【物流】M6 米樂??白光利：冷鏈倉儲自動化技術(shù)發(fā)展研究

　　本文從政策環(huán)境和社會環(huán)境兩個(gè)角度分析了近幾年冷鏈物流的發(fā)展概況，在此背景下，冷鏈物流自動化技術(shù)不斷升級發(fā)展，呈現(xiàn)出共享化與可視化、智能化與自動化、精細(xì)化與專業(yè)化等特點(diǎn)。并通過重點(diǎn)分析四向穿梭車立體庫與堆垛機(jī)立體庫，指出自動化立體庫是未來冷庫運(yùn)營發(fā)展的趨勢，適用于冷庫作業(yè)場景的自動化設(shè)備也將迎來較大提升空間。（王繼祥）

　　在國家政策層面，一方面是完善冷鏈物流網(wǎng)絡(luò)布局，推動整合集聚冷鏈物流市場供需、存量設(shè)施以及農(nóng)產(chǎn)品流通、生產(chǎn)加工等上下游產(chǎn)業(yè)資源，提高冷鏈物流規(guī)?；?、集約化、組織化、網(wǎng)絡(luò)化水平；另一方面是不斷完善行業(yè)管理規(guī)范，進(jìn)一步細(xì)化相關(guān)法律法規(guī)對冷鏈銷售者安全主體責(zé)任的相關(guān)要求，逐漸加強(qiáng)監(jiān)管力度，引導(dǎo)冷鏈企業(yè)規(guī)范經(jīng)營，有助于行業(yè)長期健康發(fā)展。

　　2019年至2021年3月，國家出臺的冷鏈物流行業(yè)相關(guān)政策超過20項(xiàng)，尤其是2020年受新冠肺炎疫情的影響，政府對冷鏈物流建設(shè)發(fā)展密切關(guān)注，一系列政策意見的出臺給中國冷鏈物流行業(yè)的發(fā)展指明了方向。整體來看，國家有關(guān)冷鏈物流行業(yè)的政策主要關(guān)注冷鏈物流設(shè)施布局、冷鏈物流體系建設(shè)、行業(yè)疫情防控要求、冷鏈?zhǔn)称钒踩婪?、促進(jìn)農(nóng)產(chǎn)品流通等方面。

　　《食品安全國家標(biāo)準(zhǔn)食品冷鏈物流衛(wèi)生規(guī)范》（GB31605-2020）于2020年9月11日發(fā)布，并于2021年3月11日正式實(shí)施。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了食品在物流過程中的基本要求，包括交接、運(yùn)輸配送、儲存、人員和管理制度、追溯及召回、文件管理等方面的要求和管理準(zhǔn)則，適用于各類食品從出廠后到銷售前需要溫度控制的物流過程。

　　隨著城鎮(zhèn)化發(fā)展和居民消費(fèi)水平的不斷提升，人們對健康生活方式的追求意識逐漸加強(qiáng)，生鮮食品逐漸受到大眾青睞，而冷鏈物流作為生鮮產(chǎn)品流通的支撐，也相應(yīng)受到重視，并且在短時(shí)間內(nèi)得到快速發(fā)展。同時(shí)近幾年生鮮電商需求的爆發(fā)式增長，也進(jìn)一步帶動了冷鏈物流行業(yè)的快速發(fā)展。2020年，我國冷鏈物流市場規(guī)模達(dá)4850億元，同比增長21.2%；2020年上半年我國冷庫面積超952.26萬平方米，占2020年上半年倉庫總量的5.53%，較2019年年底的652.79萬平方米增長45.9%。

　　2020年年末我國常住人口城鎮(zhèn)化率超過60%，較1980年的19.40%增長了超40個(gè)百分點(diǎn)。根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，目前我國城鎮(zhèn)人口飲食結(jié)構(gòu)中易腐食品比例約為62%，而農(nóng)村人口飲食結(jié)構(gòu)中易腐食品比例約為37%，主要原因是城鎮(zhèn)人口的肉類、水產(chǎn)消費(fèi)量遠(yuǎn)高于農(nóng)村人口。因此隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，中國食品消費(fèi)結(jié)構(gòu)也不斷隨之進(jìn)行調(diào)整，易腐食品的比重不斷增大，促進(jìn)了生鮮農(nóng)產(chǎn)品從產(chǎn)地到城市消費(fèi)的冷鏈物流需求進(jìn)一步增長。

　　隨著我國居民人均可支配收入的不斷增長，食品安全意識的逐漸提升，食品安全、鮮活農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)逐漸成為居民生活關(guān)注熱點(diǎn)，冷鏈物流的發(fā)展對保障食品質(zhì)量安全、提高居民生活水平、降低物流損耗和社會資源浪費(fèi)具有巨大的促進(jìn)作用。以生鮮商品為例，目前行業(yè)平均腐損率達(dá)到10%～20%，而運(yùn)用冷鏈物流直配的企業(yè)可以將腐損率降低到3%～5%。2020年在冷鏈物流服務(wù)的行業(yè)中，食品行業(yè)占比高達(dá)90%。

　　隨著冷鏈物流技術(shù)的快速發(fā)展與升級，在冷鏈物流業(yè)的應(yīng)用會逐步加快，為冷鏈物流業(yè)的健康發(fā)展提供源源不斷的動力支持，同時(shí)也提升食品安全保障效能和冷鏈效率，更好地滿足居民的冷鏈消費(fèi)需求。

　　冷鏈物流信息閉塞、不透明是制約我國冷鏈物流發(fā)展的一大“痛點(diǎn)”，是導(dǎo)致冷鏈物流基礎(chǔ)設(shè)施資源分配不合理、冷鏈成本過高以及增加農(nóng)產(chǎn)品冷鏈流通周期的主要問題之一。實(shí)現(xiàn)冷鏈物流上下游信息共享化與可視化是改善冷鏈物流效率、確保農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量與安全、防止發(fā)生農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流“斷鏈問題以及提高消費(fèi)滿意度的關(guān)鍵，同時(shí)也是打通冷鏈物流體系，形成相對完善的冷鏈物流產(chǎn)業(yè)鏈條的關(guān)鍵性解決措施之一。

　　隨著我國冷鏈物流基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的不斷完善，農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流信息化的不斷建設(shè)與發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)與區(qū)塊鏈技術(shù)的不斷成熟以及大數(shù)據(jù)挖掘分析、云計(jì)算技術(shù)在整個(gè)冷鏈物流產(chǎn)業(yè)鏈上的廣泛應(yīng)用，農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流自動化、智能化作業(yè)成為未來冷鏈物流發(fā)展的必然趨勢與需求。

　　伴隨著冷鏈物流信息化、智能化、自動化的不斷發(fā)展，針對農(nóng)產(chǎn)品在冷鏈物流流通中的每個(gè)環(huán)節(jié)都可實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量與安全的實(shí)時(shí)監(jiān)控，通過客觀的大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與挖掘分析，冷鏈物流每個(gè)操作環(huán)節(jié)存在的不足或隱患都可被及時(shí)獲知，并對其進(jìn)行針對性處理與優(yōu)化，這可極大地促進(jìn)與推動我國冷鏈物流向精細(xì)化、專業(yè)化管理運(yùn)營方向發(fā)展。

　　冷鏈物流倉儲因其低溫的作業(yè)環(huán)境和食品安全的特殊要求，無人化、自動化立體庫是未來的發(fā)展方向，通過系統(tǒng)控制驅(qū)動機(jī)械完成重復(fù)性作業(yè)，可以大幅提升倉儲作業(yè)效率，取代重復(fù)性的體力勞動，控制各環(huán)節(jié)食品生產(chǎn)流通安全。另外，通過堆垛機(jī)、穿梭車自動化立體庫的應(yīng)用，減少了倉庫通道面積，增加空間利用率，大幅降低單位儲存成本。

　　自動化立體庫是在不直接進(jìn)行人工處理的情況下能自動存儲和取出物料的倉儲系統(tǒng)。主要由存儲設(shè)備、搬運(yùn)設(shè)備、裝卸設(shè)備、軟件系統(tǒng)等構(gòu)成。根據(jù)存儲容器區(qū)分，可分為托盤立體庫、料箱立體庫及其他特殊品類屬性立體庫。根據(jù)硬件設(shè)備區(qū)分，可分為堆垛機(jī)庫、子母穿梭車庫、四向穿梭車庫等。

　　軟件構(gòu)成包括：訂單管理系統(tǒng)（OMS）、倉儲管理系統(tǒng)（WMS）、倉儲控制系統(tǒng)（WCS）；硬件載體包括：存儲設(shè)備、輸送設(shè)備、分揀設(shè)備、搬運(yùn)設(shè)備等。與傳統(tǒng)的“人到貨”揀選模式相比，穿梭車密集倉儲系統(tǒng)的作業(yè)效率及揀選正確率大大提高，同時(shí)節(jié)約了大量人力成本和土地成本。其中，倉儲控制系統(tǒng)在智能物流體系中扮演著最為重要的角色，是智能倉儲設(shè)備控制中心、調(diào)度中心和任務(wù)管理中心；通過科學(xué)合理的路徑規(guī)劃、設(shè)備調(diào)度保障智能倉儲體系安全、穩(wěn)定、智能、高效運(yùn)行；通過直觀的監(jiān)控窗口監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行狀況、任務(wù)執(zhí)行過程、儲位存儲狀況；倉儲控制系統(tǒng)與各種倉儲管理系統(tǒng)及多車交通管理系統(tǒng)（CMS）快速對接，通過大量設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)收集分析，自動預(yù)警備品、備件、維修、保養(yǎng)。

　　常見的冷鏈自動存取設(shè)備包括：RGV穿梭車、堆垛機(jī)等，設(shè)備實(shí)現(xiàn)密集式存儲立體倉庫中的整托盤貨物的自動搬運(yùn)，實(shí)現(xiàn)托盤貨物的快速移載運(yùn)輸及不同區(qū)域功能分區(qū)內(nèi)貨物的出入庫。在PLC系統(tǒng)控制下，通過條碼定位控制方式精確定位各取貨口，進(jìn)行貨物的鏈條輸送移載，并根據(jù)上位機(jī)指令運(yùn)送至指定端口，進(jìn)行倉儲出入庫。輸送設(shè)備是在一定的線路上輸送物料的搬運(yùn)機(jī)械，輸送機(jī)可進(jìn)行水平、傾斜和垂直輸送，也可組成空間輸送線路?？梢詥闻_輸送，也可多臺組成或與其他輸送設(shè)備組成水平或傾斜的輸送系統(tǒng)，以滿足不同布置形式的作業(yè)需要?？蛇B續(xù)搬運(yùn)物料，輸送量大，運(yùn)轉(zhuǎn)輕快，結(jié)構(gòu)簡單。常見碼垛設(shè)備多為4軸機(jī)械臂，碼垛主要在物流線末端進(jìn)行，是機(jī)械與計(jì)算機(jī)程序有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物，有著運(yùn)作靈活精準(zhǔn)、快速高效、穩(wěn)定性高，作業(yè)效率高等優(yōu)勢。常見碼垛機(jī)器人的末端執(zhí)行器有吸附式、夾板式、抓取式、組合式，在拆碼垛作業(yè)中主要采用吸附式。

　　當(dāng)前冷鏈自動化存取應(yīng)用中，堆垛機(jī)和穿梭車應(yīng)用較為廣泛，2019年前后企業(yè)開始嘗試四向穿梭車在冷庫中使用，四向穿梭車可以實(shí)現(xiàn)平面上四向（前、后、左、右）的轉(zhuǎn)向和移動，提升機(jī)可實(shí)現(xiàn)四向穿梭車在上下方向不同層貨架間的移載。通過提升機(jī)加四向穿梭車配合作業(yè)實(shí)現(xiàn)自動存取。此項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是可實(shí)現(xiàn)多深位布局，提高空間利用率，相對比堆垛機(jī)方案更適用于B2B類少SKU、多深度的貨品存儲，對于多頻次出庫的場景理論上可以通過軟件優(yōu)化和增加四向穿梭車數(shù)量提升出庫效率；四向穿梭車在低溫環(huán)境下的應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)需要重點(diǎn)評估兩個(gè)方面：第一，四向穿梭車硬件在低溫、高濕環(huán)境下運(yùn)行的穩(wěn)定性包括電池、電子元器件等；第二，四向穿梭車與其他設(shè)備的協(xié)調(diào)運(yùn)營，在低溫情況下貨架、地面沉降問題對四向穿梭車運(yùn)行穩(wěn)定性的影響，理論上四向穿梭車運(yùn)行要求平面高低差±3mm，如果出現(xiàn)較大的高低差，整個(gè)自動化立體庫運(yùn)營將會受到重大影響。

　　堆垛機(jī)冷庫穩(wěn)定性較高，應(yīng)用較成熟，冷鏈行業(yè)自動化立體庫80%以上采用堆垛機(jī)；堆垛機(jī)庫可擴(kuò)展叉，可通過雙軌、變軌堆垛機(jī)調(diào)整設(shè)備數(shù)量投入，目前最多可做到雙深位。成本較高的堆垛機(jī)造價(jià)約70萬～90萬元。效率可達(dá)到140m/min，對于單邊較長的立體庫因?yàn)閱蜗蚨讯鈾C(jī)投入少，更適用于堆垛機(jī)方案。四向穿梭車?yán)鋷旆€(wěn)定性和耐久性待市場驗(yàn)證，尤其冷庫應(yīng)用故障率高，同時(shí)需考慮電池壽命、電氣防潮、地面沉降等問題。但四向穿梭車庫可擴(kuò)展性高，可通過增加提升機(jī)和四向穿梭車數(shù)量，調(diào)整軟件算法等方式靈活調(diào)整。成本方面，提升機(jī)造價(jià)約30萬元，四向穿梭車造價(jià)在20萬元以內(nèi)，是未來冷鏈自動化立體倉庫的主流建設(shè)方向。

　　通過調(diào)研目前市場冷庫自動化應(yīng)用案例，大部分企業(yè)或集成商選擇堆垛機(jī)存取模式。堆垛機(jī)存取模式的優(yōu)點(diǎn)包括：在低溫環(huán)境下運(yùn)行穩(wěn)定，托盤存取效率高，貨架投入成本低（比四向穿梭車低30%）；缺點(diǎn)是：采用雙深位布局、空間利用率有限。相較于四向穿梭車庫，堆垛機(jī)庫貨位數(shù)量較少，效率受布局和堆垛機(jī)數(shù)量制約，后期無擴(kuò)展性。因?yàn)槔鋷斓蜏刈鳂I(yè)環(huán)境，對電控設(shè)備的防結(jié)露、電池保溫等性能提出更高要求。綜上，自動化立體庫是未來冷庫運(yùn)營發(fā)展的趨勢，同時(shí)適用于冷庫作業(yè)場景的自動化設(shè)備仍有較大提升空間。

　　[1]李蔚田,神會存. 智能物流[M].北京: 北京大學(xué)出版社,2013.

　　[2]何黎明.中國物流技術(shù)發(fā)展報(bào)告[M].北京: 中國財(cái)富出版社,2021.

　　【物流】王繼祥：中國應(yīng)急物流重要文章匯編（戰(zhàn)疫必備，最新版本，320多篇文章）

　　【物流】王繼祥：機(jī)遇與挑戰(zhàn)：大變革時(shí)代的現(xiàn)代城市物流配送（50多頁P(yáng)PT）

　　【物流】王繼祥：十四五經(jīng)濟(jì)發(fā)展新格局與家居物流新機(jī)遇（演講視頻與PPT）

　　【物流】王繼祥：日美產(chǎn)業(yè)鏈會加快搬離中國嗎？請看摩根斯坦利最新調(diào)研結(jié)果！

　　【物流】王繼祥：中國應(yīng)急物流320多篇重要文章匯編（戰(zhàn)疫必備，最新版本）M6 米樂M6 米樂