01 概述

        自動(dòng)化立體庫(kù)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于物流中心和智能制造工廠，自動(dòng)化立體庫(kù)的型式和技術(shù)在近年來(lái)得到了迅猛發(fā)展，如除了典型的單深度單貨位AS/RS外，逐步發(fā)展了雙深度和多貨位的立體庫(kù)。在存儲(chǔ)設(shè)備方面，除堆垛機(jī)外，利用四向穿梭車、子母車等技術(shù)構(gòu)成的立體庫(kù)已經(jīng)逐漸為市場(chǎng)所接受，以AGV作為存取設(shè)備的立體庫(kù)也在大力推廣。另一方面，庫(kù)前輸送系統(tǒng)長(zhǎng)期為人們所忽視，關(guān)于這方面的研究也不多見(jiàn)。事實(shí)上，庫(kù)前輸送系統(tǒng)在自動(dòng)化立體庫(kù)中占據(jù)了很大的比重，其設(shè)計(jì)往往成為自動(dòng)化立體庫(kù)最困難的部分。很多自動(dòng)化立體庫(kù)系統(tǒng)，因?yàn)閹?kù)前輸送系統(tǒng)的設(shè)計(jì)問(wèn)題，影響了整個(gè)物流中心的性能。本文就來(lái)談一談這一方面的問(wèn)題。

02 庫(kù)前輸送系統(tǒng)方案選型及適應(yīng)性

        自動(dòng)化立體庫(kù)庫(kù)前輸送系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方案可謂是五花八門，尤其對(duì)于初學(xué)者來(lái)說(shuō)，往往會(huì)非常困惑，難以選擇。即使對(duì)有經(jīng)驗(yàn)的設(shè)計(jì)師，有時(shí)也會(huì)莫衷一是。因此，識(shí)別每一種技術(shù)和布局，并了解其適應(yīng)性是必要的。

      （1）庫(kù)臺(tái)或直線輸送機(jī)布局方案

        最簡(jiǎn)單的庫(kù)前輸送系統(tǒng)，是采用庫(kù)臺(tái)或單條輸送機(jī)的方式。當(dāng)然也有用臺(tái)車替代輸送機(jī)的方案。這一技術(shù)在早前的AS/RS中應(yīng)用廣泛。現(xiàn)在在巷道數(shù)很少的情況下（1~3個(gè)左右），也時(shí)有應(yīng)用。

        這一方式的最大特點(diǎn)是簡(jiǎn)單，成本低廉。對(duì)復(fù)雜度不高，或入出庫(kù)水平不高的立體庫(kù)，非常適用。缺點(diǎn)是自動(dòng)化程度不高，在多巷道情形下，將依賴人工做出判斷。此外，尺寸檢測(cè)相對(duì)不太完善。安全性不高。

      （2）輸送機(jī)方案

        采用輸送機(jī)布局，是大多數(shù)立體庫(kù)的首選。這一技術(shù)具有集放能力強(qiáng)、效率高、故障率低、安全可靠等特點(diǎn)。但對(duì)于巷道數(shù)很多的情況，輸送機(jī)有一個(gè)限制是輸送能力問(wèn)題，一般情況下，對(duì)于150托盤/小時(shí)以內(nèi)流量來(lái)說(shuō)，輸送機(jī)是一個(gè)比較合適的選擇。但更大的流量則要考慮分區(qū)作業(yè)，或采用其它方法。輸送機(jī)方案的另一個(gè)缺點(diǎn)是剛性太大，不易擴(kuò)展。

      （3）直線穿梭車方案

        直線穿梭車方案比純粹的輸送機(jī)方案要簡(jiǎn)單很多，隨著巷道的增加，其性價(jià)比逐漸增加，并且適應(yīng)于特殊情況下完成出入庫(kù)作業(yè)，如因?yàn)槿氤鰩?kù)居于一側(cè)，需要往復(fù)搬運(yùn)的情形，是比輸送機(jī)方案要靈活很多的一種策略。但其輸送能力隨著距離的增加而迅速減少。即使采用多臺(tái)車的情形，效果也都很一般。對(duì)穿梭車來(lái)說(shuō)，距離不能太遠(yuǎn)（50米以內(nèi)），輸送效率不能太高（80~90次/小時(shí)以內(nèi)）。

       （4）環(huán)形穿梭車方案

        相比直線型穿梭車，環(huán)形穿梭車可以通過(guò)增加車輛的方式提升輸送能力，往往對(duì)于比較大的立體庫(kù)而言，環(huán)形車具有優(yōu)勢(shì)。但環(huán)形車有兩個(gè)較大的缺點(diǎn)，其一是拐彎段會(huì)占據(jù)了一定空間，造成空間浪費(fèi)或增加邊緣巷道設(shè)計(jì)難度，其二是小車空跑現(xiàn)象嚴(yán)重，所以實(shí)際效果比理論計(jì)算要差很多。

      （5）四向穿梭車方案

        四向穿梭車克服了環(huán)形穿梭車的缺點(diǎn)，具有很高的靈活性和柔性。是未來(lái)可以大力推廣的庫(kù)前輸送系統(tǒng)之一。尤其對(duì)于大型的立體庫(kù)系統(tǒng)，四向穿梭車具有很高的性價(jià)比。四向穿梭車可以通過(guò)增加小車的數(shù)量，提升入出庫(kù)水平。因此，這一布局無(wú)論對(duì)于出庫(kù)量小或大的情形，都很合適。

      （6）AGV方案

        AGV方案類似于四向車方案，具有更高的靈活性和柔性，尤其對(duì)遠(yuǎn)距離輸送具有較大優(yōu)勢(shì)。需要指出的是，AGV有多種形式，KIVA類AGV采用頂升方式進(jìn)行移載，因此要設(shè)計(jì)取放貨的月臺(tái)或輸送機(jī)，叉式AGV具有更好的性能，可以直接叉取地面上的托盤，但卻價(jià)格較高。隨著KIVA類AGV性價(jià)比的提升，其應(yīng)用前景非?？春?。

      （7）其它方案

        除此之外的方案還有不少，比如懸掛鏈解決方案就屬于比較特殊的一種，懸掛鏈由于避開(kāi)了地面的障礙，所以在空間利用方面獨(dú)具優(yōu)勢(shì)。往往應(yīng)用于制造業(yè)中的物料配送，連接車間與立體庫(kù)。

        應(yīng)該指出的是，以上所例舉的幾種方案，在實(shí)際應(yīng)用中更多的是一種組合方式出現(xiàn)的。無(wú)論哪種解決方案，傳統(tǒng)的輸送機(jī)似乎必不可少。

03 庫(kù)前輸送系統(tǒng)方案的綜合比較

        每種技術(shù)都有其適應(yīng)的場(chǎng)合，因此并不能籠統(tǒng)的說(shuō)哪一種技術(shù)更先進(jìn)或更好。總體來(lái)說(shuō)，要比較一種技術(shù)選擇是否合理，不僅要從場(chǎng)合的適應(yīng)性考慮，還要從效率、成本、可擴(kuò)展性、可適應(yīng)性等多個(gè)方面進(jìn)行評(píng)估。以下就對(duì)前述方案進(jìn)行比較。

        注：

        [1] 交接庫(kù)臺(tái)的效率決定于叉車的效率和單臺(tái)堆垛機(jī)的效率。如果巷道數(shù)增加，效率自然就會(huì)增加。對(duì)于單個(gè)巷道而言，其效率不應(yīng)大于30托盤/小時(shí)。

        [2] 輸送機(jī)方案特別適合于巷道數(shù)小于10個(gè)的情形，隨著巷道數(shù)的增加，總體上就不經(jīng)濟(jì)了，同時(shí)，效率也難以滿足要求。

        [3] 環(huán)形車可以根據(jù)需要增加或減少車輛數(shù)量，因此對(duì)于巷道數(shù)較多的情形是具有優(yōu)勢(shì)的。但巷道數(shù)較小時(shí)，就沒(méi)有意義了，而是可采用更為經(jīng)濟(jì)的直線穿梭車方案貨輸送機(jī)方案。

        [4] 四向穿梭車和AGV理論上可以通過(guò)增加車輛的數(shù)量來(lái)提升效率，但對(duì)于具體情況而言，還受空間的約束，太多的車輛事實(shí)上會(huì)造成擁堵。一般情況下，對(duì)于一個(gè)10個(gè)以上巷道的立體庫(kù)而言，其輸送能力設(shè)計(jì)保持在200~300托盤/小時(shí)即可，過(guò)高會(huì)導(dǎo)致投資增加，而且會(huì)使得系統(tǒng)平衡被打破。

        [5] AGV的優(yōu)勢(shì)很多，適應(yīng)情況也很多。當(dāng)然，從性價(jià)比來(lái)說(shuō)，巷道多一些會(huì)更好。另一方面，由于車的數(shù)量可變，因此，這一技術(shù)對(duì)于入出庫(kù)量的變化有特別的適應(yīng)性，甚至比四向穿梭車還要更好一些。

        以上的比較是粗線條的，也還有一些指標(biāo)沒(méi)有論述，更沒(méi)有結(jié)合實(shí)際案例來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。因此讀者并不能明白如何去選擇和評(píng)價(jià)。需要在實(shí)踐中不斷揣摩、總結(jié)，才能達(dá)到好的效果。

        庫(kù)前輸送系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要考慮的地方很多，也很復(fù)雜。即使是選擇了一種布局方案，要考慮的地方仍然很多。如尺寸檢測(cè)、重量檢測(cè)、條碼的要求、流程設(shè)計(jì)、流量計(jì)算等，都會(huì)影響最終的設(shè)計(jì)方案。

        比較是一種較為簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)方法。如果實(shí)在難以取舍和決斷，不妨對(duì)兩個(gè)或更多的方案進(jìn)行比較，這時(shí)很多疑惑也許迎刃而解。

        其實(shí)，庫(kù)前輸送系統(tǒng)也沒(méi)有特別復(fù)雜。如果按照以終為始的設(shè)計(jì)理念，即求解一種簡(jiǎn)單、高效、成本可控的技術(shù)方案即可。

04 結(jié)束語(yǔ)

        立體庫(kù)庫(kù)前輸送系統(tǒng)方案設(shè)計(jì)，要考慮的因素還有很多，比如多層布局、兩端布局、以及側(cè)面布局等，要根據(jù)實(shí)際需要進(jìn)行綜合考慮。除功能需要外，要特別考慮的主要是流量即輸送能力、成本和安全性。此外，技術(shù)的適應(yīng)性也是非常重要的因素。

        雖然每一種技術(shù)都有其特別合適的用途和最佳應(yīng)用場(chǎng)合，或者說(shuō)在特定場(chǎng)合下是非他莫屬。但有時(shí)，技術(shù)的選擇并不是絕對(duì)的。在更多的情況下，會(huì)有多種技術(shù)是適合的，并非非此即彼這么絕對(duì)，這給設(shè)計(jì)師提出了挑戰(zhàn)。

        與物流的整體概念一樣，物流設(shè)備與技術(shù)，“快”只是眾多設(shè)計(jì)指標(biāo)中的一個(gè)。人的誤區(qū)是，往往會(huì)陷入到一個(gè)點(diǎn)而忽視其它的目標(biāo)，所謂一葉障目不見(jiàn)泰山。對(duì)立體庫(kù)的庫(kù)前輸送系統(tǒng)而言，系統(tǒng)的平衡往往是設(shè)計(jì)的主要出發(fā)點(diǎn)。所謂平衡，即系統(tǒng)的各個(gè)組成部分能力的均衡。不要過(guò)分追求局部的最大值，那樣的結(jié)果不僅對(duì)系統(tǒng)無(wú)益，往往還有很大的副作用。平衡的設(shè)計(jì)原則，或許會(huì)為我們決定技術(shù)的取舍時(shí)提供依據(jù)。

        從未來(lái)的發(fā)展看，更高的自動(dòng)化，更高的柔性是一個(gè)大的趨勢(shì)，從這一點(diǎn)出發(fā)，AGV和四向穿梭車其應(yīng)用將是未來(lái)的主流選擇。