助力仓储实现智能信息化 冷链物流自动化存储趋势及技术运用

　　我国的冷链物流起步于上世纪60年代。为保证市场供应、调节淡旺季的需求，原产地、枢纽城市等开始兴建大型冷库。

　　自上世纪90年代，随着终端零售业兴起，市场对于冷链的需求进一步扩大，现代冷链由此在国内获得了发展契机，同时也推动了冷链各环节的设备与技术开发、制造与建设。

传统冷库弊端与自动化存储趋势

　　冷库的建设、使用成本，远远高于普通仓库。传统的冷库为保证空间合理分配、降低能耗，多数采用楼库结构，多楼层、多隔间形式，在一定程度上解决了业主的需求。但往往还是存在诸多弊端：

　　建筑成本高投入。相对于单体库，楼库的建筑成本较高，建设周期长，由于库区分隔零散，后期再投入仓储物流装备的成本也将高于单体冷库。

　　运营成本高投入。由于多楼层非自动化作业，需要投入更多的管理、作业人员。尤其2020年初国内疫情高发时段，招工难、人工成本上涨等因素，再一次推高企业的人工成本。作业时频繁开闭冷库门、集中出入库时段冷库门长时间段开启等现象，也容易造成能耗大量损失，并且对库存货品的品质保证也存有隐患。

　　自动化程度低。传统冷库采用地堆或巧固架存放，或采用驶入式货架、穿梭车货架等非自动化的存取模式，人工仍然是决定作业效率的主导。对于作业效率需求较大的工作时段，即使加大人员作业强度也难以解决效率需求。

　　信息化程度低。传统冷链冷库管理多数采用手工记账方式，货位管理凭借库管人员经验，往往造成货品积压、批次出库不及时等等；从而带来实际的产品损失，或间接造成其客户体验度降低而引发次生损失。

　　当前科技和生活水平快速发展的时代，传统的物流存储模式已远远不能满足冷链行业的存储要求。冷链行业对于供应链优化、智能化制造，以及物流存储的智能化、信息化，也提出了更高的要求。因此，一些物流装备行业厂商也逐步向市场推出先进的系统解决方案。

智能密集存储系统产品分类

　　纵观目前市场上的智能密集存储系统产品，主要包括以下5类：

　　穿梭子母车智能密集存储系统(托盘货物存储)；

　　穿梭四向车智能密集存储系统（托盘货物存储）；

　　穿梭式立体库系统智能密集存储系统（托盘货物存储）；

　　双深位堆垛机智能密集存储系统（托盘货物存储）；

　　多层穿梭车智能密集存储系统（料盒存储）。

　　下面，我们将对各智能密集存储系统进行说明介绍。

　　穿梭式立体库系统

　　单机版穿梭车在货架系统的应用，解决了驶入式货架必须由叉车进入货架区域存取托盘而带来的风险，但仍不属于自动化的解决方案。

　　物流装备厂商借以穿梭车的特性，以巷道式堆垛机进行X轴、Z轴方向的物料搬运，这样的解决方案实现了冷库内的自动化、无人化作业的同时，也极大提高了冷库的空间利用率。合理的穿梭式立体库系统方案布局下，空间利用率一般会超过80%。

　　巷道式堆垛机经过几十年发展，性能、质量均较稳定，极少发生由于堆垛机故障导致冷库作业瘫痪的状况。

　　子母车高密度存储系统

　　由于巷道式堆垛机的作业效率恒定，穿梭式立体库系统难以解决效率需求较大、对未来作业效率有拓展要求的方案，子母车高密度存储系统有效地解决了这两个问题。

　　即由母车完成X轴的物料搬运，由提升机完成Z轴的物料搬运，子车、母车、提升机通过WCS调度协同作业，各流程之间互不等待，极大提升设备利用率，有效提高系统整体作业效率。

　　一般而言，子母车高密度存储系统适用于产品品项较少、单品项批量较大的托盘货物存储。

　　子母车高密度存储系统的空间利用率可达90%，可根据业主的远、近期作业效率需求合理规划设备数量；根据近期效率需求配置子母车、提升机数量，未来可根据产能、销售额的增涨再配置子母车等硬件设备，达到增加作业效率的目的。

　　四向托盘穿梭车高密度存储系统

　　四向托盘穿梭车近几年在食品、医药、冷链等行业得到较好的应用，拥有X轴、Y轴物料搬运能力，灵活性较高。尤其适用于异形仓库布局，以及高密集储存；同时，也适用于品规较多、批量较少的作业模式，对于第三方冷链物流企业也可满足其使用需求。

　　同层运行多台四向托盘穿梭车，是四向托盘穿梭车高密度存储系统基本运作模式，完善的货位管理（WMS）水平以及设备调度能力(WCS)保证整体系统稳定、高效运行。

　　双深度横梁式立体库系统

　　该系统主要由巷道堆垛机、货架系统、输送设备、提升机、WMS仓库管理软件、WCS控制软件等组成，堆垛机负责垂直和水平两个方向物料搬运工作；系统灵活性高、可分拣性强。

　　多层穿梭车智能存储系统

　　该系统主要由多层穿梭车、货架系统、输送设备、提升机、WMS仓库管理软件、WCS控制软件等组成，由提升机负责垂直方向物料搬运，多层穿梭车负责水平方向物料搬运工作。

　　多层穿梭车是一种用于自动化物流系统中的智能型搬运设备，具有动态移载的特点，能使物料在不同工位之间的输送，布局更加紧凑、简捷，从而提高物料的输送效率，可以十分方便地与其他物流系统实现自动连接。如出/入库站台、各种缓冲站、输送机、升降机和机器人等，按照计划进行物料的输送。

　　另外，它无需人员操作，运行速度快，因而显著降低了仓库管理人员的工作量，提高了劳动生产率，同时穿梭车的应用可使物流系统变得非常简捷。

　　多层穿梭车结构设计非常紧凑，可比一般及传统的解决方案占地面积减少30%～50%，多层穿梭车采用的单/双深位布局，可运用于高密度的仓储系统，大大提高所需的存储货位。

各智能密集存储系统的适用性分析

　　穿梭式立体库系统，适用于产品品项较少、单品项批量较大的托盘货物存储，单托盘承载可达1500kg。在实际出入库效率较低，且未来对效率需求较恒定的情况下，穿梭式立体库系统的性价比尤为突出。

　　子母车高密度存储系统，适用于产品品项较少、单品项批量较大的托盘货物存储，单托盘承载可达1500kg。对于出入库效率较高的项目，更能体现子母车系统的性价比优势，且由于对地面承载要求低，更适用于传统的楼库。

　　四向托盘穿梭车高密度存储系统，既适用于产品品项较少、批量较大的托盘货物存储，也可以可用于作品项较多、批量较少的托盘货物存储，相对于子母车高密度存储系统更为灵活，且对于异形仓库可提供更好的方案布局。

　　双深度横梁式立体库系统，适用于品项较多、批量较少、分拣量大、储能要求低的托盘货物存储，常用单托盘货物重量≤4000kg（可非标定制）。

　　多层穿梭车智能存储系统，适用于料箱、纸箱货品存储，额定载荷在50kg以下，目前被广泛应用于冷链、食品、汽车零部件、电商、烟草、医药等行业。

合理方案布局及选型

　　如何进行合理的方案布局及系统选型，是关系到项目后期运行可行性及经济性的关键。

　　前期调研

　　首先进行详尽的客户需求调研及数据分析，针对客户产品特点及个性化需求，结合各自动化系统特点，进行合理的方案选型；

　　方案规划考虑要素（如下图）

　　规划设计十大原则

　　单元负载原则：依据产品的大小和负荷形式，决定物品的搬运、储存单位，物品切勿直接置于地上，宜使用单元负载容器作为基本搬运单位。

　　简单化原则：借着删除、减少及合并非必要的移动和设备，以简化搬运工作。

　　标准化原则：尽可能使搬运方法、容器、托盘及设备标准化。

　　搬运距离原则：以缩短物料搬运距离为目标，并避免物料倒退与回流的现象。

　　机械化原则：经常性或耗费体力的搬运作业，宜采机械化设备来取代人力，尽可能使搬运程序机械化，并以省力、省人工为目标，以增加物料搬运设备的效率及经济性。

　　合并原则：将相关作业重整、力求在运输时合并检验、储存、制造等作业，以简化作业内容。

　　及时化原则：适时、适量搬运正确物品至指定地点。

　　人因原则：依照人体的能力和限制，如搬运重量、可取货高度、弯腰的频度等因素，设计物料搬运；设备和程序，以使人员能够有效利用系统设备。

　　能源原则：物料搬运系统及物料搬运程序中的能源消耗要具经济性。

　　空间利用原则：对立体空间进行有效利用，如使用立体化储架、积层架等。

　　成熟方案特性（如下图）

　　要选定最适合的方案，还需要结合以下特性：

　　合理性：符合土建条件需求，承重，出入库口设计，高度等符合相关规范，例如消防、货物流向的合理性、逆向物流、瓶颈节点等；并进行人员路向的合理规划。

　　专业性：数据分析、先进的工具、正确的逻辑、准确的结果；设备选型和储能匹配、流量匹配；流程设计、优化或减少现有流程。

　　完整性：需求设计的完整、流程设计的完整、图纸制作的完整。

　　拓展性：设备布局的可拓展性、系统的可拓展性、流程的可拓展性。

　　经济性：需考虑设备成本、工期成本、项目收益。

　　观赏性：规划细节完善、图纸优化。

　　智能密集存储系统在冷链仓储物流中的应用，加快了物资流动速度，极大提高仓储物流的作业效率，保证了生产环节顺利进行；同时，智能密集存储系统具备高密度性的特性，在满足同等储位及效率的前提下，可以大幅减少土地购买成本、库房建设成本及相关设备投入。

　　自动化物流装备的投入，实现了冷库内的无人化运作模式，降低能耗的同时也能减少了库内人员投入；而智能信息系统的统一调度，可以更合理地调度库存物品，避免货品积压、漏发、串货等不良现象的发生。

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