关于多层穿梭车系统市场应用情况的分析

　　文｜上海胜沃智能物流科技有限公司

　　陈义

　　近年来，随着物流自动化市场的迅速发展，侧重高效率拣选的多层穿梭车系统已经在医药、电商、服装、图书、工业等诸多领域实现应用。不过，多穿系统在国内的应用和推广中仍然存在一定的误区。本文对常见的两类主要应用误区和四类典型应用场景进行深入分析，以为多穿系统的推广和应用提供一定的借鉴。

　　多层穿梭车系统（简称多穿系统）从五、六年前在上海CeMAT Asia展会频频亮相开始，逐渐进入国内客户的视野。源于国外的多穿系统并不是一个“年轻”的技术，至今已发展超过15年了。而在国内，随着物流自动化市场的迅速发展，国内客户对自动化设备及技术的理解不断加深，在短短几年里，侧重高效率拣选的多层穿梭车系统已经在多个行业，如医药、电商、服装、图书、工业等领域应用。

　　但多穿系统目前在国内的应用和推广中，仍然存在一定的误区。笔者结合自身在物流设备与系统集成领域多年的工作经验，对常见的应用误区和应用场景进行了分析。

　　一、主要应用误区

　　1.将多穿系统作为箱式存储系统来设计

　　多穿系统研发的主旨是定位高效的货到人拣选系统，而非集中存储。首先，多穿系统中的1个巷道可配置十几台到几十台小车，单巷道出入库处理能力远远高于Miniload轻载堆垛机系统。其次，多穿小车对运行轨道的精度要求非常高。系统高度越高，货架和轨道的精度累计误差将会越大，从而影响小车的运行，因此多穿系统不宜做太高。虽然多穿系统的高度可以达到20m，但从已实施的案例来看，多穿系统的高度基本都在3~15m，而Miniload 则通常可以做到24m。因此，在作业需求仅为箱式存储但出入库处理量不高的情况下，投资更经济的Miniload方案会更合适，而多穿系统更适合高效率的拣选。

　　2.将多穿系统用于全品类ABC产品的拣选作业

　　多穿系统更适用于对B/C类产品的拣选作业。A类产品SKU少（约占5%~15%），出库量大（约占40%~60%），同时补货量大。若A类产品也采用多穿系统处理拣选任务，储存料箱（或纸箱）拣选完毕将产生大量的回库作业和补货作业，系统浪费比较严重。目前处理A类品，流利架拣选并配合电子标签和输送系统辅助仍然是最有效的方式之一。其固定拣选位和多深缓存的设计理念，可减少补货频次，储存箱也无需回库；而针对B/C类品SKU多、拣选面大的问题，多穿系统是一种合适的解决方案，将“人找货”转变为“货到人”的拣选方式，可以大大提高系统效率，减少人员配置。

　　二、典型应用场景

　　多穿系统具有广泛的应用性与适用范围，以下将对其典型应用场景展开分析。

　　1.拆零拣选

　　多穿系统最常见的应用场景，主要是作为B/C类品的拆零拣选。而针对A类品的流利架拣选，多穿小车也有创新的应用，它可以代替人工补货作为自动补货设备将货物补货到流利架上，这种方式在零售、医药流通行业已有多个案例应用（如图1）。

　　而针对长尾的D类品，因出库频次非常低，采用成本更低的Miniload系统比较合适（如图2）。

　　2.冷库的货到人拣选

　　冷库设计的最关键要素是如何减少人员在低温环境下的长时间工作以及降低能耗。法国Savoye公司在比利时实施的一个肉制品冷库项目中，交付了一套包含5个巷道的多穿系统。该系统可在零下25度运行，实现了冷冻产品从拆垛、入库、储存到出库的一系列自动作业；并通过货到人的拣选方式将冷冻品输送至库外的拣选站台（0~5°环境）进行人工拣选，避免作业人员在极寒的恶劣环境下作业。

　　3.货到机器人整箱拣选

　　整箱拣选是零售业态常见的拣选方式。Savoye公司为法国一家大型生鲜超市实施了一套自动化的配送中心项目。该配送中心面向法国全国的门店配送，配送中心内采用多穿系统处理整箱拣选，包含5个巷道，可实现每天45,000箱，每小时5,000箱的拣选量，并且配置了5台码垛机器人进行自动混箱码垛（如图3）。这套系统为该配送中心在一天内将产品配送至全法国终端门店提供了强大的支持。

　　4.缓存排序发货

　　订单严格排序是配送中心订单执行的关键要素。在产线物流上，多穿系统可以作为缓存库，平衡上下游生产环节的能力，并按物料的严格次序及时、快速地配送至产线/包装线。在电商配送中心同样有多穿系统的应用。因为电商配送中心中上百万的SKU分布在不同的拣选区域，如采用并行拣选，势必会发生订单中的不同产品拣选的时间差；而如果采用多穿系统作为合单缓存系统，则可以对订单中所有产品进行合单缓存，合单完毕后集中发送至打包站台进行打包。

　　三、应用分析

　　多穿系统是由多个单体设备（多穿小车、提升机、输送线及拣选站台等）组成。规划方案时不仅需要考虑各个设备的单机性能，还必须考虑设备间的能力平衡。小车和提升机是关键设备：在高度较低（3~5m）的系统中，小车的数量和速度是系统的瓶颈；而在高度较高（>12m）的系统中，提升机则成为瓶颈，配置过多的小车反而无法充分发挥小车的能力而造成浪费。经过综合论证分析及案例的应用，多穿系统整体性能最优的高度在10~12m左右。

　　多穿系统出库严格排序可分为巷道内排序和巷道外排序。巷道内的严格排序主要是依靠小车和提升机按顺序执行任务，设备无法发挥其最大性能；而通过巷道外的排序设备排序，并结合WCS（仓库控制软件）的任务分配及调度优化功能，可充分发挥小车和提升机的最大性能。Savoye公司的多穿系统配备有独有的可同时处理4箱货物的双工位提升机，再结合其拥有专利设计的多种高效排序设备，最高可实现单巷道2,000箱/小时的吞吐量。

　　箱式输送线的缓存位设计往往是多穿系统规划中被忽视的一个环节。设计充足的缓存量至关重要，若设计不足将会出现拣选人员一直在等货的状况，其缓存量的设计跟多穿巷道的出库能力以及人员的拣选能力息息相关。

　　货到人拣选站台的设计主要分为两类——“1对1”和“1对多”拣选站台，它们各具优势。“1对1”拣选站台的设计充分考虑了人体工程学，取放货动作在700mm高度以及90°的设计，将人员的劳动强度降至最低；其次，拣选人员只针对单一订单拣选时，无需判断要将货物放入哪个订单箱，有效降低出错率（如图4）。

　　“1对多”拣选站台最大的优势是可实现播种拣选。其订单箱数量的设计需根据订单数据进行详细分析，计算其订单的hit rate（即品项的重复命中率）。比如零售门店铺货作业，因所需的SKU比较集中，1对20或者更多的拣选站台设计都是一种不错的选择。

　　四、结语

　　多穿系统作为高效率的拣选系统已经玩出很多的“花样”，但无论什么花样，在设计多穿系统时必须结合每个客户的业务形态及物流特性，同时对客户订单出库数据（一整年或者高峰特征月）进行详细的分析（包括产品尺寸分析、订单结构EIQ、ABC以及EIQ-ABC交叉分析等），才能为客户设计出最适合的多穿解决方案。

　　文由“135编辑器”提供技术支持