01 概述

        自動化(huà)立體庫已經廣泛應用(yòng)于物(wù)流中心和(hé)智能制造工廠，自動化(huà)立體庫的(de)型式和(hé)技術在近年來(lái)得(de)到了(le)迅猛發展，如除了(le)典型的(de)單深度單貨位AS/RS外，逐步發展了(le)雙深度和(hé)多(duō)貨位的(de)立體庫。在存儲設備方面，除堆垛機外，利用(yòng)四向穿梭車、子母車等技術構成的(de)立體庫已經逐漸爲市場(chǎng)所接受，以AGV作爲存取設備的(de)立體庫也(yě)在大(dà)力推廣。另一方面，庫前輸送系統長(cháng)期爲人(rén)們所忽視，關于這(zhè)方面的(de)研究也(yě)不多(duō)見。事實上，庫前輸送系統在自動化(huà)立體庫中占據了(le)很大(dà)的(de)比重，其設計往往成爲自動化(huà)立體庫最困難的(de)部分(fēn)。很多(duō)自動化(huà)立體庫系統，因爲庫前輸送系統的(de)設計問題，影(yǐng)響了(le)整個(gè)物(wù)流中心的(de)性能。本文就來(lái)談一談這(zhè)一方面的(de)問題。

02 庫前輸送系統方案選型及适應性

        自動化(huà)立體庫庫前輸送系統的(de)設計方案可(kě)謂是五花八門，尤其對(duì)于初學者來(lái)說，往往會非常困惑，難以選擇。即使對(duì)有經驗的(de)設計師，有時(shí)也(yě)會莫衷一是。因此，識别每一種技術和(hé)布局，并了(le)解其适應性是必要的(de)。

      （1）庫台或直線輸送機布局方案

        最簡單的(de)庫前輸送系統，是采用(yòng)庫台或單條輸送機的(de)方式。當然也(yě)有用(yòng)台車替代輸送機的(de)方案。這(zhè)一技術在早前的(de)AS/RS中應用(yòng)廣泛。現在在巷道數很少的(de)情況下(xià)（1~3個(gè)左右），也(yě)時(shí)有應用(yòng)。

        這(zhè)一方式的(de)最大(dà)特點是簡單，成本低廉。對(duì)複雜(zá)度不高(gāo)，或入出庫水(shuǐ)平不高(gāo)的(de)立體庫，非常适用(yòng)。缺點是自動化(huà)程度不高(gāo)，在多(duō)巷道情形下(xià)，将依賴人(rén)工做(zuò)出判斷。此外，尺寸檢測相對(duì)不太完善。安全性不高(gāo)。

      （2）輸送機方案

        采用(yòng)輸送機布局，是大(dà)多(duō)數立體庫的(de)首選。這(zhè)一技術具有集放能力強、效率高(gāo)、故障率低、安全可(kě)靠等特點。但對(duì)于巷道數很多(duō)的(de)情況，輸送機有一個(gè)限制是輸送能力問題，一般情況下(xià)，對(duì)于150托盤/小時(shí)以内流量來(lái)說，輸送機是一個(gè)比較合适的(de)選擇。但更大(dà)的(de)流量則要考慮分(fēn)區(qū)作業，或采用(yòng)其它方法。輸送機方案的(de)另一個(gè)缺點是剛性太大(dà)，不易擴展。

      （3）直線穿梭車方案

        直線穿梭車方案比純粹的(de)輸送機方案要簡單很多(duō)，随著(zhe)巷道的(de)增加，其性價比逐漸增加，并且适應于特殊情況下(xià)完成出入庫作業，如因爲入出庫居于一側，需要往複搬運的(de)情形，是比輸送機方案要靈活很多(duō)的(de)一種策略。但其輸送能力随著(zhe)距離的(de)增加而迅速減少。即使采用(yòng)多(duō)台車的(de)情形，效果也(yě)都很一般。對(duì)穿梭車來(lái)說，距離不能太遠(yuǎn)（50米以内），輸送效率不能太高(gāo)（80~90次/小時(shí)以内）。

       （4）環形穿梭車方案

        相比直線型穿梭車，環形穿梭車可(kě)以通(tōng)過增加車輛的(de)方式提升輸送能力，往往對(duì)于比較大(dà)的(de)立體庫而言，環形車具有優勢。但環形車有兩個(gè)較大(dà)的(de)缺點，其一是拐彎段會占據了(le)一定空間，造成空間浪費或增加邊緣巷道設計難度，其二是小車空跑現象嚴重，所以實際效果比理(lǐ)論計算(suàn)要差很多(duō)。

      （5）四向穿梭車方案

        四向穿梭車克服了(le)環形穿梭車的(de)缺點，具有很高(gāo)的(de)靈活性和(hé)柔性。是未來(lái)可(kě)以大(dà)力推廣的(de)庫前輸送系統之一。尤其對(duì)于大(dà)型的(de)立體庫系統，四向穿梭車具有很高(gāo)的(de)性價比。四向穿梭車可(kě)以通(tōng)過增加小車的(de)數量，提升入出庫水(shuǐ)平。因此，這(zhè)一布局無論對(duì)于出庫量小或大(dà)的(de)情形，都很合适。

      （6）AGV方案

        AGV方案類似于四向車方案，具有更高(gāo)的(de)靈活性和(hé)柔性，尤其對(duì)遠(yuǎn)距離輸送具有較大(dà)優勢。需要指出的(de)是，AGV有多(duō)種形式，KIVA類AGV采用(yòng)頂升方式進行移載，因此要設計取放貨的(de)月(yuè)台或輸送機，叉式AGV具有更好的(de)性能，可(kě)以直接叉取地面上的(de)托盤，但卻價格較高(gāo)。随著(zhe)KIVA類AGV性價比的(de)提升，其應用(yòng)前景非常看好。

      （7）其它方案

        除此之外的(de)方案還(hái)有不少，比如懸挂鏈解決方案就屬于比較特殊的(de)一種，懸挂鏈由于避開了(le)地面的(de)障礙，所以在空間利用(yòng)方面獨具優勢。往往應用(yòng)于制造業中的(de)物(wù)料配送，連接車間與立體庫。

        應該指出的(de)是，以上所例舉的(de)幾種方案，在實際應用(yòng)中更多(duō)的(de)是一種組合方式出現的(de)。無論哪種解決方案，傳統的(de)輸送機似乎必不可(kě)少。

03 庫前輸送系統方案的(de)綜合比較

        每種技術都有其适應的(de)場(chǎng)合，因此并不能籠統的(de)說哪一種技術更先進或更好。總體來(lái)說，要比較一種技術選擇是否合理(lǐ)，不僅要從場(chǎng)合的(de)适應性考慮，還(hái)要從效率、成本、可(kě)擴展性、可(kě)适應性等多(duō)個(gè)方面進行評估。以下(xià)就對(duì)前述方案進行比較。

        注：

        [1] 交接庫台的(de)效率決定于叉車的(de)效率和(hé)單台堆垛機的(de)效率。如果巷道數增加，效率自然就會增加。對(duì)于單個(gè)巷道而言，其效率不應大(dà)于30托盤/小時(shí)。

        [2] 輸送機方案特别适合于巷道數小于10個(gè)的(de)情形，随著(zhe)巷道數的(de)增加，總體上就不經濟了(le)，同時(shí)，效率也(yě)難以滿足要求。

        [3] 環形車可(kě)以根據需要增加或減少車輛數量，因此對(duì)于巷道數較多(duō)的(de)情形是具有優勢的(de)。但巷道數較小時(shí)，就沒有意義了(le)，而是可(kě)采用(yòng)更爲經濟的(de)直線穿梭車方案貨輸送機方案。

        [4] 四向穿梭車和(hé)AGV理(lǐ)論上可(kě)以通(tōng)過增加車輛的(de)數量來(lái)提升效率，但對(duì)于具體情況而言，還(hái)受空間的(de)約束，太多(duō)的(de)車輛事實上會造成擁堵。一般情況下(xià)，對(duì)于一個(gè)10個(gè)以上巷道的(de)立體庫而言，其輸送能力設計保持在200~300托盤/小時(shí)即可(kě)，過高(gāo)會導緻投資增加，而且會使得(de)系統平衡被打破。

        [5] AGV的(de)優勢很多(duō)，适應情況也(yě)很多(duō)。當然，從性價比來(lái)說，巷道多(duō)一些會更好。另一方面，由于車的(de)數量可(kě)變，因此，這(zhè)一技術對(duì)于入出庫量的(de)變化(huà)有特别的(de)适應性，甚至比四向穿梭車還(hái)要更好一些。

        以上的(de)比較是粗線條的(de)，也(yě)還(hái)有一些指标沒有論述，更沒有結合實際案例來(lái)進行說明(míng)。因此讀者并不能明(míng)白如何去選擇和(hé)評價。需要在實踐中不斷揣摩、總結，才能達到好的(de)效果。

        庫前輸送系統的(de)設計要考慮的(de)地方很多(duō)，也(yě)很複雜(zá)。即使是選擇了(le)一種布局方案，要考慮的(de)地方仍然很多(duō)。如尺寸檢測、重量檢測、條碼的(de)要求、流程設計、流量計算(suàn)等，都會影(yǐng)響最終的(de)設計方案。

        比較是一種較爲簡單的(de)設計方法。如果實在難以取舍和(hé)決斷，不妨對(duì)兩個(gè)或更多(duō)的(de)方案進行比較，這(zhè)時(shí)很多(duō)疑惑也(yě)許迎刃而解。

        其實，庫前輸送系統也(yě)沒有特别複雜(zá)。如果按照(zhào)以終爲始的(de)設計理(lǐ)念，即求解一種簡單、高(gāo)效、成本可(kě)控的(de)技術方案即可(kě)。

04 結束語

        立體庫庫前輸送系統方案設計，要考慮的(de)因素還(hái)有很多(duō)，比如多(duō)層布局、兩端布局、以及側面布局等，要根據實際需要進行綜合考慮。除功能需要外，要特别考慮的(de)主要是流量即輸送能力、成本和(hé)安全性。此外，技術的(de)适應性也(yě)是非常重要的(de)因素。

        雖然每一種技術都有其特别合适的(de)用(yòng)途和(hé)最佳應用(yòng)場(chǎng)合，或者說在特定場(chǎng)合下(xià)是非他(tā)莫屬。但有時(shí)，技術的(de)選擇并不是絕對(duì)的(de)。在更多(duō)的(de)情況下(xià)，會有多(duō)種技術是适合的(de)，并非非此即彼這(zhè)麽絕對(duì)，這(zhè)給設計師提出了(le)挑戰。

        與物(wù)流的(de)整體概念一樣，物(wù)流設備與技術，“快(kuài)”隻是衆多(duō)設計指标中的(de)一個(gè)。人(rén)的(de)誤區(qū)是，往往會陷入到一個(gè)點而忽視其它的(de)目标，所謂一葉障目不見泰山。對(duì)立體庫的(de)庫前輸送系統而言，系統的(de)平衡往往是設計的(de)主要出發點。所謂平衡，即系統的(de)各個(gè)組成部分(fēn)能力的(de)均衡。不要過分(fēn)追求局部的(de)最大(dà)值，那樣的(de)結果不僅對(duì)系統無益，往往還(hái)有很大(dà)的(de)副作用(yòng)。平衡的(de)設計原則，或許會爲我們決定技術的(de)取舍時(shí)提供依據。

        從未來(lái)的(de)發展看，更高(gāo)的(de)自動化(huà)，更高(gāo)的(de)柔性是一個(gè)大(dà)的(de)趨勢，從這(zhè)一點出發，AGV和(hé)四向穿梭車其應用(yòng)将是未來(lái)的(de)主流選擇。