡萄糖溶液，可燃包装重量不大于物品本身重量的1/4或可燃包装集体不大于物品本身体积的1/2，根据《建筑设计防火规范》(GB50016-2015)(2019版)，存储物质可定性为丁、戊类，存储其物质的立体仓库可按丁类或戊类进行设计。

自动化立体仓库是由立体货架、有轨巷道堆垛机、出入库托盘输送机系统、尺寸检测条码阅读系统、通讯系统、自动控制系统、计算机监控系统、计算机管理系统以及其他如电线电缆桥架配电柜、托盘、调节平台、钢结构平台等辅助设备组成的复杂的自动化系统[2]。制药行业立体仓库的货架形式多为分离式货架，在巷道内分拣，采用单元货格式货架。其涉及到的立体仓库一般分为两种，一种为平面立体仓库，另一种为带码托盘功能立体仓库。

立体仓库一般为货架存储区、出入货区、码托盘区、其他辅助区。

货架存储区为立体仓库的主要区域，其货架高度根据其存储物质重量一般最高为36m，其上需预留0.8m的安装空间;考虑货架之间的斜撑(180～250mm)、消防管道、消火栓开门空间以及钢构厂房柱的水平位移(一般为厂房高度的1/150)，货架与柱之间间距应保证0.8m为宜。货格的尺寸与托盘尺寸以及托盘高度有关，常用托盘尺寸为1.2x1.0m以及1.5x1.25m;托盘与托盘之间的安全间隙与货位布置方式及喷淋方式相关，侧喷情况下，货位之间的间隙一般为215mm(只考虑150～200的安全间隙);顶喷情况下，其间隙一般为550mm(150～200mm的安全间隙，350mm的喷淋空间)。根据存储货物类型，货架区均布荷载一般为8.5t～10.5t/m2，单个柱点荷载在15.5t～20t。为增加货位数，货架在输送机上方会悬挑一个托盘位。

立体仓库货架区在设计上应尽量保证提供最大的货位数，对于多层仓库，顶部有不超24m的限制，这种情况下多选择货架区下挖一定深度，从规范上考虑，除了避免半地下室的概念(房间地面低于室外设计地面的平均高度，大于该房间平均净高的1/3且不大于1/2者)，考虑经济成本，下挖1m的成本是上建1m的3倍，故一般情况下立体仓库货架区的下挖为1m为宜。

立体仓库出货区流程为堆垛机从货架取托盘后放置输送机，经循环轨或穿梭车横向输送至输送机后，叉车取货送至货车。出货区包含的主要设备为输送机、循环轨或穿梭车，此区域设备一般放置在平台上，保证输送机输送平面与货台平齐或有一定高差。如货架区为EL0.000平面，货台区为EL1.100平面，输送机高度为0.8m，保证输送机输送平面高于货台0.1m，则输送机及循环轨平台应为0.4m。

循环轨的输送速度为130托/h，循环一次的输送速度可达到260托/h;穿梭车的输送速度为60托/h。一般情况下出库区域涉及出托盘、入空托盘、拣选等操作，选择循环轨输送居多。

货台的高度一般要求与室外高差为1.1～1.2m，考虑不同车型应设置液压登车桥装置。货台净高与叉车操作高度有关，叉车操作高度一般为3.5m，考虑0.5m安全间隙，则货台最低净高应保证4.2m。

入库区一般情况下设计在货台及出库区上部，为避免出现多层仓库，入库区一般设置在平台上，主要包括输送轨道、机械手、穿梭车或循环轨以及输送机构成。外包好成品或原料输送至入库区，经机械手码托盘后入库，传送带输送坡度最大为16°。机械手最大活动次数为400次/h，按一次抓举3箱计算，则一小时可抓举1200箱。入库区经机械手码托盘后其入库托盘，一般选择穿梭车横向输送居多。另需注意的是入库输送机部分的支撑问题，此处输送机应与一层下部出货架输送机位置相对应，可选择做平台支撑此区域输送机，也可选择将此输送机支撑在货架及机械手平台上。其他辅助区包括取样、配电、控制室、值班室、空调机房等，应根据存储需要设置。

目前制药行业立体仓库的货架形式有双伸货架和单伸货架，单伸货架为一个堆垛机左右两侧各对应一列货架，双伸货架为一个堆垛机左右两侧各对应两列货架。单伸货架较为灵活，堆垛机对应的两列货架可随时取出;双伸货架里面货物取出需先取出外侧货位货物，适用于批量较多及出货量较多的存储物品，且占地较少，可增加整个货架区的存储货位数。

本文结合已作工程综合阐述了自动化立体仓库的设计理念，从总图布置到仓储布置，再到部分设备的选择进行了逐一介绍。本文探讨优化的设计方案，将自动化立体仓库的设计理念组成一个完整、有序的系统。随着现代制药工业的发展，本文所提及的观点和方法仍需在实践中检验并加以修正和提高。