密集存儲系統及其市場需求分析

文/本刊記者 趙皎云

密集存儲系統具有多種實現形式，可滿足不同類型企業(yè)的多樣化存儲需要。特別是在土地資源緊缺、用地成本攀升的今天，密集存儲系統的應用前景十分廣闊，并表現出由簡單到復雜、應用形式日漸多樣的發(fā)展特點。

所謂密集存儲系統，一般是指利用特殊的存取方式或貨架結構，實現貨架深度上貨物的連續(xù)存放，達到存儲密度最大化的倉儲系統。該類應用主要是根據倉庫面積、存放貨物種類、期限要求等因素，選擇不同的貨架類型，以實現貨物的機械化或自動化存儲，提高存儲密度及作業(yè)效率。目前，密集存儲系統有多種實現形式，可滿足不同類型企業(yè)的多樣化存儲需要。

技術特點分析

在密集存儲系統中，貨架是最重要的組成主體。最初的密集存儲系統主要是指各類貨架形式，包括：駛入式貨架、壓入式貨架、重力式貨架、移動式貨架等。此外，有些人也把具有密集存儲功能的自動化立體倉庫（AS/RS）作為密集存儲的一種實現方式。但需要指出的是，自動化立體倉庫主要是以提高空間利用率為目的，跟前面提到的各種貨架形式的密集存儲方式有著本質區(qū)別。

密集存儲系統自動化的發(fā)展趨勢，對穿梭車的軟硬件都提出更高要求

表1：主要的穿梭式密集存儲系統的組成與技術特點

在一系列外部因素促動下，具有密集存儲功能的自動化立體倉庫不斷涌現

穿梭式貨架系統非常適合冷庫等極端條件倉庫

受近年來我國土地成本和人工成本上漲、電子商務高速發(fā)展、制造業(yè)轉型升級等多重外部因素帶動，倉儲自動化技術裝備市場需求旺盛，集中體現在密集存儲、自動化、安全、穩(wěn)定、可靠、智能等。在此背景下，一些新的自動化倉儲技術及應用方式不斷出現。在密集存儲領域，穿梭式貨架系統、多深位自動化立體倉庫等技術近年來發(fā)展迅速，這也從一個側面反映出市場對于自動化倉儲技術的需求正在不斷升級。

穿梭式貨架系統集成了多種貨架的特點，既有貫通式貨架的密集特色，又可以實現自動化的控制需要。對于叉車的要求相對低，比壓力式與重力式貨架存儲密度更高，可根據實際情況靈活地選擇先進先出或先進后出功能。并且由于其運輸貨物實現自動化，非常適用于冷庫等極端條件倉庫，以減少人員活動，提高人員工作效率及作業(yè)安全性。穿梭式貨架由于安裝了自動控制的臺車等，在造價上比一般的貨架成本高，其精度上與維護上也有著相對較高的要求。

與其他密集存儲系統相比，穿梭式貨架系統和多深位自動化立體倉庫貨架系統的突出特點在于應用了穿梭車（也叫穿梭板）。穿梭車是一種在軌道上作業(yè)的智能機器人，可以在系統控制下實現出入庫、盤點、放置等任務，并可與上位機或WMS系統進行通訊或者通過手持終端控制，結合應用RFID、條碼等技術，實現自動識別、自動存取等功能。

穿梭式貨架系統由穿梭車、貨架加上高精度導軌與管理軟件組成，其作業(yè)原理是：通過在貨架深度方向設置穿梭車導軌，存貨時只需將貨物放在導軌的最前端，導軌上的無線遙控穿梭車會自動承載托盤在導軌上運行，將其放置于導軌最深的貨位；取貨時穿梭車會將托盤貨物放置于導軌最前端，叉車取走即可。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。該系統的作業(yè)原理與傳統的駛入式貨架相似，但又不局限于巷道進深數，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，能實現單位面積最大的裝載密度。

行業(yè)發(fā)展情況

資料顯示，穿梭式貨架系統由瑞典EAB公司發(fā)明。大福、DEMATIC、KNAPP、TGW等國外物流系統集成商都有各自的貨架穿梭車產品。2009年前后，穿梭車產品開始涌入中國，以EAB、BT、勝斐邇、十通、歐導、德仕安等為主要供應商代表，他們大多采取與國內貨架企業(yè)合作的方式進行市場拓展；也有少數幾家國內企業(yè)（如世倉）自主研發(fā)該技術。2012年以后，不斷有國內企業(yè)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(yè)穿梭車設備制造商。

雖然國外企業(yè)的穿梭車產品相對成熟，但他們在中國大多依靠貨架企業(yè)代理銷售的方式發(fā)展，缺乏完善的售后服務制度和專業(yè)的運維服務團隊，加上產品價格偏高，因此市場拓展的效果并不明顯。相比之下，國內企業(yè)則在這條路上越走越穩(wěn)。目前，大多數主流貨架企業(yè)都推出了以穿梭車為核心的密集存儲系統，并拓展出了子母車穿梭系統、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。

在密集存儲系統供應商里，物流系統集成商的優(yōu)勢在于，可以提供更為復雜的整體解決方案（包括存儲、輸送、揀選等物流系統），穿梭車以及以穿梭車為核心的密集存儲系統一般僅是其整體解決方案中的一部分，且占比較小。尤其是國內的系統集成商，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(yōu)勢，并且具備該類設備的研發(fā)和生產能力，是推動密集存儲技術及應用的創(chuàng)新主力。

技術發(fā)展趨勢

近年來，在市場需求增加與國內穿梭車設備廠商技術升級的雙重作用下，密集存儲系統表現出由簡單到復雜、應用形式日漸多樣的發(fā)展特點，出現了子母車穿梭系統、穿梭車立體倉庫系統、四向穿梭車系統等多種類型。其特點如下：

子母車穿梭系統：母車在橫向軌道上運行，并自動識別作業(yè)巷道，釋放子車進行存取作業(yè)，一定程度上提高系統自動化程度。

穿梭車自動立體倉庫：即穿梭車與堆垛機配合使用，自動立體倉庫也可以應用穿梭車來提高倉儲利用率。堆垛機自動識別穿梭車并分配作業(yè)巷道，由穿梭車在巷道內存取貨物，再由堆垛機完成出入庫作業(yè)，實現全自動出入庫和系統管理。

四向穿梭車系統：四向穿梭車可以在橫向和縱向軌道上運行，貨物的水平移動和存取只由一臺穿梭車來完成，系統自動化程度大大提高。

主要的穿梭式密集存儲系統的組成與技術特點對比詳見表1。

隨著上述系統應用項目不斷落地，穿梭式密集存儲系統的優(yōu)勢開始得到市場的認可。其優(yōu)勢表現在：

（1）存儲容量明顯增加

在密集存儲情況下，儲存的容量比平面庫提高3～5倍，比托盤式自動立體庫（AS/RS）也要提高30%以上。

（2）標準化、模塊化設計，擴展性好

在控制系統不變的情況下，可以很容易地通過增減穿梭車或提升機數量，提高系統出入庫效率。

（3）綠色節(jié)能

由于穿梭車作業(yè)的有效載荷與設備自重比值較小，大大降低了每個存儲單元存取作業(yè)的能耗。同時，系統可根據設備使用的繁忙度，讓多余的穿梭車“休息”，以減少電力消耗。

不過需要強調的是，穿梭式密集存儲系統并不能適用于所有類型的倉儲，也不存在取代AS/RS系統的可能，而是現有密集存儲系統的一種補充形式。

挑戰(zhàn)與對策

縱觀密集存儲技術的發(fā)展不難發(fā)現，從最初的穿梭式貨架，到穿梭式自動化立體庫、子母車穿梭、四向穿梭車，都是以穿梭車作為核心設備解決一些節(jié)點問題。而隨著系統復雜程度不斷攀升，如何實現穿梭車產品性能更加穩(wěn)定，設備之間的高效配合等，已經成為擺在相關企業(yè)面前的一項挑戰(zhàn)。

結合穿梭車的應用特點，其關鍵技術主要包括運行速度、供電技術、智能程度3個方面。

運行速度：穿梭車的行駛速度一定程度上決定了整個貨架倉庫的作業(yè)效率。

供電技術：穿梭車的供電方式、持續(xù)運行能力等決定了貨架倉庫安裝施工的難度。

智能程度：穿梭車的智能程度決定了貨架倉庫的智能化程度以及設計難度。

據了解，與國外同類產品相比，目前國產穿梭車在速度、定位精度等方面還存在一定差距。不過我們也看到一些企業(yè)在努力改進產品，比如，世倉圍繞系統安全、作業(yè)效率、實現無人化作業(yè)、避免數據差錯等實際應用需求，不斷升級產品和系統功能，推出了智能穿梭系統；天津萬事達針對穿梭車在低溫環(huán)境下的應用特點，與電池供應商合作，開發(fā)了24小時軌道供電+快充技術，并著力克服冷凝水導致短路、充電塊氧化等各種問題；音飛儲存則在穿梭車的電源管理技術（電池、超級電容、滑觸線）、無線充電技術、無線布點技術、控制技術等方面不斷發(fā)力。

除了硬件升級外，密集存儲系統自動化的發(fā)展趨勢也對穿梭車的控制系統提出了更高要求。因為隨著系統中穿梭車數量的更加，控制系統的邏輯運算也呈幾何倍數增加，系統設計更加復雜。

同時，密集存儲項目的個性化需求很強。不僅是不同行業(yè)企業(yè)對密集存儲系統的需求特點存在一定差異性，即使在同一個項目中，可能會同時使用多種密集存儲形式，以適應不同的倉儲條件（如倉庫的層高、承重、位置等）與不同的貨品類型的存儲要求。因此對設備和解決方案提供商的系統集成經驗和能力也提出了較高要求，需要具備相應的軟件開發(fā)、項目實施及管理能力，引導并滿足客戶的個性化需求。

此外，隨著密集存儲系統復雜程度的不斷提高，設備企業(yè)要參與這類項目還需要配備系統規(guī)劃、電控、機械、實施、軟件等方面的專業(yè)人才，打造系統規(guī)劃、項目實施、售后服務等系統集成服務能力。對此，不少企業(yè)也展開了積極探索，比如，世倉就推出一項十分有特色的售后培訓工作，每隔兩個月會針對全國各地用戶企業(yè)的設備操作人員開設一次穿梭車技術培訓班，提供免費的培訓指導。世倉也通過這項服務與客戶建立了更加緊密的聯系，并根據客戶反饋不斷完善自身的產品和服務。

客觀看待未來發(fā)展

受倉儲用地拿地難、租金和勞動力成本不斷上漲等外部因素影響，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面臨著巨大的市場需求，因此吸引了越來越多的物流裝備及相關企業(yè)的關注。但對于該技術的市場應用趨勢，此次采訪中不少企業(yè)都認為應該客觀看待。

首先，以穿梭車為核心的自動化密集存儲系統具有特定的適用范圍，且通常項目規(guī)模不大，物流裝備企業(yè)很難將其作為一個主要贏利點看待，而是一項提高自身項目接單能力的競爭優(yōu)勢來培養(yǎng)。

其次，作為密集存儲的核心設備，穿梭車技術還尚未成熟。任何技術的發(fā)展都要經歷起步—市場爆發(fā)—出現問題—解決問題—改進提升的必然過程，目前大多數國內穿梭車企業(yè)都處于“出現問題—解決問題”階段，需要在市場應用中不斷提升技術水平，完善產品設計制造，最終形成一種技術穩(wěn)定、標準統一、產業(yè)鏈成熟的產品。

第三，市場對密集存儲存在多層次、多樣化、多方面的需求，現有的產品和系統應用類型還遠遠不夠，未來還有很大的創(chuàng)新發(fā)展空間。比如隨著市場需求的不斷升級和應用場景的不斷豐富，靈活高效、兼顧存儲量與處理能力的平衡性、前后續(xù)作業(yè)順暢銜接也將成為密集存儲技術發(fā)展的新目標，從而助力企業(yè)實現更加高效的倉儲管理。