穿梭式密集存储技术的应用研究

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　　【摘要】目前，穿梭式密集存储技术是我国仓储的主要发展趋势之一，本文通过介绍了穿梭式密集存储技术的应用现状，分析穿梭式密集存储技术存在的问题，根据其问题提出了相对应的解决措施。
　　【关键词】穿梭车  密集存储  货架
　　 随着我国经济水平的不断提高，我国的土地和人力成本也在不断地上涨，仓储占地面积已经成为目前企业发展面临的主要问题之一。同时，爆仓、存储效率低下、存取错误率高等成为企业发展的绊脚石。这种情况下，选择一种适合的密集存储系统就是改善企业仓储的最好的方式之一。于是，以穿梭车为基础的密集存储系统逐渐走进了人们的视线中。
　　 一、穿梭式密集存储技术的应用现状
　　 穿梭式密集存储技术与普通的货架不同的是，它减少了通道占用的空间，而且大大降低了设备移动所需要的空间，从而提高了仓储密度，其空间有效利用率最多可以提高到90%，场地利用率也可达到60%以上，使得单位面积货物的存储量大大提升。穿梭车货架系统既可以实现先进先出，也可以实现先进后出。穿梭车系统主要由立体货架、穿梭车、提升机等组成，出库货物由穿梭车运载进行水平方向上的运动，再由提升机运载进行垂直方向上的运动，这样待出库货物在提升机与穿梭车的共同作用下运输到拣货站台，再由拣选人员进行拣选，整个系统的空间利用率高、拣选效率高。
　　 穿梭式货架系统由瑞典EAB公司发明。2009年前后，穿梭车产品开始涌入中国，同时有几家国内企业（如世仓）自主研发该技术[1]。2012年以后，不断有国内企业推出自主品牌的穿梭车产品，并出现了以英鋒为代表的专业穿梭车设备制造商。但是货架及穿梭车基本都为外采，因此在以货架及穿梭车设备为主或占比较大的解决方案中，货架厂商以及穿梭车设备厂商更具成本优势，并且具备该类设备的研发和生产能力，是推动密集存储技术及应用的创新主力。
　　 目前，国内企业大多数都使用以穿梭车为核心的密集存储系统，主要有子母车穿梭系统、穿梭车立体仓库系统、四向穿梭车系统等自动化程度更高、集成性更强的系统类型。随着顾客的订单日趋呈现多批次、小批量、多频次的趋势以及电子商务环境下对高效顾客订单履行的迫切需求，物流行业对于仓储配送的柔性化要求的日渐提高，该系统得到越来越多物流厂商的重视，并在医药、烟草等领域得到应用。
　　 二、穿梭式密集存储技术应用存在的问题
　　 （一）系统调度难
　　 穿梭式密集仓储是多个通道内的所有货物共用一个动力装置，在每层货架上均有一辆或多辆小车，一个提升机会负责多个穿梭车小车的存取任务，于是在同时执行取货任务和存货任务时，系统内会同时出现较多的阻塞、碰撞点，这给系统的调度带来了很大的问题，会导致控制系统更加复杂，同时相应的成本也会增加。
　　 （二）存储货物类型有限
　　 穿梭式密集存储系统具有特定的适用范围，适合少种类大批量同类货物的存储，它并不能适用于所有类型的仓储，而是现有密集存储系统的一种补充形式。穿梭式密集存储系统更加适合用于标准托盘化的货物的存储，因为存储货位和穿梭车式货架中巷道尺寸的限制，穿梭式密集存储系统不适合用于存放大规格货物。同时，穿梭车搬运的通常为一个标准托盘的货物，相对于以周转箱为主要存储单元的小规格、多频次的存储货物类型，穿梭式密集存储系统会相比而言会显得效率低。
　　 （三）穿梭车技术有待改进
　　 穿梭车作为密集存储的核心设备，穿梭车技术还尚未成熟，一台穿梭车每次只能完成一个托盘作业，而且穿梭车需要依靠穿梭车移载机等设备进行换巷道或者换层操作，并且每次穿梭车进行存取货时都需要借助提升机来完成竖直方向上的运动，这样受制于提升机的数量和移载机等设备的限制，会在一定程度上影响系统运作效率。对于穿梭车实现跨层、跨巷道取货的目的还需要进一步对穿梭车进行改进。
　　 三、穿梭式密集存储技术应用解决措施
　　 （一）优化调度算法
　　 在穿梭式密集存储系统中，货物的出入库过程是由穿梭车和提升机相互配合完成的，系统的调度活动主要是包括，根据订单任务来选择合适的穿梭车以及相应的提升机进行运输，目的是为了实现仓库运作效率最大和运作成本最低，同时在进行调度优化过程中货出现很多环境因素的影响，属于NP-hard问题。可以通过对实际仓库系统的运作模式建模，采用相应的智能优化算法对调度模型进行求解，主要的求解算法有神经网络算法、群智能算法和遗传算法等优化算法。以最短穿梭车和提升机运动路径以及最小出库时间作为目标函数进行调度建模，并运用带精英策略的遗传算对模型进行求解，求解出最佳的出库顺序和最优的调度选择。
　　 （二）将入库货物标准托盘化
　　 在进行货物入库时，将需要进行存放的货物拆分、重新包装，使之能够实现标准的托盘化储存。这也无论在入库和出库过程中，都是以标准的托盘为存储单位进行运输，可以提高仓库出入库的效率。
　　 （三）改进不同的穿梭车系统
　　 由于现有的穿梭车系统，是以直行往复的穿梭车作为穿梭式密集存储的核心。这样的穿梭车不能够实现跨层和跨巷道取货。可以在考虑改进现有的穿梭式货架以及穿梭车的型号，来实现跨巷道和跨层取货的目的。改进的穿梭车有换轨穿梭车、环形穿梭车、子母穿梭车等，通过改变传统的穿梭车的货架结构来实现跨层和跨巷道取货的目的。
　　 四、结论与展望
　　 穿梭式密集存储技术正呈现出高密集度、高效率、智能化和形式多样的发展趋势。随着我国经济的高速发展，我国劳动力成本不断上涨以及建设用地资源的日益紧缺，为了能在有限空间里存储最大量的物品，提高空间利用率，密集存储系统，特别是以穿梭车为核心的密集存储系统正在成为中国生产企业与流通企业的求生技能。但是，对于该技术的市场应用趋势，很多企业都认为应该客观看待。随着市场需求的不断改变和应用场景的不断丰富，密集灵活的存储量、高效的出入库效率与前后续作业顺畅衔接等将成为密集存储技术发展的新目标，从而帮助企业实现更加高效、灵活的仓储管理。
　　
　　参考文献：
　　[1]赵皎云.密集存储系统及其市场需求分析[J].物流技术与应用.2018（09）.
　　[2]丛兰强，沈敏德，张贻弓.密集式自动化仓储技术的新进展[J].物流技术，2014（19）.
　　[3]丛兰强，沈敏德，张贻弓.密集式自动化仓储技术的新进展[J].物流技术，2014（19）：390-392.
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