穿梭式密集存儲技術的應用研究

楊杏杏 王丹瑩

【摘要】目前，穿梭式密集存儲技術是我國倉儲的主要發展趨勢之一，本文通過介紹了穿梭式密集存儲技術的應用現狀，分析穿梭式密集存儲技術存在的問題，根據其問題提出了相對應的解決措施。

【關鍵詞】穿梭車 ?密集存儲 ?貨架

隨著我國經濟水平的不斷提高，我國的土地和人力成本也在不斷地上漲，倉儲占地面積已經成為目前企業發展面臨的主要問題之一。同時，爆倉、存儲效率低下、存取錯誤率高等成為企業發展的絆腳石。這種情況下，選擇一種適合的密集存儲系統就是改善企業倉儲的最好的方式之一。于是，以穿梭車為基礎的密集存儲系統逐漸走進了人們的視線中。

一、穿梭式密集存儲技術的應用現狀

穿梭式密集存儲技術與普通的貨架不同的是，它減少了通道占用的空間，而且大大降低了設備移動所需要的空間，從而提高了倉儲密度，其空間有效利用率最多可以提高到90%，場地利用率也可達到60%以上，使得單位面積貨物的存儲量大大提升。穿梭車貨架系統既可以實現先進先出，也可以實現先進后出。穿梭車系統主要由立體貨架、穿梭車、提升機等組成，出庫貨物由穿梭車運載進行水平方向上的運動，再由提升機運載進行垂直方向上的運動，這樣待出庫貨物在提升機與穿梭車的共同作用下運輸到揀貨站臺，再由揀選人員進行揀選，整個系統的空間利用率高、揀選效率高。

穿梭式貨架系統由瑞典EAB公司發明。2009年前后，穿梭車產品開始涌入中國，同時有幾家國內企業（如世倉）自主研發該技術[1]。2012年以后，不斷有國內企業推出自主品牌的穿梭車產品，并出現了以英鋒為代表的專業穿梭車設備制造商。但是貨架及穿梭車基本都為外采，因此在以貨架及穿梭車設備為主或占比較大的解決方案中，貨架廠商以及穿梭車設備廠商更具成本優勢，并且具備該類設備的研發和生產能力，是推動密集存儲技術及應用的創新主力。

目前，國內企業大多數都使用以穿梭車為核心的密集存儲系統，主要有子母車穿梭系統、穿梭車立體倉庫系統、四向穿梭車系統等自動化程度更高、集成性更強的系統類型。隨著顧客的訂單日趨呈現多批次、小批量、多頻次的趨勢以及電子商務環境下對高效顧客訂單履行的迫切需求，物流行業對于倉儲配送的柔性化要求的日漸提高，該系統得到越來越多物流廠商的重視，并在醫藥、煙草等領域得到應用。

二、穿梭式密集存儲技術應用存在的問題

（一）系統調度難

穿梭式密集倉儲是多個通道內的所有貨物共用一個動力裝置，在每層貨架上均有一輛或多輛小車，一個提升機會負責多個穿梭車小車的存取任務，于是在同時執行取貨任務和存貨任務時，系統內會同時出現較多的阻塞、碰撞點，這給系統的調度帶來了很大的問題，會導致控制系統更加復雜，同時相應的成本也會增加。

（二）存儲貨物類型有限

穿梭式密集存儲系統具有特定的適用范圍，適合少種類大批量同類貨物的存儲，它并不能適用于所有類型的倉儲，而是現有密集存儲系統的一種補充形式。穿梭式密集存儲系統更加適合用于標準托盤化的貨物的存儲，因為存儲貨位和穿梭車式貨架中巷道尺寸的限制，穿梭式密集存儲系統不適合用于存放大規格貨物。同時，穿梭車搬運的通常為一個標準托盤的貨物，相對于以周轉箱為主要存儲單元的小規格、多頻次的存儲貨物類型，穿梭式密集存儲系統會相比而言會顯得效率低。

（三）穿梭車技術有待改進

穿梭車作為密集存儲的核心設備，穿梭車技術還尚未成熟，一臺穿梭車每次只能完成一個托盤作業，而且穿梭車需要依靠穿梭車移載機等設備進行換巷道或者換層操作，并且每次穿梭車進行存取貨時都需要借助提升機來完成豎直方向上的運動，這樣受制于提升機的數量和移載機等設備的限制，會在一定程度上影響系統運作效率。對于穿梭車實現跨層、跨巷道取貨的目的還需要進一步對穿梭車進行改進。

三、穿梭式密集存儲技術應用解決措施

（一）優化調度算法

在穿梭式密集存儲系統中，貨物的出入庫過程是由穿梭車和提升機相互配合完成的，系統的調度活動主要是包括，根據訂單任務來選擇合適的穿梭車以及相應的提升機進行運輸，目的是為了實現倉庫運作效率最大和運作成本最低，同時在進行調度優化過程中貨出現很多環境因素的影響，屬于NP-hard問題。可以通過對實際倉庫系統的運作模式建模，采用相應的智能優化算法對調度模型進行求解，主要的求解算法有神經網絡算法、群智能算法和遺傳算法等優化算法。以最短穿梭車和提升機運動路徑以及最小出庫時間作為目標函數進行調度建模，并運用帶精英策略的遺傳算對模型進行求解，求解出最佳的出庫順序和最優的調度選擇。

（二）將入庫貨物標準托盤化

在進行貨物入庫時，將需要進行存放的貨物拆分、重新包裝，使之能夠實現標準的托盤化儲存。這也無論在入庫和出庫過程中，都是以標準的托盤為存儲單位進行運輸，可以提高倉庫出入庫的效率。

（三）改進不同的穿梭車系統

由于現有的穿梭車系統，是以直行往復的穿梭車作為穿梭式密集存儲的核心。這樣的穿梭車不能夠實現跨層和跨巷道取貨。可以在考慮改進現有的穿梭式貨架以及穿梭車的型號，來實現跨巷道和跨層取貨的目的。改進的穿梭車有換軌穿梭車、環形穿梭車、子母穿梭車等，通過改變傳統的穿梭車的貨架結構來實現跨層和跨巷道取貨的目的。

四、結論與展望

穿梭式密集存儲技術正呈現出高密集度、高效率、智能化和形式多樣的發展趨勢。隨著我國經濟的高速發展，我國勞動力成本不斷上漲以及建設用地資源的日益緊缺，為了能在有限空間里存儲最大量的物品，提高空間利用率，密集存儲系統，特別是以穿梭車為核心的密集存儲系統正在成為中國生產企業與流通企業的求生技能。但是，對于該技術的市場應用趨勢，很多企業都認為應該客觀看待。隨著市場需求的不斷改變和應用場景的不斷豐富，密集靈活的存儲量、高效的出入庫效率與前后續作業順暢銜接等將成為密集存儲技術發展的新目標，從而幫助企業實現更加高效、靈活的倉儲管理。

參考文獻：

[1]趙皎云.密集存儲系統及其市場需求分析[J].物流技術與應用.2018（09）.

[2]叢蘭強，沈敏德，張貽弓.密集式自動化倉儲技術的新進展[J].物流技術，2014（19）.

[3]叢蘭強，沈敏德，張貽弓.密集式自動化倉儲技術的新進展[J].物流技術，2014（19）：390-392.