自動裝卸系統及其應用

文/陸建萍

人力成本不斷上升，勞動力日益短缺，大城市物流倉儲空間不足，企業更加關注清潔、安全和可控的物流流程，更嚴格的員工健康與安全法規等因素，促使企業越來越重視提高倉儲物流系統的自動化水平，以減少人力，并提高效率。隨著物流自動化系統的迅速發展, 傳統的人工或叉車裝卸方式已成為影響月臺作業效率與物流成本的瓶頸之一。采用卡車自動裝卸系統ATLS（Automatic Truck Loading System），可以大幅節省裝卸車時間與人力，從而縮短運輸車輛在物流中心的等待與滯留時間，該系統在國外已有數十年的應用歷史，近年來在中國市場需求開始大幅上升。

本文主要介紹了自動裝卸系統ATLS的構成、類型、應用價值，并通過不同行業的典型案例分析了其市場需求情況。

通過添加與自動裝卸系統連接的輸送機、升降平臺、轉盤和電梯，自動裝卸系統和自動倉儲系統可以無縫對接，從而實現從倉庫內部到貨物出庫裝車運輸的全自動化作業

一、卡車自動裝卸系統ATLS及其組成

1.卡車自動裝卸系統ATLS的構成

ATLS是一種物料搬運系統，通過使用不同類型的輸送機、滑輪或滑叉，實現卡車或拖車整車貨物的自動裝卸。ATLS系統通常由兩部分組成：卡車（拖車）上的系統和月臺上的系統。

（1）卡車（拖車）上的系統：根據客戶需求和貨物種類可以有不同類型，大多數類型的系統都可以安裝在新的或改裝過的標準卡車（拖車）上，具體可以改裝為滑鏈式、滑叉式、鏈板式、滑輪式等多種形式。

（2）月臺上的系統：一般和卡車（拖車）上的系統配對, 便于對接，分別有滑鏈系統、滑叉系統、鏈板系統、滑輪系統等。此外，月臺還裝有視覺掃描定位系統、過渡橋、信號燈及卡車控制系統、控制箱、卡車導向裝置、安全防護欄等。

自動裝卸系統的作業流程基本如下：當卡車到達月臺，沿著月臺上安裝的卡車導向裝置到達指定位置；通過視覺系統使卡車上的系統和月臺上的系統對齊，然后鎖定卡車；駕駛員開啟自動裝卸系統，貨物一次性從卡車自動輸送到月臺，或者從月臺輸送到卡車上，最短2分鐘即可裝卸整車貨物。駕駛員可以使用一個簡單的控制單元(見圖02)來操作系統。

通過添加與自動裝卸系統連接的輸送機、升降平臺、轉盤和電梯，自動裝卸系統和自動倉儲系統可以無縫對接，從而實現從倉庫內部到貨物出庫裝車運輸的全自動化作業。

2.自動裝卸系統的分類

自動裝卸系統ATLS最早于1960年代出現在歐洲，1980年代中期得到廣泛應用，目前已經形成了針對各個行業和不同應用場景的多種類型的ATLS解決方案。該產品最大的供應商都集中在歐洲,包括Ancra、Joloda、Actiw等，每家供應商有各自的解決方案和客戶群。下面以荷蘭Ancra公司為例，介紹ATLS的分類及特點。

Ancra于1977年在荷蘭成立，主要從事ATLS產品的設計、制造、安裝和服務，已成為全球自動裝卸系統領域的領頭羊，其客戶遍布美國，德國，法國，英國，西班牙，比利時，波蘭，俄羅斯，中國等，主要客戶有：寶馬、奧迪、戴姆勒、寶潔、喜力啤酒、法國郵政、丹麥郵政、DHL、DB SHENKER、Fedex、Preferred Freezer Services等。

卡車自動裝卸系統ATLS的應用場景主要有三種：進貨（自動卸貨）、出貨（自動裝貨）和班車（自動裝卸）。其中，用于生產設施和配送中心之間的班車服務是卡車裝載和卸載系統的最常見應用。根據卡車是否需要改裝，自動裝卸系統ATLS可以分為需要卡車改裝和無需卡車改裝兩大類型。

需要卡車改裝的自動裝卸解決方案，尤其適用于需要大批量頻繁裝卸的班車應用場景。對于短途班車應用，適合的解決方案有滑鏈式、鏈板式、輸送帶式和包裹式自動裝卸系統；對于中途班車應用，適合的解決方案有滑叉式自動裝卸系統。

無需卡車改裝的自動裝卸系統，包括：適用于發貨（僅需裝貨）的解決方案，有滑動式自動裝貨系統；適用于進貨和發貨的解決方案，有加強版滑叉式系統。

相對而言，需要卡車改裝的解決方案，項目實施的難點在于卡車的改造，一方面受制于卡車的標準化問題，另一方面原因是卡車的所屬權，因為目前物流公司擁有自有車輛的較少。不需要改裝卡車的解決方案實施的難點在于初始投資較大，由于系統構成比較復雜，相對而言投資成本較高；且和需要卡車改裝的解決方案相比，由于卡車對準和系統縮回需要額外時間，整個過程需要8分鐘。

圖1：自動裝卸系統示意圖

表1：自動裝卸系統的適用范圍

圖2：控制單元

自動裝卸系統的應用價值

與傳統人工或叉車裝載方式相比，采用自動裝卸系統ATLS可大幅提高卡車裝卸效率。特別是在自動倉儲、自動揀選以及自動包裝技術得到越來越多的應用后，裝卸區的叉車或人工搬運阻礙了物流系統整體運行效率，因此，如何更大程度加快月臺的運轉效率成為很多倉庫管理人員關注的話題。自動裝卸系統的實施將滿足作業效率提高的需求，同時縮短卡車在月臺的停留時間，并且為員工和產品創造了更安全的環境。

應用卡車自動裝卸系統的好處體現在以下方面：

節省人力和相關成本，因為裝卸過程自動化，不再需要裝卸工，減少了叉車數量和相關人員的數量，節省了叉車維護和維修成本。

提高月臺利用率，由于每個月臺可以完成更高的裝卸量，使DC或倉庫擴展變得不再必要，降低了倉儲成本。

由于貨物流動更加集中，倉庫緩存區域面積減少。由于貨物的進出速度更快，使緩存庫存更小，允許JIT（即時）庫存。

卡車裝卸時間顯著縮短，車隊利用率提高，需要更少的卡車和司機，因此實現了成本節約。同樣，由于卡車的周轉時間更短，所以需要的庫房外的空間也更小。

由于裝載和卸載過程受到控制，對貨物和設備的損壞較小，并為人員創造了更安全的工作環境，從而提高了員工滿意度，減少了人員流失。

圖3：自動裝卸系統的應用場景

圖4：自動裝卸系統的應用價值

表2：自動裝卸系統的分類及特點

自動裝卸系統的市場需求和實際應用

隨著新經濟的到來，每個行業都面臨前所未有的挑戰，高效、安全、按時的供應鏈成為企業在市場競爭中獲勝的法寶。而原有的叉車和人工裝卸方式成為影響供應鏈效率和安全的瓶頸，因此許多行業巨頭紛紛部署實施卡車自動裝卸系統ATLS，以提高物流效率，尤其是汽車制造業、快消品行業、冷鏈行業、造紙業、快遞郵政行業等，對自動裝卸系統ATLS的需求更為強烈。

1.汽車行業

汽車行業需要及時（JIT）物流，零部件必須在正確的時間以正確的順序交付。卡車自動裝卸系統ATLS可以將自動化倉儲和運輸連接，簡化復雜的物流過程，提高交付速度，并保證產品的安全。目前寶馬、奧迪、歐寶、沃爾沃等汽車廠商以及Lear Corporation,Eurofit, Johson Controls 和Faurecia等汽車配件廠商都在全球多個生產基地實施了卡車自動裝卸系統ATLS。

例如，奧迪在德國Ingolstadt的工廠安裝了2條鏈板裝卸系統，用于汽車車輪按順序卸貨。車輪組裝廠也安裝了2條鏈板裝卸系統，根據奧迪生產線規定的不同需求，按時按順序交付汽車。為了增加容量，卡車安裝了雙層鏈板系統，每層可以堆疊3＊18個車輪，卡車在奧迪和車輪組裝廠之間來回運輸，及時滿足生產線需求。自動裝卸系統完全集成到自動化物料搬運系統中，實現了汽車車輪廠倉庫到奧迪汽車工廠生產線的自動化無縫對接，滿足了奧迪生產線所需的車輪順序JIT到達，而且由于裝卸時間縮短，所需的卡車數量減少，勞動力成本也得到很大降低。

圖5：自動裝卸系統在汽車行業的應用

圖6：自動裝卸系統在快消品行業的應用

圖7：自動裝卸系統在冷鏈行業的應用

2.快消品行業

快速消費品行業的成功依賴于先進的供應鏈系統，其特點是按需發貨。通過實施卡車自動裝卸系統ATLS， 可以加快在生產設施和配送中心、配送中心和零售店之間貨運班車的周轉速度，快速準確地滿足消費需求。因此，快消品行業巨頭寶潔、聯合利華、雀巢、喜力、可口可樂等紛紛投資了卡車自動裝卸系統。

如，喜力啤酒在荷蘭Hertogenbosch配送中心配備了8個自動卡車裝載系統，每個自動裝載系統包括兩個鏈式輸送機系統，安裝在穿梭車上，穿梭車與3個緩存輸送機相連，貨物可以自動在緩存輸送機和裝卸系統之間移動。

進貨時，卡車到達后，駕駛員會收到IT系統發出的門號和開啟密碼。卡車完成對接后，驅動器將電源和通信電纜連接到月臺，駕駛員輸入密碼，驗證該卡車是否停靠在正確的月臺位置。驗證完畢后，倉庫門自動開啟，卡車里的托盤貨物自動卸載到穿梭車的裝卸系統，穿梭車側向移動，貨物從裝卸系統移動到緩存系統，AGV將貨物自動搬運到倉庫內。

出貨時， 緩存系統上的托盤貨物自動移動到穿梭車上的裝卸系統，然后再移動到卡車內，裝貨完成后，卡車駛離，倉庫門自動關上。

由于穿梭車可以移動，收貨和卸貨可以在同一個碼頭實現，從而節約了卡車重新定位的視覺系統。通過緩存輸送機，最多可以備貨等同于4個卡車的貨物，高峰時段可以快速裝卸。所有月臺的長度均為15米，有效載荷為38噸。通過使用自動裝卸系統，喜力的收發貨完全可以在全天24小時的任意時間自動完成，供應鏈更為流暢。

圖8：自動裝卸系統在郵政快遞行業的應用

3.冷鏈行業

冷鏈物流的核心需求是保持產品新鮮，因此必須減少冷藏運輸和儲存的冷損失。卡車自動裝卸系統ATLS可以縮短裝卸環節的時間，同時減少人工接觸貨物的機會，以避免冷損失的風險。許多大的冷庫運營商，如美國Preferred Freezer Services（PFS）,歐洲Friesland Foods, Waterfront，New Cold等均已經使用ATLS系統。

美國PFS是全球最大的冷藏倉儲公司之一，在設計一個全新的24/7冷庫時，該公司計劃每年從一個客戶的3個工廠獲得13億磅貨物。安裝卡車裝卸系統ATLS后，PFS可以在幾分鐘內裝載5萬磅的貨物，節省了時間和人力。

該ATLS項目采用Ancra的滑鏈系統，總計有10個月臺系統和12個卡車系統。PFS冷庫安裝了4套月臺系統，3個工廠各自安裝了2套月臺系統。每個月臺都安裝了控制箱，駕駛員到達后可以通過控制箱實施裝貨和卸貨過程。從卡車停放到駛離，整個過程僅需10到15分鐘。與傳統解決方案相比，該解決方案保證了冷鏈的完整性，同時最大限度地減少了人們接觸冷凍貨物的次數，降低了貨物損壞、丟失或錯誤的可能性。由于該系統直接連接到WMS，所有進出庫貨物都得到有效控制。裝卸效率的提高和人工成本的降低，幫助PFS提高了服務水平和競爭力。

4.郵政快遞行業

郵政快遞行業必須快速正確地處理多品種、大批量包裹，為了減少勞動力，分揀機已經在這個行業得到廣泛應用，但是手工裝卸仍然耗費大量的人力，過多的叉車也會給工作環境帶來安全隱患。通過采用ATLS系統，包裹可以自動從分揀線直接裝到卡車里，卡車里的包裹可以自動卸載，可以最大限度地利用分揀機的高效率，減少了月臺和人工的使用。法國郵政、丹麥郵政、DHL等都已經大量使用了ATLS系統。

法國郵政和Ancra公司合作，部署了55個月臺系統和400個卡車裝卸系統。與傳統裝卸方式相比，裝卸效率增加了300%，每輛卡車在20分鐘內可以完全自動卸載。卸貨系統以兩種不同的速度工作，分揀機根據卡車中的裝載量獲得持續的貨源，可以最大程度利用其產能。每個月臺每小時可以運輸4000-6000個包裹。該系統的實施，提高了法國郵政的包裹吞吐量，縮短了包裹送達時間，減少了包裹運輸使用的卡車數量，減少了月臺數量，工作環境的安全性也得到保障。

自動裝卸系統在國內的推廣

盡管ATLS技術已經問世很多年，但是其推廣受到一定的限制，制約其發展的主要原因有如下幾個：

（1）傳統的自動裝卸方案的安裝需要修改卡車，缺乏靈活性和通用性；

（2）許多企業認為該系統初始投資太高；

（3）許多企業更多地關注生產自動化和倉庫自動化，對裝卸自動化關注度不夠。

針對第1個難點，目前已經開發出新的解決方案，可以無需改造卡車；針對初始投資太高的問題，隨著人工成本、倉儲成本、運輸成本的不斷上升，會大大縮短投資回收期；針對第3點，隨著生產和倉庫自動化的快速落地，裝卸成為影響供應鏈效率與成本的瓶頸，因此ATLS將會被越來越多的企業應用。為了滿足國內市場需求，上海韜譜物流設備有限公司攜手ATLS業界巨頭Ancra公司，為中國客戶定制提供各種自動裝卸解決方案。