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托盘四向穿梭车系统的建设要点托盘四向穿梭车(4-ways shuttle of pallet)是近10年发展起来的物流新技术,其创意来源于穿梭板(shuttle board)和子母车(satellite car),现在已经成为一项被广为接受的物流技术。 托盘四向穿梭车具有许多优点,如特别适合于老旧仓库的改造,无论仓库高低如何,还是形状多么怪异(平面形状曲折多样、空间高度变化等),四向穿梭车都能适应,因此广受欢迎。又如,四向穿梭车具有很好的柔性,既可以适应出入库频率很高的场合,也适合于出入库频率很低的场合,可以说这一项技术是对AS/RS系统的最佳补充。此外,四向穿梭车系统具有很好的密集存储能力,比传统的AS/RS要好很多,又加之其特别适用于库房空间较低的场景(一般小于15米,AS/RS并不合适),因此在冷链系统中颇受欢迎。 当然,四向穿梭车也并非完美无缺。由于要增加轨道的缘故,所以系统成本相对来说要高一些,这是其柔性和适应性无法弥补的,规模越大的仓库越是如此。此外,大型的四向穿梭车库,其调度是比较困难的,这给很多企业提高了技术门槛,并进一步增加了系统的成本。 四向穿梭车技术为物流仓储系统的设计提供了一种新选择,并且在特定情况下成为首选,这是其意义所在。本文将初步探讨四向穿梭车系统建设的要点,以及在设计中要注意的事项。 一个典型的四向穿梭车系统,主要包括货架、穿梭车、提升机、输送机以及软件系统等,当然还包括一些辅助设施,如维修平台和设备等。 1.货架 货架是托盘四向车系统的关键设备之一。一方面,与传统横梁式货架不同,四向车系统的货架在结构上增加了供穿梭车行走的轨道,这是一个根本性变化。另一方面,其对货架刚度和精度的要求大幅度提升。因此,货架的加工难度和安装难度大大提升。这种精度的提升,对货架生产制造也提出更高要求,传统的轧机已经难以满足要求,全自动冲孔和轧制技术已成为必要条件,目前一条进口的全自动轧机线动辄超过1000万元,是许多货架企业难以承受的。此外,由于喷涂工艺的误差较大,货架采用镀锌板材料成为趋势。目前,国内只有为数不多的几家企业具备生产能力。 2.托盘四向穿梭车 托盘四向穿梭车一般采用两套轮系:其中一套负责X方向的运行,另一套负责Y方向的运行。在转向环节,通过交换轮系(高差)完成转向,托盘本身并不转向(目前也有单位在开发可转向的穿梭车,但还没有应用案例,而且前景并不看好)。穿梭车取放货均采用顶升机构完成。在取货时,穿梭车进入托盘底下,对准后起升机构升起,将托盘顶起,底部离开货架L型梁或输送机链条表面,这时穿梭车和托盘就可以脱离货架运行;在放货环节,穿梭车将托盘搬运到指定货位后,对准后起升机构下降,托盘就会被放置在L型梁或输送机上,这样穿梭车就完成了一次放货作业。这是四向穿梭车的基本原理。 托盘四向穿梭车 对托盘四向穿梭车来说,定位技术和无线通讯技术的可靠性是其关键技术;电池的选择和充电管理也很重要,电池技术甚至是影响四向穿梭车发展的主要因素;此外,在一个区域同时运行多辆穿梭车时,车的避让技术是影响系统效率的关键因素。这些都是选择穿梭车的重要参考指标。 穿梭车的控制可以采用PLC或集成电路板,集成电路板具有价格优势,因此被越来越多的企业所采用。 3.提升机 提升机位于立体库的两端,其作用有两个:一是将托盘从入库层送到目的地层,二是完成穿梭车换层。很多情况下,穿梭车需要换层。 提升机之所以重要,是因为它是影响系统效率的瓶颈之一。在一个相对较大的系统中,提升机、穿梭车的数量匹配是一个颇有难度的问题。这一问题除与其自身参数(如加速度、速度、移载时间等)有关,还与系统的流程设计和策略有关。如,如果每次作业都是穿梭车带托盘完成升降作业(每次穿梭车都带货换层),其与穿梭车不换层作业则有很大差异。这些都不能通过简单计算就可以得到准确答案,通常还需要进行计算机仿真才行。 4.输送机 输送机在穿梭车系统中也扮演着非常重要的角色,主要用于入出库端托盘的输送。它与流程设计密切相关,影响着系统整体效率,甚至对系统的成本有较大影响。 在布局方面,输送机的设计变幻莫测,需要根据流量要求认真考虑,很多初学者对此一筹莫展。 5.软件系统 托盘四向穿梭车系统中的软件主要是WMS和WCS,这些软件其实与传统的AS/RS没有显著差异,所不同的是关于穿梭车的调度系统,这是AS/RS所没有的。 四向穿梭车系统的一大问题是任务分布不均衡,从而导致实际的效率与理论相去甚远,这是很容易想到的事情。要解决这一问题,需要从多方面入手。如设置库存ABC分布策略,预先调整库存结构,主动控制回库托盘的地址分配等。特别重要的一点是,每个项目要根据具体情况选择相应策略,避免张冠李戴,才能取得较好效果。 6.辅助设备 除以上外,四向穿梭车系统的维修平台和维修设备同样必不可少,而充电装置的位置及数量也常常困扰着设计人员。在大型四向车系统中,由于大量的穿梭车相向运动,其对货架产生的共振也是一个大问题,需要采取有效手段预防。 |