【一、引言】

貨架用于存儲(chǔ)貨物與物品，是一種基礎(chǔ)的倉儲(chǔ)設(shè)備。物流業(yè)發(fā)展已經(jīng)非常成熟并持續(xù)迅速發(fā)展，在當(dāng)今社會(huì)的生產(chǎn)與生活中的作用不可替代。作為物流的節(jié)點(diǎn)性環(huán)節(jié)，倉儲(chǔ)系統(tǒng)是現(xiàn)代物流業(yè)不可或缺的。隨著土地資源的日益緊缺、勞動(dòng)力成本的不斷上升，現(xiàn)代物流倉儲(chǔ)系統(tǒng)已向能夠充分利用空間、有效促進(jìn)貨品間流動(dòng)、大幅度提高工作效率，倉儲(chǔ)所需要發(fā)揮的功能更加多樣，呈現(xiàn)出高密集、高效率、自動(dòng)化與智能化等特點(diǎn)。貨架作為倉儲(chǔ)系統(tǒng)的基礎(chǔ)性設(shè)備，為倉儲(chǔ)系統(tǒng)的成套設(shè)計(jì)奠定基礎(chǔ)。高端物流地產(chǎn)、自有大型配送中心的主流化（倉庫越來越高、項(xiàng)目越來越大）、三方物流模式的普遍化（效率越來越快）、貨架材料的成本占比大幅提高（工藝、結(jié)構(gòu)越來越重要），貨架要滿足以上特征需求的前提是安全。
 

2.1 規(guī)劃階段

貨架項(xiàng)目的規(guī)劃階段是作為倉庫規(guī)劃整體的一部分進(jìn)行的，如圖1所示。廣義的貨架項(xiàng)目規(guī)劃階段內(nèi)容包括規(guī)劃與布局、存儲(chǔ)單元規(guī)格、容差與變形、加載循環(huán)設(shè)計(jì)、倉庫條件與消防安全等內(nèi)容。狹義的貨架項(xiàng)目規(guī)劃內(nèi)容則指存儲(chǔ)單元的凈距、搬運(yùn)設(shè)備運(yùn)行空間與物流動(dòng)線防護(hù)。規(guī)劃階段的風(fēng)險(xiǎn)主要體現(xiàn)在規(guī)劃的合理性對后期階段的影響。應(yīng)針對規(guī)劃的各項(xiàng)內(nèi)容，進(jìn)行合理的貨架規(guī)劃。合理的規(guī)劃可以從源頭上規(guī)避后期的風(fēng)險(xiǎn)，如果規(guī)劃有問題，后期進(jìn)行補(bǔ)救則成本較高或者效果不佳。

圖1 理想倉庫規(guī)劃信息流

2.2 設(shè)計(jì)階段        

貨架項(xiàng)目的設(shè)計(jì)特指結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，即貨架在規(guī)劃完成后，貨架供應(yīng)商按照業(yè)主所提供的貨物荷重、地震荷載與搬運(yùn)設(shè)備供應(yīng)商提供的作用力等荷載信息，選擇組成貨架所有構(gòu)件的材料、規(guī)格尺寸，根據(jù)相關(guān)貨架設(shè)計(jì)規(guī)范，對貨架在各種工況及荷載組合作用下的內(nèi)力及位移進(jìn)行計(jì)算分析，校核構(gòu)件及連接節(jié)點(diǎn)承載力，驗(yàn)算結(jié)構(gòu)及構(gòu)件變形，確保貨架結(jié)構(gòu)滿足承載力極限狀態(tài)及正常使用極限狀態(tài)要求的過程。

貨架設(shè)計(jì)階段的風(fēng)險(xiǎn)與貨架相關(guān)方之間的信息溝通是否通暢、充分，貨架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是否嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行相關(guān)聯(lián)。貨架設(shè)計(jì)人員在獲得準(zhǔn)確的荷載信息后，按照貨架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，通過有限元模型（見圖2）進(jìn)行內(nèi)力分析，按照規(guī)范條款進(jìn)行構(gòu)件校核，出具結(jié)構(gòu)計(jì)算書并審核，保證貨架的承載與變形安全可靠。

中國的貨架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)規(guī)范與標(biāo)準(zhǔn)[1]相對落后，目前主流的、發(fā)展相對成熟的貨架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)有EN標(biāo)準(zhǔn)[2]、SEMA標(biāo)準(zhǔn)[3]、RMI標(biāo)準(zhǔn)[4]與AS標(biāo)準(zhǔn)[5]。所有貨架設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)均基于測試，即必須進(jìn)行構(gòu)件測試數(shù)據(jù)進(jìn)行貨架的結(jié)構(gòu)計(jì)算與設(shè)計(jì)。

圖2 貨架結(jié)構(gòu)分析有限元模型

2.3 制造階段        

在貨架的制造階段，風(fēng)險(xiǎn)來源主要是鋼材材質(zhì)、加工精度與防腐涂層三個(gè)方面。

鋼材材質(zhì)是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求直接決定了貨架能否完成既定的功能目標(biāo)。對制造貨架的原材料鋼卷鋼帶等，應(yīng)定期、分批進(jìn)行抽樣檢測，以保證用料的準(zhǔn)確。

貨架構(gòu)件的加工精度，對之后的貨架安裝有直接影響，如果加工精度不符合標(biāo)準(zhǔn)，那么后期的安裝可能質(zhì)量較差，導(dǎo)致貨架的承載能力達(dá)不到設(shè)計(jì)的預(yù)期。對貨架構(gòu)件，應(yīng)進(jìn)行隨機(jī)抽樣檢測，如有結(jié)果超標(biāo)，應(yīng)進(jìn)行原因分析并采取措施。

貨架的防腐涂層質(zhì)量對貨架的使用壽命有決定性的影響，防腐涂層不合格的貨架，在貨架構(gòu)件損壞之前就已經(jīng)因?yàn)楦g導(dǎo)致承載力嚴(yán)重折減而不能繼續(xù)使用。因此對貨架涂層應(yīng)進(jìn)行涂層的厚度檢測、硬度檢測與附著力檢測。

2.4 安裝階段              

貨架在安裝階段的風(fēng)險(xiǎn)來源主要是安裝精度是否達(dá)到設(shè)計(jì)要求。貨架在設(shè)計(jì)階段是基于一定的安裝精度進(jìn)行的選材設(shè)計(jì)計(jì)算，因此貨架的安裝精度至少要達(dá)到設(shè)計(jì)假定水準(zhǔn)，才能保證貨架的承載力能與理論值相符。

貨架在安裝完成后正式放貨承載之前，應(yīng)由業(yè)主會(huì)同設(shè)計(jì)、安裝施工、貨架供應(yīng)商及第三方檢測單位等，對該項(xiàng)目進(jìn)行完工驗(yàn)收檢測，確定安裝精度與質(zhì)量情況。檢測參數(shù)主要包括立柱垂直度、橫梁水平度、水平與豎向累計(jì)偏差等，如圖3所示。如不符合標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)分析原因，并進(jìn)行調(diào)整達(dá)到精度標(biāo)準(zhǔn)要求后再投入使用。

圖3 貨架安裝參數(shù)示意圖[3]

2.5 運(yùn)營階段

運(yùn)營階段的風(fēng)險(xiǎn)來源主要為：

（1）搬運(yùn)設(shè)備的使用，包括車與人兩方面；

（2）未經(jīng)授權(quán)的結(jié)構(gòu)變動(dòng)，包括移庫、橫梁調(diào)整等；

（3）使用條件的改變，包括環(huán)境、存儲(chǔ)單元、搬運(yùn)設(shè)備和人員等；

（4）地面的沉降；

（5）正常的使用磨損，可能涉及到疲勞問題；

（6）規(guī)劃、設(shè)計(jì)、制造、安裝四個(gè)階段的不足。

貨架投入運(yùn)營后，相應(yīng)的責(zé)任就由供應(yīng)商轉(zhuǎn)移到業(yè)主。業(yè)主首先應(yīng)給不同經(jīng)驗(yàn)水平的倉儲(chǔ)貨架相關(guān)人員培訓(xùn)其完成安全運(yùn)維必需的思維認(rèn)知、基本知識(shí)和技能。用戶應(yīng)指定存儲(chǔ)設(shè)備的安全負(fù)責(zé)人并將其姓名公布給倉庫員工。安全負(fù)責(zé)人應(yīng)接受指導(dǎo)，負(fù)責(zé)管理存儲(chǔ)設(shè)備、聯(lián)系供應(yīng)商及安排存儲(chǔ)設(shè)備安全使用培訓(xùn)。

其次，應(yīng)定期對貨架進(jìn)行檢測，及時(shí)發(fā)現(xiàn)貨架安全隱患并采取對應(yīng)的措施。安全負(fù)責(zé)人應(yīng)基于安全評(píng)估，了解倉庫操作的本質(zhì)以及相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)，并且采取指導(dǎo)說明或警示牌等預(yù)防措施降低風(fēng)險(xiǎn)。
 

3.1 法規(guī)要求        

英國對貨架安全檢測的法律規(guī)定是最為完善的。英國健康與安全法案規(guī)定了有關(guān)雇主責(zé)任和雇員責(zé)任條款，工作健康與安全管理?xiàng)l例關(guān)于風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和技能訓(xùn)練做出了規(guī)定，工作設(shè)備使用條例要求對工作設(shè)備進(jìn)行維護(hù)與檢測。在英國，HSE是負(fù)責(zé)工作環(huán)境健康與安全的政府機(jī)構(gòu)，HSE建議倉庫每年至少由SEMA認(rèn)證的貨架檢測工程師進(jìn)行一次專家檢測。HSE同時(shí)建議員工自行定期檢查，雖然沒有明確檢查的頻率，但是如果倉庫員工接受過SEMA認(rèn)證的貨架檢測工程師的培訓(xùn)，那么日常檢測則會(huì)很容易完成。檢測應(yīng)按照SEMA的貨架檢測指南完成。檢測頻率取決于現(xiàn)場的很多因素，但是第一次檢測一般在安裝完成投入使用之后6個(gè)月進(jìn)行，之后最長12個(gè)月要進(jìn)行一次檢測。所有檢測均應(yīng)記錄。

美國的OSHA是美國負(fù)責(zé)工作環(huán)境安全的政府機(jī)構(gòu)，與英國的HSE有些類似。兩者在貨架檢測方面不同。HSE非常明確地規(guī)定了貨架檢測涉及到的事項(xiàng)，但是OSHA卻沒有。在OSHA2002發(fā)布的物料搬運(yùn)與存儲(chǔ)文件中，沒有提到貨架檢測。OSHA建議倉庫員工定期進(jìn)行檢測，但是沒有涉及專業(yè)的貨架檢測。由于OSHA的含混不清，建議企業(yè)確保其貨架能得到專業(yè)檢測，員工也應(yīng)懂得如何進(jìn)行貨架檢測。

澳大利亞政府關(guān)于貨架安全檢測的規(guī)定因州而異，其中維多利亞州的貨架安全檢測規(guī)定與英國的最為類似。Work Safe Victoria建議每6到12個(gè)月進(jìn)行一次貨架檢測。同時(shí)與HSE非常像的是，建議檢測由“技術(shù)勝任”的人員完成。并且也采用了交通信號(hào)燈體系來進(jìn)行安全風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)。

加拿大的貨架檢測法規(guī)在不同省各不相同。在安大略省，倉庫安全檢測由勞動(dòng)部進(jìn)行，勞動(dòng)部希望倉庫員工接受培訓(xùn)以能承擔(dān)貨架日常檢測的任務(wù)。該體系著重于對員工的貨架安全檢測培訓(xùn)。

在中國，根據(jù)《勞動(dòng)法》與《安全生產(chǎn)法》，為員工提供安全的工作環(huán)境是雇主的責(zé)任。但是沒有任何法律法規(guī)明確規(guī)定，貨架必須定期進(jìn)行檢測，否則就違反《勞動(dòng)法》與《安全生產(chǎn)法》。即目前貨架檢測都是非強(qiáng)制性的。

3.2 檢測標(biāo)準(zhǔn)

主要的貨架檢測標(biāo)準(zhǔn)如下：

（1）歐洲：EN15635-2008鋼貨架靜力體系-存儲(chǔ)設(shè)備的使用與維護(hù)[6] 。

（2）英國：Guideline No 6 -貨架檢測指南[7] 。

（3）美國：RMI 貨架損壞的修復(fù)/更換與評(píng)估指南[8] 。

（4）澳大利亞：AS 4084-2012. 鋼貨架標(biāo)準(zhǔn)[5] 。

（5）中國：中國的貨架檢測標(biāo)準(zhǔn)正在制定中。

3.3 貨架檢測頻率

貨架的檢測頻率對不同情況來說不是固定的，確定貨架的檢測頻率時(shí)應(yīng)考慮以下因素：

（1）倉庫內(nèi)叉車的活躍水平；

（2）搬運(yùn)設(shè)備的種類與質(zhì)量；

（3）叉車操作人員的數(shù)量與操作技術(shù)水平；

（4）貨架類型與尺寸型號(hào)；

（5）貨架的損壞水平；

（6）地坪的類型與狀況；

（7）工作環(huán)境溫度是常溫、冷藏還是冷凍。

檢測的頻率與程度取決于具體現(xiàn)場的一系列因素，應(yīng)由安全負(fù)責(zé)人結(jié)合以上倉庫的具體情況確定。

3.4 檢測層級(jí)

檢測包含三種不同層級(jí)的檢測[7]。

（1）即時(shí)檢測

        所有的設(shè)備操作人員（比如叉車&堆垛車操作工、揀選人員）即時(shí)向貨架安全負(fù)責(zé)人報(bào)告所有損壞構(gòu)件及涉及區(qū)域，針對報(bào)告內(nèi)容采取措施并建立程序記錄在檔。應(yīng)鼓勵(lì)倉庫所有員工在發(fā)現(xiàn)損壞時(shí)立即報(bào)告。

（2）定期檢測

        貨架安全負(fù)責(zé)人應(yīng)確保每周（或根據(jù)倉庫運(yùn)行情況進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估后確定間隔時(shí)間）進(jìn)行檢測并記錄，應(yīng)由培訓(xùn)合格的人員進(jìn)行定期檢測。

（3）年度檢測

        貨架投入使用后，由業(yè)主根據(jù)法律法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范和實(shí)際需求，委托第三方檢測單位，由有資格的專業(yè)檢測人員每年對貨架的使用狀態(tài)進(jìn)行全面檢驗(yàn)，取得安全風(fēng)險(xiǎn)資料、數(shù)據(jù)和憑證。專家檢測成果物為記錄在檔的檢測報(bào)告，鑒別貨架損壞并針對倉庫其他活動(dòng)提供指導(dǎo)與建議。專家檢測應(yīng)由技術(shù)上勝任的人員進(jìn)行，推薦SEMA認(rèn)證貨架檢測工程師（SARI）。

3.5 檢測內(nèi)容

在貨架運(yùn)營階段，貨架檢測內(nèi)容應(yīng)包括以下內(nèi)容：

1）貨架立柱整體垂直度；

2）承載梁彎曲變形(撓度)；

3）地坪螺栓擰緊力矩；

4）普通組裝螺栓緊固性；

5）立柱損壞殘余變形；

6）橫斜撐桿損壞殘余變形；

7）貨架其他構(gòu)件損壞；

8）貨架存儲(chǔ)單元凈距；

9）貨架結(jié)構(gòu)布置變動(dòng)情況；

10）貨架安全件設(shè)置；

12）物流動(dòng)線防護(hù)設(shè)置。

所有損壞或其他安全問題應(yīng)保持記錄。

3.6 檢測結(jié)果風(fēng)險(xiǎn)判定

針對以上確定的檢測內(nèi)容，每一項(xiàng)都應(yīng)根據(jù)可能造成的后果嚴(yán)重性進(jìn)行判定并劃分成如下三個(gè)不同的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)[6]之一。不同的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)應(yīng)采取不同的措施。

（1）可接受損壞（綠色級(jí)別）

當(dāng)損壞水平不高，比如沒有超過本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的限值時(shí)，貨架可認(rèn)為是滿足正常使用要求的并且不需要減小單元荷重或立即卸載。此為綠色級(jí)別損壞。應(yīng)制定構(gòu)件損壞記錄的方法。應(yīng)制定方法，比如在構(gòu)件上粘貼標(biāo)明日期的有色標(biāo)簽，以表明這些構(gòu)件已經(jīng)檢測且在下次重新檢測與評(píng)估之前貨架能繼續(xù)使用。超過綠色級(jí)別的損壞應(yīng)視為危險(xiǎn)性或嚴(yán)重性損壞，會(huì)給貨架安全帶來風(fēng)險(xiǎn)。

（2）危險(xiǎn)性損壞（橙色級(jí)別）

當(dāng)損壞水平已影響到結(jié)構(gòu)承載，比如為本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的限值的1.0~2.0倍時(shí)，損壞的構(gòu)件應(yīng)明確標(biāo)示出來并進(jìn)行隔離，直到完成補(bǔ)救性工作后才能重新承載。如果在四周內(nèi)無法完成補(bǔ)救，損壞級(jí)別應(yīng)重新劃分為嚴(yán)重性損壞（紅色級(jí)別）。應(yīng)制定隔離損壞構(gòu)件的方法以確保在必要的補(bǔ)救工作完成及設(shè)備檢驗(yàn)安全之前，這些構(gòu)件不會(huì)重新投入使用。例如，可以粘貼標(biāo)明日期的有色標(biāo)簽標(biāo)示構(gòu)件在修復(fù)前貨架不能使用。

（3）嚴(yán)重性損壞（紅色級(jí)別）

當(dāng)損壞水平已嚴(yán)重危害結(jié)構(gòu)安全，比如超過本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的限值的2.0倍時(shí)，損壞的構(gòu)件及相鄰的部分構(gòu)件應(yīng)立即卸載并隔離，直到完成補(bǔ)救性工作并驗(yàn)證安全后才能重新使用。應(yīng)制定隔離貨架區(qū)域的方法以確保在修復(fù)工作完成之前不會(huì)重新投入使用。例如，將損壞的某跨貨架立即卸載，并用繩索隔離禁止繼續(xù)使用。任何修復(fù)性工作應(yīng)咨詢貨架供應(yīng)商或者有資質(zhì)的結(jié)構(gòu)工程師，補(bǔ)救工作一般會(huì)涉及到構(gòu)件的更換。

以上風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)判定整理成流程如圖4所示。

圖4 風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)劃分流程圖[6]