我國的冷鏈物流起步于上世紀60年代，為保證市場供應、調節淡旺季的需求，開始在原產地、樞紐城市興建大型冷庫。自上世紀90年代，隨著終端零售業興起，市場對于冷鏈的需求進一步擴大，現代冷鏈由此在國內獲得了發展契機，同時也推動了冷鏈各環節的設備與技術開發、制造與建設。

一、傳統冷庫弊端與自動化存儲趨勢

冷庫的建設、使用成本，遠遠高于普通倉庫。傳統的冷庫為保證空間合理分配、降低能耗，多數采用樓庫結構，多樓層、多隔間形式，在一定程度上解決了業主的需求，但往往還是存在諸多弊端：

傳統冷庫在使用過程中存在多種弊端

1.建筑成本高投入。相對于單體庫，樓庫的建筑成本較高，建設周期長，由于庫區分隔零散，后期再投入倉儲物流裝備的成本也將高于單體冷庫。

2.運營成本高投入。由于多樓層非自動化作業，需要投入更多的管理、作業人員，尤其2020年初國內疫情高發時段，招工難、人工成本上漲等因素，再一次推高企業的人工成本。作業時頻繁開閉冷庫門、集中出入庫時段冷庫門長時間段開啟等現象，也容易造成能耗大量損失，并且對庫存貨品的品質保證也存有隱患。

3.自動化程度低。傳統冷庫采用地堆或巧固架存放，或采用駛入式貨架、穿梭車貨架等非自動化的存取模式，人工仍然是決定作業效率的主導，對于作業效率需求較大的工作時段，即使加大人員作業強度也難以解決效率需求。

4.信息化程度低。傳統冷鏈冷庫管理多數采用手工記賬方式，貨位管理憑借庫管人員經驗，往往造成貨品積壓、批次出庫不及時等等，從而帶來實際的產品損失，或間接造成其客戶體驗度降低而引發次生損失。

在當前科技和生活水平快速發展的時代，傳統的物流存儲模式已遠遠不能滿足冷鏈行業的存儲要求。冷鏈行業對于供應鏈優化、智能化制造，以及物流存儲的智能化、信息化，也提出了更高的要求。由此，以天津萬事達物流裝備有限公司為代表的物流裝備行業廠商，近年來一直深耕于高密度自動化存取技術的開拓創新，陸續向冷鏈行業推出先進的系統解決方案。

二、智能密集存儲系統產品分類

縱觀目前市場上的智能密集存儲系統產品，主要包括以下幾類：

1.穿梭子母車智能密集存儲系統(托盤貨物存儲)；

2.穿梭四向車智能密集存儲系統（托盤貨物存儲）；

3.穿梭式立體庫系統智能密集存儲系統（托盤貨物存儲）；

4.雙深位堆垛機智能密集存儲系統（托盤貨物存儲）；

5.多層穿梭車智能密集存儲系統（料盒存儲）。

下面對各智能密集存儲系統進行說明介紹：

1.穿梭式立體庫系統

單機版穿梭車在貨架系統的應用，解決了駛入式貨架必須由叉車進入貨架區域存取托盤而帶來的風險，但仍不屬于自動化的解決方案。物流裝備廠商借以穿梭車的特性，以巷道式堆垛機進行X軸、Z軸方向的物料搬運，這樣的解決方案實現了冷庫內的自動化、無人化作業的同時，也極大提高了冷庫的空間利用率，合理的穿梭式立體庫系統方案布局，空間利用率一般會超過80%。巷道式堆垛機經過幾十年發展，性能、質量均較穩定，極少發生由于堆垛機故障導致冷庫作業癱瘓的狀況。

2.子母車高密度存儲系統

由于巷道式堆垛機的作業效率恒定，穿梭式立體庫系統難以解決效率需求較大、對未來作業效率有拓展要求的方案，子母車高密度存儲系統有效地解決了這兩個問題。由母車完成X軸的物料搬運，由提升機完成Z軸的物料搬運，子車、母車、提升機通過WCS調度協同作業，各流程之間互不等待，極大提升設備利用率，有效提高系統整體作業效率。

子母車高密度存儲系統適用于產品品項較少、單品項批量較大的托盤貨物存儲

子母車高密度存儲系統的空間利用率可達90%，可根據業主的遠、近期作業效率需求合理規劃設備數量，根據近期效率需求配置子母車、提升機數量，未來可根據產能、銷售額的增漲再配置子母車等硬件設備，達到增加作業效率的目的。子母車通過提升機到達任意層作業，一臺母車可同時對應多臺子車同層作業，如果選擇換層/貨物一體提升機還可進一步節約空間。相對于穿梭式立體庫系統，子母車高密度存儲系統具備高效、可拓展等特性，自動化硬件設備之間互為故障備份，不會由于單一設備故障造成系統或單巷道不能運作，更可通過轉駁設備達到母車多巷道共享功能。

子母車的供電方式可根據實際需要予以配置，母車可采用滑觸線、電池供電方式，子車可采用電池、超級電容供電方式，靈活多樣的供電方式適用于多種作業場景，比如母車采用滑觸線、子車采用超級電容的供電配置，尤其適用生產型企業流水線的作業方式，可滿足365天×24小時不間斷作業模式。

3.四向托盤穿梭車高密度存儲系統

四向托盤穿梭車近幾年在食品、醫藥、冷鏈等行業得到較好的應用，擁有X軸、Y軸物料搬運能力，靈活性較高，尤其適用于異形倉庫布局，適用高密集儲存同時，也適用于品規較多、批量較少的作業模式，對于第三方冷鏈物流企業也可滿足其使用需求。

四向托盤穿梭車高密度存儲系統更為靈活

同層運行多臺四向托盤穿梭車是四向托盤穿梭車高密度存儲系統基本運作模式，完善的貨位管理（WMS）水平以及設備調度能力(WCS)保證整體系統穩定、高效運行。為避免四向托盤穿梭車與提升機作業等待，提升機與貨架之間設計緩存輸送線，四向托盤穿梭車、提升機均將托盤交接給緩存輸送線進行轉駁作業，從而提升作業效率。在總體規劃中，可充分發揮四向托盤穿梭車的優勢，可通過打通墻體、連廊等方式將各個庫區連接，四向托盤穿梭車通過系統調配進入任意庫區，以達到設備共享的目的。

4.雙深度橫梁式立體庫系統

該系統主要由巷道堆垛機、貨架系統、輸送設備、提升機、WMS倉庫管理軟件、WCS控制軟件等組成，堆垛機負責垂直和水平兩個方向物料搬運工作；系統靈活性高、可分揀性強。

5.多層穿梭車智能存儲系統

該系統主要由多層穿梭車、貨架系統、輸送設備、提升機、WMS倉庫管理軟件、WCS控制軟件等組成，由提升機負責垂直方向物料搬運，多層穿梭車負責水平方向物料搬運工作；多層穿梭車是一種用于自動化物流系統中的智能型搬運設備，具有動態移載的特點，能使物料在不同工位之間的輸送，布局更加緊湊、簡捷，從而提高物料的輸送效率，可以十分方便地與其他物流系統實現自動連接，如出/入庫站臺、各種緩沖站、輸送機、升降機和機器人等，按照計劃進行物料的輸送。另外，它無需人員操作，運行速度快，因而顯著降低了倉庫管理人員的工作量，提高了勞動生產率，同時穿梭車的應用可使物流系統變得非常簡捷。

多層穿梭車結構設計非常緊湊，可比一般及傳統的解決方案占地面積減少30%～50%，多層穿梭車采用的單/雙深位布局，可運用于高密度的倉儲系統，大大提高所需的存儲貨位。相同空間布局系統中，多層穿梭車智能存儲系統出入庫處理能力，可比傳統倉儲系統提升5～10倍，并準確排序將貨物呈現給揀選站或堆垛人員，采用靈動模式適用于不同貨物尺寸，且每個巷道可配備多臺多層穿梭車，進行單深度/雙深度貨位的存取作業。

三、各智能密集存儲系統的適用性分析

穿梭式立體庫系統，適用于產品品項較少、單品項批量較大的托盤貨物存儲，單托盤承載可達1500kg。在實際出入庫效率較低且未來對效率需求較恒定的情況下，穿梭式立體庫系統的性價比尤為突出。

子母車高密度存儲系統，適用于產品品項較少、單品項批量較大的托盤貨物存儲，單托盤承載可達1500kg。對于出入庫效率較高的項目，更能體現子母車系統的性價比優勢，且由于對地面承載要求低，更適用于傳統的樓庫。

四向托盤穿梭車高密度存儲系統，既適用于產品品項較少、批量較大的托盤貨物存儲，也可以可用于作品項較多、批量較少的托盤貨物存儲，相對于子母車高密度存儲系統更為靈活，且對于異形倉庫可提供更好的方案布局。

雙深度橫梁式立體庫系統，適用于品項較多、批量較少、分揀量大、儲能要求低的托盤貨物存儲，常用單托盤貨物重量≤4000kg（可非標定制）。

多層穿梭車智能存儲系統，適用于料箱、紙箱貨品存儲，額定載荷在50kg以下，目前被廣泛應用于冷鏈、食品、汽車零部件、電商、煙草、醫藥等行業。

四、合理方案布局及選型

如何進行合理的方案布局及系統選型，是關系到項目后期運行可行性及經濟性的關鍵。

1.前期調研

首先進行詳盡的客戶需求調研及數據分析，針對客戶產品特點及個性化需求，結合各自動化系統特點，進行合理的方案選型；

2.方案規劃考慮要素（如下圖）

3.規劃設計原則

(1) 單元負載原則：依據產品的大小和負荷形式，決定物品的搬運、儲存單位，物品切勿直接置于地上，宜使用單元負載容器作為基本搬運單位。

(2) 簡單化原則：借著刪除、減少及合并非必要的移動和設備，以簡化搬運工作。

(3) 標準化原則：盡可能使搬運方法、容器、托盤及設備標準化。

(4) 搬運距離原則：以縮短物料搬運距離為目標，并避免物料倒退與回流的現象。

(5) 機械化原則：經常性或耗費體力的搬運作業，宜采機械化設備來取代人力，盡可能使搬運程序機械化，并以省力、省人工為目標，以增加物料搬運設備的效率及經濟性。

(6) 合并原則：將相關作業重整、力求在運輸時合并檢驗、儲存、制造等作業，以簡化作業內容。

(7) 及時化原則：適時、適量搬運正確物品至指定地點。

(8) 人因原則：依照人體的能力和限制，如搬運重量、可取貨高度、彎腰的頻度等因素，設計物料搬運；設備和程序，以使人員能夠有效利用系統設備。

(9) 能源原則：物料搬運系統及物料搬運程序中的能源消耗要具經濟性。

(10) 空間利用原則：對立體空間進行有效利用，如使用立體化儲架、積層架等。

4.成熟方案特性（如下圖）

要選定最適合的方案，需要結合以下特性：

合理性：符合土建條件需求，承重，出入庫口設計，高度等符合相關規范，例如消防、貨物流向的合理性、逆向物流、瓶頸節點等；并進行人員路向的合理規劃。

專業性：數據分析、先進的工具、正確的邏輯、準確的結果；設備選型和儲能匹配、流量匹配；流程設計、優化或減少現有流程。

完整性：需求設計的完整、流程設計的完整、圖紙制作的完整。

拓展性：設備布局的可拓展性、系統的可拓展性、流程的可拓展性。

經濟性：需考慮設備成本、工期成本、項目收益。

觀賞性：規劃細節完善、圖紙優化。

五、智能密集存儲系統在冷鏈物流存儲中的應用價值

智能密集存儲系統在冷鏈倉儲物流中的應用，加快了物資流動速度，極大提高倉儲物流的作業效率，保證了生產環節順利進行；同時智能密集存儲系統具備高密度性的特性，在滿足同等儲位及效率的前提下，可以大幅減少土地購買成本、庫房建設成本及相關設備投入。

自動化物流裝備的投入，實現了冷庫內的無人化運作模式，在降低能耗的同時也減少了庫內人員投入；在智能信息系統的統一調度下，可以更合理地調度庫存物品，避免貨品積壓、漏發、串貨等不良現象的發生。