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托盤四向穿梭車具有許多優(yōu)點，如特別適合于老舊倉庫的改造，無論倉庫高低如何，還是形狀多么怪異（平面形狀曲折多樣、空間高度變化等），四向穿梭車都能適應，因此廣受歡迎。又如，四向穿梭車具有很好的柔性，既可以適應出入庫頻率很高的場合，也適合于出入庫頻率很低的場合，可以說這一項技術是對AS/RS系統(tǒng)的***補充。此外，四向穿梭車系統(tǒng)具有很好的密集存儲能力，比傳統(tǒng)的AS/RS要好很多，又加之其特別適用于庫房空間較低的場景（一般小于15米，AS/RS并不合適），因此在冷鏈系統(tǒng)中頗受歡迎。

托盤四向穿梭車庫案例

當然，四向穿梭車也并非完美無缺。由于要增加軌道的緣故，所以系統(tǒng)成本相對來說要高一些，這是其柔性和適應性無法彌補的，規(guī)模越大的倉庫越是如此。此外，大型的四向穿梭車庫，其調(diào)度是比較困難的，這給很多企業(yè)提高了技術門檻，并進一步增加了系統(tǒng)的成本。

四向穿梭車技術為物流倉儲系統(tǒng)的設計提供了一種新選擇，并且在特定情況下成為首選，這是其意義所在。本文將初步探討四向穿梭車系統(tǒng)建設的要點，以及在設計中要注意的事項。

1.貨架

貨架是托盤四向車系統(tǒng)的關鍵設備之一。一方面，與傳統(tǒng)橫梁式貨架不同，四向車系統(tǒng)的貨架在結構上增加了供穿梭車行走的軌道，這是一個根本性變化。另一方面，其對貨架剛度和精度的要求大幅度提升。因此，貨架的加工難度和安裝難度大大提升。這種精度的提升，對貨架生產(chǎn)制造也提出更高要求，傳統(tǒng)的軋機已經(jīng)難以滿足要求，全自動沖孔和軋制技術已成為必要條件，目前一條進口的全自動軋機線動輒超過1000萬元，是許多貨架企業(yè)難以承受的。此外，由于噴涂工藝的誤差較大，貨架采用鍍鋅板材料成為趨勢。目前，國內(nèi)只有為數(shù)不多的幾家企業(yè)具備生產(chǎn)能力。

2.托盤四向穿梭車

托盤四向穿梭車一般采用兩套輪系：其中一套負責X方向的運行，另一套負責Y方向的運行。在轉向環(huán)節(jié)，通過交換輪系（高差）完成轉向，托盤本身并不轉向（目前也有單位在開發(fā)可轉向的穿梭車，但還沒有應用案例，而且前景并不看好）。穿梭車取放貨均采用頂升機構完成。在取貨時，穿梭車進入托盤底下，對準后起升機構升起，將托盤頂起，底部離開貨架L型梁或輸送機鏈條表面，這時穿梭車和托盤就可以脫離貨架運行；在放貨環(huán)節(jié)，穿梭車將托盤搬運到指定貨位后，對準后起升機構下降，托盤就會被放置在L型梁或輸送機上，這樣穿梭車就完成了一次放貨作業(yè)。這是四向穿梭車的基本原理。

托盤四向穿梭車

對托盤四向穿梭車來說，定位技術和無線通訊技術的可靠性是其關鍵技術；電池的選擇和充電管理也很重要，電池技術甚至是影響四向穿梭車發(fā)展的主要因素；此外，在一個區(qū)域同時運行多輛穿梭車時，車的避讓技術是影響系統(tǒng)效率的關鍵因素。這些都是選擇穿梭車的重要參考指標。

穿梭車的控制可以采用PLC或集成電路板，集成電路板具有價格優(yōu)勢，因此被越來越多的企業(yè)所采用。

3.提升機

提升機位于立體庫的兩端，其作用有兩個：一是將托盤從入庫層送到目的地層，二是完成穿梭車換層。很多情況下，穿梭車需要換層。

提升機之所以重要，是因為它是影響系統(tǒng)效率的瓶頸之一。在一個相對較大的系統(tǒng)中，提升機、穿梭車的數(shù)量匹配是一個頗有難度的問題。這一問題除與其自身參數(shù)（如加速度、速度、移載時間等）有關，還與系統(tǒng)的流程設計和策略有關。如，如果每次作業(yè)都是穿梭車帶托盤完成升降作業(yè)（每次穿梭車都帶貨換層），其與穿梭車不換層作業(yè)則有很大差異。這些都不能通過簡單計算就可以得到準確答案，通常還需要進行計算機仿真才行。

4.輸送機

輸送機在穿梭車系統(tǒng)中也扮演著非常重要的角色，主要用于入出庫端托盤的輸送。它與流程設計密切相關，影響著系統(tǒng)整體效率，甚至對系統(tǒng)的成本有較大影響。

在布局方面，輸送機的設計變幻莫測，需要根據(jù)流量要求認真考慮，很多初學者對此一籌莫展。

5.軟件系統(tǒng)

托盤四向穿梭車系統(tǒng)中的軟件主要是WMS和WCS，這些軟件其實與傳統(tǒng)的AS/RS沒有顯著差異，所不同的是關于穿梭車的調(diào)度系統(tǒng)，這是AS/RS所沒有的。

四向穿梭車系統(tǒng)的一大問題是任務分布不均衡，從而導致實際的效率與理論相去甚遠，這是很容易想到的事情。要解決這一問題，需要從多方面入手。如設置庫存ABC分布策略，預先調(diào)整庫存結構，主動控制回庫托盤的地址分配等。特別重要的一點是，每個項目要根據(jù)具體情況選擇相應策略，避免張冠李戴，才能取得較好效果。

6.輔助設備

除以上外，四向穿梭車系統(tǒng)的維修平臺和維修設備同樣必不可少，而充電裝置的位置及數(shù)量也常常困擾著設計人員。在大型四向車系統(tǒng)中，由于大量的穿梭車相向運動，其對貨架產(chǎn)生的共振也是一個大問題，需要采取有效手段預防。

一體化的入出庫系統(tǒng)

四向穿梭車庫的設計，要特別注意托盤、貨架和層高的設計。一般來說，在穿梭車庫中，托盤的方向是與AS/RS不同的，很多初學者很容易發(fā)生錯誤。對貨架來說，因為穿梭車的原因，需要增加軌道和充電裝置等內(nèi)容，其設計比AS/RS的橫梁式貨架要復雜很多，因此，如何設計穿梭車軌道和貨架，成為四向穿梭車立體庫設計的關鍵內(nèi)容之一。一項不合理的設計，不僅會導致貨架無法滿足使用要求（包括強度、剛度、穩(wěn)定性、噪音、共振等方面），也會大大增加成本（一般情況下，四向穿梭車貨架的成本是AS/RS橫梁式貨架的2倍甚至更多）。穿梭車庫的層高要比傳統(tǒng)的橫梁式貨架高（具體數(shù)據(jù)與穿梭車的結構和載荷有關，也與不同品牌的產(chǎn)品有關）。這就使得在有些場合下，由于空間高度的限制，采用四向穿梭車方案時，會比AS/RS貨架少一層，從而影響最終的系統(tǒng)性價比。

做好提升機的設計，是穿梭車系統(tǒng)設計另一個關鍵。在穿梭車庫設計中，如果一層的托盤不經(jīng)過提升機進入貨位儲存，而是直接采用穿梭車完成入庫和出庫作業(yè)，會大大減少提升機的作業(yè)量，從而減少提升機的數(shù)量，這是穿梭車庫設計的一個小竅門。比如，對一個只有2層的穿梭車庫來說，這樣做的效果是提升機工作量會減少50%以上（考慮到庫存ABC的分布問題，可能會大于50%）；對3層系統(tǒng)，會減少33%以上；即使對一個10層的穿梭車庫來說，也會減少10%以上的作業(yè)量。因此，提升機的設計往往會變得復雜一些。這是四向穿梭車系統(tǒng)設計要特別注意的。

還有一個容易被忽視的問題是維修問題，這是大多數(shù)設計工程師最容易犯的錯誤，而用戶也往往不會關心。但對于一個自動化系統(tǒng)而言，維修問題卻是一個大問題。維修設備包括維修樓梯、平臺以及輔助工具，如輕便型起重機等。對穿梭車立體庫而言，這是不可或缺的。有時，維修平臺會影響系統(tǒng)總體設計，當然也會增加費用，但這些都是不可避免的。

最后要引起重視的是，雖然四向穿梭車系統(tǒng)可以建得很高，但消防問題是其另一個難點。這也就是目前在用的四向穿梭車庫規(guī)模普遍不大、高度也不高的一個重要原因。要解決這個問題，需要設計人員付出更多的智慧和時間，還要制定相應標準。