過去的幾十年里，大多數(shù)的冷庫都一直沿用人工操作升降機(jī)來移動裝著冷凍產(chǎn)品的棧板。隨著消費者對冷凍食品需求的上漲，激烈競爭條件下的市場利潤也越來越低。所以為了縮短交貨周期、提高訂單的準(zhǔn)確性、保證食品質(zhì)量，食品加工廠商、批發(fā)商和零售商都放棄了人工操作冷氣設(shè)備，轉(zhuǎn)向高架位冷凍庫房，配備最新型的物流管理過程。
對冷凍食品的需求
像過去的十年一樣，全球?qū)τ诶鋬鍪称返男枨蟪掷m(xù)在上漲。Datamonitor 2010年10月發(fā)布的行業(yè)概略報告--《全球冷凍食品》數(shù)據(jù)顯示，這個需求至少在未來五年內(nèi)都會以每年4%的速度擴(kuò)張。（具體見下表）。
便利正驅(qū)動著速凍食品在全球的銷售。根據(jù)這篇報道，消費者都在尋找健康而又省時的食品。在整個速凍食品市場，肉類占到的比例高達(dá)39%，接下來是冷凍食品和比薩，占到了33%。但是冷凍魚類、海鮮類，水果蔬菜、面包甜點以及土豆制品也都在持續(xù)促進(jìn)它的發(fā)展。全球冷凍食品市場2009年預(yù)計市值可達(dá)1,654億美元，到2014年有望增長21%至1,995億美元。
冷凍食品在全球有這樣持續(xù)增長的需求，必然要求速凍食品供應(yīng)鏈提供更可靠更高效的服務(wù)。在一個完整的速凍食品供應(yīng)鏈中，儲存和配送活動必須是連續(xù)的，都要保證產(chǎn)品一直在零度以下的環(huán)境中。所以，速凍倉庫已經(jīng)變成了加工廠、分銷中心和零售商關(guān)注的焦點，利用好速凍倉庫就能夠加速貨物周轉(zhuǎn)、有效降低成本。
冷庫面臨的挑戰(zhàn)
冷庫給那些嘗試用設(shè)備高效運作的加工廠商、分銷中心和零售商帶來挑戰(zhàn)。在精確滿足-28攝氏度的條件下保持庫房的高吞吐量，比在常溫甚者冷藏庫房里都要難的多。
相對于非冷凍庫房，大多數(shù)人工操作的冷庫發(fā)生影響產(chǎn)品質(zhì)量事件的機(jī)率都很高：如產(chǎn)品破損，錯過產(chǎn)品運轉(zhuǎn)或者放錯物料。這些庫房的設(shè)備、產(chǎn)品損壞尤為顯著，主要是由人為操作叉車撞擊貨架和倉門造成的，這些事情在這里發(fā)生的機(jī)率明顯高于常溫或者冷藏庫房。也難怪，速凍房里的員工流動性比非冷庫大得多。當(dāng)庫房的溫度低的足夠保鮮食物的時候，它同時也創(chuàng)造了一個極端的環(huán)境，對工作人員來說，這個工作環(huán)境很不理想，這個增加了安全問題，也使得招募員工和留住員工成為一個問題。
大家已經(jīng)相信冷庫自動化是解決這些難題的一個絕佳途徑。現(xiàn)在最新型的冷凍食品庫房都是高度自動化的，配備自動倉儲系統(tǒng)即最大化的利用高架位，高密度的儲存利用率。在這些冷庫里，物品識別和流轉(zhuǎn)都可以精確掌控，吞吐量可精確到99.9%，相對于之前的人工操作系統(tǒng)，這個大大提高了能源的效率。
對速度的需求
冷庫的各個方面都運轉(zhuǎn)的更快了。隨著對冷凍食品的消費量劇增，為了保證銷售額，零售商貨架的補(bǔ)給也變得比以往任何時候都重要。庫存流通量加快，更多的產(chǎn)品需要在-20°C到-28°C（即-4°F ~-18.4°F）的溫度區(qū)間內(nèi)保存，還要對市場需求做出快速反應(yīng)。這樣在保持低成本和訂單的準(zhǔn)確性方面，那些依靠人工操作的庫房就處于了劣勢。
為保持競爭力，食品生產(chǎn)商、分銷中心和零售商需要完善冷凍系統(tǒng)，這個系統(tǒng)可以使他們更好地應(yīng)對市場突發(fā)狀況，比如庫存單位的突然增加、快速準(zhǔn)確的縮短交付周期。冷凍設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)可與存儲、挑料的設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)一致，它們的標(biāo)準(zhǔn)已在干冷的肉類產(chǎn)品區(qū)域成功運用。他們要求有迅速反應(yīng)零售商需求的系統(tǒng)，要求產(chǎn)品一出冷庫就迅速無誤的運達(dá)零售商端。
現(xiàn)在冷凍食品生產(chǎn)商、批發(fā)商、零售商都需要追蹤貨物信息，需要知道每一個棧板來自哪里，在哪里存儲，存儲的溫度以及其他關(guān)鍵信息來追蹤易變質(zhì)食品的庫存、保證產(chǎn)品的完整性。手工操作給人為錯誤留下了可能性，但是流水線的編程物流控制——自動化管控，結(jié)合庫房管理系統(tǒng)，可以迅速提供準(zhǔn)確、可追蹤的信息。
高架位改善空間，節(jié)省能源
庫房從人工操作轉(zhuǎn)向自動化冷凍設(shè)備的一個主要好處就是能最大化利用庫房的空間，利用高架位無障礙的優(yōu)勢來降低成本。
叉車可操作的最大范圍大約為7米（即23英尺），這樣棧板就可以垂直的放在四周的貨架上，而在典型的人工操作冷庫里叉車的活動范圍是會受到限制的。如果一個冷庫想要儲存更多的棧板，唯一的辦法就是水平的擴(kuò)大庫房或者另建一個冷庫來存放多出的棧板。通常食品加工廠都會有多個冷庫，當(dāng)公司擴(kuò)張時他們會繼續(xù)增加冷庫數(shù)量。
在高架位庫房內(nèi)，50米高（即165英尺）的貨架上可以垂直放置多達(dá)25個棧板。在冷庫環(huán)境下，這是縮小庫房面積的一個有效方法。它可以在一個更小的庫房里裝更多的棧板。還有，庫房面積的減小可以迅速促進(jìn)節(jié)能，因為冷庫的冷氣通常是從屋頂散失的。
事實上，冷庫是一個巨大的隔熱層，它排除熱量、產(chǎn)生冷氣。排除熱量能耗成本很高。通過堆放棧板縮小房頂空間的方式可以大大降低能耗。通常，冷庫內(nèi)43%的冷氣會被屋頂和墻壁吸收。相對于使用裝卸車的庫房，高架位冷庫庫房的表面積要小40%。一個2,000平方米（即21,500平方英尺）的高架位庫房可容納一萬個棧板，相比裝同樣數(shù)量的普通冷庫，它可節(jié)省的能耗高達(dá)1/3.
這些高架位庫房能耗小、成本低，空間利用率更高。這意味著庫房可以有更好的空間配置：庫房可容納最大數(shù)量的棧板。
高架位庫房空間利用率的提高不僅得益于它的垂直堆放能力，也因為減少了通道的占地面積。淘汰了叉車，通道可以大大變窄：由原來的3.7米（即12英尺）縮減到1.5米（即5英尺）?？s減出的空間可以存放更多的棧板。
冷庫自動化設(shè)計
自動化除了大大提高冷庫實體結(jié)構(gòu)的利用效率，也可以在內(nèi)部提高整個庫房的速度和效率。但是要想設(shè)計出在極端環(huán)境中最適宜的系統(tǒng)必須十分用心。
并非所有自動化庫房的設(shè)備都能在-28攝氏度的環(huán)境下運行良好。大多數(shù)高速、耐用的材料處理設(shè)備能夠在常溫條件下高效運作，但在冷凍條件下即使工作很短的時間都不行。
特別是混合鋼、石油、油脂和其他潤滑劑都是專為極端低溫環(huán)境的變速箱，軸承，驅(qū)動器使用的。電線和電纜也都是抗低溫的?？删幊炭刂破骱碗娔X以及其他電子控制組件都保存在加熱的柜子里邊。為電腦提供信息、檢測棧板的光電傳感器放置在遠(yuǎn)離煙霧的加熱設(shè)備中。
冷庫自動化系統(tǒng)的這些特色不僅使得他們高度合理化也延長了系統(tǒng)使用壽命。自動化設(shè)備涵蓋了一系列全自動和半自動的選擇，包括完成較小工作量的自動倉儲系統(tǒng)，裝箱的自機(jī)器人貨箱揀選系統(tǒng)，運輸棧板和打包的模塊化輸送系統(tǒng)。
冷凍庫房需要采用與冷藏和干貨庫房同樣標(biāo)準(zhǔn)的倉儲揀選方法。
自動倉儲系統(tǒng)提高了產(chǎn)能，降低了能耗
自動倉儲系統(tǒng)是受電腦操控的，能夠從定義好的儲位自動放置、存放、檢索貨物單元。從而使存貨可以迅速、安全、精確的在庫房內(nèi)移動。當(dāng)把這個系統(tǒng)應(yīng)用到冷庫時，它產(chǎn)生了神奇的效果：能夠使設(shè)備在冷庫內(nèi)和在常溫下一樣高效。
最新一代的自動倉儲系統(tǒng)獨創(chuàng)了一個靈活的模塊設(shè)計，該設(shè)計是用多任務(wù)遠(yuǎn)程操作棧板，對于在冷庫最低溫-28攝氏度條件下實現(xiàn)自動化是一個完美的選擇。自動倉儲系統(tǒng)能夠快速管理庫存、檢索你想要的幾乎任何信息。從地面到50米高空，他們?yōu)閱沃妨霞?，兩倍深式料架，三倍深式料架，多倍深式料架提供一次一個或多個裝載量。
當(dāng)一個棧板被放在裝卸設(shè)備上時，自動倉儲系統(tǒng)會將它成功運達(dá)貨架，然后執(zhí)行一項功能——深巷式存儲。傳統(tǒng)的自動倉儲系統(tǒng)用叉車與機(jī)器相連，只能夠處理一到兩個棧板的料架。最新的系統(tǒng)用伸縮式套筒可以夠到三個棧板的深度，然后用衛(wèi)星遙控單元可以夠到貨架上12m（即40英尺）高的棧板——相當(dāng)于10個棧板的深度，最后歸還給自動倉儲機(jī)器。
紅外線或者無線也被用來連接自動倉儲系統(tǒng)和傳送系統(tǒng)，用它來指示自動倉儲系統(tǒng)來貨應(yīng)該放哪里，出貨應(yīng)該在哪里檢索。
當(dāng)在貨架上檢索到棧板時，自動倉儲系統(tǒng)會將他們放到一個傳送系統(tǒng)中，然后棧板會通過一個隔熱的、密閉的門送往挑料和出貨的地方。這些門只夠一個棧板通過，只在產(chǎn)品需要進(jìn)出時開啟，只在必要時打開。這種方法減少了室內(nèi)外冷氣的對換，使冷氣得到了更有效的利用、降低了能耗。在人工管控的冷庫內(nèi)，棧板進(jìn)出口的門損耗的冷氣可達(dá)總耗量的9%。高架位庫房裝備的供棧板進(jìn)出的自動門可以極大的減輕這一損耗。
由于自動倉儲系統(tǒng)控制的精確性和它與庫房管理系統(tǒng)的整合，自動倉儲系統(tǒng)總是能夠獲得正確的庫存、物料數(shù)量，它總是圍繞著產(chǎn)品運轉(zhuǎn)。
最先進(jìn)的自動倉儲系統(tǒng)模型是用整合的控制架構(gòu)來管理物料的流動。這些系統(tǒng)連接了自動倉儲系統(tǒng)和其他自動化設(shè)備，在冷庫內(nèi)創(chuàng)造了一個單一的、高效的傳送系統(tǒng)，該系統(tǒng)在任何系統(tǒng)條件下都可以有效優(yōu)化產(chǎn)能。自動倉儲系統(tǒng)的無線以太網(wǎng)和驅(qū)動器都裝在加熱的小柜子里，可編程控制器和遠(yuǎn)程觸摸板人機(jī)界面是在室外常溫下。控制系統(tǒng)提高了自動倉儲系統(tǒng)定位的速度和準(zhǔn)確性。
自動倉儲系統(tǒng)起重機(jī)因為操作的靈活性，在冷庫內(nèi)可以用來節(jié)省能源。起重機(jī)可以提高峰值吞吐量，在貨架上運送貨物表現(xiàn)出色。這些現(xiàn)代化的系統(tǒng)根據(jù)庫房的需求量去調(diào)節(jié)可變的速度，大大降低了能耗。
這些系統(tǒng)還通過降低貨物來發(fā)電，把自身的馬達(dá)作為一個發(fā)電機(jī)。電能又返回給主電源。這種再生的電能在自動倉儲系統(tǒng)總能耗中占的比例高達(dá)40%。
自動貨箱揀選加速了產(chǎn)品處理
在冷庫內(nèi)進(jìn)行手工貨箱揀選是一項很大的挑戰(zhàn)，不僅是對產(chǎn)品的完整性而言，還有員工的安全和去留。
有的自動揀選是這樣的：把需要揀選的棧板移到零度上下的環(huán)境中進(jìn)行揀選，揀選完之后自動將棧板送回冷庫儲存。但是這個在冷凍鏈方面依然有局限。比如說，有的棧板只能在揀選環(huán)境下放二十到三十分鐘就必須返回冷庫內(nèi)。
接收物品時也有同樣的問題。很多冷庫接收物品區(qū)域的溫度太低，事實上貨物只需要在零下一點點的溫度下保存即可。棧板被卸下來之后直接通過棧板進(jìn)出口運送進(jìn)了冷庫內(nèi)。在這種低溫下卸貨最多也只有三十分鐘時間。
一些現(xiàn)代的揀選方案允許在冷庫內(nèi)進(jìn)行自動貨箱揀選，不用員工在低溫環(huán)境下操作，這就保證了產(chǎn)品需要的持續(xù)的低溫。
一個版本是在自動堆垛起重機(jī)上安裝一個通用的鉤爪頭。用軟件操縱的起重機(jī)可以在正確的位置自動揀選物料。然后鉤爪頭可以去抓取放在傳送帶上的物料。這種設(shè)備可以在低于28攝氏度的溫度下工作。起重機(jī)可以提高揀選速度，而且可以在保持較低不良率的前提下持續(xù)，可靠的揀選。
另一個版本是用快速壓縮自動倉儲系統(tǒng)機(jī)器即箱式自動化立體倉庫來直接處理裝箱問題。箱內(nèi)的產(chǎn)品自動卸下托盤，直接存儲到高架位上。以任意的序列檢索箱子以滿足客制化需求，減輕卡車運送的負(fù)擔(dān)和下游處理的壓力。
模塊傳送加強(qiáng)了靈活性
在冷庫中運送貨物需要一個能在這種極端寒冷、極端嚴(yán)酷的環(huán)境下持續(xù)工作的傳送設(shè)備。
為了滿足這一需求，人們開發(fā)了模塊傳送系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以接收貨物并將其放進(jìn)冷庫內(nèi)，可以和自動倉儲系統(tǒng)結(jié)合，還可以將單位貨物輸送到冷庫外進(jìn)行揀選。
該系統(tǒng)為在28攝氏度低溫下的產(chǎn)品作業(yè)提供了獨特的靈活性。他們的模組整合了多種元素：鏈?zhǔn)絺魉蜋C(jī)、滾動傳送機(jī)、傳送單元、轉(zhuǎn)車臺、立式輸送機(jī)、集裝箱運輸車以及自動分配器。
這些系統(tǒng)整合了往返架車的多項功能，比如給多個訂單揀選站別喂料，作為物料的暫存區(qū)。還可以無需停車的測量棧板材積，系統(tǒng)設(shè)在棧板入口處，這樣可以保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。為了達(dá)到高速運作和貨物輕放的目的，很多在加熱柜子里操作的系統(tǒng)都是變頻的。
貨物追蹤和驗證提高了產(chǎn)品可靠性
高架位冷庫因為有高度自動化和電腦控制的系統(tǒng)，所以能夠精確、有效的追蹤冷凍物品。庫房管理系統(tǒng)連同自動倉儲系統(tǒng)中的可編程控制器以及模塊傳送系統(tǒng)，可以監(jiān)測生產(chǎn)批次、生產(chǎn)日期、貨物單重以及箱貨在庫房的轉(zhuǎn)移和儲存。
進(jìn)庫的產(chǎn)品是根據(jù)棧板號來追蹤的。每個棧板入庫掃描之后都會在庫房管理系統(tǒng)里產(chǎn)生一個電子收據(jù)單。然后棧板被直接放入傳送系統(tǒng)中，系統(tǒng)會為它自動預(yù)定一個位置然后自動把它移到高架位冷庫內(nèi)。庫房精確的知道該物品是什么以及一個棧板有多少箱。
溫度數(shù)據(jù)記錄器或者無線射頻識別標(biāo)簽可以監(jiān)測來料時卡車和庫房的溫度歷史記錄，也可以監(jiān)測產(chǎn)品出貨時的溫度歷史記錄。
從這個層面對供應(yīng)鏈進(jìn)行分析，通過管控每一個階段——從收貨，儲存到挑料、出貨的整個過程，有助于冷庫精確控制他們的產(chǎn)品。
作者信息：由物料搬運專家——SWISSLOG公司供稿。
