摘要：作為冷鏈物流的關鍵作業環節，裝卸車工作目前仍然以人工傳統作業方式完成，自動化、智能化裝卸系統發展有所不足。本文結合中車株洲車輛有限公司在某國際物流冷鏈基地開展的冷鏈箱式貨物智能裝卸系統運用研究工作，對冷鏈場景下智能裝卸系統的組成、測試過程，以及取得的經驗、存在的問題等進行了全面分析介紹，并提出具體發展建議。

關鍵詞：冷鏈物流、數字化、冷鏈箱式貨物、智能裝卸系統

一、引言

冷鏈物流是利用溫控、保鮮等技術工藝將冷鏈食品存在冷庫中，再通過冷藏車、冷藏箱等設施設備進行食品流通、銷售和配送等過程的專業物流。隨著全球貿易發展和人們生活水平提高，冷鏈物流日益受到重視，在食品、藥品等易腐產品的運輸、儲存、流轉過程中發揮著舉足輕重的作用。

當前，倉儲、運輸、流通加工、分撥配送等冷鏈服務功能不斷完善，冷鏈物流關鍵技術和先進裝備研發力度持續加強?！丁笆奈濉崩滏溛锪靼l展規劃》中明確指出，要加快推進數字化、標準化、綠色化冷鏈物流設施裝備研發，強化冷鏈產品安全，把科技創新和數字化轉型作為冷鏈物流發展新動力。然而，作為冷鏈物流的關鍵作業環節，裝卸工作仍然通過人工傳統作業方式完成，僅配有電動叉車、伸縮輥筒輸送機等輔助裝備[1]。

為打通運載工具到冷鏈月臺智能化作業的“最后一公里”，打造“冷鏈+智能裝備”的冷鏈物流創新業態模式，提升物流科技發展動力，國內相關物流裝備供應商也紛紛聯同冷鏈企業緊抓市場需求，不斷創新技術手段。其中，中車株洲車輛有限公司與某物流集團簽署合作協議，在緩解港城矛盾、疏通物流通道、新興物流裝備應用及相關服務等方面開展合作，并于2022年在該物流集團旗下某國際物流冷鏈基地開展冷鏈箱式貨物智能裝卸系統運用研究工作。二

二、技術現狀

在物流業發展過程中，德國、美國、荷蘭和日本等處于領先地位，配套物流裝備研制較早，技術也較為成熟。其中，智能裝卸產品在國外也已有數十年的發展歷程，如荷蘭COPAL、荷蘭Carton mover、美國Bastian solution等企業都有相關產品，主要運用于生產型企業產品出庫裝車和電商物流卸車場景下，定制化程度高，適用場景單一，且其產品售價及維護成本高昂，并不適用于國內發展現狀。

近年來，在相關政策推動下，越來越多的企業和科研院所重視對現代新型物流裝備的研發，我國涌現出藍胖子機器人、賽那德科技、蘭劍智能、上?？藖頇C電、星猿哲科技、中車長江集團等智能裝卸產品企業，智能裝卸產品正在逐步邁向快速發展的時代[2]。然而，由于我國冷鏈物流行業存在著運營管理體系不規范、基礎設施相對落后、運載工具不統一、貨物包裝差異化及碼放不規范等問題，導致智能裝卸設備與系統在冷鏈領域暫未得到推廣與普及[3]。

三、解決方案

本文介紹的冷鏈箱式貨物裝卸系統，主要是運用于物流倉儲行業月臺場景下，實現箱式貨物在托盤和運載工具間自動化裝卸的系統解決方案，由冷鏈箱式貨物裝卸機器人、伸縮輥筒輸送機、消殺設備、拆碼垛機四大模塊組成，集貨物裝、卸功能于一體，不僅可以加快月臺運轉效率、降低物流成本，還可降低勞動強度、減少貨物損耗。系統組成示意圖，如圖1。

圖1 系統組成示意圖四

四、實施歷程

中車株洲車輛有限公司于2022年2月開始冷鏈箱式貨物裝卸系統的聯調工作，針對各項性能指標，在廠內進行了充分的測試驗證，經評定滿足進行現場考核的條件，通過對某國際物流冷鏈基地現場情況的進一步調研以及關于實地運用工作的研究，決定開展該套系統在該國際物流冷鏈基地的運用研究工作。

根據該基地現實情況，通過一套設備兼顧兩個道口作業，一個道口供裝貨作業，另一個道口供卸貨作業，現場實際布局情況，如圖2所示。

圖2 現場實景布局

1.系統測試

冷鏈箱式貨物裝卸系統在現場完成安裝布置后，先后進行各子系統單機測試，分別為冷鏈箱式貨物裝卸機器人駐車制動、轉場、進箱、裝貨功能以及卸貨功能測試，拆碼垛機拆垛流程、碼垛流程、視覺識別、吸附可靠性測試，伸縮輥筒輸送機隨動性能、輸送性能測試。

經過測試，冷鏈箱式貨物裝卸機器人能夠以最高速度移動，到達指定位置后，進行制動，多次測量制動距離均能滿足設計要求；該機器人從作業準備位置啟動，控制機器人到達啟動位置門洞以及相鄰位置門洞作業位置，時間均小于2min；在月臺區域模擬運載工具內部情況，分別進行裝、卸貨功能性測試，其中裝貨測試整體裝貨流程順暢，貨物碼放方式為左中右（三層）方式，實際碼放效果較好，但現場帶扎帶貨物會出現彼此扎帶剮蹭問題，導致碼放貨物有一定程度的前后距離差，測試情況如圖3所示；在卸貨測試中，整體卸貨流程順暢，但部分貨物有包裝材質濕潤軟化、扎帶松弛，影響貨物吸附可靠性，測試情況如圖4所示。

圖3 裝貨功能測試

圖4 卸貨功能測試

拆碼垛機經過測試，拆碼垛流程均正常通暢，碼垛及拆垛效率分別為可達6.4s/pcs和6.8s/pcs，但在貨物鼓包、不平整、包裝軟化等情況下，貨物的吸附可靠性較低；由于冷鏈貨物外包裝樣式及圖案種類較多，前期數據庫內缺少冷鏈貨物采樣數據，視覺識別準確性較低，通過大量數據采樣及模型訓練后，識別準確率達90%以上。

伸縮輥筒輸送機經過測試，因伸縮輥筒輸送機本體長度較長，且移動部件全部為萬向輪，自由度較高，在移動過程中，可隨冷鏈箱式貨物裝卸機器人方向進行移動，但伸縮輥筒輸送機移動路徑難以保證，必須在移動過程中進行一定的人工輔助；伸縮輥筒輸送機在月臺水平地面、卸貨平臺傾斜地面上，以及伸縮輥筒輸送機處于較大彎曲狀態下，貨物輸送能夠較大程度保持原有擺放狀態進行輸送，不影響后續的作業，同時貨物經過彎道時，輸送可靠，貨物未發生打滑、從伸縮輥筒掉落的現象。

2.系統作業

完成各子系統的測試后，冷鏈箱式貨物裝卸系統開始進入運載工具，進行系統全流程裝、卸貨作業，如圖5、圖6所示。在作業過程中，系統整體作業流程較為順暢，系統裝貨綜合作業效率為10.3s/pcs（含故障處理時間），系統卸貨綜合作業效率為12.5s/pcs（含故障處理時間），主要故障原因可分為兩種，一種是貨物引起的故障及設備引起的故障，貨物引起的故障主要為貨物鼓包、扎帶松弛、包裝表面結冰、包裝軟化、集裝箱內碼放多樣等，導致作業過程中出現掉箱、貨物剮蹭、卡滯、包裝損壞等情況，在系統自動化作業過程中需要人工進行干預處理；而設備引起的故障主要是由程序穩定性不足、遙控器防護等級不足等原因造成，在系統自動化作業過程中需要進行BUG修復、重啟等操作，然后恢復正常作業流程，影響系統綜合作業效率。

圖 5 裝車作業

圖6 卸車作業五

五、運用經驗

1.提高對作業場景的認識

現場作業環境溫度通常在12℃左右，濕度在95%以上，最高可達99.9%RH，現場地面為超平地坪，面層為添加了獨特礦物骨料的抗磨性卓越的面層，將混凝土密封固化劑在面層上涂抹，然后進行拋光，整體光潔度較高[4]。同時，由于長時間高濕度，地面較為濕滑，對于系統可移動部分整體的可靠性以及安全性能有一定影響。

冷鏈箱式貨物裝卸系統的組成部分較多，前端裝卸設備與伸縮輥筒輸送機為可移動部分，隨著作業位置的不同會實時進行調整，消殺設備與拆碼垛機為固定模塊，整個系統在月臺的布置整體的協調性至關重要，既要保證前端裝卸設備的作業范圍，也要保證全月臺其余作業道口及作業工序的正常流轉，還要考慮系統內部各模塊間的能源接口以及整套系統與外部能源接口布置的合理性與匹配性。

2.增加作業對象原始數據積累

實地運用期間，共采集287種貨物信息，按表面狀態統計，其中表面平整的共131種，占比為45.1%，表面凹陷的共9種，占比為3.1%，表面鼓包的共103種，占比為35.7%，表面嚴重鼓包的共44種，占比為15.2%；按包扎方式分類統計，其中表面無扎帶的共124種，占比為42.7%，有扎帶的共163種，占比5為7.3%。

實地運用期間共采集164種集裝箱開箱情況，分類統計如表1所示。集裝箱開箱狀態，如圖7～圖9所示。

表1集裝箱貨物擺放情況及占比

圖7 橫縱交替擺放

圖8 貨物縱向插縫

圖 9 下層縱擺上層橫擺

3.進一步認識裝卸工藝

根據研究以及現場的作業情況，對冷鏈貨物裝卸工藝進行了提煉與總結，情況如圖10和圖11所示[5]。

圖10 裝貨作業工藝圖

圖11 卸貨作業工藝圖六

六、主要問題

通過在運用實際過程中發現，系統應用暴露的主要問題可以分為以下幾類：

1.作業對象多樣

作業對象的包裝類型、材質、包扎方式、狀態和碼放形式等具有多樣性，且來自各國的執行標準、規范不統一。通過對現場貨物信息收集，在冷鏈場景下的箱式貨物包裝類型、包扎方式等方面，存在貨物鼓包、附有橫向扎帶及縱向扎帶，集裝箱開箱則存在箱式貨物表面纏膜、箱式貨物橫向擺放與縱向擺放交錯、箱式貨物橫向擺放插入若干列豎向擺放等情況，作業對象不規范和不確定性較強，嚴重影響冷鏈場景下智能裝卸系統的應用。

2.作業規范性、標準化不足

實際作業過程中，貨物的包裝、裝載方式與標準規定有較大差別，現場貨物包裝多為單層瓦楞紙包裝，如圖12所示。

圖12 現場貨物包裝

冷鏈易腐食品肉類需使用堅固紙板包裝（由三層草紙板和二層瓦楞紙合成），紙箱上下口粘貼嚴密，并且用堅韌的牛皮紙封牢，同時貨物在運載工具內的碼放呈“品”字型、“一二三三二一”型以及“井”字型[6]，而現場貨物碼放多根據操作工人的便利性以及容積的最大利用進行碼放，如圖13所示。

圖13 現場貨物的碼放

3.系統適應能力有所欠缺

通過在現場應用，發現冷鏈箱式貨物裝卸系統在實際場景中仍存在以下幾點欠缺：

（1）對貨物的適應能力：冷鏈貨物包裝多樣，同時由于貨物的特殊性，貨物多有鼓包、凹陷、表面結冰粘結、包裝破損、包裝濕潤等情況，對設備的識別以及作業執行機構的可靠性、柔性化程度以及穩定性提出較高要求，而目前系統對該情況下貨物的適應能力有所欠缺

（2）設備防護：冷鏈現場為高濕低溫的環境，盡管電氣元件防護等級、防銹等可滿足對應參數要求，但如果設備長期處于該種惡劣環境下，需對其防護要求進一步提高。

（3）布置占地：由于冷鏈特殊作業環節的存在，如貨物消殺等環節，致使系統整體布局占地較大，需對拆垛部分以及中間傳輸部分進一步優化，以保證更小空間的占用。

4.現有物流管理系統信息化程度不足

庫內作業時，出庫、入庫作業對象在當前管理系統中僅有貨物的數量、存放位置、箱型等基本信息，而每托貨物的規格、包裝情況、碼放狀態以及運載工具貨箱尺寸等信息未進行收集錄入，信息涵蓋不夠全面，現場相關數據需要人工測量后箱裝卸系統人工進行信息輸入，相關數據調用不夠便利。

七、結論與建議

隨著國民經濟快速發展，對物流時效要求不斷提高，勞動力日益短缺，人力成本逐年上升，越來越多的企業開始重視倉庫月臺自動化技術的運用。無論倉儲企業，還是設備供應商，越早突破機械化、自動化裝卸技術并實施應用，就越能掌握市場話語權，引領行業發展趨勢，在此特提出以下幾點建議：

1.專項技術攻關，集中行業、高校等優勢技術資源，針對冷鏈特定場景下的綜合作業效率、穩定性和貨物適應范圍等方面進行專項研究，同時聯合國內各大冷鏈運用場景企業適時開展運用考核工作，推進冷鏈智能裝卸產業的“零”突破。

2.目前冷鏈物流行業標準化程度低，標準間銜接不夠緊密。依托國內外冷鏈產業聯盟，加強冷鏈物流技術裝備的研發運用，推動建立冷鏈貨物裝卸的機械化、自動化作業流程、規范和標準。

3.推動大數據、物聯網、5G、云計算等新技術在冷鏈倉儲各環節的有效賦能，加快設施裝備數字化轉型和智慧化升級步伐，提高信息實時采集、動態檢測效率，為提升倉儲、搬運、裝卸等環節一體化運作和精準管控能力提供有力支撐，有效促進冷鏈物流業態模式創新和行業治理能力現代化。

參考文獻:

[1]湯文揚，鄒本銘，馬成彬等.冷鏈貨物非接觸式智能搬運系統[J].港口科技，2023(02):1-4+33.

[2]胡禎，楊志軍.箱裝產品自動裝卸車技術發展現狀[J].機電工程技術，2021，50(02):15-18.

[3]焦雪銀，張艷榮.物流科技在冷鏈物流中的應用現狀與挑戰的研究分析[J].物流科技，2023，46(20):

172-174+183.DOI:10.13714/j.cnki.1002-3100.2023.20.034

[4]魏學海.低溫冷庫超平地坪施工技術[J].科學技術創新，2023，(09):

[5]曾雪梅，譚蔚.打好物防“組合拳”確保冷鏈“不掉鏈”[N].涼山日報(漢)，2022-08-11(006).DOI:10.28542/n.cnki.nlsrh.2022.001609.

[6]易腐食品控溫運輸技術要求[S].

冷鏈服務業務聯系電話：19937817614

華鼎冷鏈是一家專注于為餐飲連鎖品牌、工廠商貿客戶提供專業高效的冷鏈物流服務企業，已經打造成集冷鏈倉儲、冷鏈零擔、冷鏈到店、信息化服務、金融為一體的全國化食品凍品餐飲火鍋食材供應鏈冷鏈物流服務平臺。

標簽:

食品安全網

上一篇：冷鏈物流冷庫綠色設計的理念與探析

下一篇：返回列表