密集存储系统及其市场需求分析

文/本刊记者 赵皎云

密集存储系统具有多种实现形式，可满足不同类型企业的多样化存储需要。特别是在土地资源紧缺、用地成本攀升的今天，密集存储系统的应用前景十分广阔，并表现出由简单到复杂、应用形式日渐多样的发展特点。

所谓密集存储系统，一般是指利用特殊的存取方式或货架结构，实现货架深度上货物的连续存放，达到存储密度最大化的仓储系统。该类应用主要是根据仓库面积、存放货物种类、期限要求等因素，选择不同的货架类型，以实现货物的机械化或自动化存储，提高存储密度及作业效率。目前，密集存储系统有多种实现形式，可满足不同类型企业的多样化存储需要。

技术特点分析

在密集存储系统中，货架是最重要的组成主体。最初的密集存储系统主要是指各类货架形式，包括：驶入式货架、压入式货架、重力式货架、移动式货架等。此外，有些人也把具有密集存储功能的自动化立体仓库（AS/RS）作为密集存储的一种实现方式。但需要指出的是，自动化立体仓库主要是以提高空间利用率为目的，跟前面提到的各种货架形式的密集存储方式有着本质区别。

密集存储系统自动化的发展趋势，对穿梭车的软硬件都提出更高要求

表1：主要的穿梭式密集存储系统的组成与技术特点

在一系列外部因素促动下，具有密集存储功能的自动化立体仓库不断涌现

穿梭式货架系统非常适合冷库等极端条件仓库

受近年来我国土地成本和人工成本上涨、电子商务高速发展、制造业转型升级等多重外部因素带动，仓储自动化技术装备市场需求旺盛，集中体现在密集存储、自动化、安全、稳定、可靠、智能等。在此背景下，一些新的自动化仓储技术及应用方式不断出现。在密集存储领域，穿梭式货架系统、多深位自动化立体仓库等技术近年来发展迅速，这也从一个侧面反映出市场对于自动化仓储技术的需求正在不断升级。

穿梭式货架系统集成了多种货架的特点，既有贯通式货架的密集特色，又可以实现自动化的控制需要。对于叉车的要求相对低，比压力式与重力式货架存储密度更高，可根据实际情况灵活地选择先进先出或先进后出功能。并且由于其运输货物实现自动化，非常适用于冷库等极端条件仓库，以减少人员活动，提高人员工作效率及作业安全性。穿梭式货架由于安装了自动控制的台车等，在造价上比一般的货架成本高，其精度上与维护上也有着相对较高的要求。

与其他密集存储系统相比，穿梭式货架系统和多深位自动化立体仓库货架系统的突出特点在于应用了穿梭车（也叫穿梭板）。穿梭车是一种在轨道上作业的智能机器人，可以在系统控制下实现出入库、盘点、放置等任务，并可与上位机或WMS系统进行通讯或者通过手持终端控制，结合应用RFID、条码等技术，实现自动识别、自动存取等功能。

穿梭式货架系统由穿梭车、货架加上高精度导轨与管理软件组成，其作业原理是：通过在货架深度方向设置穿梭车导轨，存货时只需将货物放在导轨的最前端，导轨上的无线遥控穿梭车会自动承载托盘在导轨上运行，将其放置于导轨最深的货位；取货时穿梭车会将托盘货物放置于导轨最前端，叉车取走即可。穿梭车货架系统既可以实现先进先出，也可以实现先进后出。该系统的作业原理与传统的驶入式货架相似，但又不局限于巷道进深数，其空间有效利用率最多可以提高到90%，场地利用率也可达到60%以上，能实现单位面积最大的装载密度。

行业发展情况

资料显示，穿梭式货架系统由瑞典EAB公司发明。大福、DEMATIC、KNAPP、TGW等国外物流系统集成商都有各自的货架穿梭车产品。2009年前后，穿梭车产品开始涌入中国，以EAB、BT、胜斐迩、十通、欧导、德仕安等为主要供应商代表，他们大多采取与国内货架企业合作的方式进行市场拓展；也有少数几家国内企业（如世仓）自主研发该技术。2012年以后，不断有国内企业推出自主品牌的穿梭车产品，并出现了以英锋为代表的专业穿梭车设备制造商。

虽然国外企业的穿梭车产品相对成熟，但他们在中国大多依靠货架企业代理销售的方式发展，缺乏完善的售后服务制度和专业的运维服务团队，加上产品价格偏高，因此市场拓展的效果并不明显。相比之下，国内企业则在这条路上越走越稳。目前，大多数主流货架企业都推出了以穿梭车为核心的密集存储系统，并拓展出了子母车穿梭系统、穿梭车立体仓库系统、四向穿梭车系统等自动化程度更高、集成性更强的系统类型。

在密集存储系统供应商里，物流系统集成商的优势在于，可以提供更为复杂的整体解决方案（包括存储、输送、拣选等物流系统），穿梭车以及以穿梭车为核心的密集存储系统一般仅是其整体解决方案中的一部分，且占比较小。尤其是国内的系统集成商，货架及穿梭车基本都为外采。因此在以货架及穿梭车设备为主或占比较大的解决方案中，货架厂商以及穿梭车设备厂商更具成本优势，并且具备该类设备的研发和生产能力，是推动密集存储技术及应用的创新主力。

技术发展趋势

近年来，在市场需求增加与国内穿梭车设备厂商技术升级的双重作用下，密集存储系统表现出由简单到复杂、应用形式日渐多样的发展特点，出现了子母车穿梭系统、穿梭车立体仓库系统、四向穿梭车系统等多种类型。其特点如下：

子母车穿梭系统：母车在横向轨道上运行，并自动识别作业巷道，释放子车进行存取作业，一定程度上提高系统自动化程度。

穿梭车自动立体仓库：即穿梭车与堆垛机配合使用，自动立体仓库也可以应用穿梭车来提高仓储利用率。堆垛机自动识别穿梭车并分配作业巷道，由穿梭车在巷道内存取货物，再由堆垛机完成出入库作业，实现全自动出入库和系统管理。

四向穿梭车系统：四向穿梭车可以在横向和纵向轨道上运行，货物的水平移动和存取只由一台穿梭车来完成，系统自动化程度大大提高。

主要的穿梭式密集存储系统的组成与技术特点对比详见表1。

随着上述系统应用项目不断落地，穿梭式密集存储系统的优势开始得到市场的认可。其优势表现在：

（1）存储容量明显增加

在密集存储情况下，储存的容量比平面库提高3～5倍，比托盘式自动立体库（AS/RS）也要提高30%以上。

（2）标准化、模块化设计，扩展性好

在控制系统不变的情况下，可以很容易地通过增减穿梭车或提升机数量，提高系统出入库效率。

（3）绿色节能

由于穿梭车作业的有效载荷与设备自重比值较小，大大降低了每个存储单元存取作业的能耗。同时，系统可根据设备使用的繁忙度，让多余的穿梭车“休息”，以减少电力消耗。

不过需要强调的是，穿梭式密集存储系统并不能适用于所有类型的仓储，也不存在取代AS/RS系统的可能，而是现有密集存储系统的一种补充形式。

挑战与对策

纵观密集存储技术的发展不难发现，从最初的穿梭式货架，到穿梭式自动化立体库、子母车穿梭、四向穿梭车，都是以穿梭车作为核心设备解决一些节点问题。而随着系统复杂程度不断攀升，如何实现穿梭车产品性能更加稳定，设备之间的高效配合等，已经成为摆在相关企业面前的一项挑战。

结合穿梭车的应用特点，其关键技术主要包括运行速度、供电技术、智能程度3个方面。

运行速度：穿梭车的行驶速度一定程度上决定了整个货架仓库的作业效率。

供电技术：穿梭车的供电方式、持续运行能力等决定了货架仓库安装施工的难度。

智能程度：穿梭车的智能程度决定了货架仓库的智能化程度以及设计难度。

据了解，与国外同类产品相比，目前国产穿梭车在速度、定位精度等方面还存在一定差距。不过我们也看到一些企业在努力改进产品，比如，世仓围绕系统安全、作业效率、实现无人化作业、避免数据差错等实际应用需求，不断升级产品和系统功能，推出了智能穿梭系统；天津万事达针对穿梭车在低温环境下的应用特点，与电池供应商合作，开发了24小时轨道供电+快充技术，并着力克服冷凝水导致短路、充电块氧化等各种问题；音飞储存则在穿梭车的电源管理技术（电池、超级电容、滑触线）、无线充电技术、无线布点技术、控制技术等方面不断发力。

除了硬件升级外，密集存储系统自动化的发展趋势也对穿梭车的控制系统提出了更高要求。因为随着系统中穿梭车数量的更加，控制系统的逻辑运算也呈几何倍数增加，系统设计更加复杂。

同时，密集存储项目的个性化需求很强。不仅是不同行业企业对密集存储系统的需求特点存在一定差异性，即使在同一个项目中，可能会同时使用多种密集存储形式，以适应不同的仓储条件（如仓库的层高、承重、位置等）与不同的货品类型的存储要求。因此对设备和解决方案提供商的系统集成经验和能力也提出了较高要求，需要具备相应的软件开发、项目实施及管理能力，引导并满足客户的个性化需求。

此外，随着密集存储系统复杂程度的不断提高，设备企业要参与这类项目还需要配备系统规划、电控、机械、实施、软件等方面的专业人才，打造系统规划、项目实施、售后服务等系统集成服务能力。对此，不少企业也展开了积极探索，比如，世仓就推出一项十分有特色的售后培训工作，每隔两个月会针对全国各地用户企业的设备操作人员开设一次穿梭车技术培训班，提供免费的培训指导。世仓也通过这项服务与客户建立了更加紧密的联系，并根据客户反馈不断完善自身的产品和服务。

客观看待未来发展

受仓储用地拿地难、租金和劳动力成本不断上涨等外部因素影响，密集存储系统，特别是以穿梭车为核心的自动化密集存储系统面临着巨大的市场需求，因此吸引了越来越多的物流装备及相关企业的关注。但对于该技术的市场应用趋势，此次采访中不少企业都认为应该客观看待。

首先，以穿梭车为核心的自动化密集存储系统具有特定的适用范围，且通常项目规模不大，物流装备企业很难将其作为一个主要赢利点看待，而是一项提高自身项目接单能力的竞争优势来培养。

其次，作为密集存储的核心设备，穿梭车技术还尚未成熟。任何技术的发展都要经历起步—市场爆发—出现问题—解决问题—改进提升的必然过程，目前大多数国内穿梭车企业都处于“出现问题—解决问题”阶段，需要在市场应用中不断提升技术水平，完善产品设计制造，最终形成一种技术稳定、标准统一、产业链成熟的产品。

第三，市场对密集存储存在多层次、多样化、多方面的需求，现有的产品和系统应用类型还远远不够，未来还有很大的创新发展空间。比如随着市场需求的不断升级和应用场景的不断丰富，灵活高效、兼顾存储量与处理能力的平衡性、前后续作业顺畅衔接也将成为密集存储技术发展的新目标，从而助力企业实现更加高效的仓储管理。