浅谈自动化冷库系统

作者：德马泰克中国 朱佳

欢迎访问e展厅 展厅 3 果蔬机械/调味品设备展厅 果蔬加工生产线, 蔬菜保鲜冷库, 选果机/分级机, 豆芽机, 打浆机, ... 美国JTM食品公司是一家位于俄亥俄州哈里森市的专业食品加工企业，向学校、超市、餐馆、军队提供众多类型的冷冻食品。以前，该公司一直感到其人工操作的冷冻库运营效率低，而且叉车频繁进出冷库使冷气泄漏造成的花费相当大。通过采用自动化立体库取代原来的人工操作的冷库，JTM不仅节省了高昂的运营成本，而且作业效率大幅提高，差错率大大降低，客户服务水平也得到很大改善。 人工冷库难以避免的问题 JTM成立于1960年，最早是辛辛那提市的一家零售肉店，长期以来一直使用人工操作的冷冻室。随着公司逐渐开始提供食品加工服务，业务量保持了两位数的增幅，因此每隔3到4年，JTM就需要增加一个新的冷库。而公司运营副总裁Joe Maas深知，建造一座冷库耗资巨大，且运营费用极其高昂。 导致冷库能量损失有多方面的原因，最主要的一个就是，为了让操作人员能够驾驶叉车进出冷库必须设置特别宽大的仓库门。每一次进出库，操作人员送出的不仅仅是满载货物的托盘，还有因冷气泄漏而损失的现金。 实际上，JTM的现金损失还不仅限于此。与常温库相比，在冷冻库里，叉车、卡车以及其他人工操作的设备对货架和产品造成的损坏率更高。同时，在低于零度的环境下，设备的维护费尤其是电池供电设备的维护费也大幅提高。另外，由于操作员不能持续在低温环境中工作，每隔一小时就需要在仓库外呆上20分钟，因此工作效率受到很大限制。 解决方案——采用自动化立体冷库 以上问题一直给JTM带来很大的困扰。直到有一天，JTM公司的一个商业伙伴建议其采用自动化立体仓库系统以取代手工作业模式的冷库。经过考察自动化码放、存货和取货系统，JTM最终与德马泰克公司达成合作协议，建设了一座自动化立体冷库。此后公司面貌大为改观。 “实践证明，采用自动化冷库系统可以消除人工操作的冷库所固有的作业效率低、设备和产品破损率高以及能源消耗巨大等不足之处。” 自动化冷库的优势 新冷库在JIM加工厂的停车场拔地而起，这一绿色建筑高85英尺（约26米），它的建成使用给JTM公司带来了众多明显的收益：与此前的人工操作模式相比，库存和订单履行准确率达到近乎100%，仓库工人减少了75%，产品和仓库损坏的情况一去不复返，同时因冷气泄漏带来的能量消耗也显著降低，降幅达50%-66%。 其实，除了开关门时造成的能量损失外，冷库遇到的另外两个问题也不容忽视，即湿气入渗和通过房顶丧失能量。这是因为当对因湿气入渗而结霜的冷冻系统进行除霜时会损失一部分能量，另外能量也会通过房顶直接损失掉。 完全消除湿气入渗是不可能的，但全新的ASRS系统可以最大限度地减少湿气入渗情况。在人工仓库系统中每天都要除霜，现在则完全不需要了。因为此前，为了便于叉车进出库，库门的尺寸为8x10英尺（约2.4~3米），而工人不能总是恰到好处地将门关上，所以每次开关门时大量的湿气会涌入冷库，进而产生水汽。湿气凝结在线圈上，夏天这种情况尤为严重，而清除湿气需要一定的费用。通过加热可以消除湿气，但与此同时也将热气吹入了冷库，这对于冷库非常不好。 而ASRS的库门尺寸比原先的库门小很多，且库门在货物通过时开关的速度很快，有效地避免了湿气大量进入到冷库中。此外，使用人工系统时，操作员通常必须冷冻其工作台，以避免上面集结湿气。如今已经没有这个必要了。 至于冷库房顶丧失能量的问题，其核心是尽量缩小房顶的尺寸。显而易见，房顶面积越小，节能效果越好。Maas说：“您一定希望，相对于单位面积的储存空间，房顶面积应尽可能减小。采用ASRS系统，肯定能够做到这一点，因为可以增加仓库的高度，使单位面积空间对应的房顶面积最小。” JTM的新冷库高85英尺（约26米），库容量远远大于以前24英尺（约7.5米）高的旧冷库，而旧冷库的占地面积却相当于新仓库占地面积的3.5倍。因为过去采用人工操作的冷库，至少需要设置两条12英尺(约3.5米)宽的通道，以便让叉车或其他带轮子的载货工具通过。通道无法存放货物，但同样需要冷却，因此是既无用处还要花钱的空间，当然越少越好。新冷库采用深堆垛存储系统，只有一条5英尺（约1.5米）宽的通道。实际上，JTM新冷库的宽度只相当于过去人工操作冷库的通道的宽度。 更为关键的是，自动取货系统还可以确保先入库的货品最先下架、发运。 系统集成商德马泰克将食品行业细分为两部分：一是食品和饮料生产，即成品制造，就像JTM开展的业务；另一个是食品零售和批发，即为零售商提供配送服务。制造型企业可能要存储大量产品，但处理的是同一品规的多个托盘；而批发零售配送企业则通常在托盘上码放多种品规的货品。制造型企业和配送型企业的业务模式有很大的差异，这些差异成为决定其仓库的自动化程度和系统选型的关键因素。 通过大量实践，德马泰克非常了解食品与饮料生产企业的需求和面临的挑战，有能力提供满足其需求的物流系统。德马泰克公司供应链服务总监Mike Khodl非常理解Maas遇到的问题。例如，按照州法律的规定，员工每个小时有20分钟待在冷库外是很平常的事，通常这无可厚非，但事实上却牺牲了工作效率。另外，订单履行准确率低，货品和设备等财产损毁等问题，也应该尽量避免。 Khodl认为，提高订单履行准确率是促使企业采用自动化系统的关键的驱动因素，因为在人工系统中，特别是在低温环境中，很可能员工不能按需求准确地取货。如果企业生产出20个托盘的食物储存在冷库中，采用人工作业时，不能保证员工会取出最先生产的货物。而采用自动系统可以确保这一点，系统可以先取出最先生产的托盘，从中拣选所需货物，然后再将其放回去。 同时，货品和设备损坏情况也不用再担心了。以前，大量的人工驾驶的机械搬运车辆在作业时，经常会因为碰撞到货架而使运作效率降低。而现在，不仅不会发生货架和设备损坏，JTM还撤出了所有电动搬运设备。超低温造成的车辆电池磨损使车辆的工作效率下降，也已不再是JTM冷库需要关注的问题了。 正因为此，Maas对引入自动化系统带来的效果感到非常满意。 “占地面积越小，能源的使用率就越高。据德马泰克系统规划专家研究分析，自动化立体冷库消耗的能源大幅下降，仅为人工操作冷库能源消耗的三分之一。” 总结 德马泰克公司北美供应链服务总监Mike Khodl对企业从采用人工操作冷库转向自动化立体冷库得到的优势做了总结，主要有：通过采用高架库，使有限的占地面积的存储能力大幅增加。通常，在使用叉车作业的冷库中，由于货叉的最大举升高度是14~16英尺（约4.3~4.8米），货架最多只能是20英尺（约6米）高，大约可垂直存放4个托盘。引入立体库系统后，可在高达50英尺（约15米）的货架上最多垂直容纳12个托盘。对常温库而言，这是节省占地面积的一个有效手段。而对冷库来讲，缩小占地面积对节能至关重要。 因为冷库是巨大的隔热冷冻室，靠抽取热量来制造冷环境。为一个空间除热降温非常昂贵，远远高于为一个空间加热的花费。就像为一个空间加热一样，大部分热量通过房顶损耗掉了，冷库也是如此，不同的是冷库损耗掉的是冷气。所以，占地面积越小，能源的使用率就越高。据德马泰克系统规划专家研究分析，自动化立体冷库消耗的能源大幅下降，仅为人工操作冷库能源消耗的三分之一。(end)

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