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摘要：本文首先從政策環(huán)境和社會(huì)環(huán)境兩個(gè)角度分析了近幾年冷鏈物流的發(fā)展概況，在此背景下，冷鏈物流自動(dòng)化技術(shù)不斷升級(jí)發(fā)展，呈現(xiàn)出共享化與可視化、智能化與自動(dòng)化、精細(xì)化與專業(yè)化等特點(diǎn)。并通過重點(diǎn)分析四向穿梭車立體庫(kù)與堆垛機(jī)立體庫(kù)，指出自動(dòng)化立體庫(kù)是未來冷庫(kù)運(yùn)營(yíng)發(fā)展的趨勢(shì)，適用于冷庫(kù)作業(yè)場(chǎng)景的自動(dòng)化設(shè)備也將迎來較大提升空間。

關(guān)鍵詞：冷鏈、倉(cāng)儲(chǔ)、自動(dòng)化技術(shù)

作者：白光利（北京亞冷控股有限公司）

一冷鏈物流發(fā)展概況

1.政策發(fā)展環(huán)境分析

在國(guó)家政策層面，一方面是完善冷鏈物流網(wǎng)絡(luò)布局，推動(dòng)整合集聚冷鏈物流市場(chǎng)供需、存量設(shè)施以及農(nóng)產(chǎn)品流通、生產(chǎn)加工等上下游產(chǎn)業(yè)資源，提高冷鏈物流規(guī)?；?、集約化、組織化、網(wǎng)絡(luò)化水平；另一方面是不斷完善行業(yè)管理規(guī)范，進(jìn)一步細(xì)化相關(guān)法律法規(guī)對(duì)冷鏈銷售者安全主體責(zé)任的相關(guān)要求，逐漸加強(qiáng)監(jiān)管力度，引導(dǎo)冷鏈企業(yè)規(guī)范經(jīng)營(yíng)，有助于行業(yè)長(zhǎng)期健康發(fā)展。

（1）冷鏈物流行業(yè)相關(guān)政策

2019年至2021年3月，國(guó)家出臺(tái)的冷鏈物流行業(yè)相關(guān)政策超過20項(xiàng)，尤其是2020年受新冠肺炎疫情的影響，政府對(duì)冷鏈物流建設(shè)發(fā)展密切關(guān)注，一系列政策意見的出臺(tái)給中國(guó)冷鏈物流行業(yè)的發(fā)展指明了方向。整體來看，國(guó)家有關(guān)冷鏈物流行業(yè)的政策主要關(guān)注冷鏈物流設(shè)施布局、冷鏈物流體系建設(shè)、行業(yè)疫情防控要求、冷鏈食品安全防范、促進(jìn)農(nóng)產(chǎn)品流通等方面。

（2）冷鏈物流行業(yè)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)

《食品安全國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)食品冷鏈物流衛(wèi)生規(guī)范》（GB31605-2020）于2020年9月11日發(fā)布，并于2021年3月11日正式實(shí)施。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了食品在物流過程中的基本要求，包括交接、運(yùn)輸配送、儲(chǔ)存、人員和管理制度、追溯及召回、文件管理等方面的要求和管理準(zhǔn)則，適用于各類食品從出廠后到銷售前需要溫度控制的物流過程。

《電子商務(wù)冷鏈物流配送服務(wù)管理規(guī)范》（GB／T39664-2020）于2020年12月14日發(fā)布，并于2021年7月1日正式實(shí)施。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了電子商務(wù)冷鏈物流配送的基本要求、管理要求、作業(yè)流程及要求、評(píng)審及改進(jìn)。適用于電子商務(wù)冷鏈物流配送服務(wù)提供方對(duì)配送作業(yè)服務(wù)的管理，不適用于醫(yī)藥冷鏈物流配送。

2.社會(huì)發(fā)展環(huán)境分析

隨著城鎮(zhèn)化發(fā)展和居民消費(fèi)水平的不斷提升，人們對(duì)健康生活方式的追求意識(shí)逐漸加強(qiáng)，生鮮食品逐漸受到大眾青睞，而冷鏈物流作為生鮮產(chǎn)品流通的支撐，也相應(yīng)受到重視，并且在短時(shí)間內(nèi)得到快速發(fā)展。同時(shí)近幾年生鮮電商需求的爆發(fā)式增長(zhǎng)，也進(jìn)一步帶動(dòng)了冷鏈物流行業(yè)的快速發(fā)展。2020年，我國(guó)冷鏈物流市場(chǎng)規(guī)模達(dá)4850億元，同比增長(zhǎng)21.2%；2020年上半年我國(guó)冷庫(kù)面積超952.26萬(wàn)平方米，占2020年上半年倉(cāng)庫(kù)總量的5.53%，較2019年年底的652.79萬(wàn)平方米增長(zhǎng)45.9%。

（1）城鎮(zhèn)化水平不斷提高

2020年年末我國(guó)常住人口城鎮(zhèn)化率超過60%，較1980年的19.40%增長(zhǎng)了超40個(gè)百分點(diǎn)。根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，目前我國(guó)城鎮(zhèn)人口飲食結(jié)構(gòu)中易腐食品比例約為62%，而農(nóng)村人口飲食結(jié)構(gòu)中易腐食品比例約為37%，主要原因是城鎮(zhèn)人口的肉類、水產(chǎn)消費(fèi)量遠(yuǎn)高于農(nóng)村人口。因此隨著城鎮(zhèn)化進(jìn)程的加快，中國(guó)食品消費(fèi)結(jié)構(gòu)也不斷隨之進(jìn)行調(diào)整，易腐食品的比重不斷增大，促進(jìn)了生鮮農(nóng)產(chǎn)品從產(chǎn)地到城市消費(fèi)的冷鏈物流需求進(jìn)一步增長(zhǎng)。

（2）居民消費(fèi)水平升級(jí)

隨著我國(guó)居民人均可支配收入的不斷增長(zhǎng)，食品安全意識(shí)的逐漸提升，食品安全、鮮活農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)逐漸成為居民生活關(guān)注熱點(diǎn)，冷鏈物流的發(fā)展對(duì)保障食品質(zhì)量安全、提高居民生活水平、降低物流損耗和社會(huì)資源浪費(fèi)具有巨大的促進(jìn)作用。以生鮮商品為例，目前行業(yè)平均腐損率達(dá)到10%～20%，而運(yùn)用冷鏈物流直配的企業(yè)可以將腐損率降低到3%～5%。2020年在冷鏈物流服務(wù)的行業(yè)中，食品行業(yè)占比高達(dá)90%。二技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)分析隨著冷鏈物流技術(shù)的快速發(fā)展與升級(jí)，在冷鏈物流業(yè)的應(yīng)用會(huì)逐步加快，為冷鏈物流業(yè)的健康發(fā)展提供源源不斷的動(dòng)力支持，同時(shí)也提升食品安全保障效能和冷鏈效率，更好地滿足居民的冷鏈消費(fèi)需求。

1.冷鏈物流信息共享化與可視化

冷鏈物流信息閉塞、不透明是制約我國(guó)冷鏈物流發(fā)展的一大“痛點(diǎn)”，是導(dǎo)致冷鏈物流基礎(chǔ)設(shè)施資源分配不合理、冷鏈成本過高以及增加農(nóng)產(chǎn)品冷鏈流通周期的主要問題之一。實(shí)現(xiàn)冷鏈物流上下游信息共享化與可視化是改善冷鏈物流效率、確保農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量與安全、防止發(fā)生農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流“斷鏈"問題以及提高消費(fèi)滿意度的關(guān)鍵，同時(shí)也是打通冷鏈物流體系，形成相對(duì)完善的冷鏈物流產(chǎn)業(yè)鏈條的關(guān)鍵性解決措施之一。

2.冷鏈物流作業(yè)自動(dòng)化與智能化

隨著我國(guó)冷鏈物流基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)的不斷完善，農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流信息化的不斷建設(shè)與發(fā)展，互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)與區(qū)塊鏈技術(shù)的不斷成熟以及大數(shù)據(jù)挖掘分析、云計(jì)算技術(shù)在整個(gè)冷鏈物流產(chǎn)業(yè)鏈上的廣泛應(yīng)用，農(nóng)產(chǎn)品冷鏈物流自動(dòng)化、智能化作業(yè)成為未來冷鏈物流發(fā)展的必然趨勢(shì)與需求。

3．冷鏈物流運(yùn)營(yíng)精細(xì)化與專業(yè)化

伴隨著冷鏈物流信息化、智能化、自動(dòng)化的不斷發(fā)展，針對(duì)農(nóng)產(chǎn)品在冷鏈物流流通中的每個(gè)環(huán)節(jié)都可實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量與安全的實(shí)時(shí)監(jiān)控，通過客觀的大數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)與挖掘分析，冷鏈物流每個(gè)操作環(huán)節(jié)存在的不足或隱患都可被及時(shí)獲知，并對(duì)其進(jìn)行針對(duì)性處理與優(yōu)化，這可極大地促進(jìn)與推動(dòng)我國(guó)冷鏈物流向精細(xì)化、專業(yè)化管理運(yùn)營(yíng)方向發(fā)展。三冷鏈物流倉(cāng)儲(chǔ)技術(shù)簡(jiǎn)介冷鏈物流倉(cāng)儲(chǔ)因其低溫的作業(yè)環(huán)境和食品安全的特殊要求，無人化、自動(dòng)化立體庫(kù)是未來的發(fā)展方向，通過系統(tǒng)控制驅(qū)動(dòng)機(jī)械完成重復(fù)性作業(yè)，可以大幅提升倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)效率，取代重復(fù)性的體力勞動(dòng)，控制各環(huán)節(jié)食品生產(chǎn)流通安全。另外，通過堆垛機(jī)、穿梭車自動(dòng)化立體庫(kù)的應(yīng)用，減少了倉(cāng)庫(kù)通道面積，增加空間利用率，大幅降低單位儲(chǔ)存成本。

1.冷鏈自動(dòng)化立體庫(kù) (AS/RS)分類

自動(dòng)化立體庫(kù)是在不直接進(jìn)行人工處理的情況下能自動(dòng)存儲(chǔ)和取出物料的倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)。主要由存儲(chǔ)設(shè)備、搬運(yùn)設(shè)備、裝卸設(shè)備、軟件系統(tǒng)等構(gòu)成。根據(jù)存儲(chǔ)容器區(qū)分，可分為托盤立體庫(kù)、料箱立體庫(kù)及其他特殊品類屬性立體庫(kù)。根據(jù)硬件設(shè)備區(qū)分，可分為堆垛機(jī)庫(kù)、子母穿梭車庫(kù)、四向穿梭車庫(kù)等。

2.冷鏈自動(dòng)化操作系統(tǒng)

軟件構(gòu)成包括：訂單管理系統(tǒng)（OMS）、倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)（WMS）、倉(cāng)儲(chǔ)控制系統(tǒng)（WCS）；硬件載體包括：存儲(chǔ)設(shè)備、輸送設(shè)備、分揀設(shè)備、搬運(yùn)設(shè)備等。與傳統(tǒng)的“人到貨”揀選模式相比，穿梭車密集倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的作業(yè)效率及揀選正確率大大提高，同時(shí)節(jié)約了大量人力成本和土地成本。其中，倉(cāng)儲(chǔ)控制系統(tǒng)在智能物流體系中扮演著最為重要的角色，是智能倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備控制中心、調(diào)度中心和任務(wù)管理中心；通過科學(xué)合理的路徑規(guī)劃、設(shè)備調(diào)度保障智能倉(cāng)儲(chǔ)體系安全、穩(wěn)定、智能、高效運(yùn)行；通過直觀的監(jiān)控窗口監(jiān)控設(shè)備運(yùn)行狀況、任務(wù)執(zhí)行過程、儲(chǔ)位存儲(chǔ)狀況；倉(cāng)儲(chǔ)控制系統(tǒng)與各種倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)及多車交通管理系統(tǒng)（CMS）快速對(duì)接，通過大量設(shè)備運(yùn)行數(shù)據(jù)收集分析，自動(dòng)預(yù)警備品、備件、維修、保養(yǎng)。

3.冷鏈自動(dòng)化硬件設(shè)備

常見的冷鏈自動(dòng)存取設(shè)備包括：RGV穿梭車、堆垛機(jī)等，設(shè)備實(shí)現(xiàn)密集式存儲(chǔ)立體倉(cāng)庫(kù)中的整托盤貨物的自動(dòng)搬運(yùn)，實(shí)現(xiàn)托盤貨物的快速移載運(yùn)輸及不同區(qū)域功能分區(qū)內(nèi)貨物的出入庫(kù)。在PLC系統(tǒng)控制下，通過條碼定位控制方式精確定位各取貨口，進(jìn)行貨物的鏈條輸送移載，并根據(jù)上位機(jī)指令運(yùn)送至指定端口，進(jìn)行倉(cāng)儲(chǔ)出入庫(kù)。輸送設(shè)備是在一定的線路上輸送物料的搬運(yùn)機(jī)械，輸送機(jī)可進(jìn)行水平、傾斜和垂直輸送，也可組成空間輸送線路?？梢詥闻_(tái)輸送，也可多臺(tái)組成或與其他輸送設(shè)備組成水平或傾斜的輸送系統(tǒng)，以滿足不同布置形式的作業(yè)需要。可連續(xù)搬運(yùn)物料，輸送量大，運(yùn)轉(zhuǎn)輕快，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。常見碼垛設(shè)備多為4軸機(jī)械臂，碼垛主要在物流線末端進(jìn)行，是機(jī)械與計(jì)算機(jī)程序有機(jī)結(jié)合的產(chǎn)物，有著運(yùn)作靈活精準(zhǔn)、快速高效、穩(wěn)定性高，作業(yè)效率高等優(yōu)勢(shì)。常見碼垛機(jī)器人的末端執(zhí)行器有吸附式、夾板式、抓取式、組合式，在拆碼垛作業(yè)中主要采用吸附式。四冷鏈自動(dòng)化倉(cāng)的優(yōu)劣分析

1.四向穿梭車優(yōu)劣勢(shì)分析

當(dāng)前冷鏈自動(dòng)化存取應(yīng)用中，堆垛機(jī)和穿梭車應(yīng)用較為廣泛，2019年前后企業(yè)開始嘗試四向穿梭車在冷庫(kù)中使用，四向穿梭車可以實(shí)現(xiàn)平面上四向（前、后、左、右）的轉(zhuǎn)向和移動(dòng)，提升機(jī)可實(shí)現(xiàn)四向穿梭車在上下方向不同層貨架間的移載。通過提升機(jī)加四向穿梭車配合作業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)存取。此項(xiàng)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是可實(shí)現(xiàn)多深位布局，提高空間利用率，相對(duì)比堆垛機(jī)方案更適用于B2B類少SKU、多深度的貨品存儲(chǔ)，對(duì)于多頻次出庫(kù)的場(chǎng)景理論上可以通過軟件優(yōu)化和增加四向穿梭車數(shù)量提升出庫(kù)效率；四向穿梭車在低溫環(huán)境下的應(yīng)用風(fēng)險(xiǎn)需要重點(diǎn)評(píng)估兩個(gè)方面：第一，四向穿梭車硬件在低溫、高濕環(huán)境下運(yùn)行的穩(wěn)定性包括電池、電子元器件等；第二，四向穿梭車與其他設(shè)備的協(xié)調(diào)運(yùn)營(yíng)，在低溫情況下貨架、地面沉降問題對(duì)四向穿梭車運(yùn)行穩(wěn)定性的影響，理論上四向穿梭車運(yùn)行要求平面高低差±3mm，如果出現(xiàn)較大的高低差，整個(gè)自動(dòng)化立體庫(kù)運(yùn)營(yíng)將會(huì)受到重大影響。

2.四向穿梭車立體庫(kù)、堆垛機(jī)立體庫(kù)的比較

堆垛機(jī)冷庫(kù)穩(wěn)定性較高，應(yīng)用較成熟，冷鏈行業(yè)自動(dòng)化立體庫(kù)80%以上采用堆垛機(jī)；堆垛機(jī)庫(kù)可擴(kuò)展性交叉，可通過雙軌、變軌堆垛機(jī)調(diào)整設(shè)備數(shù)量投入，目前最多可做到雙深位。成本較高的堆垛機(jī)造價(jià)約70萬(wàn)～90萬(wàn)元。效率可達(dá)到140m/min，對(duì)于單邊較長(zhǎng)的立體庫(kù)因?yàn)閱蜗蚨讯鈾C(jī)投入少，更適用于堆垛機(jī)方案。四向穿梭車?yán)鋷?kù)穩(wěn)定性和耐久性待市場(chǎng)驗(yàn)證，尤其冷庫(kù)應(yīng)用故障率高，同時(shí)需考慮電池壽命、電氣防潮、地面沉降等問題。但四向穿梭車庫(kù)可擴(kuò)展性高，可通過增加提升機(jī)和四向穿梭車數(shù)量，調(diào)整軟件算法等方式靈活調(diào)整。成本方面，提升機(jī)造價(jià)約30萬(wàn)元，四向穿梭車造價(jià)在20萬(wàn)元以內(nèi)，是未來冷鏈自動(dòng)化立體倉(cāng)庫(kù)的主流建設(shè)方向。五結(jié)論通過調(diào)研目前市場(chǎng)冷庫(kù)自動(dòng)化應(yīng)用案例，大部分企業(yè)或集成商選擇堆垛機(jī)存取模式。堆垛機(jī)存取模式的優(yōu)點(diǎn)包括：在低溫環(huán)境下運(yùn)行穩(wěn)定，托盤存取效率高，貨架投入成本低（比四向穿梭車低30%）；缺點(diǎn)是：采用雙深位布局、空間利用率有限。相較于四向穿梭車庫(kù)，堆垛機(jī)庫(kù)貨位數(shù)量較少，效率受布局和堆垛機(jī)數(shù)量制約，后期無擴(kuò)展性。因?yàn)槔鋷?kù)低溫作業(yè)環(huán)境，對(duì)電控設(shè)備的防結(jié)露、電池保溫等性能提出更高要求。綜上，自動(dòng)化立體庫(kù)是未來冷庫(kù)運(yùn)營(yíng)發(fā)展的趨勢(shì)，同時(shí)適用于冷庫(kù)作業(yè)場(chǎng)景的自動(dòng)化設(shè)備仍有較大提升空間。

參考文獻(xiàn):

[1]李蔚田，神會(huì)存. 智能物流[M].北京: 北京大學(xué)出版社，2013.

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編輯、排版：羅丹

本文源自《物流技術(shù)與應(yīng)用》2023年《冷鏈增刊》

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