穿梭式密集存儲(chǔ)技術(shù)的應(yīng)用研究

楊杏杏 王丹瑩

【摘要】目前，穿梭式密集存儲(chǔ)技術(shù)是我國(guó)倉(cāng)儲(chǔ)的主要發(fā)展趨勢(shì)之一，本文通過(guò)介紹了穿梭式密集存儲(chǔ)技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀，分析穿梭式密集存儲(chǔ)技術(shù)存在的問(wèn)題，根據(jù)其問(wèn)題提出了相對(duì)應(yīng)的解決措施。

【關(guān)鍵詞】穿梭車 ?密集存儲(chǔ) ?貨架

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的不斷提高，我國(guó)的土地和人力成本也在不斷地上漲，倉(cāng)儲(chǔ)占地面積已經(jīng)成為目前企業(yè)發(fā)展面臨的主要問(wèn)題之一。同時(shí)，爆倉(cāng)、存儲(chǔ)效率低下、存取錯(cuò)誤率高等成為企業(yè)發(fā)展的絆腳石。這種情況下，選擇一種適合的密集存儲(chǔ)系統(tǒng)就是改善企業(yè)倉(cāng)儲(chǔ)的最好的方式之一。于是，以穿梭車為基礎(chǔ)的密集存儲(chǔ)系統(tǒng)逐漸走進(jìn)了人們的視線中。

一、穿梭式密集存儲(chǔ)技術(shù)的應(yīng)用現(xiàn)狀

穿梭式密集存儲(chǔ)技術(shù)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(shè)備移動(dòng)所需要的空間，從而提高了倉(cāng)儲(chǔ)密度，其空間有效利用率最多可以提高到90%，場(chǎng)地利用率也可達(dá)到60%以上，使得單位面積貨物的存儲(chǔ)量大大提升。穿梭車貨架系統(tǒng)既可以實(shí)現(xiàn)先進(jìn)先出，也可以實(shí)現(xiàn)先進(jìn)后出。穿梭車系統(tǒng)主要由立體貨架、穿梭車、提升機(jī)等組成，出庫(kù)貨物由穿梭車運(yùn)載進(jìn)行水平方向上的運(yùn)動(dòng)，再由提升機(jī)運(yùn)載進(jìn)行垂直方向上的運(yùn)動(dòng)，這樣待出庫(kù)貨物在提升機(jī)與穿梭車的共同作用下運(yùn)輸?shù)綊浾九_(tái)，再由揀選人員進(jìn)行揀選，整個(gè)系統(tǒng)的空間利用率高、揀選效率高。

穿梭式貨架系統(tǒng)由瑞典EAB公司發(fā)明。2009年前后，穿梭車產(chǎn)品開(kāi)始涌入中國(guó)，同時(shí)有幾家國(guó)內(nèi)企業(yè)（如世倉(cāng)）自主研發(fā)該技術(shù)[1]。2012年以后，不斷有國(guó)內(nèi)企業(yè)推出自主品牌的穿梭車產(chǎn)品，并出現(xiàn)了以英鋒為代表的專業(yè)穿梭車設(shè)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(shè)備為主或占比較大的解決方案中，貨架廠商以及穿梭車設(shè)備廠商更具成本優(yōu)勢(shì)，并且具備該類設(shè)備的研發(fā)和生產(chǎn)能力，是推動(dòng)密集存儲(chǔ)技術(shù)及應(yīng)用的創(chuàng)新主力。

目前，國(guó)內(nèi)企業(yè)大多數(shù)都使用以穿梭車為核心的密集存儲(chǔ)系統(tǒng)，主要有子母車穿梭系統(tǒng)、穿梭車立體倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)、四向穿梭車系統(tǒng)等自動(dòng)化程度更高、集成性更強(qiáng)的系統(tǒng)類型。隨著顧客的訂單日趨呈現(xiàn)多批次、小批量、多頻次的趨勢(shì)以及電子商務(wù)環(huán)境下對(duì)高效顧客訂單履行的迫切需求，物流行業(yè)對(duì)于倉(cāng)儲(chǔ)配送的柔性化要求的日漸提高，該系統(tǒng)得到越來(lái)越多物流廠商的重視，并在醫(yī)藥、煙草等領(lǐng)域得到應(yīng)用。

二、穿梭式密集存儲(chǔ)技術(shù)應(yīng)用存在的問(wèn)題

（一）系統(tǒng)調(diào)度難

穿梭式密集倉(cāng)儲(chǔ)是多個(gè)通道內(nèi)的所有貨物共用一個(gè)動(dòng)力裝置，在每層貨架上均有一輛或多輛小車，一個(gè)提升機(jī)會(huì)負(fù)責(zé)多個(gè)穿梭車小車的存取任務(wù)，于是在同時(shí)執(zhí)行取貨任務(wù)和存貨任務(wù)時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)會(huì)同時(shí)出現(xiàn)較多的阻塞、碰撞點(diǎn)，這給系統(tǒng)的調(diào)度帶來(lái)了很大的問(wèn)題，會(huì)導(dǎo)致控制系統(tǒng)更加復(fù)雜，同時(shí)相應(yīng)的成本也會(huì)增加。

（二）存儲(chǔ)貨物類型有限

穿梭式密集存儲(chǔ)系統(tǒng)具有特定的適用范圍，適合少種類大批量同類貨物的存儲(chǔ)，它并不能適用于所有類型的倉(cāng)儲(chǔ)，而是現(xiàn)有密集存儲(chǔ)系統(tǒng)的一種補(bǔ)充形式。穿梭式密集存儲(chǔ)系統(tǒng)更加適合用于標(biāo)準(zhǔn)托盤化的貨物的存儲(chǔ)，因?yàn)榇鎯?chǔ)貨位和穿梭車式貨架中巷道尺寸的限制，穿梭式密集存儲(chǔ)系統(tǒng)不適合用于存放大規(guī)格貨物。同時(shí)，穿梭車搬運(yùn)的通常為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)托盤的貨物，相對(duì)于以周轉(zhuǎn)箱為主要存儲(chǔ)單元的小規(guī)格、多頻次的存儲(chǔ)貨物類型，穿梭式密集存儲(chǔ)系統(tǒng)會(huì)相比而言會(huì)顯得效率低。

（三）穿梭車技術(shù)有待改進(jìn)

穿梭車作為密集存儲(chǔ)的核心設(shè)備，穿梭車技術(shù)還尚未成熟，一臺(tái)穿梭車每次只能完成一個(gè)托盤作業(yè)，而且穿梭車需要依靠穿梭車移載機(jī)等設(shè)備進(jìn)行換巷道或者換層操作，并且每次穿梭車進(jìn)行存取貨時(shí)都需要借助提升機(jī)來(lái)完成豎直方向上的運(yùn)動(dòng)，這樣受制于提升機(jī)的數(shù)量和移載機(jī)等設(shè)備的限制，會(huì)在一定程度上影響系統(tǒng)運(yùn)作效率。對(duì)于穿梭車實(shí)現(xiàn)跨層、跨巷道取貨的目的還需要進(jìn)一步對(duì)穿梭車進(jìn)行改進(jìn)。

三、穿梭式密集存儲(chǔ)技術(shù)應(yīng)用解決措施

（一）優(yōu)化調(diào)度算法

在穿梭式密集存儲(chǔ)系統(tǒng)中，貨物的出入庫(kù)過(guò)程是由穿梭車和提升機(jī)相互配合完成的，系統(tǒng)的調(diào)度活動(dòng)主要是包括，根據(jù)訂單任務(wù)來(lái)選擇合適的穿梭車以及相應(yīng)的提升機(jī)進(jìn)行運(yùn)輸，目的是為了實(shí)現(xiàn)倉(cāng)庫(kù)運(yùn)作效率最大和運(yùn)作成本最低，同時(shí)在進(jìn)行調(diào)度優(yōu)化過(guò)程中貨出現(xiàn)很多環(huán)境因素的影響，屬于NP-hard問(wèn)題?？梢酝ㄟ^(guò)對(duì)實(shí)際倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)的運(yùn)作模式建模，采用相應(yīng)的智能優(yōu)化算法對(duì)調(diào)度模型進(jìn)行求解，主要的求解算法有神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法、群智能算法和遺傳算法等優(yōu)化算法。以最短穿梭車和提升機(jī)運(yùn)動(dòng)路徑以及最小出庫(kù)時(shí)間作為目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行調(diào)度建模，并運(yùn)用帶精英策略的遺傳算對(duì)模型進(jìn)行求解，求解出最佳的出庫(kù)順序和最優(yōu)的調(diào)度選擇。

（二）將入庫(kù)貨物標(biāo)準(zhǔn)托盤化

在進(jìn)行貨物入庫(kù)時(shí)，將需要進(jìn)行存放的貨物拆分、重新包裝，使之能夠?qū)崿F(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的托盤化儲(chǔ)存。這也無(wú)論在入庫(kù)和出庫(kù)過(guò)程中，都是以標(biāo)準(zhǔn)的托盤為存儲(chǔ)單位進(jìn)行運(yùn)輸，可以提高倉(cāng)庫(kù)出入庫(kù)的效率。

（三）改進(jìn)不同的穿梭車系統(tǒng)

由于現(xiàn)有的穿梭車系統(tǒng)，是以直行往復(fù)的穿梭車作為穿梭式密集存儲(chǔ)的核心。這樣的穿梭車不能夠?qū)崿F(xiàn)跨層和跨巷道取貨?？梢栽诳紤]改進(jìn)現(xiàn)有的穿梭式貨架以及穿梭車的型號(hào)，來(lái)實(shí)現(xiàn)跨巷道和跨層取貨的目的。改進(jìn)的穿梭車有換軌穿梭車、環(huán)形穿梭車、子母穿梭車等，通過(guò)改變傳統(tǒng)的穿梭車的貨架結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)跨層和跨巷道取貨的目的。

四、結(jié)論與展望

穿梭式密集存儲(chǔ)技術(shù)正呈現(xiàn)出高密集度、高效率、智能化和形式多樣的發(fā)展趨勢(shì)。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國(guó)勞動(dòng)力成本不斷上漲以及建設(shè)用地資源的日益緊缺，為了能在有限空間里存儲(chǔ)最大量的物品，提高空間利用率，密集存儲(chǔ)系統(tǒng)，特別是以穿梭車為核心的密集存儲(chǔ)系統(tǒng)正在成為中國(guó)生產(chǎn)企業(yè)與流通企業(yè)的求生技能。但是，對(duì)于該技術(shù)的市場(chǎng)應(yīng)用趨勢(shì)，很多企業(yè)都認(rèn)為應(yīng)該客觀看待。隨著市場(chǎng)需求的不斷改變和應(yīng)用場(chǎng)景的不斷豐富，密集靈活的存儲(chǔ)量、高效的出入庫(kù)效率與前后續(xù)作業(yè)順暢銜接等將成為密集存儲(chǔ)技術(shù)發(fā)展的新目標(biāo)，從而幫助企業(yè)實(shí)現(xiàn)更加高效、靈活的倉(cāng)儲(chǔ)管理。

參考文獻(xiàn)：

[1]趙皎云.密集存儲(chǔ)系統(tǒng)及其市場(chǎng)需求分析[J].物流技術(shù)與應(yīng)用.2018（09）.

[2]叢蘭強(qiáng)，沈敏德，張貽弓.密集式自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)技術(shù)的新進(jìn)展[J].物流技術(shù)，2014（19）.

[3]叢蘭強(qiáng)，沈敏德，張貽弓.密集式自動(dòng)化倉(cāng)儲(chǔ)技術(shù)的新進(jìn)展[J].物流技術(shù)，2014（19）：390-392.