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效率优化
来源: fbe-china.com作者: Kenny Fu 时间:2016-08-07 23:41:15点击:369

过去的几十年里,大多数的冷库都一直沿用人工操作升降机来移动装着冷冻产品的栈板。随着消费者对冷冻食品需求的上涨,激烈竞争条件下的市场利润也越来越低。所以为了缩短交货周期、提高订单的准确性、保证食品质量,食品加工厂商、批发商和零售商都放弃了人工操作冷气设备,转向高架位冷冻库房,配备最新型的物流管理过程。 

对冷冻食品的需求

像过去的十年一样,全球对于冷冻食品的需求持续在上涨。Datamonitor 2010年10月发布的行业概略报告--《全球冷冻食品》数据显示,这个需求至少在未来五年内都会以每年4%的速度扩张。(具体见下表)。

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便利正驱动着速冻食品在全球的销售。根据这篇报道,消费者都在寻找健康而又省时的食品。在整个速冻食品市场,肉类占到的比例高达39%,接下来是冷冻食品和比萨,占到了33%。但是冷冻鱼类、海鲜类,水果蔬菜、面包甜点以及土豆制品也都在持续促进它的发展。全球冷冻食品市场2009年预计市值可达1,654亿美元,到2014年有望增长21%至1,995亿美元。

冷冻食品在全球有这样持续增长的需求,必然要求速冻食品供应链提供更可靠更高效的服务。在一个完整的速冻食品供应链中,储存和配送活动必须是连续的,都要保证产品一直在零度以下的环境中。所以,速冻仓库已经变成了加工厂、分销中心和零售商关注的焦点,利用好速冻仓库就能够加速货物周转、有效降低成本。

冷库面临的挑战

冷库给那些尝试用设备高效运作的加工厂商、分销中心和零售商带来挑战。在精确满足-28摄氏度的条件下保持库房的高吞吐量,比在常温甚者冷藏库房里都要难的多。

相对于非冷冻库房,大多数人工操作的冷库发生影响产品质量事件的机率都很高:如产品破损,错过产品运转或者放错物料。这些库房的设备、产品损坏尤为显著,主要是由人为操作叉车撞击货架和仓门造成的,这些事情在这里发生的机率明显高于常温或者冷藏库房。也难怪,速冻房里的员工流动性比非冷库大得多。当库房的温度低的足够保鲜食物的时候,它同时也创造了一个极端的环境,对工作人员来说,这个工作环境很不理想,这个增加了安全问题,也使得招募员工和留住员工成为一个问题。

大家已经相信冷库自动化是解决这些难题的一个绝佳途径。现在最新型的冷冻食品库房都是高度自动化的,配备自动仓储系统即最大化的利用高架位,高密度的储存利用率。在这些冷库里,物品识别和流转都可以精确掌控,吞吐量可精确到99.9%,相对于之前的人工操作系统,这个大大提高了能源的效率。

对速度的需求

冷库的各个方面都运转的更快了。随着对冷冻食品的消费量剧增,为了保证销售额,零售商货架的补给也变得比以往任何时候都重要。库存流通量加快,更多的产品需要在-20°C到-28°C(即-4°F ~-18.4°F)的温度区间内保存,还要对市场需求做出快速反应。这样在保持低成本和订单的准确性方面,那些依靠人工操作的库房就处于了劣势。

为保持竞争力,食品生产商、分销中心和零售商需要完善冷冻系统,这个系统可以使他们更好地应对市场突发状况,比如库存单位的突然增加、快速准确的缩短交付周期。冷冻设备的标准可与存储、挑料的设备标准一致,它们的标准已在干冷的肉类产品区域成功运用。他们要求有迅速反应零售商需求的系统,要求产品一出冷库就迅速无误的运达零售商端。

现在冷冻食品生产商、批发商、零售商都需要追踪货物信息,需要知道每一个栈板来自哪里,在哪里存储,存储的温度以及其他关键信息来追踪易变质食品的库存、保证产品的完整性。手工操作给人为错误留下了可能性,但是流水线的编程物流控制——自动化管控,结合库房管理系统,可以迅速提供准确、可追踪的信息。

高架位改善空间,节省能源

库房从人工操作转向自动化冷冻设备的一个主要好处就是能最大化利用库房的空间,利用高架位无障碍的优势来降低成本。

叉车可操作的最大范围大约为7米(即23英尺),这样栈板就可以垂直的放在四周的货架上,而在典型的人工操作冷库里叉车的活动范围是会受到限制的。如果一个冷库想要储存更多的栈板,唯一的办法就是水平的扩大库房或者另建一个冷库来存放多出的栈板。通常食品加工厂都会有多个冷库,当公司扩张时他们会继续增加冷库数量。

在高架位库房内,50米高(即165英尺)的货架上可以垂直放置多达25个栈板。在冷库环境下,这是缩小库房面积的一个有效方法。它可以在一个更小的库房里装更多的栈板。还有,库房面积的减小可以迅速促进节能,因为冷库的冷气通常是从屋顶散失的。

事实上,冷库是一个巨大的隔热层,它排除热量、产生冷气。排除热量能耗成本很高。通过堆放栈板缩小房顶空间的方式可以大大降低能耗。通常,冷库内43%的冷气会被屋顶和墙壁吸收。相对于使用装卸车的库房,高架位冷库库房的表面积要小40%。一个2,000平方米(即21,500平方英尺)的高架位库房可容纳一万个栈板,相比装同样数量的普通冷库,它可节省的能耗高达1/3.

这些高架位库房能耗小、成本低,空间利用率更高。这意味着库房可以有更好的空间配置:库房可容纳最大数量的栈板。

高架位库房空间利用率的提高不仅得益于它的垂直堆放能力,也因为减少了通道的占地面积。淘汰了叉车,通道可以大大变窄:由原来的3.7米(即12英尺)缩减到1.5米(即5英尺)。缩减出的空间可以存放更多的栈板。

冷库自动化设计

自动化除了大大提高冷库实体结构的利用效率,也可以在内部提高整个库房的速度和效率。但是要想设计出在极端环境中最适宜的系统必须十分用心。

并非所有自动化库房的设备都能在-28摄氏度的环境下运行良好。大多数高速、耐用的材料处理设备能够在常温条件下高效运作,但在冷冻条件下即使工作很短的时间都不行。

特别是混合钢、石油、油脂和其他润滑剂都是专为极端低温环境的变速箱,轴承,驱动器使用的。电线和电缆也都是抗低温的。可编程控制器和电脑以及其他电子控制组件都保存在加热的柜子里边。为电脑提供信息、检测栈板的光电传感器放置在远离烟雾的加热设备中。

冷库自动化系统的这些特色不仅使得他们高度合理化也延长了系统使用寿命。自动化设备涵盖了一系列全自动和半自动的选择,包括完成较小工作量的自动仓储系统,装箱的自机器人货箱拣选系统,运输栈板和打包的模块化输送系统。

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冷冻库房需要采用与冷藏和干货库房同样标准的仓储拣选方法。

自动仓储系统提高了产能,降低了能耗

自动仓储系统是受电脑操控的,能够从定义好的储位自动放置、存放、检索货物单元。从而使存货可以迅速、安全、精确的在库房内移动。当把这个系统应用到冷库时,它产生了神奇的效果:能够使设备在冷库内和在常温下一样高效。

最新一代的自动仓储系统独创了一个灵活的模块设计,该设计是用多任务远程操作栈板,对于在冷库最低温-28摄氏度条件下实现自动化是一个完美的选择。自动仓储系统能够快速管理库存、检索你想要的几乎任何信息。从地面到50米高空,他们为单址料架,两倍深式料架,三倍深式料架,多倍深式料架提供一次一个或多个装载量。

当一个栈板被放在装卸设备上时,自动仓储系统会将它成功运达货架,然后执行一项功能——深巷式存储。传统的自动仓储系统用叉车与机器相连,只能够处理一到两个栈板的料架。最新的系统用伸缩式套筒可以够到三个栈板的深度,然后用卫星遥控单元可以够到货架上12m(即40英尺)高的栈板——相当于10个栈板的深度,最后归还给自动仓储机器。

红外线或者无线也被用来连接自动仓储系统和传送系统,用它来指示自动仓储系统来货应该放哪里,出货应该在哪里检索。

当在货架上检索到栈板时,自动仓储系统会将他们放到一个传送系统中,然后栈板会通过一个隔热的、密闭的门送往挑料和出货的地方。这些门只够一个栈板通过,只在产品需要进出时开启,只在必要时打开。这种方法减少了室内外冷气的对换,使冷气得到了更有效的利用、降低了能耗。在人工管控的冷库内,栈板进出口的门损耗的冷气可达总耗量的9%。高架位库房装备的供栈板进出的自动门可以极大的减轻这一损耗。

由于自动仓储系统控制的精确性和它与库房管理系统的整合,自动仓储系统总是能够获得正确的库存、物料数量,它总是围绕着产品运转。

最先进的自动仓储系统模型是用整合的控制架构来管理物料的流动。这些系统连接了自动仓储系统和其他自动化设备,在冷库内创造了一个单一的、高效的传送系统,该系统在任何系统条件下都可以有效优化产能。自动仓储系统的无线以太网和驱动器都装在加热的小柜子里,可编程控制器和远程触摸板人机界面是在室外常温下。控制系统提高了自动仓储系统定位的速度和准确性。

自动仓储系统起重机因为操作的灵活性,在冷库内可以用来节省能源。起重机可以提高峰值吞吐量,在货架上运送货物表现出色。这些现代化的系统根据库房的需求量去调节可变的速度,大大降低了能耗。

这些系统还通过降低货物来发电,把自身的马达作为一个发电机。电能又返回给主电源。这种再生的电能在自动仓储系统总能耗中占的比例高达40%。

自动货箱拣选加速了产品处理

在冷库内进行手工货箱拣选是一项很大的挑战,不仅是对产品的完整性而言,还有员工的安全和去留。

有的自动拣选是这样的:把需要拣选的栈板移到零度上下的环境中进行拣选,拣选完之后自动将栈板送回冷库储存。但是这个在冷冻链方面依然有局限。比如说,有的栈板只能在拣选环境下放二十到三十分钟就必须返回冷库内。

接收物品时也有同样的问题。很多冷库接收物品区域的温度太低,事实上货物只需要在零下一点点的温度下保存即可。栈板被卸下来之后直接通过栈板进出口运送进了冷库内。在这种低温下卸货最多也只有三十分钟时间。

一些现代的拣选方案允许在冷库内进行自动货箱拣选,不用员工在低温环境下操作,这就保证了产品需要的持续的低温。

一个版本是在自动堆垛起重机上安装一个通用的钩爪头。用软件操纵的起重机可以在正确的位置自动拣选物料。然后钩爪头可以去抓取放在传送带上的物料。这种设备可以在低于28摄氏度的温度下工作。起重机可以提高拣选速度,而且可以在保持较低不良率的前提下持续,可靠的拣选。

另一个版本是用快速压缩自动仓储系统机器即箱式自动化立体仓库来直接处理装箱问题。箱内的产品自动卸下托盘,直接存储到高架位上。以任意的序列检索箱子以满足客制化需求,减轻卡车运送的负担和下游处理的压力。

模块传送加强了灵活性

在冷库中运送货物需要一个能在这种极端寒冷、极端严酷的环境下持续工作的传送设备。

为了满足这一需求,人们开发了模块传送系统,该系统可以接收货物并将其放进冷库内,可以和自动仓储系统结合,还可以将单位货物输送到冷库外进行拣选。

该系统为在28摄氏度低温下的产品作业提供了独特的灵活性。他们的模组整合了多种元素:链式传送机、滚动传送机、传送单元、转车台、立式输送机、集装箱运输车以及自动分配器。

这些系统整合了往返架车的多项功能,比如给多个订单拣选站别喂料,作为物料的暂存区。还可以无需停车的测量栈板材积,系统设在栈板入口处,这样可以保证系统数据的准确性。为了达到高速运作和货物轻放的目的,很多在加热柜子里操作的系统都是变频的。

货物追踪和验证提高了产品可靠性

高架位冷库因为有高度自动化和电脑控制的系统,所以能够精确、有效的追踪冷冻物品。库房管理系统连同自动仓储系统中的可编程控制器以及模块传送系统,可以监测生产批次、生产日期、货物单重以及箱货在库房的转移和储存。

进库的产品是根据栈板号来追踪的。每个栈板入库扫描之后都会在库房管理系统里产生一个电子收据单。然后栈板被直接放入传送系统中,系统会为它自动预定一个位置然后自动把它移到高架位冷库内。库房精确的知道该物品是什么以及一个栈板有多少箱。

温度数据记录器或者无线射频识别标签可以监测来料时卡车和库房的温度历史记录,也可以监测产品出货时的温度历史记录。

从这个层面对供应链进行分析,通过管控每一个阶段——从收货,储存到挑料、出货的整个过程,有助于冷库精确控制他们的产品。

作者信息:由物料搬运专家——SWISSLOG公司供稿。

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