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金沙集团1862cc课堂:回眸《物流工程技术路线图》(二)

作者:尹军琪、翁迅等 时间:2023/04/23 来源:金沙集团186cc成色科技

        存储技术

        概述

        存储技术的发展集中表现在存储技术的多样性、密集存储技术和高速存储技术等方面。存储的多样化时代可能会很快到来,除经常采用的高层货架外,AS/RS系统有了更多的形式,其中MINILOAD、双深度堆垛机、重力式立体库等是典型代表。此外,货架的形式也表现出多样性,如隔板货架,流利货架,旋转货架,悬臂货架,压入式货架等等,存储的多样化给市场有了更多的选择。

密集存储系统

        密集存储技术一直是研究的重点。自动化立体库是一个典型的密集存储的例子。此外还有重力式货架,通廊式货架,移动式货架,阁楼式货架等多种形式。最近几年,穿梭式货架的新产品诞生,将托盘密集储存技术推到了一个新的高度。AUTOSTORE系统的出现,对料箱的密集存储技术提出了新思路。

        在高速储存技术方面,自动化立体库的诞生,大大改变了存储技术的面貌,大幅度增加了存储的密度,以及存取速度。近年来,欧洲和日本先后推出多层穿梭车立体库和旋转立体库SCS技术,将存储效率提高到一个新的高度。

        智能存储系统将在未来得到初步应用。智能存储将存储、拣选、订单组合和排序等功能进行组合,实现多功能的智能组合,以满足电子商务配送高效订单处理。

        存储设备的市场需求非常巨大,目前约占市场的30-40%。随着自动化水平的逐步提升,对存储设备的要求也相应提高。以多层穿梭车系统货架为例,不仅对材料的性能提出了更高的要求(如材料的均匀性、力学性能等),还对货架的生产设备,如轧机、喷涂设备的性能等提出新的要求。

        近期目标(2020年),存储设备的多样性会有充分的发展,尤其是面对电子商务、服装和冷链的需求,新型的存储设备将会产生,其中智能存储系统将很快被开发出来。

        远期目标(2030年),高密度、高自动化、快速的存储设备将成为市场的重要选择,受限于原材料的品质,高品质的钢材将大量从国外进口,进而提升产品的品质,以符合系统的需求。

        典型产品:AS/RS、MINILOAD、多层穿梭车系统、AUTOSTORE系统、旋转货架SCS系统等。

AS/RS系统

        关键技术

        一)密集存储技术

        ❖  1. 现状

        在很多情况下,用户希望存储密度越大越好,这样可以充分利用空间,从而节约成本。因此,诞生了立体库、压入式货架、流利式货架、穿梭板等各种高密度存储设备。

        立体库(主要是自动化立体库)是典型的高密度存储系统。目前世界上的立体库高度已经超过40米,但并不是越高越好,保持合理的综合造价是关键。立体库有多种形式,每种形式的存储密度各不相同。目前应用最广泛的还是普通托盘式立体库系统。

        近年来兴起的穿梭板存储系统,大大改变了传统存储的概念。但目前的应用主要以叉车作业为主,采用堆垛机自动化的作业方式有一些应用案例,总体还在尝试之中。

        高密度存储技术在冷链、食品、化工产品、烟草、科研等方面有广大的应用市场。

        ❖  2. 挑战

        (1)高密度存储技术的不断突破。

        (2)多种形式的融合技术是重点。

        箱式存储系统:多层旋转货架、多深度存储堆垛机、轻型穿梭板、MINILOAD技术和Autostore技术的综合应用是一个重点。

MINILOAD系统

        托盘存储系统:单深度、双深度堆垛机系统、穿梭板堆垛机系统等技术的综合应用,将在提升系统的适应性方面发挥重要作用。

        (1)多种形式的融合与提升是近期的重点,并有望取得突破。

        重点领域,如冷链、食品、化工产品、烟草、制造业等领域采用密集存储技术的机会大增,自动化穿梭板立体库将大量涌现;

        提升穿梭板的作业能力和持续工作能力将是近期研究的重点;

        多种密集存储方式的结合将是应用的重点。

        (2)新的密集存储技术的研究

        重点突破存储品种数、存储密度、效率、以及可靠性,实现高作业效率下的高密度存储。

        (二)高速存储技术

        ❖  1 现状

        目前的单个巷道内通常使用一台堆垛机进行存取作业,作业效率成为系统瓶颈,为提高存储效率,对于高速存储设备尤其是超高速堆垛机的需求会日益增加。

        ❖  2 挑战

        (1)现有堆垛机技术在提升存储能力方面遇到瓶颈,过高的速度不仅在安全性、噪音方面存在问题和挑战,而且其存取能力也受到限制。可以预见,单一靠提升速度已经不能满足实际需求;

多层穿梭车系统

        (2)多层穿梭车技术是实现快速存储的有效手段,但是轻量化和低成本是需要解决的技术问题;

        (3)研究新型的并行系统将有助于大幅度提升存取效率。

❖  3 目标

        (1)开发超高速的堆垛机,比如:托盘堆垛机达到300米/分,料箱堆垛机达到500米/分;

        (2)开发应用新型的高速堆垛机系统(比如多货叉的矩阵式取货系统、并联或者串联取货系统等);

        (3)应用较低成本的多层穿梭车系统,实现快速作业;

        (4)开发出新型的并行式存储系统(比如一巷道多台堆垛机的存储系统等)。

        (三)智能存储技术

        ❖  1 现状

        目前市场竞争日益激烈,成本控制对企业来说至关重要。如何在满足存储量和存取速度的基础上降低成本是目前的关注焦点。

        智能存储技术将极大改变存储概念。针对不同的货物需求,选择最合理的存储环境、存取手段和存储货位,如近年来对装载容器直接进行立体堆码、自动堆码和拣选,改货架存储方式为无货架的立体存储方式,一方面将大幅度提升存储水平和降低成本,另一方面,进一步提升物流服务水平。目前,智能存储系统的巨大效益还没有被充分挖掘。

        ❖  2 挑战

        (1)可自动调节货架技术是智能存储的基础,包括货物尺寸的调整,环境(如温度)的调整,此外还包括摆放位置的调整等。

        (2)电商等新商业模式的出现,必然要改变原有的大进大出的模式,导致单次存取货的次数需求大幅上升,如何通过智能存储概念在满足作业需求情况下降低成本成为必须要解决的问题。

        (3)与智能存储技术相应的控制技术,计算机管理技术的配套研究将是重点。

        (4)新的商品配送模式下,直接面向终端客户的低成本高智能化的柔性存储终端装备的开发也将成为研究的重点。

        ❖  3 目标

        (1)预计到2020年设计出多种形式的智能型货架,并投入使用。

        (2)预计到2020年电子商务系统将首先应用智能存储系统,如配送环节中的最后一公里应用环节;产生多种柔性智能存储终端装备及系统。

        (3)预计到2030年进行智能存储系统的全面研究,重点在于提升存储效率,降低成本。

        (四)产品多样化技术

        ❖  1 现状

        随着现代物流技术在各行业的广泛应用,根据不同行业的特点,为了适应产品和业务的特性,物流装备有了多样化的发展趋势。如:

        药房:药房用的微型AS/RS自动配药系统;

        汽车:长大件(如车身)的存储系统,整车自动化存储系统;

        集装箱:航空集装箱AS/RS系统,码头集装箱立体堆场;

        冷库:各种温度场的冷链自动化存储系统;

        钢厂:各种板材自动化储存系统,单元货物吨位可达几十吨;

        航空:各种长大件物料的自动化储存系统;

        服装:适用于挂装的悬挂输送系统;

        …………

        另一方面,基于场地和应用的限制,各种极端化的产品也有需求,如超高度和超高速的存储设备,有特殊防护要求(如防腐、防爆)的存储设备等,构成了产品多样化的市场需求。

        这些多样化的产品,有些已经有应用案例,如长大件堆垛机、微型堆垛机、超高堆垛机等,有些还需要研发,以解决很多预想不到的问题。

堆垛机

        此外,热插拔技术还基于设备的模块化技术支持。可自成系统的模块,可能是一组输送设备,一台AGV,通过简单组合,即将构成一套新的系统。随着电池性能的大幅提升,可移动设备会成为未来设计的一个趋势。

        ❖  2 挑战

        (1)在存储场地受限制,以及多种恶劣环境下,对于存储产品提出了多样化的需求。

        (2)由于制造设备加工能力、现有的工艺设计能力等限制,现有的很多产品难以满足复杂的需求,往往需要定制化开发。

        (3)现有堆垛机自重较大,运行能耗巨大,低成本、低能耗、绿色环保性堆垛机的需求也将不断涌现。

        ❖  3 目标

        (1)短期(2020)多样化和极端化的非标产品不断涌现。目标主要集中在药房、航空运输、造船、飞机制造、冷链等领域。

        (2)短期(2020)开发基于绿色环保等特殊需求的新产品,例如绿色环保的带能量回收系统的轻量化新型堆垛机系统。

        (3)远期(2030)开发出跨界于VNA叉车和传统堆垛机之间的新型堆垛机系统。比如基于电池驱动的离线移动式堆垛机系统。