本篇轉載自《現代物流系統集成-方法、實(shí)踐與思辨》一書(shū)第2章2.11節，略有修改。

        1.冷鏈問(wèn)題概述

        冷鏈物流是現代物流的重要組成部分。冷庫主要用作對食品、乳制品、肉類(lèi)、水產(chǎn)、禽類(lèi)、果蔬、飲料、花卉、綠植、茶葉、藥品、化工原料、電子儀表儀器、煙草、酒精飲料等半成品及成品的恒溫恒濕貯藏。一般來(lái)說(shuō)，冷鏈物流所儲存的物品分為食品、藥品、疫苗、血液制品等幾大類(lèi)。要求各不相同。

        食品冷鏈是應用最廣的領(lǐng)域之一，其溫度需求也非常寬泛。如蔬果類(lèi)產(chǎn)品、鮮花類(lèi)產(chǎn)品一般在0~15℃之間，每種水果的儲存溫度也略有差異；肉類(lèi)、海產(chǎn)品的儲存溫度一般在-18~-35℃；有極端類(lèi)產(chǎn)品需要在零下65℃的環(huán)境下儲存（如金槍魚(yú)）。

        常規藥品類(lèi)的儲存溫度在5~15℃之間，GSP要求的恒溫庫儲存環(huán)境為5~19℃，因為有GSP的嚴格要求，這一類(lèi)倉庫應用非常廣泛。

        疫苗類(lèi)冷庫主要冷藏儲存在常溫條件下無(wú)法保質(zhì)的各類(lèi)醫藥產(chǎn)品，在低溫冷藏條件下使藥品不變質(zhì)失效，延長(cháng)藥品的保質(zhì)期庫溫一般為-5℃~ +8℃。有些需要特殊規定。如最近報道的新冠疫苗有的需要在-72℃下儲存和運輸，就是一個(gè)例子。

        血液制品的儲存要特殊的要求。

        所有冷鏈物流對于運輸車(chē)輛的要求也非常嚴格。

        近幾年來(lái)，隨著(zhù)人們生活水平的不斷提升，果蔬、肉類(lèi)、海鮮產(chǎn)品、水產(chǎn)品的需求持續增加，對冷鏈物流的需求出現快速增長(cháng)的態(tài)勢。冷鏈物流逐漸成為物流的熱點(diǎn)之一。隨著(zhù)市場(chǎng)規模的不斷擴大，立體化冷庫和自動(dòng)化冷庫建設項目逐年增加，并且有快速擴大的趨勢。

        與傳統的常溫庫不同，冷庫對庫房和物流工藝設備的要求有其鮮明的特點(diǎn)。如何把握冷庫建設的特點(diǎn)，并積極面對市場(chǎng)需求，成為市場(chǎng)關(guān)注的焦點(diǎn)。本篇僅對于-18℃以下的低溫大型冷庫的建設做介紹，這是未來(lái)冷庫建設的熱點(diǎn)和重點(diǎn)需求。

        2.自動(dòng)化冷庫的特殊性

        大型冷庫一般儲存能力在幾千噸到幾萬(wàn)噸之間，以肉類(lèi)、海產(chǎn)品、土豆等產(chǎn)品為主。倉庫建設可由兩部分構成：倉庫本身和庫內物流設備與系統。兩者所要遵循的標準各不相同。我國冷庫建設時(shí)間已經(jīng)有數十年歷史，有一系列標準和規范，制冷方式、屋面、墻面、地面、基礎、消防、電氣等都有詳細的規定。但自動(dòng)化建設歷史卻相對短很多。

        本篇僅談?wù)劺鋷煳锪飨到y建設。從物流工藝設備選型和設計來(lái)說(shuō)，自動(dòng)化冷庫規劃與建設應注意幾個(gè)方面的特點(diǎn)：

        第一，單元化

        大型冷鏈的特點(diǎn)之一是單元化儲存和輸送，物流單元主要以托盤(pán)和周轉箱為主。引入單元化物流的設計思想是冷鏈物流的關(guān)鍵。因為冷庫的作業(yè)區從節能的考慮一般不宜設計過(guò)大，單元信息在上下游的一致性，對于貨物的交接管理非常重要。帶板運輸對于減少裝卸貨時(shí)間，保持冷鏈的完整性也是至關(guān)重要的。因此，單元化物流將對冷鏈物流帶來(lái)革命性的影響。

        第二，選擇適應于低溫環(huán)境的材料非常關(guān)鍵

        低溫環(huán)境下的物流設備與常溫有很多不同，如很多電器設備在-15℃以下不能正常工作。因此，要創(chuàng )造一個(gè)相對獨立的工作環(huán)境，以保持溫度在0℃以上，這樣會(huì )增加設計的難度。有些材料在低溫下其力學(xué)性能發(fā)生根本改變，如鋼材、塑料等，貨架、托盤(pán)等承重設備的材料選擇要注意其在低溫下的適應范圍，選用不當將帶來(lái)潛在風(fēng)險。如塑料托盤(pán)，在低溫下選用聚乙烯（polyethylene ，簡(jiǎn)稱(chēng)PE）材料就比較好，其抗沖擊性以及耐寒性好。在常溫下，聚丙烯（Plastics-Polypropylene，簡(jiǎn)稱(chēng)PP）材料具有優(yōu)良的力學(xué)性能。此外，潤滑、照明燈也與常溫下有很大差異，在設計時(shí)應予以注意。

        第三，消防問(wèn)題

        冷庫作為一種特殊類(lèi)型的倉庫，也要嚴格滿(mǎn)足建筑消防規范。對于溫度處于0℃以下的倉庫，由于低溫的原因，通常在常溫下的自動(dòng)噴淋系統不能正常工作。所以，在溫度低于0℃的冷庫內不可能設置自動(dòng)噴淋系統。有些就不再設置自動(dòng)噴淋系統，只有在必要時(shí)可考慮其他措施，如采用粉末滅火。此外，在設計冷庫時(shí)，防火分區的面積與常溫庫也有差異。應查閱相關(guān)設計規范。目前在用的設計規范是《冷庫設計規范》GB50072—2010版，也可以參考常溫庫的設計規范。

        3.自動(dòng)化冷庫的主要優(yōu)點(diǎn)

        在冷庫選型中，選擇建設自動(dòng)化冷庫有許多優(yōu)點(diǎn)。以下簡(jiǎn)要說(shuō)明。

        其一，庫存能力大幅度提升。

        自動(dòng)化立體庫與傳統叉車(chē)庫或平面庫相比較，空間利用率會(huì )大幅度提升。庫存效率將要提高3~5倍，尤其是采用密集存儲情況下，庫存能力比普通自動(dòng)化立體庫又要提高30%以上。由于冷庫的建設成本是常溫庫的1倍以上，因此，提高庫存空間利用率對于降低成本非常重要。

        此外，采用自動(dòng)化存儲系統，還可以大幅度降低能耗，據實(shí)際測算，采用自動(dòng)化物流系統的能耗僅為傳統冷庫的40~60%，這對于有效降低成本、提倡綠色物流無(wú)疑十分有利。

        其二，作業(yè)環(huán)境得到極大改善。

        在冷鏈物流中，傳統倉儲作業(yè)有一個(gè)很大的問(wèn)題，就是工人不能在極端低溫下長(cháng)時(shí)間作業(yè)，尤其內外溫差過(guò)大的情形下，工人的身體吃不消，導致招工困難。這種現象在自動(dòng)化物流系統中得到了很好的解決。其基本設計理念是將儲存區與作業(yè)區分離。

        自動(dòng)化冷庫設計中，一般將存儲區與作業(yè)區分開(kāi)：存儲區的溫度可以達到-35℃甚至更低，這一部分全部采用自動(dòng)化作業(yè)，無(wú)人操作；而在作業(yè)區，包括卸貨、收貨、組盤(pán)、入庫、出庫、揀選、包裝、分揀、集貨、裝車(chē)等作業(yè)，設計作業(yè)溫度在5~10℃范圍，在保證貨物儲存條件的前提下，大大改善了作業(yè)環(huán)境。

        由于在極低溫度條件下，很多電器設備要進(jìn)行特殊處理，大大增加了冷庫設備的成本，而將作業(yè)區與儲存區分開(kāi)的設計理念，還可以大大減少作業(yè)區的設備成本。

        需要注意的是，以無(wú)人化為目標的智能物流系統逐漸成為冷庫建設的發(fā)展方向，即使如此，將大量的自動(dòng)化揀選設備布置在作業(yè)區仍然是一種合理的設計思想，因為溫度的原因，可以大大簡(jiǎn)化設備，降低設備成本。

        4.冷庫建設的技術(shù)導向

        通常的冷鏈物流，除了溫度環(huán)境的巨大差異外，貨物也有明顯的特點(diǎn)：即SKU相對較少，拆零相對較少。這一特點(diǎn)決定了自動(dòng)化冷庫設計應盡量采用密集存儲技術(shù)。

        密集存儲有很多種形式，最典型的包括雙深度貨架、通廊式貨架、穿梭板式貨架等，最近幾年來(lái)，全自動(dòng)的穿梭板系統（其本身又有多種形式）、四向穿梭車(chē)系統受到企業(yè)特別關(guān)注，成為未來(lái)發(fā)展的主要方向。

        為何密集存儲技術(shù)會(huì )成為主要應用趨勢？

        作為物流系統建設的終極目標，“效率”和“成本”一直是考慮的重點(diǎn)。此外，勞動(dòng)強度因為環(huán)境的特殊性，比常溫庫考慮得更多。因此，未來(lái)冷庫建設的發(fā)展方向，必然是自動(dòng)化作業(yè)、密集化、智能化存儲為主。

        首先，存儲方面。立體存儲和密集存儲將是很多冷庫的首選。其中，自動(dòng)化立體庫為代表的立體存儲仍是未來(lái)發(fā)展的重點(diǎn)。其中也包括以穿梭板、四向車(chē)為代表的密集存儲技術(shù)。

        第二，作業(yè)方面。自動(dòng)化作業(yè)將逐步取代人工作業(yè)。未來(lái)的冷庫建設，自動(dòng)化水平將越來(lái)越高，這是由冷庫工作環(huán)境所決定的。儲存、分揀、碼垛和拆垛、搬運的自動(dòng)化技術(shù)與設備將大行其道，智能化和無(wú)人化是下一步發(fā)展的重點(diǎn)。AGV、機械手、3D識別技術(shù)等將成為應用的重點(diǎn)。

        第三，信息化與智能化。宏觀(guān)上，自動(dòng)化、信息化、智能化將是物流發(fā)展的大趨勢，冷鏈物流也不例外。信息化和智能化要解決的是庫存信息在供應鏈環(huán)境中的一致性和共享性問(wèn)題，以及物流作業(yè)的可視性和可追溯性的問(wèn)題。

        至于庫房本身建設，首先要考慮“安全”，再要考慮“效率”和“成本”，在這方面，可供參考的資料非常多。庫房基建方面，選擇墻板、屋頂的隔熱材料和工藝，基礎如何處理，有很多講究。而制冷系統的選擇，目前可供選擇的范圍也非常廣，專(zhuān)業(yè)的廠(chǎng)家也非常多，這里不一一列舉。

        需要強調的是：冷庫建設安全總是第一位的，企業(yè)不能因為節約而忽視安全性，這是很多初創(chuàng )和小型企業(yè)易犯的錯誤，并且發(fā)生過(guò)很多大的事故。另一方面要考慮性?xún)r(jià)比，過(guò)于追求低廉價(jià)格的設備會(huì )帶來(lái)一系列問(wèn)題，如售后服務(wù)、系統維護費用、運營(yíng)成本（尤其是能耗）、設備使用壽命、安全性等。對用戶(hù)企業(yè)來(lái)說(shuō)，綜合考慮這些問(wèn)題，最后作出決策，才是明智的。

（注：本篇部分內容發(fā)表于2017年6月《現代物流報》，略有修改）