摘?要： 柔性倉儲自動化技術(shù)在家居建材行業(yè)中的應(yīng)用是大勢所趨。本文從托盤的選擇、貨架的規(guī)劃、堆垛機的設(shè)計、輸送設(shè)備的設(shè)計等方面研究多種尺寸托盤混合存儲的方法，使用模組化、多貨叉、多排鏈、多導(dǎo)向等設(shè)計理念，為實現(xiàn)最大化的柔性倉儲自動化物流整體解決方案提供設(shè)計思路及方法。

關(guān)鍵詞：多種尺寸混合存儲、柔性存儲、模組化設(shè)計

一、引言

隨著我國城鎮(zhèn)化率和居民收入水平的不斷提高，以家具、櫥柜、衛(wèi)浴等為代表的家居產(chǎn)品消費需求逐年擴大，促進了家居市場規(guī)模持續(xù)擴大。家居產(chǎn)業(yè)鏈上，材料供應(yīng)商、制造商、經(jīng)銷商、連鎖家居商場、電子商務(wù)平臺、物流服務(wù)商、終端服務(wù)商等各類企業(yè)迎來了前所未有的發(fā)展機遇和挑戰(zhàn)，龍頭企業(yè)紛紛上市。整個家居行業(yè)越來越趨向于為顧客提供一體化、個性化、定制化的家居生活解決方案，全屋家居、定制家居、大店模式、全品類經(jīng)營、多元化渠道等成為各企業(yè)共同的發(fā)展趨勢。家居企業(yè)未來的競爭將是基于品牌的產(chǎn)品豐富度、性價比、交付速度、服務(wù)體驗、顧客參與等方面的全面競爭，而這種競爭的本質(zhì)將在很大程度上體現(xiàn)為企業(yè)供應(yīng)鏈能力的競爭。

某家居大型商業(yè)連鎖集團公司為幾千家家居建材經(jīng)銷商或工廠至終端消費者（B2C業(yè)務(wù)）提供物流配送及安裝服務(wù)，其家居建材智能物流配送中心建設(shè)項目，倉儲對象包含陶瓷潔具、櫥柜、家具（板式、實木、歐美、兒童等）、瓷磚、木窗、床品、沙發(fā)、廚衛(wèi)及一般家用電器、地板等30多大類、幾十萬SKU的物料品類，具有貨物尺寸跨度大、形狀各異、流通特性多樣、倉儲要求各不相同的特點。為了提升供應(yīng)鏈能力，該智能物流配送中心規(guī)劃要求適應(yīng)未來市場變化，因此要求貨位存儲區(qū)域、輸送方式、托盤形式和參數(shù)等考慮柔性設(shè)計，方便根據(jù)業(yè)務(wù)要求進行調(diào)整優(yōu)化使用。這樣就對托盤選擇、多尺寸托盤混合存儲、多尺寸托盤混合輸送等技術(shù)提出了更高的要求。

本文從托盤單元規(guī)劃及自動化物流設(shè)備的選型及設(shè)計等方面入手，研究一套多種尺寸托盤混合存儲的自動化物流整體解決方案，盡可能最大化的實現(xiàn)柔性、靈活性及通用性的目標，為實現(xiàn)最大化的柔性倉儲自動化物流整體方案提供設(shè)計思路及方法，該方案已落地應(yīng)用并達到了預(yù)期目標。

二、項目概況

本項目以成為國內(nèi)家居建材行業(yè)自動化、智能化最高的物流流通基地為目標，由北京起重運輸機械設(shè)計研究院有限公司于2019年負責(zé)承建，大量采用AS/RS系統(tǒng)、AGV系統(tǒng)、貨到人系統(tǒng)、視覺識別等先進的自動化、智能化裝備與技術(shù)，實現(xiàn)入庫、出庫、裝卸等環(huán)節(jié)的無人化、少人化作業(yè)。

項目共建設(shè)2座自動化立體倉庫，建筑高度24米，主要物流裝備包含26臺高速堆垛機，共計5萬個托盤貨位，96臺大型AGV，6套托盤輸送機系統(tǒng)，1套設(shè)備自動化控制系統(tǒng)（WCS系統(tǒng)），立體庫主要存放符合托盤存儲規(guī)格的標準化商品和定制化商品，兼容2.3×2.5m以內(nèi)貨物。在倉儲作業(yè)過程中，產(chǎn)品輸送線、全景掃描站、自動化立體庫、AGV小車等智能化設(shè)施可互聯(lián)互通、自主控制，并自行完成對貨物的運輸、掃描、外檢、存儲、地面運送等流程，在每一個環(huán)節(jié)都實現(xiàn)了運輸路徑、貨物擺放等的最優(yōu)，最大程度的節(jié)省空間、提高效率。

  三、混合存儲方法研究

1. 模組化托盤單元設(shè)計思路

（1）品類尺寸分析

根據(jù)實地調(diào)研和商品尺寸情況，對主要品類的所使用托盤比例進行分析，結(jié)果如表1所示。

以各品類的訂單占比作為權(quán)重，結(jié)合表1托盤比例，得出整個項目四種托盤的比例，如表2所示。

通過分析4種尺寸托盤的儲位占比分別為：37%，17%，39%，6%，異形品占比為1%。

（2）貨物單元高度分析

結(jié)合實地調(diào)研測量數(shù)據(jù)，對存儲貨物高度進行分析，并以貨架75mm的高度差，分別對895mm、970mm、1045mm、1120mm、1195mm、1270mm、1345mm、1420mm的貨位碼放高度計算誤差空間，結(jié)果如表3所示。

由表3可知：實木家具、瓷磚類碼放高度在970mm左右倉庫空間利用率最大；板式家具、歐美家具、熱水器、潔具等品類碼放高度在1270mm左右空間利用率最大。

綜上所述，設(shè)定存儲單元高度為3種：1150mm、1450mm、1470mm（含180mm/200mm托盤高度）。

（3）托盤尺寸選擇

在考慮通用性及柔性的前提下，托盤按模組化設(shè)計，要求不同尺寸的托盤在貨架、堆垛機、輸送機可兼容，基于此本項目規(guī)劃下列多種類型托盤。

①標準托盤

尺寸：W1100×L1200×H180mm，

采用單面三縱梁設(shè)計，單叉叉取，主要適用于存儲瓷磚、部分小型家具（如餐椅、床頭柜等）、燈具、電器、地板、衛(wèi)浴等產(chǎn)品。

②通用型托盤

尺寸：W 1100×L 2500×H 180mm，采用單面三縱梁設(shè)計，單叉叉取，插孔位置與標準托盤保持一致，主要適用于板式家具、實木家具、歐美家具、定制家具、門窗等產(chǎn)品的存儲。

 ③大型托盤

尺寸：W 2300×L 2500×H 200mm，采用單面五縱梁設(shè)計，雙叉叉取，單叉插孔位置與另外兩種托盤保持一致，主要適用于軟床、床墊、成套沙發(fā)、成套家居等產(chǎn)品的存儲。

 （4）托盤結(jié)構(gòu)設(shè)計

本項目采用川字底托盤，為了使托盤與堆垛機叉取和混合輸送相配合，對托盤底部結(jié)構(gòu)做如圖4設(shè)計。

2. 模組化貨架單元設(shè)計思路

（1）標準托盤貨架單元設(shè)計

考慮貨架單元通用性，將標準托盤1200mm方向垂直于巷道方向布置，具體如圖5所示，每排貨架單元存儲兩個標準托盤，兩排貨架單元存儲四個標準托盤。

（2）通用型托盤貨架單元設(shè)計

考慮在標準托盤與通用型托盤混合儲存的情況下，為了提高貨位的實際利用率，將通用型托盤2500mm方向垂直于巷道方向布置，具體如圖6所示，兩排貨架存儲兩個通用型托盤。

（3）大型托盤貨架單元設(shè)計

考慮貨架單元通用性，將大型托盤2500mm方向垂直于巷道方向布置，具體如圖7所示，兩排貨架單元存儲一個大型托盤。

以上基于模組化存儲單元及貨架單元設(shè)計，實現(xiàn)標準托盤、通用型托盤、大型托盤的混合存儲，滿足項目規(guī)劃的柔性要求，本設(shè)計能夠更加靈活地應(yīng)對未來市場需求的變化。

3. 模組化堆垛機設(shè)計思路

三種托盤的混合存儲對自動化倉儲核心設(shè)備——堆垛機提出了更高的要求，為了實現(xiàn)對三種托盤的存取，堆垛機采用雙立柱、單載貨臺、雙組貨叉設(shè)計，實現(xiàn)可同時存儲2個小托盤、2個通用托盤、1個大型托盤的要求，如圖8所示。

4. 模組化輸送設(shè)備設(shè)計思路

實現(xiàn)多種尺寸托盤的共線輸送是倉庫柔性化的關(guān)鍵所在，本項目方案采用鏈條式托盤輸送機、輥筒托盤輸送機等多種設(shè)備解決托盤的輸送問題。

（1）鏈條式托盤輸送機設(shè)計

因托盤采用單面多縱梁托盤，因此鏈條方向存在1200mm與2500mm長度的共線輸送，可采用多排鏈方式進行解決，如圖9所示。

 （2）輥筒托盤輸送機設(shè)計

輥筒輸送機根據(jù)不同尺寸的托盤分別設(shè)有輸送導(dǎo)向，確保托盤在長距離輸送過程中不會跑偏，參見圖10。

四、結(jié)束語

本文在考慮自動化倉儲系統(tǒng)的通用性及柔性的前提下，對貨架、托盤、堆垛機、輸送機、穿梭車等關(guān)鍵設(shè)備進行模組化、柔性化設(shè)計，使系統(tǒng)滿足多種尺寸托盤的存取要求，為大尺寸跨度、流通特性多樣、倉儲要求各不相同的貨物提供了多種托盤混合存儲的自動化解決方案思路。