受近年來我國土地成本和人工成本上漲、電子商務高速發(fā)展、制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級等多重外部因素帶動，倉儲自動化技術裝備市場需求旺盛。其中在智能倉儲物流設備，“密集存儲”是其中一個亮點。

目前有很多廠家都參與其中，從密集設備到密集系統(tǒng)集成再到密集存儲管理軟件等等。

今天老K也帶著大家一起梳理一下自動化密集存儲系統(tǒng)的來龍去脈。

“密”是啥

密集存儲系統(tǒng)的核心在于一個字：密。

談到“密”，我們可能想到的是這樣，

甚至有個專門的病叫“密集恐懼癥”。

那究竟什么是“密”呢？

漢語詞典中對“密”做出了解釋。

“密”用作形容詞，指事物之間的距離很近，事物的部分之間空隙小。如緊密、 嚴密、稠密、茂密、密集、密封、緊鑼密鼓、烏云密布等。

那對應到倉儲系統(tǒng)中的“密”，也是類似。

密集存儲系統(tǒng)，應該主要指的是：倉庫中的物料與物料之間的距離很小。目的是在有限的空間內(nèi)，存放盡可能多的物料。

因此，某種程度上，很多自動化存儲系統(tǒng)不應該叫做密集存儲，比如傳統(tǒng)自動化立體倉庫。

試想一下，我們到了北京，上海這樣的內(nèi)陸大城市，看到下圖所示的高樓大廈時往往會說：哇，好高的大樓！

而我們到了香港，看到下圖所示的高樓大廈時則往往會說：哇，好密的大樓！

其實這也很好的說明了傳統(tǒng)自動化立體倉庫就和內(nèi)陸地區(qū)的大樓一樣，重點是在于高，在于提高高度空間的利用率。而真正的密集存儲是就像和香港的大樓一樣，講究的是物與物之間空間夠小，夠密。

如果給定一個空間，最密的密集存儲是將空間內(nèi)全部放置物料，將空氣完全排除去。

其實在傳統(tǒng)的人工倉庫中，人們?yōu)榱吮M可能多的存放物料，是采用的密集存儲的方式。

但是帶來的問題是，位于密集存儲區(qū)的中間的物料無法自由被出庫，即人們說的無法自由揀選出庫。

因此密集存儲類倉庫“先天殘疾”，無法自由的提取倉庫內(nèi)的任意物料，必須經(jīng)過多次“折騰”才能拿到你想要出庫的物料。

但是，通過合理的配置和使用，密集存儲也可以帥氣的奔跑起來，甚至可以比普通人更牛掰。

人們在每天的出庫和入庫過程中發(fā)現(xiàn)：

1，庫內(nèi)有很多同樣品類的物品

2，同品類的物品往往都是遵循先入先出的原則，同品類物料自由揀選出庫時，通常會出庫最先入庫的物料

3，同品類物品可以按照入庫時間先后的順序排列存放起來，只需要每次都能取出最先入庫的物品也可以達到"自由揀選出庫"的效果

要能達到物料與物料之間的間隙足夠小，足夠密集，則需要盡量減少通道的配置；同時要保證同類物品能按照時間順序進行進出，最自然的方式就是采用同品類物料按照"道"的方式進行存儲：

1.物料在"道"里一頭進一頭出

2.同一"道"同品類物料存放

3.物料與物料之間的間距盡可能的小

4."道"的設置即可以時水平的也可以是垂直的

因此，最簡單的密集存儲方式為：

水平上：

垂直上：

機械密集0.1

與地面直接進行密集存儲的方式類似，一方面為了提高高度上的空間利用率，另一方面為了更好的保護物料，工程師們設計出基于貨架的各種機械式的密集存儲方式。

駛入式貨架

壓入式貨架

重力式貨架

移動式貨架

以上的各種密集存儲在自動化技術還不是很發(fā)達的當年，人們已經(jīng)很滿意了，因為能在有限的空間內(nèi)存放了足夠多的物品。

但是使用過程中，也發(fā)現(xiàn)了這些傳統(tǒng)的密集存儲系統(tǒng)有一些可以改進的地方。

比如需要人需要駕駛叉車將貨物從貨架的兩段進行存取，越高的位置，存取時越麻煩。

再比如貨物被人工放置過程中，對貨物的信息跟蹤和出入庫記錄仍舊無法實現(xiàn)自動化。

再比如密集存放的機械結構一單發(fā)生故障后，會影響整“道”的出入庫，系統(tǒng)不夠靈活。

而隨著電子、計算機，控制技術的不斷發(fā)展，工程師絞盡腦汁的琢磨更新的密集存儲方式，希望能使系統(tǒng)更加靈活、便于實現(xiàn)全面自動化和信息化，進一步降低人工參與的過程。

半自動1.0

在1993年，全球首個托盤穿梭板由瑞典的EAB公司正式發(fā)布的，當時命名為“Radio Shuttle”。

穿梭板的應用第一次將密集存儲系統(tǒng)中的存儲功能和搬運功能分割開來，由搬運單元穿梭板負責在密集各巷道內(nèi)的入、出、存，取的動作。穿梭板可以在貨物的底部穿行，減少通道數(shù)量，實現(xiàn)密集存儲。

穿梭板可以通過叉車移動到需要工作的“道”里，按照需要，可以：

1、將托盤往密集區(qū)里存放，入庫

2、將托盤從密集區(qū)往外搬運，出庫

3，將托盤在密集區(qū)里進行貨物的向前移動整理，提高“道”內(nèi)空白位置可用度

穿梭板使密集存儲更加的靈活，可以使物料的管理按照先入先出，或者先入后出的方式隨意進行。同時在“道”里的貨物的工作由穿梭板自己來搞定。無需人為開叉車進入。

自動2.0

一方面由于成本的考慮，不可能在每個“道”里都放置一個穿梭板，這就需要人為給穿梭板換“道”；另外一方面需要人工駕駛叉車作業(yè)時，仍舊是越高處的“道”，越難操作。

這兩方面都給操作人員帶來不便，因此需要一套能消除太多人工介入的更加自動的方案。

此時需要解決兩個問題：

一個是高處“道”里的貨物能自動的下到較低的高度，這樣叉車不再需要去高處作業(yè)了，一個是需要一個自動的設備，能把穿梭板送到需要去的“道”里去存取貨。

這就相當于需要一個自動的叉車代替人工開叉車。自然而然，AGV挺身而出了。

不過，問題也來了，傳統(tǒng)重載AGV是“急死人不償命”的角色，比較適合平穩(wěn)運行有節(jié)奏的平穩(wěn)工況。如果效率要求高一些，則需要采用運行速率更快的設備，好吧，堆垛機說：我來吧。

如果效率進一步要求，此時需要更多的堆垛機或者AGV，甚至是到各層都配備一套。此時就需要解決兩個問題。

一個問題是各層怎么將貨物運下來到地面，這時候，“提升機”說：我來吧！

一個是需要每層一個設備，能把穿梭板送到需要去的“道”里去存取貨。一個叫“母車”的設備說：我來吧了。

整體的布局示意如下：

這樣，通過配置多個母車、穿梭板和多個提升機，就可以增加整個密集存儲系統(tǒng)的出入庫效率。根據(jù)具體的業(yè)務要求可以在各層配置“一母一子”或者“一母多子”。

自動3.0

自動2.0的各種密集存儲系統(tǒng)，物料搬運的時候都是靠幾個設備之間互相配合，配合的過程必然會帶來“互相遷就”即互相等待的過程，這也就是意味著效率低下。

舉個例子：

在4層有10個托盤要出庫，而整個密集存儲系統(tǒng)中配備了20臺母車（10層貨架）和20臺穿梭板。這10個托盤是屬于同品類的物品，只能由4層的這一“道“出庫，也就意味著參與這10個托盤出庫的只有1臺母車、1臺穿梭板。

在這”母子“忙活的不可開交的時候，剩下位于各層、各個”道“的其他母子只能干瞪眼默默的祝福他們，并獻上一句：加油！

我們需要的不是這樣，而是這樣的：大家一起來啊

也就是10個托盤的出庫任務，所有的穿梭板都同時去幫忙干活。這樣可以最大的利用設備資源的同時，也能極大的提升出入庫效率。

這就需要"子母"合二為一，穿梭板不再依靠別人去換"道"換"層"，消滅掉子母的等待時間，完全變成自由的搬運單元。此時四向穿梭板孕育而生了。

四向車可以在貨架中自由行走，可以通過切換X和Y方向的兩組輪子，自主的移動到任意的道中，也可以自身乘坐提升機到達各層。

上邊提及的例子中的10個托盤要出庫，則所有的四向穿梭板都可以依此前后將本道10個托盤移動出庫。

而事實上，由于四向穿梭板可以沿著X軸和Y軸方向移動，同時能沿著貨架軌道通過托盤底部，因此多臺四向車的互相配合避讓與Kiva機器人很像，車輛越多，系統(tǒng)對于多臺車的調(diào)度難度越大。Kiva機器人只在地面一個平面運行，而四向車要在多層貨架之間切換，因此對車輛的調(diào)度要求更高。

另外由于四向車通常通過無線網(wǎng)絡互相通訊，如果多臺車進入存滿貨物的區(qū)域后，很容易出現(xiàn)通訊中斷的情況，導致前后車輛原地恐懼，停止運行。

因此對于多臺四向車來講，如何真正的發(fā)揮四向車全資源利用，不發(fā)生“一方有難，八方不管”的情況，是需要深度解決的問題，包括多車調(diào)度系統(tǒng)和通訊問題等等。

總結

與其他智能物流系統(tǒng)一樣，未來的密集存儲系統(tǒng)一定也會朝著柔性化，模塊化和高度智能化的方向演進。而作為密集存儲的各類搬運機器人，也會朝著更加精巧，更加快速，更加靈活的方向發(fā)展，同時搬運機器人也可以將功能區(qū)從存儲區(qū)一直延展到其他更多的功能區(qū)。

談起密集，自然而言的，內(nèi)含的核心在于“存”，因此更加適合“托盤”類的業(yè)務場景，事實也是如此。而對于料箱類的小件物料，更加在于“流通”和“暫存”，因此料箱類的核心在于快速的周轉(zhuǎn)和供揀選用的出入庫。而隨著用地成本的上升和一些工藝上的要求，也出現(xiàn)了一些料箱類的密集存儲方式，比如

再比如

不過這些料箱的密集存儲方式更加要注重的是為揀選用的出入庫的準確性和高效性。