穿梭式立體庫系統(tǒng)、子母車系統(tǒng)、四向托盤穿梭車系統(tǒng)是目前冷鏈行業(yè)常見的高密度儲存解決方案，可實現(xiàn)冷庫無人化、自動化、智能化、信息化的作業(yè)模式。結(jié)合具體項目案例，本文主要對三種自動化高密度存儲方案在冷鏈行業(yè)的應用進行了介紹和分析。

根據(jù)相關(guān)資料顯示，我國冷鏈物流起步于上世紀60年代，當時為保障市場供應、調(diào)節(jié)淡旺季的需求，開始在原產(chǎn)地、樞紐城市興建大型冷庫；上世紀90年代，終端零售業(yè)興起，市場對于冷鏈的需求進一步擴大，由此現(xiàn)代冷鏈在國內(nèi)獲得了發(fā)展契機，同時也推動了冷鏈各環(huán)節(jié)的設(shè)備與技術(shù)開發(fā)、制造與建設(shè)；國內(nèi)物流裝備企業(yè)也隨著冷鏈行業(yè)的發(fā)展，為其提供了各類型的倉儲系統(tǒng)。

冷庫的建設(shè)、使用成本遠遠高于普通倉庫；傳統(tǒng)的冷庫為保證空間合理分配、降低能耗，多數(shù)采用樓庫結(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，此類冷庫一般使用巧固架以增加庫內(nèi)的利用率。

隨著零售市場需求增長，對冷鏈倉儲的要求越來越高，自上世紀末，單體大型冷庫逐漸成為主流，物流裝備行業(yè)針對冷庫的特性，提供了駛?cè)胧截浖?、穿梭式貨架等多種密集存儲的解決方案，但仍未更好地解決冷庫無人化、智能化、自動化、信息化的作業(yè)需求；由于叉車反復出入冷庫作業(yè)，不僅產(chǎn)生較大的制冷能量損失，同時也給庫內(nèi)商品品質(zhì)保證帶來一定隱患，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。

為適應市場需要，以天津萬事達物流裝備有限公司為代表的物流裝備行業(yè)廠商，十多年來一直深耕于高密度自動化存取技術(shù)的開拓創(chuàng)新，陸續(xù)向冷鏈行業(yè)推出適用的系統(tǒng)解決方案。

一、穿梭式立體庫系統(tǒng)

單機版穿梭車在貨架系統(tǒng)的應用，解決了駛?cè)胧截浖鼙仨氂刹孳囘M入貨架區(qū)域存取托盤而帶來的風險，但仍不屬于自動化的解決方案。物流裝備廠商憑借穿梭車的特性，以巷道式堆垛機進行X軸、Z軸方向的物料搬運，這樣的解決方案不僅實現(xiàn)了冷庫內(nèi)的自動化、無人化作業(yè)，也極大提高了冷庫的空間利用率。合理的穿梭式立體庫系統(tǒng)方案布局，空間利用率一般會超過80%。

在實際出入庫效率較低，且未來對效率需求較恒定的情況下，穿梭式立體庫系統(tǒng)的性價比尤為突出，并且巷道式堆垛機經(jīng)過幾十年的發(fā)展，性能、質(zhì)量均較穩(wěn)定，極少發(fā)生因堆垛機故障導致冷庫作業(yè)癱瘓的狀況。

以華中某水產(chǎn)企業(yè)自用冷庫項目為例，該方案概況如下：

1.存儲貨型尺寸為1200mm×1000mm×1525mm，貨盤重1000kg。

2.貨位數(shù)共計11398個，庫房的利用率達到85%。

3.規(guī)庫房凈高度15.7m，設(shè)計7層穿梭車軌道。

4.本案右側(cè)內(nèi)月臺設(shè)計2個入庫口，采用電動地牛入庫；外月臺設(shè)計2個出庫口，采用叉車作業(yè)，貨物出庫產(chǎn)生的空托盤由叉車送往生產(chǎn)線，且無拆零尾盤回庫處理。

5.本案匹配2臺巷道堆垛機，均可以實現(xiàn)出入庫作業(yè)功能，4臺網(wǎng)絡(luò)版穿梭車及出入庫輸送線，可滿足出入庫38盤/小時的作業(yè)能力。

6.在自動化密集儲存系統(tǒng)方案中，此方案以較低的投入實現(xiàn)了客戶企業(yè)的效率需求，并較充分地利用了冷庫內(nèi)空間，同時庫內(nèi)實現(xiàn)了無人化、自動化、智能化、信息化的現(xiàn)代化作業(yè)方式。

二、子母車高密度存儲系統(tǒng)

由于巷道式堆垛機的作業(yè)效率恒定，穿梭式立體庫系統(tǒng)難以解決效率需求較大、對未來作業(yè)效率有拓展要求的方案，子母車高密度存儲系統(tǒng)有效地解決了這兩個問題。

由母車完成X軸的物料搬運，由提升機完成Z軸的物料搬運，子車、母車、提升機通過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。子母車高密度存儲系統(tǒng)的空間利用率可達90%，并可根據(jù)業(yè)主的遠、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和提升機數(shù)量，未來可根據(jù)產(chǎn)能、銷售額的增漲再配置子母車等硬件設(shè)備達到增加作業(yè)效率的目的。子母車通過提升機到達任意層作業(yè)，一臺母車可同時對應多臺子車同層作業(yè)，如果選擇換層/貨物一體提升機還可進一步節(jié)約空間。

相對于穿梭式立體庫系統(tǒng)，子母車高密度存儲系統(tǒng)具備高效、可拓展等特性，自動化硬件設(shè)備之間互為故障備份，不會由于單一設(shè)備故障造成系統(tǒng)或單巷道不能運作，更可通過轉(zhuǎn)駁設(shè)備達到母車多巷道共享功能。

子母車的供電方式可根據(jù)實際需要予以配置，母車可采用滑觸線、電池供電方式，子車可采用電池、超級電容供電方式，靈活多樣的供電方式適用于多種作業(yè)場景，比如母車采用滑觸線、子車采用超級電容的供電配置尤其適用生產(chǎn)型企業(yè)流水線的作業(yè)方式，可滿足365天×24小時不間斷作業(yè)模式。

以華北某生產(chǎn)型企業(yè)冷庫項目為例，該方案概況如下：

1.平面布局分為3進深、22進深、3個存儲區(qū)域，4層軌道。貨位數(shù)為2900個，庫房利用率達到90%，可存放SKU數(shù)≥120個，單巷道可存放多品規(guī)、多批次，盡可能最大化利用貨位。

2.在運行效率方面，可滿足入庫效率75盤/小時，出庫效率140盤/小時。

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

4.本案母車采用滑觸線供電、子車采用超級電容供電，可滿足客戶365×24小時不間斷作業(yè)模式。

5.該項目的經(jīng)濟效益分析，具體見表1。

三、四向托盤穿梭車高密度存儲系統(tǒng)

近幾年來，四向托盤穿梭車在食品、醫(yī)藥、冷鏈等行業(yè)得到較好的應用，擁有X軸、Y軸物料搬運能力，靈活性較高，尤其適用于異形倉庫布局，適用高密集儲存的同時也適用于品規(guī)較多、批量較少的作業(yè)模式，對于第三方冷鏈物流企業(yè)也可滿足其使用需求。

同層運行多臺四向托盤穿梭車，是四向托盤穿梭車高密度存儲系統(tǒng)基本運作模式，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、高效運行。為避免四向托盤穿梭車與提升機作業(yè)等待，提升機與貨架之間設(shè)計緩存輸送線，四向托盤穿梭車、提升機均將托盤交接給緩存輸送線進行轉(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)揮四向托盤穿梭車的優(yōu)勢，通過打通墻體、連廊等方式將各個庫區(qū)連接，四向托盤穿梭車通過系統(tǒng)調(diào)配進入任意庫區(qū)，以達到設(shè)備共享的目的。

穿堂區(qū)域在以往的設(shè)計中往往會采用輸送線、RGV等設(shè)備進行托盤輸送，四向托盤穿梭車在此區(qū)域也可作為平面搬運設(shè)備，從而進一步節(jié)約用戶企業(yè)的采購成本。

以西南某冷鏈物流企業(yè)冷庫項目為例，該方案概況如下：

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

2.平面布局進深劃分12/3進深，采用先進后出模式，貨架立面布局6層軌道，貨位數(shù)總計13619個，實現(xiàn)了88%庫房利用率。

3.本案匹配6臺四向托盤穿梭車，效率滿足112盤/小時，可實現(xiàn)24小時不間斷作業(yè)的出入庫作業(yè)。

4.實現(xiàn)庫區(qū)之間四向托盤穿梭車共用模式，其中某個庫區(qū)集中出入庫時，系統(tǒng)會調(diào)配其他庫區(qū)四向托盤穿梭車集中作業(yè)，從而減少設(shè)備投入，同時增加單庫區(qū)的作業(yè)效率。

5.為了避免制冷量散失，項目將庫房分割成大小不等的多個小庫房，產(chǎn)品存儲量較小時可利用小庫區(qū)存儲。

6.最大化利用庫內(nèi)空間，穿堂區(qū)域設(shè)計雙向四向托盤穿梭車運行軌道，利用四向托盤穿梭車作為穿堂區(qū)域的平面搬運設(shè)備，滿足效率的同時，也減少了用戶企業(yè)的資金投入。

四、總結(jié)

穿梭式立體庫、子母車系統(tǒng)、四向托盤穿梭車系統(tǒng)是目前冷鏈行業(yè)常見的高密度儲存解決方案，實現(xiàn)了冷庫無人化、自動化、智能化、信息化的作業(yè)模式，出、入庫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，通過上位軟件系統(tǒng)進行貨位管理，降低貨品庫內(nèi)損耗。

隨著市場細化，冷庫逐漸區(qū)分為企業(yè)自用存儲庫、自用配送庫、第三方冷鏈物流庫等多種功能，對倉庫管理軟件（WMS）、控制軟件（WCS）的適用性也提出更高要求。以天津萬事達為例，組建多年的軟件研發(fā)團隊已成功實施了數(shù)十座冷庫高密度存儲系統(tǒng)項目，充足的項目經(jīng)驗可為更多冷鏈企業(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、子車、四向托盤穿梭車均支持巷道內(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，進一步提升整體系統(tǒng)的貨位利用率；在近期即將完成實施的某第三方冷鏈企業(yè)高密度存儲項目中，專項開發(fā)的APP能夠支持該第三方冷鏈企業(yè)的客戶在手機端直接查詢庫存狀態(tài)、下達出入庫訂單。