我國的冷鏈物流起步于上世紀60年代。為保證市場供應、調節(jié)淡旺季的需求,原產地、樞紐城市等開始興建大型冷庫。
自上世紀90年代,隨著終端零售業(yè)興起,市場對于冷鏈的需求進一步擴大,現(xiàn)代冷鏈由此在國內獲得了發(fā)展契機,同時也推動了冷鏈各環(huán)節(jié)的設備與技術開發(fā)、制造與建設。
傳統(tǒng)冷庫弊端與自動化存儲趨勢
冷庫的建設、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)采用樓庫結構,多樓層、多隔間形式,在一定程度上解決了業(yè)主的需求。但往往還是存在諸多弊端:
建筑成本高投入。相對于單體庫,樓庫的建筑成本較高,建設周期長,由于庫區(qū)分隔零散,后期再投入倉儲物流裝備的成本也將高于單體冷庫。
運營成本高投入。由于多樓層非自動化作業(yè),需要投入更多的管理、作業(yè)人員。尤其2020年初國內疫情高發(fā)時段,招工難、人工成本上漲等因素,再一次推高企業(yè)的人工成本。作業(yè)時頻繁開閉冷庫門、集中出入庫時段冷庫門長時間段開啟等現(xiàn)象,也容易造成能耗大量損失,并且對庫存貨品的品質保證也存有隱患。
自動化程度低。傳統(tǒng)冷庫采用地堆或巧固架存放,或采用駛入式貨架、穿梭車貨架等非自動化的存取模式,人工仍然是決定作業(yè)效率的主導。對于作業(yè)效率需求較大的工作時段,即使加大人員作業(yè)強度也難以解決效率需求。
信息化程度低。傳統(tǒng)冷鏈冷庫管理多數(shù)采用手工記賬方式,貨位管理憑借庫管人員經驗,往往造成貨品積壓、批次出庫不及時等等;從而帶來實際的產品損失,或間接造成其客戶體驗度降低而引發(fā)次生損失。
當前科技和生活水平快速發(fā)展的時代,傳統(tǒng)的物流存儲模式已遠遠不能滿足冷鏈行業(yè)的存儲要求。冷鏈行業(yè)對于供應鏈優(yōu)化、智能化制造,以及物流存儲的智能化、信息化,也提出了更高的要求。因此,一些物流裝備行業(yè)廠商也逐步向市場推出先進的系統(tǒng)解決方案。
智能密集存儲系統(tǒng)產品分類
縱觀目前市場上的智能密集存儲系統(tǒng)產品,主要包括以下5類:
穿梭子母車智能密集存儲系統(tǒng)(托盤貨物存儲);
穿梭四向車智能密集存儲系統(tǒng)(托盤貨物存儲);
穿梭式立體庫系統(tǒng)智能密集存儲系統(tǒng)(托盤貨物存儲);
雙深位堆垛機智能密集存儲系統(tǒng)(托盤貨物存儲);
多層穿梭車智能密集存儲系統(tǒng)(料盒存儲)。
下面,我們將對各智能密集存儲系統(tǒng)進行說明介紹。
穿梭式立體庫系統(tǒng)
單機版穿梭車在貨架系統(tǒng)的應用,解決了駛入式貨架必須由叉車進入貨架區(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。
物流裝備廠商借以穿梭車的特性,以巷道式堆垛機進行X軸、Z軸方向的物料搬運,這樣的解決方案實現(xiàn)了冷庫內的自動化、無人化作業(yè)的同時,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)方案布局下,空間利用率一般會超過80%。
巷道式堆垛機經過幾十年發(fā)展,性能、質量均較穩(wěn)定,極少發(fā)生由于堆垛機故障導致冷庫作業(yè)癱瘓的狀況。
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。
即由母車完成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調度協(xié)同作業(yè),各流程之間互不等待,極大提升設備利用率,有效提高系統(tǒng)整體作業(yè)效率。
一般而言,子母車高密度存儲系統(tǒng)適用于產品品項較少、單品項批量較大的托盤貨物存儲。
子母車高密度存儲系統(tǒng)的空間利用率可達90%,可根據(jù)業(yè)主的遠、近期作業(yè)效率需求合理規(guī)劃設備數(shù)量;根據(jù)近期效率需求配置子母車、提升機數(shù)量,未來可根據(jù)產能、銷售額的增漲再配置子母車等硬件設備,達到增加作業(yè)效率的目的。
四向托盤穿梭車高密度存儲系統(tǒng)
四向托盤穿梭車近幾年在食品、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,以及高密集儲存;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)水平以及設備調度能力(WCS)保證整體系統(tǒng)穩(wěn)定、高效運行。
雙深度橫梁式立體庫系統(tǒng)
該系統(tǒng)主要由巷道堆垛機、貨架系統(tǒng)、輸送設備、提升機、WMS倉庫管理軟件、WCS控制軟件等組成,堆垛機負責垂直和水平兩個方向物料搬運工作;系統(tǒng)靈活性高、可分揀性強。
多層穿梭車智能存儲系統(tǒng)
該系統(tǒng)主要由多層穿梭車、貨架系統(tǒng)、輸送設備、提升機、WMS倉庫管理軟件、WCS控制軟件等組成,由提升機負責垂直方向物料搬運,多層穿梭車負責水平方向物料搬運工作。
多層穿梭車是一種用于自動化物流系統(tǒng)中的智能型搬運設備,具有動態(tài)移載的特點,能使物料在不同工位之間的輸送,布局更加緊湊、簡捷,從而提高物料的輸送效率,可以十分方便地與其他物流系統(tǒng)實現(xiàn)自動連接。如出/入庫站臺、各種緩沖站、輸送機、升降機和機器人等,按照計劃進行物料的輸送。
另外,它無需人員操作,運行速度快,因而顯著降低了倉庫管理人員的工作量,提高了勞動生產率,同時穿梭車的應用可使物流系統(tǒng)變得非常簡捷。
多層穿梭車結構設計非常緊湊,可比一般及傳統(tǒng)的解決方案占地面積減少30%~50%,多層穿梭車采用的單/雙深位布局,可運用于高密度的倉儲系統(tǒng),大大提高所需的存儲貨位。
各智能密集存儲系統(tǒng)的適用性分析
穿梭式立體庫系統(tǒng),適用于產品品項較少、單品項批量較大的托盤貨物存儲,單托盤承載可達1500kg。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。
子母車高密度存儲系統(tǒng),適用于產品品項較少、單品項批量較大的托盤貨物存儲,單托盤承載可達1500kg。對于出入庫效率較高的項目,更能體現(xiàn)子母車系統(tǒng)的性價比優(yōu)勢,且由于對地面承載要求低,更適用于傳統(tǒng)的樓庫。
四向托盤穿梭車高密度存儲系統(tǒng),既適用于產品品項較少、批量較大的托盤貨物存儲,也可以可用于作品項較多、批量較少的托盤貨物存儲,相對于子母車高密度存儲系統(tǒng)更為靈活,且對于異形倉庫可提供更好的方案布局。
雙深度橫梁式立體庫系統(tǒng),適用于品項較多、批量較少、分揀量大、儲能要求低的托盤貨物存儲,常用單托盤貨物重量≤4000kg(可非標定制)。
多層穿梭車智能存儲系統(tǒng),適用于料箱、紙箱貨品存儲,額定載荷在50kg以下,目前被廣泛應用于冷鏈、食品、汽車零部件、電商、煙草、醫(yī)藥等行業(yè)。
合理方案布局及選型
如何進行合理的方案布局及系統(tǒng)選型,是關系到項目后期運行可行性及經濟性的關鍵。
前期調研
首先進行詳盡的客戶需求調研及數(shù)據(jù)分析,針對客戶產品特點及個性化需求,結合各自動化系統(tǒng)特點,進行合理的方案選型;
方案規(guī)劃考慮要素(如下圖)
規(guī)劃設計十大原則
單元負載原則:依據(jù)產品的大小和負荷形式,決定物品的搬運、儲存單位,物品切勿直接置于地上,宜使用單元負載容器作為基本搬運單位。
簡單化原則:借著刪除、減少及合并非必要的移動和設備,以簡化搬運工作。
標準化原則:盡可能使搬運方法、容器、托盤及設備標準化。
搬運距離原則:以縮短物料搬運距離為目標,并避免物料倒退與回流的現(xiàn)象。
機械化原則:經常性或耗費體力的搬運作業(yè),宜采機械化設備來取代人力,盡可能使搬運程序機械化,并以省力、省人工為目標,以增加物料搬運設備的效率及經濟性。
合并原則:將相關作業(yè)重整、力求在運輸時合并檢驗、儲存、制造等作業(yè),以簡化作業(yè)內容。
及時化原則:適時、適量搬運正確物品至指定地點。
人因原則:依照人體的能力和限制,如搬運重量、可取貨高度、彎腰的頻度等因素,設計物料搬運;設備和程序,以使人員能夠有效利用系統(tǒng)設備。
能源原則:物料搬運系統(tǒng)及物料搬運程序中的能源消耗要具經濟性。
空間利用原則:對立體空間進行有效利用,如使用立體化儲架、積層架等。
成熟方案特性(如下圖)
要選定最適合的方案,還需要結合以下特性:
合理性:符合土建條件需求,承重,出入庫口設計,高度等符合相關規(guī)范,例如消防、貨物流向的合理性、逆向物流、瓶頸節(jié)點等;并進行人員路向的合理規(guī)劃。
專業(yè)性:數(shù)據(jù)分析、先進的工具、正確的邏輯、準確的結果;設備選型和儲能匹配、流量匹配;流程設計、優(yōu)化或減少現(xiàn)有流程。
完整性:需求設計的完整、流程設計的完整、圖紙制作的完整。
拓展性:設備布局的可拓展性、系統(tǒng)的可拓展性、流程的可拓展性。
經濟性:需考慮設備成本、工期成本、項目收益。
觀賞性:規(guī)劃細節(jié)完善、圖紙優(yōu)化。
智能密集存儲系統(tǒng)在冷鏈倉儲物流中的應用,加快了物資流動速度,極大提高倉儲物流的作業(yè)效率,保證了生產環(huán)節(jié)順利進行;同時,智能密集存儲系統(tǒng)具備高密度性的特性,在滿足同等儲位及效率的前提下,可以大幅減少土地購買成本、庫房建設成本及相關設備投入。
自動化物流裝備的投入,實現(xiàn)了冷庫內的無人化運作模式,降低能耗的同時也能減少了庫內人員投入;而智能信息系統(tǒng)的統(tǒng)一調度,可以更合理地調度庫存物品,避免貨品積壓、漏發(fā)、串貨等不良現(xiàn)象的發(fā)生。
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