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)促進它的發(fā)展。全球冷凍食品市場2009年預計市值可達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鏈提供更可靠更高效的服務。在一個完整的速凍食品供應鏈中，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。這樣在保持低成本和訂單的準確性方面，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對市場突發(fā)狀況，比如庫存單位的突然增加、快速準確的縮短交付周期。冷凍設備的標準可與存儲、挑料的設備標準一致，它們的標準已在干冷的肉類產(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，當公司擴張時他們會繼續(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離煙霧的加熱設備中。
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準的倉儲揀選方法。
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。當把這個系統(tǒng)應用到冷庫時，它產(chǎn)生了神奇的效果：能夠使設備在冷庫內(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計，該設計是用多任務遠程操作棧板，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。
當一個棧板被放在裝卸設備上時，自動倉儲系統(tǒng)會將它成功運達貨架，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——相當于10個棧板的深度，最后歸還給自動倉儲機器。
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)來貨應該放哪里，出貨應該在哪里檢索。
當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)，棧板進出口的門損耗的冷氣可達總耗量的9%。高架位庫房裝備的供棧板進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，可編程控制器和遠程觸摸板人機界面是在室外常溫下?？刂葡到y(tǒng)提高了自動倉儲系統(tǒng)定位的速度和準確性。
自動倉儲系統(tǒng)起重機因為操作的靈活性，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，把自身的馬達作為一個發(fā)電機。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40%。
自動貨箱揀選加速了產(chǎn)品處理
在冷庫內(nèi)進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出口運送進了冷庫內(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上安裝一個通用的鉤爪頭。用軟件操縱的起重機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。這種設備可以在低于28攝氏度的溫度下工作。起重機可以提高揀選速度，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，減輕卡車運送的負擔和下游處理的壓力。
模塊傳送加強了靈活性
在冷庫中運送貨物需要一個能在這種極端寒冷、極端嚴酷的環(huán)境下持續(xù)工作的傳送設備。
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：鏈式傳送機、滾動傳送機、傳送單元、轉(zhuǎn)車臺、立式輸送機、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)設在棧板入口處，這樣可以保證系統(tǒng)數(shù)據(jù)的準確性。為了達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。
從這個層面對供應鏈進行分析，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。
