密集存儲系統對比研究

余賢凡

【摘要】目前由于倉儲用地審批難、倉庫人工成本高等原因，密集型倉庫系統逐漸成為倉庫系統發展的新方向。本文分析了穿梭式密集存儲系統、AutoStore系統和基于AGV的自動化倉儲系統三種密集型倉儲系統的運作流程，這三種密集型倉儲系統的優缺點和應用場景進行了對比和分析。

【關鍵詞】密集存儲系統 ?倉儲用地

隨著電子商務的快速發展，電商企業之間的競爭愈發激勵，如何實現訂單的快速準確的揀選，保障高效的倉庫處理速度對于電商企業而言具有很重要的戰略意義。于是，能夠實現高效揀選和空間利用率高的密集存儲系統逐漸走進人們的視線，常見的密集存儲系統有穿梭式密集存儲系統、AutoStore系統和基于AGV的自動化倉儲系統，本文詳細介紹了這三種系統的運作流程和優缺點。

一、密集存儲系統研究現狀

目前，由于國內市場環境的變化，密集型存儲倉庫有著良好的應用前景，我國已經有很多學者展開了對于密集存儲系統的研究。趙皎云通過分析密集存儲的技術特點和技術發展趨勢以及未來市場的分析，指出由于倉儲用地拿地難、租金和勞動力成本不斷上漲等因素的影響，密集存儲系統，特別是以穿梭車為核心的自動化密集存儲系統市場需求巨大。牟善棟分析了多層穿梭車倉儲系統的設備調度與任務完成的時間順序的特點，建立多層穿梭車倉儲系統的出庫作業時間模型，并對多層穿梭車的任務調度和儲位分配進行了優化。楊瑋等提出一種堆垛機與多層穿梭車相結合的密集存儲系統，以訂單處理時間最小為目標函數構建該密集存儲系統的調度數學模型，采用改進的遺傳算法對該模型進行求解。紀壽文，通過分析AGV小車的技術特點和AGV小車的種類，指出AGV小車在倉儲業、制造業、煙草業等行業具有很廣泛的應用前景，并對AGV小車的路線和調度問題的解決方法進行了總結。葛世恭，在對倉儲搬運機器人的設備特點進行分析后，對倉儲搬運機器人在汽車工廠物流領域的應用前景進行了展望。Swisslog公司創建的AutoStore輕載存儲揀選系統，將料箱堆疊起來存儲于鋁制立式貨格內，而搬運機器人在立式貨格上方行走進行搬運。

二、三種密集存儲系統運作流程分析

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。穿梭車式密集存儲系統的存取貨任務是通過提升機和穿梭車小車相互配合完成的，當訂單任務到達時，穿梭車進行水平方向上的運動，運動到目標貨位取貨，取完貨后前往提升機等待區，等待提升機到達進行取貨，再由提升機將貨物運輸到底層傳送帶上，由傳送帶將貨物運往揀選站臺處進行揀選。

基于AGV（物流機器人）的自動化倉儲系統，是以自動導引小車、存儲貨架為主體，自動導引小車運載存儲貨架在計算機系統的調度下，沿著預設的導引路徑行駛，根據訂單信息將裝有訂單貨物的貨架運輸到揀選臺處進行揀選。AGV上裝備有自動導向系統用來確保AGV能夠沿著預定的路線自動行駛，將裝有目標貨物的貨架自動的從起點運輸到揀選臺處

AutoStore輕載揀選系統是由倉庫內堆疊的料箱和在料箱上行走的機器人組成，將數千只標準料箱相鄰堆疊，每16個料箱堆垛在一個密集貨格中，省去巷道，形成一個高密度的存儲區，而在堆疊的料箱上方由機器人在立式存儲貨格的頂端的軌道上水平行走，存取料箱，每臺機器人配有伸縮提升裝置，能夠將料箱從垂直提升到貨格頂部，然后將相應的目標料箱運輸到出庫位，由提升索將其運輸到相應的揀選站臺處進行揀選。

三、優缺點對比分析

（一）穿梭式密集存儲系統的優缺點

優點：由穿梭車和提升機相互配合來實現貨物的出入庫，能夠快速靈活的存取貨物，系統運作效率高，具有較高的自動化程度。貨架之間僅設置穿梭車軌道，省去了傳統貨架中的巷道結構，存儲系統的空間利用率得到了提升，可以通過增加提升機的數量和穿梭車的數量來提高系統的運作效率，系統可擴展性高。

缺點：穿梭式密集存儲系統，一個小車一次運輸只能夠運輸一個托盤的作業，并且每次執行出入庫操作的時候都需要由穿梭車和提升機相互配合來完成，提升機的數量會限制系統的出入庫效率，同時由于需要建設專門的穿梭車軌道，系統造假成本也相對較高。

（二）基于AGV的自動化倉儲系統的優缺點

優點：AGV系統以AGV小車為核心，在有訂單任務時通過AGV小車將訂單貨物所在的貨架運輸到揀選站臺處進行揀選，小車能夠根據貨架的位置選擇最近的揀選站臺，系統運轉靈活。 “貨到人”的揀選方式使揀選效率得到了很大的提升，并且減少了倉庫內的人工成本，揀貨準確，能夠最大限度的保證貨物的安全性，系統的空間利用率高，存儲能力提高了。

缺點：AGV系統屬于貨架到人的揀選方式，在進行倉庫貨物揀選過程中AGV會將存放有目標貨物的貨物及其所在貨架一起搬運到揀選臺，這樣會影響搬運速度，同時會限制貨架的高度，為了方便揀選人員進行揀選貨架的高度不能太高，使得每個貨架的存儲貨物的數量有限。在建設倉庫的時候需要對倉庫地面進行設計，在地面上設計標識碼，方便AGV小車定位夠順利的對貨架進行搬運。

（三）AutoStore系統的優缺點

優點：模塊化設計使得系統更加靈活，能夠增加系統的可擴展性，系統空間利用率高，貨箱式的揀選方法使得訂單揀選效率變高，訂單與機器人小車的綁定確保了訂單揀選的準確率。標準的貨箱式存儲結構，方便小件多類型的貨物存儲，在貨箱頂端同時有多個機器人同時進行工作，系統的魯棒性好。

缺點：標準的貨箱存儲，限制了存儲貨物的規格，不適用于大量整箱的取貨操作。如果取同一件貨物就需要多次進行取貨操作，時間效率低。由于機器人在貨箱頂端行走進行取貨，對于機器人進行調度時要解決機器人之間的碰撞問題。

四、總結

密集存儲系統具有空間利用率高、高效率和低人工成本的特點，在經濟結構升級，人工成本和用地成本不斷上升的環境下，密集存儲系統具有廣闊的應用前景。本文通過對比分析了現有的三種密集存儲系統的優缺點，對密集存儲系統未來的發展和改進有一定的借鑒作用。

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.

[2]牟善棟. 多層穿梭車倉儲系統建模與優化[D].山東大學，2014.