解析冷鏈行業(yè)中使用到的存儲(chǔ)技術(shù)

穿梭式立體庫(kù)系統(tǒng)、子母車(chē)系統(tǒng)、四向托盤(pán)穿梭車(chē)系統(tǒng)是目前冷鏈行業(yè)常見(jiàn)的高密度儲(chǔ)存解決方案，可實(shí)現(xiàn)冷庫(kù)無(wú)人化、自動(dòng)化、智能化、信息化的作業(yè)模式。結(jié)合具體項(xiàng)目案例，本文主要對(duì)三種自動(dòng)化高密度存儲(chǔ)方案在冷鏈行業(yè)的應(yīng)用進(jìn)行了介紹和分析。

根據(jù)相關(guān)資料顯示，我國(guó)冷鏈物流起步于上世紀(jì)60年代，當(dāng)時(shí)為保障市場(chǎng)供應(yīng)、調(diào)節(jié)淡旺季的需求，開(kāi)始在原產(chǎn)地、樞紐城市興建大型冷庫(kù)；上世紀(jì)90年代，終端零售業(yè)興起，市場(chǎng)對(duì)于冷鏈的需求進(jìn)一步擴(kuò)大，由此現(xiàn)代冷鏈在國(guó)內(nèi)獲得了發(fā)展契機(jī)，同時(shí)也推動(dòng)了冷鏈各環(huán)節(jié)的設(shè)備與技術(shù)開(kāi)發(fā)、制造與建設(shè)；國(guó)內(nèi)物流裝備企業(yè)也隨著冷鏈行業(yè)的發(fā)展，為其提供了各類(lèi)型的倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)。

冷庫(kù)的建設(shè)、使用成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于普通倉(cāng)庫(kù)；傳統(tǒng)的冷庫(kù)為保證空間合理分配、降低能耗，多數(shù)采用樓庫(kù)結(jié)構(gòu)，多樓層、多隔間形式在一定程度上解決了業(yè)主的需求，此類(lèi)冷庫(kù)一般使用巧固架以增加庫(kù)內(nèi)的利用率。

隨著零售市場(chǎng)需求增長(zhǎng)，對(duì)冷鏈倉(cāng)儲(chǔ)的要求越來(lái)越高，自上世紀(jì)末，單體大型冷庫(kù)逐漸成為主流，物流裝備行業(yè)針對(duì)冷庫(kù)的特性，提供了駛?cè)胧截浖?、穿梭式貨架等多種密集存儲(chǔ)的解決方案，但仍未更好地解決冷庫(kù)無(wú)人化、智能化、自動(dòng)化、信息化的作業(yè)需求；由于叉車(chē)反復(fù)出入冷庫(kù)作業(yè)，不僅產(chǎn)生較大的制冷能量損失，同時(shí)也給庫(kù)內(nèi)商品品質(zhì)保證帶來(lái)一定隱患，并缺乏有效的貨位管理，很容易造成貨品積壓引起較大浪費(fèi)。

為適應(yīng)市場(chǎng)需要，以天津萬(wàn)事達(dá)物流裝備有限公司為代表的物流裝備行業(yè)廠(chǎng)商，十多年來(lái)一直深耕于高密度自動(dòng)化存取技術(shù)的開(kāi)拓創(chuàng)新，陸續(xù)向冷鏈行業(yè)推出適用的系統(tǒng)解決方案。

一、穿梭式立體庫(kù)系統(tǒng)

單機(jī)版穿梭車(chē)在貨架系統(tǒng)的應(yīng)用，解決了駛?cè)胧截浖鼙仨氂刹孳?chē)進(jìn)入貨架區(qū)域存取托盤(pán)而帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，但仍不屬于自動(dòng)化的解決方案。物流裝備廠(chǎng)商憑借穿梭車(chē)的特性，以巷道式堆垛機(jī)進(jìn)行X軸、Z軸方向的物料搬運(yùn)，這樣的解決方案不僅實(shí)現(xiàn)了冷庫(kù)內(nèi)的自動(dòng)化、無(wú)人化作業(yè)，也極大提高了冷庫(kù)的空間利用率。合理的穿梭式立體庫(kù)系統(tǒng)方案布局，空間利用率一般會(huì)超過(guò)80%。

在實(shí)際出入庫(kù)效率較低，且未來(lái)對(duì)效率需求較恒定的情況下，穿梭式立體庫(kù)系統(tǒng)的性?xún)r(jià)比尤為突出，并且巷道式堆垛機(jī)經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展，性能、質(zhì)量均較穩(wěn)定，極少發(fā)生因堆垛機(jī)故障導(dǎo)致冷庫(kù)作業(yè)癱瘓的狀況。

以華中某水產(chǎn)企業(yè)自用冷庫(kù)項(xiàng)目為例，該方案概況如下：

1.存儲(chǔ)貨型尺寸為1200mm×1000mm×1525mm，貨盤(pán)重1000kg。

2.貨位數(shù)共計(jì)11398個(gè)，庫(kù)房的利用率達(dá)到85%。

3.規(guī)庫(kù)房?jī)舾叨?5.7m，設(shè)計(jì)7層穿梭車(chē)軌道。

4.本案右側(cè)內(nèi)月臺(tái)設(shè)計(jì)2個(gè)入庫(kù)口，采用電動(dòng)地牛入庫(kù)；外月臺(tái)設(shè)計(jì)2個(gè)出庫(kù)口，采用叉車(chē)作業(yè)，貨物出庫(kù)產(chǎn)生的空托盤(pán)由叉車(chē)送往生產(chǎn)線(xiàn)，且無(wú)拆零尾盤(pán)回庫(kù)處理。

5.本案匹配2臺(tái)巷道堆垛機(jī)，均可以實(shí)現(xiàn)出入庫(kù)作業(yè)功能，4臺(tái)網(wǎng)絡(luò)版穿梭車(chē)及出入庫(kù)輸送線(xiàn)，可滿(mǎn)足出入庫(kù)38盤(pán)/小時(shí)的作業(yè)能力。

6.在自動(dòng)化密集儲(chǔ)存系統(tǒng)方案中，此方案以較低的投入實(shí)現(xiàn)了客戶(hù)企業(yè)的效率需求，并較充分地利用了冷庫(kù)內(nèi)空間，同時(shí)庫(kù)內(nèi)實(shí)現(xiàn)了無(wú)人化、自動(dòng)化、智能化、信息化的現(xiàn)代化作業(yè)方式。

二、子母車(chē)高密度存儲(chǔ)系統(tǒng)

由于巷道式堆垛機(jī)的作業(yè)效率恒定，穿梭式立體庫(kù)系統(tǒng)難以解決效率需求較大、對(duì)未來(lái)作業(yè)效率有拓展要求的方案，子母車(chē)高密度存儲(chǔ)系統(tǒng)有效地解決了這兩個(gè)問(wèn)題。

由母車(chē)完成X軸的物料搬運(yùn)，由提升機(jī)完成Z軸的物料搬運(yùn)，子車(chē)、母車(chē)、提升機(jī)通過(guò)WCS調(diào)度協(xié)同作業(yè)，各流程之間互不等待，可極大提升設(shè)備利用率，有效提高系統(tǒng)整體作業(yè)效率。子母車(chē)高密度存儲(chǔ)系統(tǒng)的空間利用率可達(dá)90%，并可根據(jù)業(yè)主的遠(yuǎn)、近期作業(yè)效率需求合理規(guī)劃設(shè)備數(shù)量，根據(jù)近期效率需求配置子母車(chē)和提升機(jī)數(shù)量，未來(lái)可根據(jù)產(chǎn)能、銷(xiāo)售額的增漲再配置子母車(chē)等硬件設(shè)備達(dá)到增加作業(yè)效率的目的。子母車(chē)通過(guò)提升機(jī)到達(dá)任意層作業(yè)，一臺(tái)母車(chē)可同時(shí)對(duì)應(yīng)多臺(tái)子車(chē)同層作業(yè)，如果選擇換層/貨物一體提升機(jī)還可進(jìn)一步節(jié)約空間。

相對(duì)于穿梭式立體庫(kù)系統(tǒng)，子母車(chē)高密度存儲(chǔ)系統(tǒng)具備高效、可拓展等特性，自動(dòng)化硬件設(shè)備之間互為故障備份，不會(huì)由于單一設(shè)備故障造成系統(tǒng)或單巷道不能運(yùn)作，更可通過(guò)轉(zhuǎn)駁設(shè)備達(dá)到母車(chē)多巷道共享功能。

子母車(chē)的供電方式可根據(jù)實(shí)際需要予以配置，母車(chē)可采用滑觸線(xiàn)、電池供電方式，子車(chē)可采用電池、超級(jí)電容供電方式，靈活多樣的供電方式適用于多種作業(yè)場(chǎng)景，比如母車(chē)采用滑觸線(xiàn)、子車(chē)采用超級(jí)電容的供電配置尤其適用生產(chǎn)型企業(yè)流水線(xiàn)的作業(yè)方式，可滿(mǎn)足365天×24小時(shí)不間斷作業(yè)模式。

以華北某生產(chǎn)型企業(yè)冷庫(kù)項(xiàng)目為例，該方案概況如下：

1.平面布局分為3進(jìn)深、22進(jìn)深、3個(gè)存儲(chǔ)區(qū)域，4層軌道。貨位數(shù)為2900個(gè)，庫(kù)房利用率達(dá)到90%，可存放SKU數(shù)≥120個(gè)，單巷道可存放多品規(guī)、多批次，盡可能最大化利用貨位。

2.在運(yùn)行效率方面，可滿(mǎn)足入庫(kù)效率75盤(pán)/小時(shí)，出庫(kù)效率140盤(pán)/小時(shí)。

3.本案匹配8套子母車(chē)、5臺(tái)貨物提升機(jī)、2臺(tái)換層提升機(jī)、輸送系統(tǒng)1套、WMS/WCS系統(tǒng)1套。

4.本案母車(chē)采用滑觸線(xiàn)供電、子車(chē)采用超級(jí)電容供電，可滿(mǎn)足客戶(hù)365×24小時(shí)不間斷作業(yè)模式。

5.該項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益分析，具體見(jiàn)表1。

三、四向托盤(pán)穿梭車(chē)高密度存儲(chǔ)系統(tǒng)

近幾年來(lái)，四向托盤(pán)穿梭車(chē)在食品、醫(yī)藥、冷鏈等行業(yè)得到較好的應(yīng)用，擁有X軸、Y軸物料搬運(yùn)能力，靈活性較高，尤其適用于異形倉(cāng)庫(kù)布局，適用高密集儲(chǔ)存的同時(shí)也適用于品規(guī)較多、批量較少的作業(yè)模式，對(duì)于第三方冷鏈物流企業(yè)也可滿(mǎn)足其使用需求。

同層運(yùn)行多臺(tái)四向托盤(pán)穿梭車(chē)，是四向托盤(pán)穿梭車(chē)高密度存儲(chǔ)系統(tǒng)基本運(yùn)作模式，完善的貨位管理（WMS）水平，以及設(shè)備調(diào)度能力（WCS），可保證整體系統(tǒng)穩(wěn)定、高效運(yùn)行。為避免四向托盤(pán)穿梭車(chē)與提升機(jī)作業(yè)等待，提升機(jī)與貨架之間設(shè)計(jì)緩存輸送線(xiàn)，四向托盤(pán)穿梭車(chē)、提升機(jī)均將托盤(pán)交接給緩存輸送線(xiàn)進(jìn)行轉(zhuǎn)駁作業(yè)，從而提升作業(yè)效率。

在總體規(guī)劃中，可充分發(fā)揮四向托盤(pán)穿梭車(chē)的優(yōu)勢(shì)，通過(guò)打通墻體、連廊等方式將各個(gè)庫(kù)區(qū)連接，四向托盤(pán)穿梭車(chē)通過(guò)系統(tǒng)調(diào)配進(jìn)入任意庫(kù)區(qū)，以達(dá)到設(shè)備共享的目的。

穿堂區(qū)域在以往的設(shè)計(jì)中往往會(huì)采用輸送線(xiàn)、RGV等設(shè)備進(jìn)行托盤(pán)輸送，四向托盤(pán)穿梭車(chē)在此區(qū)域也可作為平面搬運(yùn)設(shè)備，從而進(jìn)一步節(jié)約用戶(hù)企業(yè)的采購(gòu)成本。

以西南某冷鏈物流企業(yè)冷庫(kù)項(xiàng)目為例，該方案概況如下：

1.托盤(pán)含貨物規(guī)格為1200mm×1100mm×1540mm，載重達(dá)1200kg/托。

2.平面布局進(jìn)深劃分12/3進(jìn)深，采用先進(jìn)后出模式，貨架立面布局6層軌道，貨位數(shù)總計(jì)13619個(gè)，實(shí)現(xiàn)了88%庫(kù)房利用率。

3.本案匹配6臺(tái)四向托盤(pán)穿梭車(chē)，效率滿(mǎn)足112盤(pán)/小時(shí)，可實(shí)現(xiàn)24小時(shí)不間斷作業(yè)的出入庫(kù)作業(yè)。

4.實(shí)現(xiàn)庫(kù)區(qū)之間四向托盤(pán)穿梭車(chē)共用模式，其中某個(gè)庫(kù)區(qū)集中出入庫(kù)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)調(diào)配其他庫(kù)區(qū)四向托盤(pán)穿梭車(chē)集中作業(yè)，從而減少設(shè)備投入，同時(shí)增加單庫(kù)區(qū)的作業(yè)效率。

5.為了避免制冷量散失，項(xiàng)目將庫(kù)房分割成大小不等的多個(gè)小庫(kù)房，產(chǎn)品存儲(chǔ)量較小時(shí)可利用小庫(kù)區(qū)存儲(chǔ)。

6.最大化利用庫(kù)內(nèi)空間，穿堂區(qū)域設(shè)計(jì)雙向四向托盤(pán)穿梭車(chē)運(yùn)行軌道，利用四向托盤(pán)穿梭車(chē)作為穿堂區(qū)域的平面搬運(yùn)設(shè)備，滿(mǎn)足效率的同時(shí)，也減少了用戶(hù)企業(yè)的資金投入。

四、總結(jié)

穿梭式立體庫(kù)、子母車(chē)系統(tǒng)、四向托盤(pán)穿梭車(chē)系統(tǒng)是目前冷鏈行業(yè)常見(jiàn)的高密度儲(chǔ)存解決方案，實(shí)現(xiàn)了冷庫(kù)無(wú)人化、自動(dòng)化、智能化、信息化的作業(yè)模式，出、入庫(kù)口采用緩沖間控制空氣交換，能夠極大降低能量損失，冷鏈企業(yè)可以利用最小的建筑面積獲取更大的空間利用率，通過(guò)上位軟件系統(tǒng)進(jìn)行貨位管理，降低貨品庫(kù)內(nèi)損耗。

隨著市場(chǎng)細(xì)化，冷庫(kù)逐漸區(qū)分為企業(yè)自用存儲(chǔ)庫(kù)、自用配送庫(kù)、第三方冷鏈物流庫(kù)等多種功能，對(duì)倉(cāng)庫(kù)管理軟件（WMS）、控制軟件（WCS）的適用性也提出更高要求。以天津萬(wàn)事達(dá)為例，組建多年的軟件研發(fā)團(tuán)隊(duì)已成功實(shí)施了數(shù)十座冷庫(kù)高密度存儲(chǔ)系統(tǒng)項(xiàng)目，充足的項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)可為更多冷鏈企業(yè)提供更優(yōu)秀的解決方案；自主研發(fā)的核心硬件經(jīng)多年技術(shù)積累，性能穩(wěn)定可靠，采用的電池技術(shù)可支持在-25℃環(huán)境中平穩(wěn)充、放電；穿梭車(chē)、子車(chē)、四向托盤(pán)穿梭車(chē)均支持巷道內(nèi)柔性貨位分配功能，使得單一巷道可存取多品規(guī)、多批次的貨物，進(jìn)一步提升整體系統(tǒng)的貨位利用率；在近期即將完成實(shí)施的某第三方冷鏈企業(yè)高密度存儲(chǔ)項(xiàng)目中，專(zhuān)項(xiàng)開(kāi)發(fā)的APP能夠支持該第三方冷鏈企業(yè)的客戶(hù)在手機(jī)端直接查詢(xún)庫(kù)存狀態(tài)、下達(dá)出入庫(kù)訂單。