存儲(chǔ)技術(shù)

        概述

        存儲(chǔ)技術(shù)的發(fā)展集中表現(xiàn)在存儲(chǔ)技術(shù)的多樣性、密集存儲(chǔ)技術(shù)和高速存儲(chǔ)技術(shù)等方面。存儲(chǔ)的多樣化時(shí)代可能會(huì)很快到來(lái)，除經(jīng)常采用的高層貨架外，AS/RS系統(tǒng)有了更多的形式，其中MINILOAD、雙深度堆垛機(jī)、重力式立體庫(kù)等是典型代表。此外，貨架的形式也表現(xiàn)出多樣性，如隔板貨架，流利貨架，旋轉(zhuǎn)貨架，懸臂貨架，壓入式貨架等等，存儲(chǔ)的多樣化給市場(chǎng)有了更多的選擇。

密集存儲(chǔ)系統(tǒng)

        密集存儲(chǔ)技術(shù)一直是研究的重點(diǎn)。自動(dòng)化立體庫(kù)是一個(gè)典型的密集存儲(chǔ)的例子。此外還有重力式貨架，通廊式貨架，移動(dòng)式貨架，閣樓式貨架等多種形式。最近幾年，穿梭式貨架的新產(chǎn)品誕生，將托盤密集儲(chǔ)存技術(shù)推到了一個(gè)新的高度。AUTOSTORE系統(tǒng)的出現(xiàn)，對(duì)料箱的密集存儲(chǔ)技術(shù)提出了新思路。

        在高速儲(chǔ)存技術(shù)方面，自動(dòng)化立體庫(kù)的誕生，大大改變了存儲(chǔ)技術(shù)的面貌，大幅度增加了存儲(chǔ)的密度，以及存取速度。近年來(lái)，歐洲和日本先后推出多層穿梭車立體庫(kù)和旋轉(zhuǎn)立體庫(kù)SCS技術(shù)，將存儲(chǔ)效率提高到一個(gè)新的高度。

        智能存儲(chǔ)系統(tǒng)將在未來(lái)得到初步應(yīng)用。智能存儲(chǔ)將存儲(chǔ)、揀選、訂單組合和排序等功能進(jìn)行組合，實(shí)現(xiàn)多功能的智能組合，以滿足電子商務(wù)配送高效訂單處理。

        存儲(chǔ)設(shè)備的市場(chǎng)需求非常巨大，目前約占市場(chǎng)的30-40%。隨著自動(dòng)化水平的逐步提升，對(duì)存儲(chǔ)設(shè)備的要求也相應(yīng)提高。以多層穿梭車系統(tǒng)貨架為例，不僅對(duì)材料的性能提出了更高的要求（如材料的均勻性、力學(xué)性能等），還對(duì)貨架的生產(chǎn)設(shè)備，如軋機(jī)、噴涂設(shè)備的性能等提出新的要求。

        近期目標(biāo)（2020年），存儲(chǔ)設(shè)備的多樣性會(huì)有充分的發(fā)展，尤其是面對(duì)電子商務(wù)、服裝和冷鏈的需求，新型的存儲(chǔ)設(shè)備將會(huì)產(chǎn)生，其中智能存儲(chǔ)系統(tǒng)將很快被開發(fā)出來(lái)。

        遠(yuǎn)期目標(biāo)（2030年），高密度、高自動(dòng)化、快速的存儲(chǔ)設(shè)備將成為市場(chǎng)的重要選擇，受限于原材料的品質(zhì)，高品質(zhì)的鋼材將大量從國(guó)外進(jìn)口，進(jìn)而提升產(chǎn)品的品質(zhì)，以符合系統(tǒng)的需求。

        典型產(chǎn)品：AS/RS、MINILOAD、多層穿梭車系統(tǒng)、AUTOSTORE系統(tǒng)、旋轉(zhuǎn)貨架SCS系統(tǒng)等。

AS/RS系統(tǒng)

        關(guān)鍵技術(shù)

        一）密集存儲(chǔ)技術(shù)

        ?  1. 現(xiàn)狀

        在很多情況下，用戶希望存儲(chǔ)密度越大越好，這樣可以充分利用空間，從而節(jié)約成本。因此，誕生了立體庫(kù)、壓入式貨架、流利式貨架、穿梭板等各種高密度存儲(chǔ)設(shè)備。

        立體庫(kù)（主要是自動(dòng)化立體庫(kù)）是典型的高密度存儲(chǔ)系統(tǒng)。目前世界上的立體庫(kù)高度已經(jīng)超過(guò)40米，但并不是越高越好，保持合理的綜合造價(jià)是關(guān)鍵。立體庫(kù)有多種形式，每種形式的存儲(chǔ)密度各不相同。目前應(yīng)用最廣泛的還是普通托盤式立體庫(kù)系統(tǒng)。

        近年來(lái)興起的穿梭板存儲(chǔ)系統(tǒng)，大大改變了傳統(tǒng)存儲(chǔ)的概念。但目前的應(yīng)用主要以叉車作業(yè)為主，采用堆垛機(jī)自動(dòng)化的作業(yè)方式有一些應(yīng)用案例，總體還在嘗試之中。

        高密度存儲(chǔ)技術(shù)在冷鏈、食品、化工產(chǎn)品、煙草、科研等方面有廣大的應(yīng)用市場(chǎng)。

        ?  2. 挑戰(zhàn)

        （1）高密度存儲(chǔ)技術(shù)的不斷突破。

        （2）多種形式的融合技術(shù)是重點(diǎn)。

        箱式存儲(chǔ)系統(tǒng)：多層旋轉(zhuǎn)貨架、多深度存儲(chǔ)堆垛機(jī)、輕型穿梭板、MINILOAD技術(shù)和Autostore技術(shù)的綜合應(yīng)用是一個(gè)重點(diǎn)。

MINILOAD系統(tǒng)

        托盤存儲(chǔ)系統(tǒng)：?jiǎn)紊疃?、雙深度堆垛機(jī)系統(tǒng)、穿梭板堆垛機(jī)系統(tǒng)等技術(shù)的綜合應(yīng)用，將在提升系統(tǒng)的適應(yīng)性方面發(fā)揮重要作用。

        （1）多種形式的融合與提升是近期的重點(diǎn)，并有望取得突破。

        重點(diǎn)領(lǐng)域，如冷鏈、食品、化工產(chǎn)品、煙草、制造業(yè)等領(lǐng)域采用密集存儲(chǔ)技術(shù)的機(jī)會(huì)大增，自動(dòng)化穿梭板立體庫(kù)將大量涌現(xiàn)；

        提升穿梭板的作業(yè)能力和持續(xù)工作能力將是近期研究的重點(diǎn)；

        多種密集存儲(chǔ)方式的結(jié)合將是應(yīng)用的重點(diǎn)。

        （2）新的密集存儲(chǔ)技術(shù)的研究

        重點(diǎn)突破存儲(chǔ)品種數(shù)、存儲(chǔ)密度、效率、以及可靠性，實(shí)現(xiàn)高作業(yè)效率下的高密度存儲(chǔ)。

        （二）高速存儲(chǔ)技術(shù)

        ?  1 現(xiàn)狀

        目前的單個(gè)巷道內(nèi)通常使用一臺(tái)堆垛機(jī)進(jìn)行存取作業(yè)，作業(yè)效率成為系統(tǒng)瓶頸，為提高存儲(chǔ)效率，對(duì)于高速存儲(chǔ)設(shè)備尤其是超高速堆垛機(jī)的需求會(huì)日益增加。

        ?  2 挑戰(zhàn)

        （1）現(xiàn)有堆垛機(jī)技術(shù)在提升存儲(chǔ)能力方面遇到瓶頸，過(guò)高的速度不僅在安全性、噪音方面存在問題和挑戰(zhàn)，而且其存取能力也受到限制?？梢灶A(yù)見，單一靠提升速度已經(jīng)不能滿足實(shí)際需求；

多層穿梭車系統(tǒng)

        （2）多層穿梭車技術(shù)是實(shí)現(xiàn)快速存儲(chǔ)的有效手段，但是輕量化和低成本是需要解決的技術(shù)問題；

        （3）研究新型的并行系統(tǒng)將有助于大幅度提升存取效率。

?  3 目標(biāo)

        （1）開發(fā)超高速的堆垛機(jī)，比如：托盤堆垛機(jī)達(dá)到300米/分，料箱堆垛機(jī)達(dá)到500米/分；

        （2）開發(fā)應(yīng)用新型的高速堆垛機(jī)系統(tǒng)（比如多貨叉的矩陣式取貨系統(tǒng)、并聯(lián)或者串聯(lián)取貨系統(tǒng)等）；

        （3）應(yīng)用較低成本的多層穿梭車系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)快速作業(yè)；

        （4）開發(fā)出新型的并行式存儲(chǔ)系統(tǒng)（比如一巷道多臺(tái)堆垛機(jī)的存儲(chǔ)系統(tǒng)等）。

        （三）智能存儲(chǔ)技術(shù)

        ?  1 現(xiàn)狀

        目前市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈，成本控制對(duì)企業(yè)來(lái)說(shuō)至關(guān)重要。如何在滿足存儲(chǔ)量和存取速度的基礎(chǔ)上降低成本是目前的關(guān)注焦點(diǎn)。

        智能存儲(chǔ)技術(shù)將極大改變存儲(chǔ)概念。針對(duì)不同的貨物需求，選擇最合理的存儲(chǔ)環(huán)境、存取手段和存儲(chǔ)貨位，如近年來(lái)對(duì)裝載容器直接進(jìn)行立體堆碼、自動(dòng)堆碼和揀選，改貨架存儲(chǔ)方式為無(wú)貨架的立體存儲(chǔ)方式，一方面將大幅度提升存儲(chǔ)水平和降低成本，另一方面，進(jìn)一步提升物流服務(wù)水平。目前，智能存儲(chǔ)系統(tǒng)的巨大效益還沒有被充分挖掘。

        ?  2 挑戰(zhàn)

        （1）可自動(dòng)調(diào)節(jié)貨架技術(shù)是智能存儲(chǔ)的基礎(chǔ)，包括貨物尺寸的調(diào)整，環(huán)境（如溫度）的調(diào)整，此外還包括擺放位置的調(diào)整等。

        （2）電商等新商業(yè)模式的出現(xiàn)，必然要改變?cè)械拇筮M(jìn)大出的模式，導(dǎo)致單次存取貨的次數(shù)需求大幅上升，如何通過(guò)智能存儲(chǔ)概念在滿足作業(yè)需求情況下降低成本成為必須要解決的問題。

        （3）與智能存儲(chǔ)技術(shù)相應(yīng)的控制技術(shù)，計(jì)算機(jī)管理技術(shù)的配套研究將是重點(diǎn)。

        （4）新的商品配送模式下，直接面向終端客戶的低成本高智能化的柔性存儲(chǔ)終端裝備的開發(fā)也將成為研究的重點(diǎn)。

        ?  3 目標(biāo)

        （1）預(yù)計(jì)到2020年設(shè)計(jì)出多種形式的智能型貨架，并投入使用。

        （2）預(yù)計(jì)到2020年電子商務(wù)系統(tǒng)將首先應(yīng)用智能存儲(chǔ)系統(tǒng)，如配送環(huán)節(jié)中的最后一公里應(yīng)用環(huán)節(jié)；產(chǎn)生多種柔性智能存儲(chǔ)終端裝備及系統(tǒng)。

        （3）預(yù)計(jì)到2030年進(jìn)行智能存儲(chǔ)系統(tǒng)的全面研究，重點(diǎn)在于提升存儲(chǔ)效率，降低成本。

        （四）產(chǎn)品多樣化技術(shù)

        ?  1 現(xiàn)狀

        隨著現(xiàn)代物流技術(shù)在各行業(yè)的廣泛應(yīng)用，根據(jù)不同行業(yè)的特點(diǎn)，為了適應(yīng)產(chǎn)品和業(yè)務(wù)的特性，物流裝備有了多樣化的發(fā)展趨勢(shì)。如：

        藥房：藥房用的微型AS/RS自動(dòng)配藥系統(tǒng)；

        汽車：長(zhǎng)大件（如車身）的存儲(chǔ)系統(tǒng)，整車自動(dòng)化存儲(chǔ)系統(tǒng)；

        集裝箱：航空集裝箱AS/RS系統(tǒng)，碼頭集裝箱立體堆場(chǎng)；

        冷庫(kù)：各種溫度場(chǎng)的冷鏈自動(dòng)化存儲(chǔ)系統(tǒng)；

        鋼廠：各種板材自動(dòng)化儲(chǔ)存系統(tǒng)，單元貨物噸位可達(dá)幾十噸；

        航空：各種長(zhǎng)大件物料的自動(dòng)化儲(chǔ)存系統(tǒng)；

        服裝：適用于掛裝的懸掛輸送系統(tǒng)；

        …………

        另一方面，基于場(chǎng)地和應(yīng)用的限制，各種極端化的產(chǎn)品也有需求，如超高度和超高速的存儲(chǔ)設(shè)備，有特殊防護(hù)要求（如防腐、防爆）的存儲(chǔ)設(shè)備等，構(gòu)成了產(chǎn)品多樣化的市場(chǎng)需求。

        這些多樣化的產(chǎn)品，有些已經(jīng)有應(yīng)用案例，如長(zhǎng)大件堆垛機(jī)、微型堆垛機(jī)、超高堆垛機(jī)等，有些還需要研發(fā)，以解決很多預(yù)想不到的問題。

堆垛機(jī)

        此外，熱插拔技術(shù)還基于設(shè)備的模塊化技術(shù)支持?？勺猿上到y(tǒng)的模塊，可能是一組輸送設(shè)備，一臺(tái)AGV，通過(guò)簡(jiǎn)單組合，即將構(gòu)成一套新的系統(tǒng)。隨著電池性能的大幅提升，可移動(dòng)設(shè)備會(huì)成為未來(lái)設(shè)計(jì)的一個(gè)趨勢(shì)。

        ?  2 挑戰(zhàn)

        （1）在存儲(chǔ)場(chǎng)地受限制，以及多種惡劣環(huán)境下，對(duì)于存儲(chǔ)產(chǎn)品提出了多樣化的需求。

        （2）由于制造設(shè)備加工能力、現(xiàn)有的工藝設(shè)計(jì)能力等限制，現(xiàn)有的很多產(chǎn)品難以滿足復(fù)雜的需求，往往需要定制化開發(fā)。

        （3）現(xiàn)有堆垛機(jī)自重較大，運(yùn)行能耗巨大，低成本、低能耗、綠色環(huán)保性堆垛機(jī)的需求也將不斷涌現(xiàn)。

        ?  3 目標(biāo)

        （1）短期（2020）多樣化和極端化的非標(biāo)產(chǎn)品不斷涌現(xiàn)。目標(biāo)主要集中在藥房、航空運(yùn)輸、造船、飛機(jī)制造、冷鏈等領(lǐng)域。

        （2）短期（2020）開發(fā)基于綠色環(huán)保等特殊需求的新產(chǎn)品，例如綠色環(huán)保的帶能量回收系統(tǒng)的輕量化新型堆垛機(jī)系統(tǒng)。

        （3）遠(yuǎn)期（2030）開發(fā)出跨界于VNA叉車和傳統(tǒng)堆垛機(jī)之間的新型堆垛機(jī)系統(tǒng)。比如基于電池驅(qū)動(dòng)的離線移動(dòng)式堆垛機(jī)系統(tǒng)。