自动货架具有货物密度和库容高、货物先进先出、呆滞物料可及时盘点和处理等特点，还具有全自动化操作、人员工作效率高、温湿度控制简单、占地面积小、空间利用率高以及运营成本低等优势，从20世纪90年代起便开始在我国仓储物流行业得到广泛推广，并在近些年借电商之势得以蓬勃发展。这也是近年来旧库改造类项目在各类生产型企业得以运用的原因。本文以C公司在其旧库自动化改造上应用四向车型自动货架为例，简述自动货架在旧库改造项目中的应用，采用分析计算的方法来选取合适的自动货架类型和设备配置，并分析了此项目在货物数据流对接中遇到的特殊问题，最终提供并落实解决方案。在前期，C公司负责旧库改造的负责人坦言自己对自动货架系统并不了解，所以对这套自动货架能够提供何种需求也并不清楚。因此，我们计划根据自动货架的设计需求，反向给C公司人员提出需求问卷清单，然后再根据问卷中的答复，为C公司提供两种不同设计方向的解决方案供其选择。另外，为了直观表述设计意图，我们用三维建模软件绘制了效果图供C公司选择参考（详见图1）。
根据前期沟通，我们了解到C公司目前使用普通贯通式货架作为其人工仓库，所有收发货均由人工完成，且数据流也是通过人工操作使用与与上位机相连的扫码枪来对接。现场目前共计8000个拍位，还有约500个拍位无序放置在货架和隔墙间隙的地面上。目前，人工货架配置为5层，但仓库厂房消防喷淋下方可用标高仅8.5m，这就导致自动货架的层数最多只能设为4层，也就要求本项目在目前库容的前提下进行扩容，货架应当选用最省空间的类型。又通过现场讨论，我们得知仓库中货物基本同质化，而且在全年运行中并没有较高的出入库峰值，也就说明对自动货架的出入库效率要求较低。基于以上需求综合考虑，再加上性价比的因素，我们向C公司人员推荐采用四向车型自动货架。四向车型自动货架可以扩容至9700个拍位，库容幅度为14%，并且可以减少仓库现有转运人员7人，收发货效率可在现有基础上提升至少15%。最终C公司人员认可了此建议，并将四向车自动货架作为其旧库改造项目的设计方向进行进一步细化。四向车自动货架的配置，除了需要计划货架本体的结构强度外，其余部分均需要根据C公司对旧库改造项目的需求进行定量计算，以选择和确定适当的配置，这些部分主要包括：四向小车的选型与数量，提升机的数量和位置，输送系统的数量。C公司提供的自动货架有关速度效率和库容的设计需求如下：入库：24拍/h（最大值），13拍/h（平均值），入库时间：8：00—23：00；
出库：26拍/h（最大值），13拍/h（平均值），出库时间：7：30-23：30；为保证小车在轨道上能够穿越防火卷帘门，需要考虑轨道在防火门落下时断开缝隙不会超过150mm。因此，C公司旧库自动化改造项目选择采用WAP-III型四向穿梭车，以确保小车可以正常运行（详见图2）。、顶
确定了穿梭车的类型后，即可通过查询产品手册，得到穿梭车基本性能参数表（详见表1）。
根据穿梭车工作流程：顶升取货→直线运动1→换向→直线运动2→换向→直线运动3→降低卸货，进一步由厂标公式计算出：在当前项目自动库的存储空间框架下，一台WAP-III型四向穿梭车的平均单一作业周期为195.5s，合单车搬运效率为10.96拍/h；平均复合作业周期为247.5s，单车搬运效率为17.31拍/h。即：单台四向穿梭车单一作业每台可跑11拍/h，复合作业每台可跑17拍/h。由此得出，本项目配备5台穿梭车即可满足同时出入库最大值24+26=50拍的需求。由于C公司旧库自动化改造对提升机的选型没有特殊要求，故选用标准往复式提升机即可（详见图3）。
确定了提升机类型，则可通过查询产品手册，得到提升机基本性能参数表（详见表2）。
根据往复式提升机的工作流程，进一步通过厂标公式计算出其单台作业周期为17.3s，即单台提升机可跑208拍/小时。由于提升机均为独立工作而没有复合工况，考虑到设备利用率尽量高的问题，以及C公司对于自动货架进出口两进两出的要求，故而本项目需要再进口配备2台提升机，库中心配备一台提升机以提升进出库效率，在库出口配备一台提升机作为货物出库分配。这种配置方式不仅可以满足同时出入库最大值24+26=50拍的需求，还能够将库内货物的流动和再分配的效率提到最高。本应用中输送系统特指进出库配置的四套滚筒输送系统（详见图4）。
该输送系统输送效率的计算：G为输送托板的间隔，一般取G=1500 ~ 3500，本例中取平均值G=2500mm，输送时间T=S/V=(G+W)/V= (2500+1000)/100016/60 = 9.375s。当进出库辊筒与其他机型组合需要进行准确定位和信号交接时，应加上减速停止时间：T1=5s（减少货物倾倒风险），和信号交接时间T2=0.5s。则输送线的总效率η=3600/(T+T1+T2)=3600/(9.375+5+0.5)=242拍/h，满足进出库峰值需求。在自动货架全部设施设备完成安装，并且完成其内部库位管理系统WMS和仓库控制系统WCS的调试后，便需要通过与C公司上位系统进行对接来完成仓库数据流的对接，从而将全部的仓库数据盘活，进而保证库位和货物的匹配。本例中在与C公司上位系统进行数据流对接时，出现了由于C公司特殊的信息技术管控要求而导致的特殊问题。为解决此问题，我们也提出并落实了相应的解决方案。在详细设计阶段，本例使用全自动数据在线双向流动的方式来对接数据流。该方式能够通过与上位机的实时数据更新和反馈，实现毫秒级误差的数据一致性，确保上位机数据库和本地库存管理系统中的数据始终保持同步。（详见图5，图中实线箭头代表数据在线流动）。
但我们在和C公司信息技术负责人进行数据流对接讨论时发现，C公司有着一套极为严格的信息保密制度。在其公司政策中，所有的信息不得采用非本地网络连接传递，其上位机也被设置成仅有较高权限的用户才能进行数据的双向沟通。这就导致原计划的数据流对接结构无法使用，本地仓库中的信息也无法与上位机进行联通，从而使得这套自动货架无法在线运行，也就无法将项目交付给C公司。2.2 对本项目在数据流对接中遇到特殊问题的解决方案对于此特殊问题，我们通过分析，决定将其分为两个部分进行针对解决。针对第一部分，我们提出可以将本地库位管理系统WMS和仓库控制系统WCS安装在C公司内网服务器的虚拟区，这样整套自动货架在软件层面就相当于全部架在了C公司的内网上，以此来解决问题的第一部分。针对第二部分，我们提出可以在解决了第一部分问题的基础上，仅保留数据从上位机流向WMS的在线单向部分，其另一个方向的反馈部分由现有人工配合扫码枪来实现。即由上位发出收发货指令，并将此指令传递到本地WMS中形成清单，WCS根据此清单执行收发货，现场工作人员在自动货架进出口处采用扫码枪人工反馈收发货信息到上位机。这样就组成了一套包含数据流离线的对接结构（详见图6，图中虚线代表数据离线流动）。在尽可能少增加人工干预的情况下，该方案可以完整对接整套数据流，满足全套运营需求。最终该方案获得了C公司的认可，我们也在落实此方案后将项目顺利交付。
三、四向车自动货架在旧库改造项目上应用的经验与分享通过对C公司采用四向车自动货架进行旧库改造案例的分析,我们从前期信息的收集到最后数据流的对接,都经历了反复的设计、计算、修改、再设计的整个过程，这个项目值得分享的经验如下。⑴在项目前期收集需求资料时，采用问卷方法可以事半功倍。由于业主对新的技术通常感到很陌生，因此难以提出具体的设计需求，问卷方法可以帮助业主更好地表达需求；⑵在详细设计阶段，应充分考虑业主的需求和指定要求，进行计算和复核。尽管通过计算得出的配置足够，但有些配置可能并不能满足业主的全部需求；⑶一套自动货架的成败不仅取决于制造商对自己的设备系统的完善程度，更取决于与客户数据的对接。这通常是最容易被忽视但也是最关键的一环，因为它可以决定项目的成败。旧库改造项目中的自动货架是一个从需求收集到设计制造、到调试再到对接的整体构想的实现过程，其中每一个环节都需要进行计算验证、和业主沟通交流后再确定方案。在项目改造遇到困难时，应该和相关人员特别是业主项目团队进行交流沟通，尽可能在不影响项目目标的前提下尽快确定解决方案，这样才能获得更多的满意度，保证整个项目的完整交付。
——作者：可口可乐饮料（上海）有限公司刘冯可
