高層倉庫に足を踏み入れたことがある人なら、天井がコンクリートの床から 30 ～ 100 フィートの高さまでそびえ立ち、産業用バレエのように金属梁の間をフォークリフトが滑空するのです。おそらく、並んだパレット ラックをじっと見つめて、「ここは実際にどこまで行けるのだろうか?」と疑問に思ったことがあるでしょう。倉庫ラック システムのサプライヤーとして、私はこの質問をよく受けますが、これには画一的な答えはありません。ハイベイ ラック システムの最大レベル数は、物理学、倉庫の設計、設備、さらには保管する製品の組み合わせによって決まります。その上限を実際に決定するものと、それが運用にとって重要である理由を詳しく見てみましょう。
まず、ここで「レベル」が何を意味するかを定義しましょう。パレット ラックのレベルについて話すとき、パレットが保管されている、床とラックの最上部の梁の間の垂直の段のことを指します。一般的な地上レベルのパレットはレベル 1、その次の段はレベル 2 というように、アクセス可能な最も高い位置まで続きます。高層施設では、これらの最上階は単なる追加スペースではなく、保管密度を最大化するために重要な部分です。そのため、すべてのオペレーターは天井の高さにできるだけ多くの階を詰め込みたいと考えています。
ただし、ここに落とし穴があります。天井に達するまでレベルを重ねることはできません。最大の制限要因は、パレットを移動する装置です。ほとんどの標準的なパレット ラックでは、カウンターバランス フォークリフトを使用します。これは多用途性には優れていますが、高さが 25 フィート (通常は最大 5 または 6 レベル) を超えると困難になります。これらの最高レベルに到達するのは難しく、重い荷物を高く持ち上げるとフォークリフトの安定性が損なわれ始め、高所での重量が重すぎると車両が傾き、重大な安全上の問題が発生する可能性があります。そのため、標準セットアップを使用する多くのオペレーターは約 6 レベルを上限としていますが、特殊なマテリアルハンドリング機器に投資すると、その数値が変化し始めます。
たとえば、狭い通路のテクノロジーを考えてみましょう。狭い通路用ラックシステムより狭い経路とより高い垂直到達範囲を考慮して設計されているため、オペレーターは標準セットアップよりも多くのレベルを追加できることがよくあります。垂直に伸び、回転して車両全体を回転させることなくパレットを配置するマストを使用する極狭通路 (VNA) フォークリフトを使用すると、40 ～ 50 フィートの高さに到達できます。パレットのサイズとビームの間隔に応じて、通常は 8 ～ 10 レベルになります。倉庫の設置面積を拡大せずに、より多くのレベルを取得するためにアップグレードしたい場合、VNA システムは革新的な製品です。垂直方向と水平方向のスペースを最大限に活用できるため、多くの高スループット施設が VNA システムに依存しています。
しかし、VNA システムにも限界があります。 10 レベルを超えるレベルを取得するには、フォークリフトの枠を超えて、自動保管および回収システム (AS/RS) や自律型機器と連動する特殊なラックまで考える必要があります。ここで、5 ディープ プッシュ バック ラッキングのようなソリューションが役に立ちます。プッシュバックラックでは、入れ子になったカートを使用し、各レベルに最大 5 つのパレットを深さで保管できるため、それほど多くの通路スペースは必要ありません。ただし、ここの垂直レベルは約 10 ～ 12 レベルで、通常は高さが 50 ～ 60 フィートに達します。その理由は依然として設備に関連しています。プッシュバック システムでもパレットに積み込むにはフォークリフトが必要であり、標準的なフォークリフトで 60 フィートを超えて持ち上げるのは非経済的で危険です。とはいえ、プッシュバックは FIFO または LIFO 在庫ニーズのある運用に最適であり、標準ラックとより自動化されたセットアップの間の堅固な中間点となります。
さらに高いレベル、たとえば 70 フィート以上、つまり 15 レベル以上を目指すオペレーターの場合は、人間が操作するフォークリフトに依存しない自動化ソリューションを検討する必要があります。パレット フロー システムはその好例です。パレット フロー ラックは、傾斜ローラーと重力を使用してラックの一方の端からもう一方の端までパレットを移動するため、フォークリフトですべてのレベルに到達する必要はありません。代わりに、パレットはフロー レーンの上端に積み込まれ、下部のピック面まで流れ落ちます。これは、パレットの重量とレーンの長さに応じて、高さ 80 フィートまでのフロー ラックを構築でき、12 ～ 15 レベルを簡単にサポートできることを意味します。パレット フローの優れた点は、垂直方向の保管を最大限に活用しながら、FIFO 在庫管理も可能にすることです。これは、生鮮食品や賞味期限のある製品にとって大きなメリットとなります。また、すべての層ではなく端でのみロード/アンロードする必要があるため、機器の到達範囲への依存も少なくなります。
もう 1 つの自動化オプションは、モバイル ラッキング システムです。移動式ラックは、倉庫の床のレールに沿って移動するベースの上に設置されているため、ラックを一緒にスライドさせたり、離したりすることで、必要な通路だけを開くことができます。これにより、複数の広い通路が必要なくなり、より多くの階のためのスペースが解放されます。モバイル システムは最大 90 フィートの高さに達することができ、多くの場合 14 ～ 16 レベルをサポートします。ここで重要なのは重量の分散です。ラック構造全体が移動するため、垂直荷重がレール システム全体に均等に分散されるようにする必要があります。これは、より高いレベルに追加の構造サポートを追加することを意味します。移動式ラックは、必要な通路が 1 つだけであるため、在庫の移動が遅い作業に最適であり、垂直方向の密度により、水平方向のスペースが限られている高層施設に最適です。
温度管理された商品を必要とする業界など、冷蔵倉庫で運用している場合は、最大レベルに関してさらに考慮する必要があります。冷蔵室では温度が低いため構造応力がさらに加わり、鋼などの材料は氷点下ではさらに脆くなる可能性があるため、温度を上げることが制限されます。そこで、冷蔵室保管用のスマート デザインの高耐久 4 ウェイ パレット シャトルが登場します。この自律型シャトルは、フォークリフトを使わずにラック内でパレットを移動させるため、寒い環境でも最大 75 フィートの高さのラックを構築でき、11 ～ 13 レベルをサポートできます。シャトルは水平方向の動きを処理し、ラックは寒さに耐えるように設計されているため、商品を適切な温度に保つために垂直方向のスペースを犠牲にする必要はありません。これは、冷蔵倉庫のハイベイ施設特有の課題を解決する特殊なソリューションです。
ここで、ほとんどのサプライヤー (私を含む) が必ずしも詳しく説明するとは限りませんが、最大レベルを把握するためには重要な技術的な核心を説明しましょう。まず、パレットのサイズが大きな役割を果たします。標準の GMA パレットは 48x40 インチですが、一部の業界ではより大きなパレット (48x48 インチやカスタム サイズなど) を使用しています。パレットが大きいほど、垂直方向と水平方向のスペースがより多く取られるため、特大のパレットを使用している場合は、15 レベルではなく 10 レベルしか収まらない可能性があります。次に積載重量です。重いパレット (金属部品やバルク品を載せたものなど) は、ラックのビームや支柱にかかるストレスが大きくなります。高レベルの場合、下部の梁と支柱にかかる負荷は各段ごとに増加するため、より厚いスチールまたは強化されたサポートが必要になる場合があります。これにより、実際に追加できるレベルの数が制限される可能性があります。上部の重量が大きすぎると、垂直スペースを侵食するより多くの構造サポートが必要になります。
天井の高さも明らかな要素ですが、それは全体の高さだけではなく、スプリンクラー システム、HVAC ダクト、照明などの頭上の障害物も考慮する必要があります。多くの場合、建築基準法では、防火およびメンテナンスのアクセスのために、ラックの上部と天井の間に一定の隙間 (通常は 18 ～ 24 インチ) を必要とします。したがって、倉庫の天井が 100 フィートの場合、使用可能な垂直スペースは 95 ～ 98 フィートしかない可能性があり、それによって収容できるレベルの数が変わります。さらなるレベルを追加するためにこの許可をスキップしようとする運営を見たことがありますが、それはコストのかかる間違いであり、消防法に違反すると罰金が科せられる可能性があり、スプリンクラーへのアクセスの遮断は重大な安全上のリスクです。
設置とメンテナンスも重要です。レベルが高くなると、フォークリフトのマストが高くなり、自動化システムがより複雑になり、コンポーネントが届きにくくなります。パレット シャトルの整備やレベル 14 のフロー ラック レーンの修理が必要な場合は、専門の機器と訓練を受けた技術者が必要となり、長期的なコストが増加します。そのため、多くのオペレータはラックを最大限に活用せず、いくつかの追加レベルの柔軟性を組み込んだり、ラック タイプを組み合わせて使用して密度と保守性のバランスをとったりしています。
これを大局的に理解するために、実際の例について話しましょう。天井が 40 フィートの標準的な小売流通センターでは、8 レベルの狭い通路ラックを備えた VNA システムが使用され、1,000 平方フィートあたり 1,200 個のパレットを保管できます。天井が 60 フィートの自動車部品倉庫では、プッシュバック ラックを使用して 10 段にし、1,000 平方フィートあたり 1,800 個のパレットを保管できます。天井高が 80 フィートの冷蔵施設では、4 方向パレット シャトル システムを使用して 12 段にし、1,000 平方フィートあたり 2,200 個のパレットを保管できます。私がこれまで取り組んだ中で最も高いのは、パレット フローを使用した天井高 90 フィートの飲料配送センターで、15 レベルあります。在庫の動きの遅い上位 3 レベルには月に 1 回しかアクセスしないため、定期的に到達する必要がなく、これにより機器の到達問題が解決されます。
ラックのサプライヤーとしての私の仕事は、単に可能な限り最高レベルのものを販売することではなく、ストレージ密度、安全性、機器の互換性、運用ニーズの間のスイートスポットを見つけることです。一部の作業では、標準ラックでは 6 レベルになります。自動パレットフローシステムを備えた 15 レベルの場合もあります。犯し得る最悪の間違いは、毎日そのレベルをどのように積み下ろし、維持するかを考慮せずに、最大レベルのみに基づいてラック システムを選択することです。技術的には 20 レベルに到達できるシステムでも、パレットをそれらの階層に安全に移動できない場合、またはメンテナンスを行う余裕がない場合は役に立ちません。
高層倉庫のアップグレードを検討していて、スペース、製品、予算に合わせて適切なレベル数を見つけたい場合は、遠慮なくお問い合わせください。お客様の天井の高さ、現在の機器、在庫ニーズ、地域の建築基準を評価して、安全性や効率性を損なうことなくスペースを最大限に活用するラック システムを設計できます。狭い通路システム、プッシュバックラック、パレットフロー、モバイルラック、または特殊な冷蔵倉庫ソリューションに興味があるかどうかにかかわらず、当社はお客様が正しい選択をできるよう支援する専門知識を持っています。
参考文献
- マテリアルハンドリング産業協会（2022年）。 「ハイベイラックの設計基準と機器の互換性」。三菱重工グローバル。
- ラック製造者協会。 （2021年）。 「ANSI/RMI MH 16.1: パレット ラック システムの安全規格」。 RMI。
- 冷凍倉庫協会。 （2023年）。 「低温施設におけるラックシステムの構造要件」 CSAインターナショナル。
- 倉庫教育研究協議会（2022年）。 「高層倉庫運用のストレージ密度ベンチマーク」。 WERC。
