科捷智能的長大物料倉儲物流智能化解決方案

文 / 陳展吉

科捷智能科技股份有限公司

科捷智能成立以來，一直致力于長大物料的倉儲物流解決方案，積累了眾多的項目案例和落地經(jīng)驗。本文結(jié)合長大物料倉儲物流作業(yè)難點，分析了自動化、智能化物流系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計要點，并通過典型案例介紹了物流系統(tǒng)構(gòu)成、關(guān)鍵設(shè)備特點與主要物流作業(yè)流程。

近年來，長大物料自動化倉儲物流技術(shù)發(fā)展受到關(guān)注。大件物料，由于價值相對較高，尺寸與重量較大、重人工作業(yè)模式等特點，其自動化、智能化乃至無人化的倉儲物流解決方案的規(guī)劃與落地實施更具難度。隨著智能工廠生產(chǎn)運營模式的轉(zhuǎn)變，如何保障各個生產(chǎn)環(huán)節(jié)長大材料的輸送、搬運、堆碼垛等作業(yè)效率，提高整體效益，廠內(nèi)物流系統(tǒng)升級是迫在眉睫的問題。

長大物料倉儲物流作業(yè)痛點

目前國內(nèi)對倉庫內(nèi)長大物料的分類和定義尚未有相關(guān)行業(yè)標準規(guī)范。科捷智能認為，長大物料是符合下列條件之一的貨物：（1）貨物外形尺寸：第一長邊和第二長邊之和大于3.0m；（2）重量在3噸以上的單體貨物或不可解體的成組（捆）貨物。

常見的滿足以上條件的長大物料，例如家居行業(yè)的板材、沙發(fā)、床墊、木門等，家電行業(yè)的冰箱、大屏電視等，汽車行業(yè)的車身、玻璃、保險杠等、輪胎行業(yè)的輪胎模具、工程胎，制造行業(yè)的型鋼、鋼板、棒材、型材等。這類物料的特點是：大部分的幾何形態(tài)為板狀物料（指面積與厚度之比值很大的物料），或者管柱狀物料（指長度與直徑之比值很大的物料），或者外形不規(guī)則的單件成品。長大物料倉儲物流作業(yè)的難點主要有5個方面：（1）勞動強度大；（2）安全隱患大；（3）搬運過程中物料損耗較大；（4）工序復(fù)雜，搬運次數(shù)多；（5）貨物規(guī)格差異大，標準化程度低。

倉儲物流自動化升級需求上升

近年來，隨著中國制造業(yè)加快轉(zhuǎn)型升級，傳統(tǒng)工廠正在向智能工廠生產(chǎn)運營模式轉(zhuǎn)變，同時伴隨著人力成本上升與企業(yè)招工越來越難，長大物料物流作業(yè)場景的自動化需求越來越多。

喜臨門自動化立體庫

1. 需求特點

以家居行業(yè)為例，定制家具、板材、軟體家具、木門等細分行業(yè)對倉儲物流系統(tǒng)的需求呈現(xiàn)出以下特點：

（1）由初步自動化階段升級為智能化階段，從“生產(chǎn)、運輸、存儲等部分環(huán)節(jié)相對獨立地實現(xiàn)自動化”，轉(zhuǎn)變?yōu)椤吧a(chǎn)與庫存連通，打破信息孤島，實現(xiàn)全流程管控”。

（2）由產(chǎn)業(yè)鏈中游的定制家具細分行業(yè)，示范帶動其他中游行業(yè)的長大物料場景的自動化升級。

傳統(tǒng)的基礎(chǔ)護理學(xué)實訓(xùn)教學(xué)采用分章節(jié)、分項目教學(xué)形式，學(xué)生練習(xí)時多是各自為政，只要自己動手會做就可以了。而學(xué)生今后走上臨床工作崗位，搶救、治療病人等工作多以團隊形式開展，這種傳統(tǒng)的基礎(chǔ)護理學(xué)實訓(xùn)教學(xué)模式培養(yǎng)出來的學(xué)生，團隊協(xié)作能力尤顯不足。

（3）由產(chǎn)業(yè)鏈中游企業(yè)示范帶動上下游企業(yè)的長大物料場景的自動化升級。

2.主要影響因素

國內(nèi)長大物料物流場景自動化市場需求日益增多，主要影響因素有以下幾點：

（1）長大物料自動化倉儲物流技術(shù)的發(fā)展：相關(guān)的非標化設(shè)備隨之日益穩(wěn)定成熟、成本優(yōu)化，具有相當?shù)男詢r比，吸引眾多企業(yè)投入資源進行自動化升級。

（2）日益嚴峻的“招工難”現(xiàn)象：近年來，中國勞動力市場普遍出現(xiàn)了“招工難”的現(xiàn)象，其背后的原因諸多，例如制造企業(yè)的工資水平?jīng)]有明顯提升，工廠的勞動強度大，工作枯燥乏味沒有歸屬感，工作缺乏提升空間等。對于長大物料的作業(yè)場景，其勞動強度大且安全隱患大，相比于其他成件物料（指成件的中小型物料，具有一定的數(shù)量規(guī)模，通常外形比較規(guī)則）的作業(yè)場景，招工難度更大。

（3）家具行業(yè)的行業(yè)集中度日益提高：我國家具行業(yè)相對分散，近年來行業(yè)正在不斷洗牌整合，規(guī)模以上企業(yè)呈快速發(fā)展態(tài)勢。為了增強競爭優(yōu)勢，頭部企業(yè)紛紛進行整廠物流系統(tǒng)的智能化升級優(yōu)化，一方面從生產(chǎn)延伸到倉儲、運輸?shù)拳h(huán)節(jié)；另一方面從小件、中件物料延伸到大件物料。

解決方案規(guī)劃設(shè)計要求

科捷智能作為一家自有核心技術(shù)與產(chǎn)品的智能物流和智能制造解決方案提供商，業(yè)務(wù)范圍涵蓋企業(yè)數(shù)字化咨詢、項目方案規(guī)劃、系統(tǒng)集成、設(shè)備研發(fā)制造、軟件研發(fā)實施、現(xiàn)場安裝調(diào)試及持續(xù)售后服務(wù)。

科捷智能在總部青島設(shè)有創(chuàng)新型數(shù)字化智能制造研發(fā)基地，在上海、蘇州、廣州、深圳、成都等區(qū)域搭建了覆蓋全國、輻射全球的銷售與服務(wù)體系。公司提供自有核心技術(shù)的分揀、輸送、倉儲、軟件類系列化產(chǎn)品，并依托自主研發(fā)的智能制造平臺（MES+SCADA）及智能物流平臺（WMS+WCS），定制化提供智能物流領(lǐng)域的智能輸送和智能分揀系統(tǒng)，智能制造領(lǐng)域的智能倉儲和智能工廠系統(tǒng)及配套數(shù)字化軟件系統(tǒng)，現(xiàn)已在快遞物流、電商新零售、家電、家居、醫(yī)藥大健康、冷鏈、汽配、輪胎、新能源、新材料、化工、通信電子、設(shè)備制造、國防軍工等行業(yè)交付超過500個大型集成類項目。

科捷智能認為，和中小件物流系統(tǒng)相比，長大物料物流系統(tǒng)在規(guī)劃設(shè)計中需要注意以下要點：

第一，長大物料物流系統(tǒng)的貨物尺寸較大，重量較大，在輸送搬運過程中的慣性大，需要特別注意貨物垛型的穩(wěn)定性，比如在RGV、AGV、堆垛機搬運過程中增加輔助機構(gòu)用于固定貨物，設(shè)置變頻控制和緩起緩?fù)＃诒匾奈恢迷O(shè)計整形機構(gòu)進行整形等。

第三，長大物料物流系統(tǒng)的自動化設(shè)備通常為定制化設(shè)備，往往是為絕大部分物料設(shè)計，不建議為了小部分超大、超重貨物去拉高設(shè)備的參數(shù)，一方面會浪費場地空間，另一方面是效益低。在規(guī)劃設(shè)計方案時，應(yīng)考慮自動化設(shè)備無法處理的超大、超重貨物的地堆區(qū)域、叉車路徑、行吊作業(yè)等。

第四，長大物料物流系統(tǒng)的貨物揀選搬運應(yīng)盡可能考慮自動化方案，以降低作業(yè)人員的勞動強度。在無法采用全自動方案時，建議考慮通過助力臂、升降臺等方式實現(xiàn)半自動化，可以有效地提高作業(yè)人員的效率，且具有較高性價比。

典型案例分析

近些年來，科捷智能通過打造智能化長大物料物流解決方案，迅速在大件物流市場占據(jù)一席之地，先后為索菲亞、司米、喜臨門、金牌櫥柜、日日順、賽輪輪胎等行業(yè)頭部企業(yè)打造實施自動化立體庫。例如，在2019年上線的喜臨門紹興全球家具制造出口基地二期成品立體庫項目中，科捷智能助力喜臨門建設(shè)床墊行業(yè)長大物料自動倉儲系統(tǒng)。

1.企業(yè)需求

喜臨門家具股份有限公司作為床具行業(yè)的領(lǐng)軍企業(yè)，專注于設(shè)計、研發(fā)、生產(chǎn)、銷售以床墊為核心的高品質(zhì)家具，是中國床墊行業(yè)第一家上市公司，為中國床墊行業(yè)標志性品牌，在世界范圍內(nèi)也享有很高知名度。

喜臨門在紹興市袍江新區(qū)建設(shè)海綿床墊生產(chǎn)基地，進行普通海綿、記憶海綿等各類海綿床墊及配套產(chǎn)品的生產(chǎn)。該基地采用自動化立體庫進行成品倉儲，通過輸送機、升降機、RGV 等設(shè)備連接車間與倉庫，實現(xiàn)成品自動化入庫、出庫作業(yè)。同時，該項目預(yù)留車間物流系統(tǒng)、MES系統(tǒng)等拓展接口，以便于未來實現(xiàn)家具產(chǎn)品的“數(shù)字化智造”。

2.物流系統(tǒng)構(gòu)成

該項目整套智能物流系統(tǒng)共規(guī)劃5個不同功能的物流系統(tǒng)分區(qū)，包括自動化立體庫區(qū)、一層托盤輸送出入庫區(qū)、二層單工位RGV出入庫區(qū)、三層雙工位RGV出入庫區(qū)、四層單工位RGV出入庫區(qū)。各分區(qū)設(shè)備及其功能如下：

自動化立體庫區(qū)：為了大幅度提升存儲效率，在成品存儲區(qū)部署了自動化立體庫，配備6臺雙深位堆垛機（SRM），該堆垛機高度26m，滿足長大物料高穩(wěn)定性的作業(yè)要求；近7000個貨位的雙深橫梁式貨架分為3種高度，定制化地匹配不同規(guī)格成品的高效存儲需求。

一層托盤輸送出入庫區(qū)：包括托盤輸送機、碼盤機，用于該樓層成品的整托出庫、半托揀選、揀選回庫、空托盤回收入庫。

二層單工位RGV出入庫區(qū)：包括庫前頂升裝置、托盤輸送機、單工位RGV、拆盤機，用于該樓層成品的整托入庫、空托盤供應(yīng)產(chǎn)線出庫。

三層雙工位RGV出入庫區(qū)：包括庫前頂升裝置、托盤輸送機、雙工位RGV、拆盤機，用于該樓層成品的整托入庫、空托盤供應(yīng)產(chǎn)線出庫。

四層單工位RGV出入庫區(qū)：包括庫前頂升裝置、托盤輸送機、單工位RGV、拆盤機，用于該樓層成品的整托入庫、空托盤供應(yīng)產(chǎn)線出庫。

3.關(guān)鍵設(shè)備及其特點

本項目的關(guān)鍵設(shè)備是定制的雙深位堆垛機（SRM），由于床墊產(chǎn)品規(guī)格較大，貨物單元規(guī)格為2000mm×2100mm×2400mm(重量為1噸)。為保證運行高效穩(wěn)定，科捷智能提供的堆垛機及貨叉均是定制化開發(fā)產(chǎn)品，在載重1噸的前提下，貨叉伸叉行程長達4.3m。該堆垛機的定制化設(shè)計，解決了之前一直深受困擾的行業(yè)瓶頸問題：大規(guī)格尺寸產(chǎn)品難以使用雙深位存儲。科捷智能的創(chuàng)新方案是業(yè)內(nèi)少見的嘗試，既滿足了客戶需求，又節(jié)約了成本。

4.主要作業(yè)流程

入庫：立體庫庫前區(qū)二、三、四層的RGV，將空托盤垛送到拆盤機進行單個空托盤分離，作業(yè)人員駕駛叉車將空托盤送到產(chǎn)線末端進行組盤，組盤位置設(shè)置緩存位，組盤好的成品貨物托盤由作業(yè)人員駕駛叉車送回到二、三、四層的入庫口進行入庫。

出庫：立體庫庫前區(qū)一層的輸送線，將整托出庫貨物按照就近原則輸送到與發(fā)貨車輛較近的出庫口，工作人員用叉車將帶有子托盤的貨物叉下線后，用RF手持終端掃描貨物上的二維碼確認出庫。揀選作業(yè)結(jié)束，若產(chǎn)生半托盤貨物，則由輸送線送回庫前輸送機上，由堆垛機進行再入庫；若產(chǎn)生空的母托盤，則由輸送線輸送到最左端的托盤碼垛機上進行空托盤的碼垛及回庫。

未來發(fā)展

長大物料物流場景自動化系統(tǒng)市場需求未來幾年將會發(fā)生如下幾個變化：（1）從倉儲環(huán)節(jié)進一步延伸到運輸環(huán)節(jié)，實現(xiàn)大物料裝卸車的自動化、智能化；（2）由批量化生產(chǎn)，轉(zhuǎn)向產(chǎn)品定制化的方向發(fā)展；（3）由單一化的產(chǎn)品，向多品種的方向發(fā)展；（4）由半自動化、自動化，向智能化方向發(fā)展。

新冠疫情無疑使企業(yè)的數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型升級需求更為凸顯，然而，行業(yè)的差異化與企業(yè)的發(fā)展階段等因素，決定了不同企業(yè)的經(jīng)驗并不能生搬硬套，因此長大物料倉儲物流智能化升級仍有很長的路要走。

作為系統(tǒng)解決方案提供商，科捷智能踏實研究不同行業(yè)的特性及每家客戶企業(yè)的不同經(jīng)營特色和需求，通過數(shù)據(jù)分析和未來發(fā)展規(guī)劃，著眼于為企業(yè)提供有針對性的解決方案，切實解決其痛點。未來科捷智能會關(guān)注長大物料從倉內(nèi)向倉外的高效銜接環(huán)節(jié)，針對物流全流程場景，不斷完善長大物料智能化倉儲物流系統(tǒng)規(guī)劃建設(shè)方案。

RGV搬運

托盤輸送