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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

2021-01-11 08:39:25

  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。

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

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);

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  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);

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  双深位堆垛机智能密集存储系统(托盘货物存储);

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  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)

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  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)

图片图片

  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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