01 概述

        自動(dòng)化立體庫已經(jīng)廣泛應用于物流中心和智能制造工廠(chǎng)，自動(dòng)化立體庫的型式和技術(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。在存儲設備方面，除堆垛機外，利用四向穿梭車(chē)、子母車(chē)等技術(shù)構成的立體庫已經(jīng)逐漸為市場(chǎng)所接受，以AGV作為存取設備的立體庫也在大力推廣。另一方面，庫前輸送系統長(cháng)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，庫前輸送系統在自動(dòng)化立體庫中占據了很大的比重，其設計往往成為自動(dòng)化立體庫最困難的部分。很多自動(dòng)化立體庫系統，因為庫前輸送系統的設計問(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 庫前輸送系統方案選型及適應性

        自動(dòng)化立體庫庫前輸送系統的設計方案可謂是五花八門(mén)，尤其對于初學(xué)者來(lái)說(shuō)，往往會(huì )非常困惑，難以選擇。即使對有經(jīng)驗的設計師，有時(shí)也會(huì )莫衷一是。因此，識別每一種技術(shù)和布局，并了解其適應性是必要的。

      （1）庫臺或直線(xiàn)輸送機布局方案

        最簡(jiǎn)單的庫前輸送系統，是采用庫臺或單條輸送機的方式。當然也有用臺車(chē)替代輸送機的方案。這一技術(shù)在早前的AS/RS中應用廣泛?，F在在巷道數很少的情況下（1~3個(gè)左右），也時(shí)有應用。

        這一方式的最大特點(diǎn)是簡(jiǎn)單，成本低廉。對復雜度不高，或入出庫水平不高的立體庫，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(lài)人工做出判斷。此外，尺寸檢測相對不太完善。安全性不高。

      （2）輸送機方案

        采用輸送機布局，是大多數立體庫的首選。這一技術(shù)具有集放能力強、效率高、故障率低、安全可靠等特點(diǎn)。但對于巷道數很多的情況，輸送機有一個(gè)限制是輸送能力問(wèn)題，一般情況下，對于150托盤(pán)/小時(shí)以?xún)攘髁縼?lái)說(shuō)，輸送機是一個(gè)比較合適的選擇。但更大的流量則要考慮分區作業(yè)，或采用其它方法。輸送機方案的另一個(gè)缺點(diǎn)是剛性太大，不易擴展。

      （3）直線(xiàn)穿梭車(chē)方案

        直線(xiàn)穿梭車(chē)方案比純粹的輸送機方案要簡(jiǎn)單很多，隨著(zhù)巷道的增加，其性?xún)r(jià)比逐漸增加，并且適應于特殊情況下完成出入庫作業(yè)，如因為入出庫居于一側，需要往復搬運的情形，是比輸送機方案要靈活很多的一種策略。但其輸送能力隨著(zhù)距離的增加而迅速減少。即使采用多臺車(chē)的情形，效果也都很一般。對穿梭車(chē)來(lái)說(shuō)，距離不能太遠（50米以?xún)龋?，輸送效率不能太高?0~90次/小時(shí)以?xún)龋?

       （4）環(huán)形穿梭車(chē)方案

        相比直線(xiàn)型穿梭車(chē)，環(huán)形穿梭車(chē)可以通過(guò)增加車(chē)輛的方式提升輸送能力，往往對于比較大的立體庫而言，環(huán)形車(chē)具有優(yōu)勢。但環(huán)形車(chē)有兩個(gè)較大的缺點(diǎn)，其一是拐彎段會(huì )占據了一定空間，造成空間浪費或增加邊緣巷道設計難度，其二是小車(chē)空跑現象嚴重，所以實(shí)際效果比理論計算要差很多。

      （5）四向穿梭車(chē)方案

        四向穿梭車(chē)克服了環(huán)形穿梭車(chē)的缺點(diǎn)，具有很高的靈活性和柔性。是未來(lái)可以大力推廣的庫前輸送系統之一。尤其對于大型的立體庫系統，四向穿梭車(chē)具有很高的性?xún)r(jià)比。四向穿梭車(chē)可以通過(guò)增加小車(chē)的數量，提升入出庫水平。因此，這一布局無(wú)論對于出庫量小或大的情形，都很合適。

      （6）AGV方案

        AGV方案類(lèi)似于四向車(chē)方案，具有更高的靈活性和柔性，尤其對遠距離輸送具有較大優(yōu)勢。需要指出的是，AGV有多種形式，KIVA類(lèi)AGV采用頂升方式進(jìn)行移載，因此要設計取放貨的月臺或輸送機，叉式AGV具有更好的性能，可以直接叉取地面上的托盤(pán)，但卻價(jià)格較高。隨著(zhù)KIVA類(lèi)AGV性?xún)r(jià)比的提升，其應用前景非?？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具優(yōu)勢。往往應用于制造業(yè)中的物料配送，連接車(chē)間與立體庫。

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

03 庫前輸送系統方案的綜合比較

        每種技術(shù)都有其適應的場(chǎng)合，因此并不能籠統的說(shuō)哪一種技術(shù)更先進(jìn)或更好?？傮w來(lái)說(shuō)，要比較一種技術(shù)選擇是否合理，不僅要從場(chǎng)合的適應性考慮，還要從效率、成本、可擴展性、可適應性等多個(gè)方面進(jìn)行評估。以下就對前述方案進(jìn)行比較。

        注：

        [1] 交接庫臺的效率決定于叉車(chē)的效率和單臺堆垛機的效率。如果巷道數增加，效率自然就會(huì )增加。對于單個(gè)巷道而言，其效率不應大于30托盤(pán)/小時(shí)。

        [2] 輸送機方案特別適合于巷道數小于10個(gè)的情形，隨著(zhù)巷道數的增加，總體上就不經(jīng)濟了，同時(shí)，效率也難以滿(mǎn)足要求。

        [3] 環(huán)形車(chē)可以根據需要增加或減少車(chē)輛數量，因此對于巷道數較多的情形是具有優(yōu)勢的。但巷道數較小時(shí)，就沒(méi)有意義了，而是可采用更為經(jīng)濟的直線(xiàn)穿梭車(chē)方案貨輸送機方案。

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

        [5] AGV的優(yōu)勢很多，適應情況也很多。當然，從性?xún)r(jià)比來(lái)說(shuō)，巷道多一些會(huì )更好。另一方面，由于車(chē)的數量可變，因此，這一技術(shù)對于入出庫量的變化有特別的適應性，甚至比四向穿梭車(chē)還要更好一些。

        以上的比較是粗線(xiàn)條的，也還有一些指標沒(méi)有論述，更沒(méi)有結合實(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價(jià)。需要在實(shí)踐中不斷揣摩、總結，才能達到好的效果。

        庫前輸送系統的設計要考慮的地方很多，也很復雜。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、重量檢測、條碼的要求、流程設計、流量計算等，都會(huì )影響最終的設計方案。

        比較是一種較為簡(jiǎn)單的設計方法。如果實(shí)在難以取舍和決斷，不妨對兩個(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)，庫前輸送系統也沒(méi)有特別復雜。如果按照以終為始的設計理念，即求解一種簡(jiǎn)單、高效、成本可控的技術(shù)方案即可。

04 結束語(yǔ)

        立體庫庫前輸送系統方案設計，要考慮的因素還有很多，比如多層布局、兩端布局、以及側面布局等，要根據實(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，這給設計師提出了挑戰。

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

        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，從這一點(diǎn)出發(fā)，AGV和四向穿梭車(chē)其應用將是未來(lái)的主流選擇。