自动化密集仓储系统在冷库中的应用分析

近年来，受政策出台的刺激与推动，国内冷链物流园区建设热潮日益兴起，而相应的硬件设施并没有同步发展，成为物流园区建设运营的主要制约因素。冷链物流园区的建设在于集聚多方资源，提升冷链物流效率，降 低成本。基础硬件设施的不足必然影响效率的提升，使得冷链物流园区形在而实不至。国内冷链物流园区在基础设施上仍有待提升。要实现冷链物流全流程集约化、 高效化运作，主要在于对冷库资源的有效整合并进行系统、科学的控制。

一、不同货架在冷库存储中的优缺点

由 于密集型存储概念的提出，货架系统也发生了较大的变化，大部分货架系统目前都已向密集型存储系统的概念靠近，以适应目前物流仓储系统的变化。按照目前物流仓储系统的需求，货架系统已经形成了部分主流货架类型，其主要是配合各种不同类型的物流仓储系统的要求，做到最大限度的适应当前物流仓储系统的需求，以提高物流仓储系统的效率性。目前物流仓储系统中最常见的托盘式密集型货架种类主要分有动力和无动力，无动力的货架有：驶入式货架，后推式货架，重力式货架等，有动力的货架有：电动移动式货架，自动化立体仓库，穿梭车货架等。

1.驶入式货架

驶 入式货架目前是最常见也是最便宜的托盘密集存储系统，通常是将货物先存入，后取出，适合的方向主要为大批量的单一项目货物，无法进行太多种类划分。此种货架系统的优势在于投资成本比较低廉，但是由于需要利用叉车驶入货架货道内进行操作，所以货架的深度一般不会大于10个以上的托盘深度，就导致存取货物的效率比较低下，而由于叉车工具的限制，导致其空间利用率只有60%-75%。其优点是：结构简单、造价低廉，正常情况下一般造价为200到350元每个托盘存储位置。它的缺点是：叉车需要开入货架内部操作，危险性较高，操作者在货架内部的视野不够开阔，光线不足。对于空间利用率有不足，对6米以上空间无法作业，同时稳定性存在缺陷。同时此货架局限于先进先出原则。

2.后推式货架

后推式货架也叫压入式货架，密集存储托盘的能力与驶入式货架相当，这种设计使得叉车不需要进入货架内部，货物放置在带轮子的小车上，小车依靠自身的重力可以 沿着货架上的轨道下滑到取货口。类似与冲锋枪的弹夹设计原理。此种货架系统的空间利用率只有60%左右。它的优点是：柱片间由横梁来连接，增加了立柱的稳定性，这样就避免了贯通货架的危险性问题。它的缺点是：造价提高到800~1000元每个存储位置，一般单面存储最大不能超过5个托盘位置。其局限与叉车 取货的高度限制，同样此货架也局限于先进先出原则。

3.重力式货架

在普通重型货架上增加滚筒线，滚筒线有一定的斜度，托盘被叉车从高的一端存入后，托盘依靠重力沿着滚筒线往下滑动，为了控制滑动的速度过大，在滚筒线上每隔 一定的距离设计了阻尼系统来控制托盘的下滑速度，托盘滑动到滚筒线下端时被阻挡系统挡住定位，叉车可以从下端将托盘取走。它的优点是：避免了贯通货架的危险性问题，同时提高了货位进深数量。仓储利用率达到75%以上。它的缺点是：滚筒线造价过高，每个存储位置的造价比压入式货架相应提高，从而限制了这类货架的销售。同样此货架即局限于叉车取货高度的限制，也局限于先进先出原则。

4.电动移动式货架

移动式货架可分为轻中型移动式货架和重型移动式仓储货架。移动式仓储货架由要由货架、导轨、货架的运动系统组成。轻中型移动式货架也叫密集型货架，由轻型、 中型货架和导轨构成。轻中型移动式仓储货架由中型仓储货架或轻型仓储货架演变而成，只需设一个通道，结构密集，美观实用，具有良好的密封性，安全可靠。它 的优点是：只需要一个作业通道，可大大提高仓库面积的利用率，能达到70%以上。它的缺点是：入库频繁率较低，存取货所需时间较长，由于自身设计限制，很难达到12米以上的高度。

5.自动化立体仓库

自动化立体仓库，是利用自动化存储设备同计算机管理系统的协作来实现立体仓库的高层合理化，存取自动化，以及操作简便化。自动化立体仓库的主要由货架，巷道 式堆垛起重机（堆垛机）、入(出)库工作站台、调度控制系统以及管理系统组成。结合不同类型的仓库管理软件、图形监控及调度软件、条形码识别跟踪系统、搬 运机器人、AGV小车、货物分拣系统、堆垛机认址系统、堆垛机控制系统、货位探测器等，可实现立体仓库内的单机手动、单机自动、联机控制、联网控制等多种 立体仓库运行模式，实现了仓库货物的立体存放、自动存取、标准化管理，可大大降低储运费用，减轻劳动强度，提高仓库空间利用率。它的优点是：可实现高速、 高密度存储。缺点是：一次性投资大，对仓库要求较高。

6.穿梭车货架系统

穿梭车货架存储系统由穿梭车货架、电池驱动的穿梭车、叉车三部分构成。穿梭车在托盘下面的轨道上，它可以顶着托盘运行，把托盘上的货物存入货位或从货位取出。实现托盘货物最高密集度存放，显著减少库房建设费用。同时具有货物先进先出，先进后出可自由选择，遥控操作、无需驶入，进出货效率高，抗地震安全性能大大高于驶入式货架，与驶入式货架、压入式货架、重力式货架比，综合成本更低。其缺点局限于叉车高度，空间利用率上来说略显不足。

现阶段市场，大部分行业都对物流存储仓库自动化程度的依赖性越来越高，物流仓库的存储量，货物的频繁批次适应，货物批次种类的增加，尤其是目前正在迅速发展 的快速消费品行业、冷链仓储行业、食品饮料行业、医药、烟草等行业，更是对此要求只高不低，基于目前市场形势，综合考虑，穿梭车货架与堆垛机结合系统正式满足以上所有条件的货架系统，针对所有的行业都觉有强大的适用调整性。

同时穿梭车货架系统是一种半自动化的存储仓库，自身要求的人工配合就需求很低，我们同时引用先进的堆垛机与穿梭车进行相互通信，将总体整合，将半自动化的穿梭车货架系统改造为自动化系统，是整个仓库成为自动化仓库，进一步减少物流仓库中巷道的数量，更进一步的利用物流仓库中的高度及深度，增加物流仓库的利用 率，达到整体降低系统投资成本效果。

二、穿梭车货架与堆垛机综合系统

1.系统组成与布局

该系统有多层穿梭车货架、穿梭车、巷道堆垛机、自动输送系统、条码自动识别系统或RFID芯片、智能快速自动充电系统、人工处理站台、WMS智能管理软件、WCS智能调度软件等组成。

2.工艺流程设计

物料由人工堆码或机器人堆码成实托盘或空托盘组，空托盘在进入系统时就预先在指定的位置贴上条码。入库物料按类型和批次进行，且在实托盘入库前先将物料信息存入WMS系统。

1)入库工艺流程

物流输送到接口站台

实托盘由叉车或其他自动设备运送至入口站台，经条码识别和外形尺寸检测合格后入库；如有一项不合格，则由自动输送系统送至人工处理站台，人工将物料的相关信息录入WMS系统，并对实托盘的外形进行整理合格后，输送到入库站台等候入库。

物流存入密集库

托盘输送到密集库指定的位置点待命，WCS系统给给堆垛机和穿梭车发出入库命令，堆垛机和穿梭车接到指令后判断是否有其余任务，通过优先级判断，若入库任务优先级高，则执行入库任务，待指令结束后返回至原点位置执行下一条指令。穿梭车接到入库指令后，行驶到入库储道的第一个货位装载托盘，堆垛机到达储位取出穿梭车与物料，堆垛机延轨道行驶到合适的停放点，穿梭车将物料运送到系统分配的储位，停放好货物，然后在回到巷道的入库位，等待接收新指令。

2)出库工艺流程

物流从密集库取出

当某个物料需要出库时，如果穿梭车已经位于堆垛机上，则可直接进行出库作业，否者WCS将首先调用堆垛机去入库位取穿梭车，堆垛机自动设别到货物的停放点后，穿梭车驶入货架取出货物，送到密集库出库区站台上。

物流从出库站台输出

送到出库站台上的物流，由输送系统送到出库区人工操作接口的站台，再由叉车或其他装置送离该密集仓储系统。

3)发货暂存

对于第二天需要发货的物料，在前天工人下班前录入WMS系统，晚上由WCS与WMS系统协同完成出库调度，统一集中放置在靠近出库端的货位上等待第二天的装车配送。

三、技术亮点

1.提供空间利用率

密集存储系统的构想基本出发点是提高空间利用率，在规避了其余货架空间利用率低的缺点后，充分节约有限且昂贵的场地，节约土地、节约能源、保护环境。

2.加快货物存取，减轻劳动强度，提高生产效率

建立以密集存储为中心的冷链物流系统，其优越性还表现在自动化密集存储具有快速的入出库能力，妥善地将货物存入密集库，及时自动地将优先需要出库的物流运送至出库口。同时，自动花密集存储系统减轻了工人综合劳动强度，同时。作业人员不需频繁出入冷库作业，降低了因作业人员频繁出入库导致的能源浪费与人体伤害。

以上种种实例可看出，在相同的物流仓库配置之下，建立自动化密集存储货架系统，无论是对于存放货物的数量，种类，存取的效率，配置的削减比例，都大大的领先于其他的货架系统，选择自动化密集存储货架系统，可以大大的提高仓库容量，降低成本，提高效率，使得后期仓储收益大大提高。