受近年來(lái)我國(guó)土地成本和人工成本上漲、電子商務(wù)高速發(fā)展、制造業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)等多重外部因素帶動(dòng)，倉(cāng)儲(chǔ)自動(dòng)化技術(shù)裝備市場(chǎng)需求旺盛。其中在智能倉(cāng)儲(chǔ)物流設(shè)備，“密集存儲(chǔ)”是其中一個(gè)亮點(diǎn)。

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

今天老K也帶著大家一起梳理一下自動(dòng)化密集存儲(chǔ)系統(tǒng)的來(lái)龍去脈。

“密”是啥

密集存儲(chǔ)系統(tǒng)的核心在于一個(gè)字：密。

談到“密”，我們可能想到的是這樣，

甚至有個(gè)專(zhuān)門(mén)的病叫“密集恐懼癥”。

那究竟什么是“密”呢？

漢語(yǔ)詞典中對(duì)“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(yán)密、稠密、茂密、密集、密封、緊鑼密鼓、烏云密布等。

那對(duì)應(yīng)到倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)中的“密”，也是類(lèi)似。

密集存儲(chǔ)系統(tǒng)，應(yīng)該主要指的是：倉(cāng)庫(kù)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(dòng)化存儲(chǔ)系統(tǒng)不應(yīng)該叫做密集存儲(chǔ)，比如傳統(tǒng)自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)。

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(shí)往往會(huì)說(shuō)：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(shí)則往往會(huì)說(shuō)：哇，好密的大樓！

其實(shí)這也很好的說(shuō)明了傳統(tǒng)自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)就和內(nèi)陸地區(qū)的大樓一樣，重點(diǎn)是在于高，在于提高高度空間的利用率。而真正的密集存儲(chǔ)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(gè)空間，最密的密集存儲(chǔ)是將空間內(nèi)全部放置物料，將空氣完全排除去。

其實(shí)在傳統(tǒng)的人工倉(cāng)庫(kù)中，人們?yōu)榱吮M可能多的存放物料，是采用的密集存儲(chǔ)的方式。

但是帶來(lái)的問(wèn)題是，位于密集存儲(chǔ)區(qū)的中間的物料無(wú)法自由被出庫(kù)，即人們說(shuō)的無(wú)法自由揀選出庫(kù)。

因此密集存儲(chǔ)類(lèi)倉(cāng)庫(kù)“先天殘疾”，無(wú)法自由的提取倉(cāng)庫(kù)內(nèi)的任意物料，必須經(jīng)過(guò)多次“折騰”才能拿到你想要出庫(kù)的物料。

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

人們?cè)诿刻斓某鰩?kù)和入庫(kù)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)：

1，庫(kù)內(nèi)有很多同樣品類(lèi)的物品

2，同品類(lèi)的物品往往都是遵循先入先出的原則，同品類(lèi)物料自由揀選出庫(kù)時(shí)，通常會(huì)出庫(kù)最先入庫(kù)的物料

3，同品類(lèi)物品可以按照入庫(kù)時(shí)間先后的順序排列存放起來(lái)，只需要每次都能取出最先入庫(kù)的物品也可以達(dá)到"自由揀選出庫(kù)"的效果

要能達(dá)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(shí)要保證同類(lèi)物品能按照時(shí)間順序進(jìn)行進(jìn)出，最自然的方式就是采用同品類(lèi)物料按照"道"的方式進(jìn)行存儲(chǔ)：

1.物料在"道"里一頭進(jìn)一頭出

2.同一"道"同品類(lèi)物料存放

3.物料與物料之間的間距盡可能的小

4."道"的設(shè)置即可以時(shí)水平的也可以是垂直的

因此，最簡(jiǎn)單的密集存儲(chǔ)方式為：

水平上：

垂直上：

機(jī)械密集0.1

與地面直接進(jìn)行密集存儲(chǔ)的方式類(lèi)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(hù)物料，工程師們?cè)O(shè)計(jì)出基于貨架的各種機(jī)械式的密集存儲(chǔ)方式。

駛?cè)胧截浖?/p>

壓入式貨架

重力式貨架

移動(dòng)式貨架

以上的各種密集存儲(chǔ)在自動(dòng)化技術(shù)還不是很發(fā)達(dá)的當(dāng)年，人們已經(jīng)很滿(mǎn)意了，因?yàn)槟茉谟邢薜目臻g內(nèi)存放了足夠多的物品。

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

比如需要人需要駕駛叉車(chē)將貨物從貨架的兩段進(jìn)行存取，越高的位置，存取時(shí)越麻煩。

再比如貨物被人工放置過(guò)程中，對(duì)貨物的信息跟蹤和出入庫(kù)記錄仍舊無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。

再比如密集存放的機(jī)械結(jié)構(gòu)一單發(fā)生故障后，會(huì)影響整“道”的出入庫(kù)，系統(tǒng)不夠靈活。

而隨著電子、計(jì)算機(jī)，控制技術(shù)的不斷發(fā)展，工程師絞盡腦汁的琢磨更新的密集存儲(chǔ)方式，希望能使系統(tǒng)更加靈活、便于實(shí)現(xiàn)全面自動(dòng)化和信息化，進(jìn)一步降低人工參與的過(guò)程。

半自動(dòng)1.0

在1993年，全球首個(gè)托盤(pán)穿梭板由瑞典的EAB公司正式發(fā)布的，當(dāng)時(shí)命名為“Radio Shuttle”。

穿梭板的應(yīng)用第一次將密集存儲(chǔ)系統(tǒng)中的存儲(chǔ)功能和搬運(yùn)功能分割開(kāi)來(lái)，由搬運(yùn)單元穿梭板負(fù)責(zé)在密集各巷道內(nèi)的入、出、存，取的動(dòng)作。穿梭板可以在貨物的底部穿行，減少通道數(shù)量，實(shí)現(xiàn)密集存儲(chǔ)。

穿梭板可以通過(guò)叉車(chē)移動(dòng)到需要工作的“道”里，按照需要，可以：

1、將托盤(pán)往密集區(qū)里存放，入庫(kù)

2、將托盤(pán)從密集區(qū)往外搬運(yùn)，出庫(kù)

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

穿梭板使密集存儲(chǔ)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(jìn)行。同時(shí)在“道”里的貨物的工作由穿梭板自己來(lái)搞定。無(wú)需人為開(kāi)叉車(chē)進(jìn)入。

自動(dòng)2.0

一方面由于成本的考慮，不可能在每個(gè)“道”里都放置一個(gè)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(chē)作業(yè)時(shí)，仍舊是越高處的“道”，越難操作。

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

此時(shí)需要解決兩個(gè)問(wèn)題：

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

這就相當(dāng)于需要一個(gè)自動(dòng)的叉車(chē)代替人工開(kāi)叉車(chē)。自然而然，AGV挺身而出了。

不過(guò)，問(wèn)題也來(lái)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(yùn)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(yùn)行速率更快的設(shè)備，好吧，堆垛機(jī)說(shuō)：我來(lái)吧。

如果效率進(jìn)一步要求，此時(shí)需要更多的堆垛機(jī)或者AGV，甚至是到各層都配備一套。此時(shí)就需要解決兩個(gè)問(wèn)題。

一個(gè)問(wèn)題是各層怎么將貨物運(yùn)下來(lái)到地面，這時(shí)候，“提升機(jī)”說(shuō)：我來(lái)吧！

一個(gè)是需要每層一個(gè)設(shè)備，能把穿梭板送到需要去的“道”里去存取貨。一個(gè)叫“母車(chē)”的設(shè)備說(shuō)：我來(lái)吧了。

整體的布局示意如下：

這樣，通過(guò)配置多個(gè)母車(chē)、穿梭板和多個(gè)提升機(jī)，就可以增加整個(gè)密集存儲(chǔ)系統(tǒng)的出入庫(kù)效率。根據(jù)具體的業(yè)務(wù)要求可以在各層配置“一母一子”或者“一母多子”。

自動(dòng)3.0

自動(dòng)2.0的各種密集存儲(chǔ)系統(tǒng)，物料搬運(yùn)的時(shí)候都是靠幾個(gè)設(shè)備之間互相配合，配合的過(guò)程必然會(huì)帶來(lái)“互相遷就”即互相等待的過(guò)程，這也就是意味著效率低下。

舉個(gè)例子：

在4層有10個(gè)托盤(pán)要出庫(kù)，而整個(gè)密集存儲(chǔ)系統(tǒng)中配備了20臺(tái)母車(chē)（10層貨架）和20臺(tái)穿梭板。這10個(gè)托盤(pán)是屬于同品類(lèi)的物品，只能由4層的這一“道“出庫(kù)，也就意味著參與這10個(gè)托盤(pán)出庫(kù)的只有1臺(tái)母車(chē)、1臺(tái)穿梭板。

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

我們需要的不是這樣，而是這樣的：大家一起來(lái)啊

也就是10個(gè)托盤(pán)的出庫(kù)任務(wù)，所有的穿梭板都同時(shí)去幫忙干活。這樣可以最大的利用設(shè)備資源的同時(shí)，也能極大的提升出入庫(kù)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(shí)間，完全變成自由的搬運(yùn)單元。此時(shí)四向穿梭板孕育而生了。

四向車(chē)可以在貨架中自由行走，可以通過(guò)切換X和Y方向的兩組輪子，自主的移動(dòng)到任意的道中，也可以自身乘坐提升機(jī)到達(dá)各層。

上邊提及的例子中的10個(gè)托盤(pán)要出庫(kù)，則所有的四向穿梭板都可以依此前后將本道10個(gè)托盤(pán)移動(dòng)出庫(kù)。

而事實(shí)上，由于四向穿梭板可以沿著X軸和Y軸方向移動(dòng)，同時(shí)能沿著貨架軌道通過(guò)托盤(pán)底部，因此多臺(tái)四向車(chē)的互相配合避讓與Kiva機(jī)器人很像，車(chē)輛越多，系統(tǒng)對(duì)于多臺(tái)車(chē)的調(diào)度難度越大。Kiva機(jī)器人只在地面一個(gè)平面運(yùn)行，而四向車(chē)要在多層貨架之間切換，因此對(duì)車(chē)輛的調(diào)度要求更高。

另外由于四向車(chē)通常通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)互相通訊，如果多臺(tái)車(chē)進(jìn)入存滿(mǎn)貨物的區(qū)域后，很容易出現(xiàn)通訊中斷的情況，導(dǎo)致前后車(chē)輛原地恐懼，停止運(yùn)行。

因此對(duì)于多臺(tái)四向車(chē)來(lái)講，如何真正的發(fā)揮四向車(chē)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(wèn)題，包括多車(chē)調(diào)度系統(tǒng)和通訊問(wèn)題等等。

總結(jié)

與其他智能物流系統(tǒng)一樣，未來(lái)的密集存儲(chǔ)系統(tǒng)一定也會(huì)朝著柔性化，模塊化和高度智能化的方向演進(jìn)。而作為密集存儲(chǔ)的各類(lèi)搬運(yùn)機(jī)器人，也會(huì)朝著更加精巧，更加快速，更加靈活的方向發(fā)展，同時(shí)搬運(yùn)機(jī)器人也可以將功能區(qū)從存儲(chǔ)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(pán)”類(lèi)的業(yè)務(wù)場(chǎng)景，事實(shí)也是如此。而對(duì)于料箱類(lèi)的小件物料，更加在于“流通”和“暫存”，因此料箱類(lèi)的核心在于快速的周轉(zhuǎn)和供揀選用的出入庫(kù)。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(lèi)的密集存儲(chǔ)方式，比如

再比如

不過(guò)這些料箱的密集存儲(chǔ)方式更加要注重的是為揀選用的出入庫(kù)的準(zhǔn)確性和高效性。