倉儲(chǔ)物流技術(shù)正在經(jīng)歷從機(jī)械化到自動(dòng)化，乃至智能化的發(fā)展階段。本文就其發(fā)展趨勢的六大特點(diǎn)進(jìn)行系統(tǒng)分析與總結(jié)，同時(shí)也為物流裝備企業(yè)及用戶的相關(guān)物流活動(dòng)提供借鑒。

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從自動(dòng)化到高柔性自動(dòng)化

隨著工業(yè)社會(huì)不斷進(jìn)步，倉儲(chǔ)物流技術(shù)也逐漸由人工堆放平面庫，到自動(dòng)化剛性立體庫，再到高柔性自動(dòng)立體庫發(fā)展。

在1917年首臺(tái)叉車發(fā)明之前，倉儲(chǔ)物流運(yùn)作一直處于手工作業(yè)狀態(tài)。叉車技術(shù)讓倉儲(chǔ)系統(tǒng)進(jìn)入了機(jī)械化立體庫時(shí)代，庫房的空間利用率得到了極大提升，同時(shí)保留了高柔性的特點(diǎn)。

1962年，世界首座基于堆垛機(jī)技術(shù)的自動(dòng)化立體庫出現(xiàn)；此后，該技術(shù)進(jìn)入了長達(dá)半個(gè)多世紀(jì)的高速發(fā)展階段。無人、高效和空間利用率高等優(yōu)點(diǎn)，使自動(dòng)化立體庫逐步成為制造業(yè)和商業(yè)推崇的最佳倉儲(chǔ)解決方案。

然而，傳統(tǒng)自動(dòng)化立體庫具有剛性高的短板，很難滿足靈活多變的物流服務(wù)的需求，第三方物流服務(wù)公司一般不采用這項(xiàng)自動(dòng)化倉儲(chǔ)技術(shù)。盡管早在1980年德國就開始研發(fā)高柔性的自動(dòng)化“衛(wèi)星車”（子母車）技術(shù)，但受控制技術(shù)和算法的限制，效率和柔性的博弈持續(xù)多年，使其一直沒有達(dá)到與傳統(tǒng)自動(dòng)化立體庫抗衡的水平。

2003年世界首臺(tái)穿梭車技術(shù)(Multishuttle)的面世，讓倉儲(chǔ)物流技術(shù)真正進(jìn)入高柔性自動(dòng)化時(shí)代。穿梭車打破了一個(gè)巷道內(nèi)只能有一臺(tái)堆垛機(jī)作業(yè)的限制，實(shí)現(xiàn)了多臺(tái)穿梭車分層作業(yè)的柔性解決方案。

隨著穿梭車技術(shù)的發(fā)展，四向穿梭車（4-direction shuttle）技術(shù)成為主流。

“四向”指的是穿梭車可以自主完成“前后左右”的運(yùn)行。四向穿梭車配備兩套輪系，分別完成X方向和Y方向的運(yùn)動(dòng)，既可以實(shí)現(xiàn)在巷道內(nèi)的出入庫作業(yè)，又可以實(shí)現(xiàn)在同一層的不同巷道切換。在垂直方向(Z方向)，四向穿梭車可通過與換層提升機(jī)的靈活匹配，實(shí)現(xiàn)立體三維空間內(nèi)任意貨位的存儲(chǔ)和揀選。

四向穿梭車系統(tǒng)具有較好的高柔性自動(dòng)化的特點(diǎn)。首先，其可以根據(jù)出入庫動(dòng)態(tài)需要靈活變更作業(yè)巷道和貨架層面；同時(shí)，可以按照作業(yè)量柔性增減穿梭車的數(shù)量來調(diào)節(jié)系統(tǒng)能力；其次，當(dāng)其中某輛穿梭車出現(xiàn)故障時(shí)，可由其他車輛替代完成作業(yè)，克服了堆垛機(jī)因故障導(dǎo)致整個(gè)巷道無法作業(yè)的致命短板。

四向穿梭車系統(tǒng)集存儲(chǔ)與揀選于一體，既適合低流量、高密度的存儲(chǔ)型業(yè)務(wù)，也可用于高流量、高密度的動(dòng)態(tài)揀選型作業(yè)，系統(tǒng)作業(yè)能力可以通過增減穿梭車和提升機(jī)以及其他輔助設(shè)備的數(shù)量來線性調(diào)節(jié)。

2010年德國弗勞恩霍夫物流研究院提出了“魔浮”穿梭車(Multishuttle Move)的概念，完成了世界上首輛既能在地面上又能在貨架上自主行駛的多功能智能搬運(yùn)機(jī)器人的研發(fā)。

“魔浮”穿梭車徹底打通了倉儲(chǔ)物流系統(tǒng)與生產(chǎn)系統(tǒng)之間的“隔墻”，實(shí)現(xiàn)了倉儲(chǔ)與生產(chǎn)的無縫對(duì)接。傳統(tǒng)穿梭車（包括四向穿梭車）的作業(yè)局限在倉庫的貨架上，不能在地面上行駛，要完成生產(chǎn)線的物料配送，必須經(jīng)過中轉(zhuǎn)環(huán)節(jié)。而“魔浮”穿梭車可以自主走出貨架，像AGV小車一樣直接把原材料送到產(chǎn)線，或者將成品直接從產(chǎn)線運(yùn)送到成品庫的貨架上。這是倉儲(chǔ)物流技術(shù)走向高柔性自動(dòng)化的重要一步。

“魔浮”穿梭車雖然實(shí)現(xiàn)了貨架和地面上的行駛，但它只能自主完成X方向和Y方向的水平運(yùn)動(dòng)，在垂直方向運(yùn)動(dòng)仍需借用提升機(jī)來實(shí)現(xiàn)。

為了進(jìn)一步提升自動(dòng)化倉儲(chǔ)物流技術(shù)的柔性，弗勞恩霍夫物流研究院利用3D打印技術(shù)快速實(shí)現(xiàn)了攀爬搬運(yùn)機(jī)器人RackRacer的樣機(jī)研發(fā)。該機(jī)器人可以實(shí)現(xiàn)XYZ方向的自主運(yùn)動(dòng)，在貨架上可以上下自主“攀爬”，不再依靠提升機(jī)的幫助。這項(xiàng)技術(shù)將自動(dòng)化倉儲(chǔ)物流技術(shù)的柔性推向了制高點(diǎn)。

面對(duì)低成本個(gè)性化定制給物流系統(tǒng)帶來的巨大挑戰(zhàn)，高柔性自動(dòng)化倉儲(chǔ)物流技術(shù)給出了滿意的解決方案。

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高密度化

隨著城市化進(jìn)程的不斷深入，土地的稀缺性問題日益嚴(yán)重，作為工業(yè)、商業(yè)和社會(huì)不可或缺的倉儲(chǔ)物流用地也日趨緊缺，高密度倉儲(chǔ)物流技術(shù)成為發(fā)展趨勢。

一方面，傳統(tǒng)的貨架越建越高，有的甚至超過40米，以充分利用倉庫有限的占地面積。這樣的倉儲(chǔ)系統(tǒng)一般利用超高堆垛機(jī)來完成出入庫作業(yè)。

另一方面，是減少巷道的數(shù)量，實(shí)現(xiàn)貨物在水平和垂直方向的高密度存放。這種三維密集型貨架系統(tǒng)需要采用特殊的出入庫方式，其最大的問題是無法實(shí)現(xiàn)對(duì)每件貨物的直接出庫作業(yè)。

目前，常見的三維密集型貨架系統(tǒng)和出入庫方式有如下幾種：