解析多层穿梭车与四向穿梭车该如何选?

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前言

随着“货到人”拣选技术越来越受到行业的重视,有关“货到人”技术的适应性逐渐成为供需双方关注的焦点。“货到人”拣选系统主要由储存系统,补货系统,输送系统,拣选系统和包装系统等几大部分组成,每一个子系统均有自身的特点,其中尤其以储存系统最为关键。储存系统种类繁多,如4向穿梭车系统,多层穿梭车系统,KIVA系统,旋转货架系统等,都是具有广泛应用前景的技术。本文将就4向穿梭车和多层穿梭车的技术与应用场合做一个简单比较,期望给设计者和用户在选择时有所帮助。

4向穿梭车

所谓4向穿梭车(4-direction shuttle),即可以完成“前后左右”运行的穿梭车。它是相对于传统的多层穿梭车(Multi-shuttle,也称为直线穿梭车)而言的。从结构上看,前者具有两套轮系,分别负责X-方向和Y-方向的运动,而后者只有一套轮系,这是最典型的差异。

图1:四向穿梭车

图2: 多层穿梭车

四向穿梭车特点

1、从应用历史看

4向穿梭车的实际应用时间不长,即使是在欧洲,最早的应用在2013年前后,而多层穿梭车在2000年左右即已经在日本和欧洲开始应用。所以,相对来说,多层穿梭车的技术要更加成熟,4向穿梭车可以认为是对多层穿梭车的一次大的升级。

2、从技术上看

多层穿梭车要解决的问题主要是巷道内的定位问题、供电问题和通讯问题,而4向穿梭车除此之外,要解决的问题还有很多,如换巷道问题,车辆避让问题,车辆调度问题,换层问题等,这是是其复杂之处。4向穿梭车的调度技术甚至是影响整体效率的关键技术。

早期的多层穿梭车,供电基本采用滑触线方式,这是一种比较传统的供电方式,设计相对简单。但对于4向车来说,这种供电方式是行不通的,于是,采用电池供电成为4向穿梭车必须采用的方式,但这一方式的最大问题是增加了车体的重量,增加了车体的尺寸,由于必须在线充电,因此影响了小车的有效工作时间。直到后来,出现了电容充电的方式,才解决了这一问题。

3、从结构上看

4向穿梭车解决了多层穿梭车不能横向移动和换层的问题,这也是4向穿梭车最大的特点。因此也决定了4向穿梭车具有更大的应用范围和更大的灵活性。尽管多层穿梭车目前也采用了可换层技术,但由于不能横向移动的原因,在灵活性方面还是有很大的限制。比如提升机的布置和输送系统的布局,4向穿梭车可以根据具体应用需求,灵活布置,而多层穿梭车则只能每个巷道布置一套提升机系统,这在很多场合限制了设计的灵活性。

4、从应用上看

4向穿梭车由于其具有4个方向的移动能力,其适应场地的灵活性大大增加,有些不规则的场地也可以得到充分利用,这是多层穿梭车所无法比拟的。一方面可以大幅度提升空间利用率,另一方面,在许多老旧仓库改造中,4向穿梭车具有更高的适应能力。

虽然4向穿梭车有很多优点,但也有一些缺点。比如说对货架的要求,4向穿梭车由于有横向轨道的要求,因此对货架的精度要求更高,对安装精度的要求也更高,由此将会导致安装工期和成本的增加;又如,4向穿梭车对调度系统的依赖,无疑增加了系统实施的难度,也提高了技术门槛,增加了成本;此外,从维护角度看,由于4向穿梭车在巷道中的位置不定,横向轨道限制了维护人员进入货架内部的道路,因此一旦出现问题,维修难度增加,反过来对总体设计提出限制要求,对小车和系统的可靠性要求大大增加,无疑限制了它的推广。这都是要注意的问题。

5、从投资成本看

两者的比较应从整个系统来进行对比才合理。构成穿梭车储存系统的主要设备包括穿梭车,货架,提升机,库前输送机,软件系统等几个方面。一般情况下,4向穿梭车的单机价格要高于多层穿梭车,但4向穿梭车利用率高,实际需要的数量要少,配套的提升机数量也要少;货架方面,两者大致相当,4向穿梭车货架略贵;库前输送机多层穿梭车要复杂一些;软件则4向穿梭车要复杂得多。综合比较两者之间的差异要根据具体项目才能确定。

多层穿梭车与4向穿梭车性能比较

基本性能

多层穿梭车

4向穿梭车

备注

高度限制

1 上限可以达到20米以上;

2下限不宜小于10米

没有限制

主要从性价比考虑。过低的空间,对多层穿梭车来说,会导致提升机效率无法发挥。

小车数量

可变[1]

可变

1多层穿梭车小车数量每个巷道每层1台,4向穿梭车则可根据流量需求灵活确定;

注[1]采用可换层技术,多层穿梭车的数量也可以减少

存取效率

固定

可配置

存取效率决定于提升机和小车的数量

提升机数量

固定

可变

多层穿梭车必须每巷道1台提升机,4向穿梭车则可以根据需求配置

输送系统

复杂

简单

4向穿梭车可以在库内排队后,按照分组出库策略,使输送系统变得简单

库内排序

不支持

支持

4向穿梭车可以根据订单要求,先排

队后再出库;

复杂地形

不支持

支持

4向穿梭车可以支持不规则空间的立体储存,多层穿梭车不支持这一功能

业务适应性

1 两者都适应大规模作业;

2 大库存小流量的情形,4向车比较适合,但多层穿梭车不适合;

效率

两者的极限作业能力处于同一水平。

小车价格

较低

较高

若满负荷配置,4向穿梭车总体价格比较高。若低负荷配置,4向穿梭车价格有优势。

维护便利性

一般

一般

多层穿梭车略胜。

系统复杂性

一般

4向穿梭车主要在于小车的控制、定位、调度难度较大

系统成熟型

成熟

一般

多层穿梭车成熟度大于4向穿梭车

应用案例

较多

一般

于应用时间短有关。

适应行业

不限

不限

 

其它

     

表1:应用情况比较

总结

总体来说,以穿梭车为代表的“货到人”拣选技术应用时间并不长,4向穿梭车的应用尤其较短。因此,国内外水平并未表现出很大的代差。从主要技术参数看,国内外基本处于同一技术水平,但国外产品在技术稳定性,效率,技术成熟度等方面更胜一筹。表2和表3列出了国内外主要的供应商品牌。

序号

厂家

国别

概述

1

KNAPP

奥地利

2000年前后开始应用

2

德马泰克

德国

2003年前后开始应用

3

TGW

德国

2005年前后开始应用

4

大福

日本

2005年前后开始应用

5

华章

中国

2007年开始应用

6

兰剑

中国

2008年开始应用

7

音飞

中国

2015年开始应用

表2:多层穿梭车国内外厂家情况(中国市场)

注:多层穿梭车的应用历史较长,应用案例众多,供货厂家也比较多,上表仅列出了部分厂家。表中的数据没有经过确认,可能存在差异,特此说明。

表3 :4向穿梭车国内外厂家情况(中国市场)

序号

厂家

国别

概述

1

范德兰德

荷兰

2013年开始应用

2

凯乐士

中国

2015年开始应用

3

伍强科技

中国

2019年开始应用

注:总体上说,4向穿梭车的供货厂家不是很多,除上述厂家外,还有一些厂家如音飞、六维等没有列入。表中数据没有经过确认,特此说明。

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