隨著客戶需求進一步趨向于個性化和定制化,SKU越來越多,以及物流作業(yè)場景的不斷變化,具備較高的作業(yè)效率,充分利用空間,可以跨巷道多向行駛,且配置靈活柔性的四向穿梭車,受到越來越多企業(yè)的關注。
電商的迅猛發(fā)展在帶來快遞物流業(yè)快速發(fā)展的同時,進一步趨向個性化、定制化的市場需求,也讓物流中心的作業(yè)類型更加多樣化、復雜化,從而更具挑戰(zhàn),對作業(yè)效率和準確率提出了更高的要求。加之智能制造在我國的不斷深入和推進,各種自動化存儲和揀選技術有了大量的市場應用需求和場景。其中,四向穿梭車作為新的自動化存儲與揀選技術也隨之出現(xiàn)并很快受到關注。
目前,范德蘭德、凱樂士、音飛、伍強科技、六維、普羅格、隆鏈等眾多物流裝備企業(yè)均推出了相關產(chǎn)品。四向穿梭車因不受空間限制從而能夠充分利用空間,并且將巷道與tisheng機“解綁”,實現(xiàn)三維空間內(nèi)的跨巷道運行,避免各巷道作業(yè)不均衡,以及靈活柔性等突出優(yōu)勢,開始在多個行業(yè)得到推廣應用,市場需求越來越大,近幾年迎來了快速的發(fā)展。
2026第26屆亞洲國際物流技術與運輸系統(tǒng)展覽會(CeMAT ASIA)
物料搬運、自動化技術、運輸系統(tǒng)、物流的國際盛會
時間:2026年11月3-6日
地點:上海新國際博覽中心(上海市浦東新區(qū)龍陽路2345號)
靈活柔性的四向穿梭車
目前四向穿梭車并沒有規(guī)范的定義。在業(yè)內(nèi)人士眼中,所謂四向穿梭車(4-directionshuttle),即可以完成‘前后左右’運行的穿梭車。它是相對于多層穿梭車(Multi-shuttle,也稱為直線穿梭車)而言的。從結構上看,前者具有兩套輪系,分別負責X-方向和Y-方向的運動;而后者只有一套輪系,這是典型的差異。在系統(tǒng)組成上則與多層穿梭車系統(tǒng)類似:主要包括穿梭車、換層tisheng機、軌道輸送線與貨架系統(tǒng)等硬件設備,以及設備調度控制系統(tǒng)WCS等軟件。
但是,四向穿梭車突破了多層穿梭車系統(tǒng)將作業(yè)巷道與tisheng機捆綁的束縛,可以自由、靈活地與tisheng機配合,實現(xiàn)三維空間內(nèi)任意貨位的存儲和揀選。因此,四向穿梭車除了可以實現(xiàn)快速、準確的完成存取作業(yè)外,還具有多方面突出的特點。
首先,四向穿梭車系統(tǒng)具有非常高的靈活性,一方面體現(xiàn)在可以根據(jù)需要靈活變更作業(yè)巷道;另一方面還可以根據(jù)作業(yè)量柔性增減穿梭車的數(shù)量來調節(jié)系統(tǒng)能力;此外,所有四向穿梭車基于模塊化、標準化設計,當其中某個車輛出現(xiàn)故障時可由其他車輛來完成作業(yè)。
其次,四向穿梭車系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性也非常高。如相較于tisheng機與巷道“綁定”在一起的多層穿梭車系統(tǒng),當穿梭車或者tisheng機發(fā)生故障,整個巷道的作業(yè)均將停滯;而四向穿梭車系統(tǒng)由于可以跨巷道作業(yè),因此可以通過其它四向穿梭車繼續(xù)執(zhí)行任務,保證系統(tǒng)作業(yè)和能力不受大的影響。
第三,四向穿梭車系統(tǒng)集存儲與揀選于一體,既適合低liuliang、高密度的存儲,也可用于高liuliang、高密度的存儲揀選,其系統(tǒng)作業(yè)能力可以通過增減車輛或者tisheng機等設備數(shù)量來線性調節(jié)。
第四,四向穿梭車對于場地的適應性非常強,比如,對于不規(guī)則場地,四向穿梭車完全可以達到任意角落,這一點在老倉庫改造時具有明顯優(yōu)勢。
四向穿梭車主要分類及發(fā)展
根據(jù)四向穿梭車的載重不同,主要分為托盤式(重載)四向穿梭車和箱式(輕型)四向穿梭車兩大類。其中,托盤式四向穿梭車的載荷系列主要分為200kg,500kg,750kg,1000kg,1500kg等幾大系列;輕型箱式四向穿梭車的載荷范圍一般在20kg~50kg之間。據(jù)業(yè)內(nèi)人士介紹,兩大類型的四向穿梭車結構形式和控制方式基本類似,都非常強調控制、通訊、**、調度、快速tisheng機等關鍵技術,但在細節(jié)設計上以及應用場景上有所區(qū)別。
1.箱式四向穿梭車
據(jù)了解,箱式四向穿梭車的應用時間相較于多層穿梭車晚10~15年,大約在2013年前后在歐洲市場得到應用。
作為國內(nèi)箱式四向穿梭車的企業(yè),凱樂士早在2015CeMAT Asia展會上便展示了其產(chǎn)品。2016年,凱樂士完成了四向穿梭車的規(guī)?;a(chǎn),如今產(chǎn)品已應用于3C、圖書、服裝、醫(yī)藥、汽車制造等20多個細分行業(yè)。
伍強科技目前也有將近10個項目投入運行或即將投入運行。“伍強科技自2016開始自主四向穿梭車,2017年開始四向穿梭車系統(tǒng)的應用,但真正的產(chǎn)品——‘紅蟹1號’直到2019年才投入市場,可謂研發(fā)道路漫長。”伍強科技董事長尹軍琪感嘆道。
不難看出,箱式四向穿梭車對技術的要求非常高。據(jù)介紹,箱式四向穿梭車的關鍵技術分為硬件技術、軟件技術和通訊技術等三部分。硬件技術主要集中在智能貨叉技術、運動控制技術、**控制技術、電源管理技術等方面;軟件技術主要包括貨位與暫存位動態(tài)優(yōu)化管理、任務分配調度、穿梭車路徑優(yōu)化等;通訊技術主要是大范圍區(qū)域、高密度貨架環(huán)境下的信號穩(wěn)定覆蓋、高liuliang低時延、基站快速頻繁切換技術。此外,快速tisheng機、貨架、軌道、輸送機等相關技術,系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可維護性,對環(huán)境的適應性等,均是影響整個系統(tǒng)性能的關鍵技術。
2.托盤四向穿梭車
托盤式四向穿梭車同樣起源于歐洲。據(jù)悉,托盤式穿梭車早由瑞典人研發(fā),主要有兩向托盤穿梭車系統(tǒng)、子母穿梭車系統(tǒng),以及兩向穿梭車+堆垛機系統(tǒng)等產(chǎn)品。其中,兩向托盤穿梭車大約在2009年進入中國市場并逐漸被接受。由于兩向穿梭車在存取貨物時只能采取“先進先出”或者“先進后出”的模式,其早期應用局限在大批量、少品種的貨物形態(tài)。但是,隨著市場的發(fā)展,小批量、多頻次的貨物存取需求不斷增加,同時受到用地成本上升等因素的影響,用戶對空間節(jié)省、密集存儲等需求也越來越多。在此背景下,能夠實現(xiàn)密集存儲、節(jié)省空間,同時又能進行靈活調度的托盤四向穿梭車應運而生。
應用場景豐富多樣
據(jù)悉,箱式四向穿梭車的應用一開始主要針對“貨到人”揀選系統(tǒng)研發(fā),適應于品種較多的拆零揀選場合,這也是它的主要應用場景。目前,以拆零揀選為主的電商零售行業(yè),對揀選效率和準確性要求更高的醫(yī)藥行業(yè),以及有特殊需求的制造行業(yè)及線邊物流(零部件存儲)等仍然是關鍵的應用領域。但隨著該系統(tǒng)優(yōu)勢的凸顯,特別是在存儲效率和倉儲空間利用率等方面的優(yōu)勢,受到各個行業(yè)的青睞,其應用場景不斷拓展。
例如,凱樂士自2015年打開鞋服市場之后,快速進入醫(yī)藥、圖書館、電商、制造業(yè)等行業(yè),并相繼推出了超低層位、夾抱式、單雙深、多撥桿等新產(chǎn)品和解決方案。如為了滿不同規(guī)格貨箱的存儲推出了可變尺寸(250mm~800mm)的夾抱式穿梭車;針對高效率、高容積率的需求推出了超低層位四向穿梭車;針對電子生產(chǎn)行業(yè)的應用推出抗靜電穿梭車解決方案等。2019年,凱樂士助力蘇州第二圖書館打造國內(nèi)大型智能圖書館,在WCS系統(tǒng)指令下,四向穿梭車配合高速tisheng機完成出入庫作業(yè),減少人力投入的同時tigao書籍的周轉率,賦予圖書館新的生命力。
托盤四向穿梭車系統(tǒng)則在制造、冷鏈等行業(yè)極具前景。例如,隆鏈將托盤四向穿梭車系統(tǒng)成功應用到了汽車行業(yè),通過充分利用廠房的上部空間為車間釋放了更多的產(chǎn)能,并將原材料庫、線邊庫和成品庫進行打通,為客戶創(chuàng)造了價值。
在《物流技術與應用》推出的科教節(jié)目“神奇的四向穿梭車”中,隆鏈智能科技總經(jīng)理馬云龍進一步將托盤四向穿梭車系統(tǒng)的應用場景進行了歸納,總結如下。
(1)密集倉儲,特別是對于貨物品種比較少,但每一個品種的批量非常大的業(yè)務形態(tài)。
(2)用地成本高昂的物流中心以及制造中心多原料庫、線邊庫、成品庫等,比如,四向穿梭車系統(tǒng)能夠直接將原材料從倉庫運送到生產(chǎn)區(qū)域,在線邊庫等場景下,比輸送線+出貨口的方式更經(jīng)濟性。
(3)冷庫,其空間利用率對成本影響巨大。
(4)多層樓庫,四向穿梭車系統(tǒng)則可以利用自身的獨特優(yōu)勢把老工業(yè)園區(qū)的樓庫上下打通成為一個現(xiàn)代化的智能倉庫。
(5)制造型工廠或者物流中心內(nèi)的閑置空間。如辦公室、生產(chǎn)線上方通常留有五六米的空間,四向穿梭車可以充分利用這些空間,通過結合tisheng機完成物料輸送,避免與地面物流線交叉。幫助企業(yè)tigao空間利用率,節(jié)省成本,同時對未來布局生產(chǎn)和進一步發(fā)展都具有非常重要的意義。
(6)園區(qū)內(nèi)跨建筑打通。四向穿梭車可以被看作是一個有軌道的移動機器人,在園區(qū)內(nèi)各個不同職能的建筑(如前面提到的原材料庫、線邊庫、成品庫等)之間存儲、搬運貨物,將所有的建筑進行打通。如此一來,各個建筑之間的庫位都可以共享。
上海天睿咨詢有限公司首席顧問邱伏生認為,智能制造的發(fā)展正推動制造工廠“物流中心化”,即將產(chǎn)線放入物流中心的規(guī)劃設計,這為四向穿梭車系統(tǒng)提供了豐富的應用場景。如代替AGV實現(xiàn)跨廠房或者跨區(qū)域的物料輸送,通過與企業(yè)MES系統(tǒng)、WMS系統(tǒng)對接,地將物料配送到工位。在物料流動越快,庫存周轉率越高的場景,越能夠體現(xiàn)出該系統(tǒng)的經(jīng)濟性。不過,由于需要將物流與工藝流程緊密貼合,與整個生產(chǎn)系統(tǒng)相匹配,物流系統(tǒng)規(guī)劃難度非常大,四向穿梭車系統(tǒng)更加復雜,需要細化方案,同時項目的實施周期會更長。
挑戰(zhàn)猶存 前景看好
值得注意的是,四向穿梭車有突出的優(yōu)勢,但也存在諸多方面的挑戰(zhàn)。例如從系統(tǒng)運行上來看,與AGV的調度相比,由于四向穿梭車是三維運行的,要高效、準確地作業(yè),對系統(tǒng)的柔性和可靠性提出了非常高的要求,在車輛避讓、路徑選擇等方面難度更大,需要依靠強大的人工智能技術以及數(shù)學理論基礎。特別是當一個穿梭車系統(tǒng)有數(shù)十層、上百萬個貨位、上千臺車的情況下,任務的實時動態(tài)優(yōu)分配是個NP-hard難題,對企業(yè)能力要求很高。凱樂士有關負責人表示。
此外,四向穿梭車系統(tǒng)還需要在技術層面不斷尋求創(chuàng)新突破,如嘗試與機械手、3D視覺等新技術的相結合,與使用場景中的其他物流作業(yè)相匹配;與5G、人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、區(qū)塊等先進技術相結合進一步增強系統(tǒng)的智能化程度和能力。
在應用上,四向穿梭車系統(tǒng)也面臨挑戰(zhàn)。尹軍琪指出,一項新技術對用戶來說,主要是能夠解決什么問題,需要花費多大代價,風險如何?這是四向穿梭車要面對的問題。其中,四向穿梭車高昂的造價就是擺在客戶面前的大難題,也是集成商在激烈的市場競爭中所要優(yōu)先考慮的問題。從目前已經(jīng)應用的項目來看,系統(tǒng)規(guī)模普遍還不是很大,系統(tǒng)的穩(wěn)定性、關鍵設備的可靠性都有待時間的檢驗,設計方案的合理性和應用的靈活性還有較大改進的空間,系統(tǒng)維護的便利性也是目前需要解決的問題。
邱伏生也表示,看待一項技術的應用水平或者市場接受程度,首先取決于這項技術本身的可靠性和成熟度,它是支撐項目的基礎,當有了成功案例以后更容易被市場所接納。其次,取決于其經(jīng)濟性,是否能夠滿足客戶的投資收益要求。四向穿梭車起源于歐洲,但是中國市場和歐洲市場在應用上存在諸多不同,例如,歐洲,以及日本等市場的生產(chǎn)基礎(如標準化的產(chǎn)品包裝等)較好,可以讓四向穿梭車的應用更加合理、有效;此外,國外很多企業(yè)將包括四向穿梭車在內(nèi)的自動化技術的應用作為戰(zhàn)略方向,這一點和中國很多企業(yè)更看重投資收益有著較大的區(qū)別。因此,從這些角度來看,目前國內(nèi)四向穿梭車市場還有待成長。
但是,四向穿梭車系統(tǒng)的市場潛力無疑被普遍看好。尹軍琪表示,“貨到人”揀選是有前途的拆零揀選技術,也是未來物流系統(tǒng)的關鍵技術之一。箱式四向穿梭車作為主要的“貨到人”揀選技術之一,肯定具有廣闊的應用前景。對于托盤四向穿梭車而言,隨著智能制造的發(fā)展,四向穿梭車應用場景不斷拓展,其市場空間被行業(yè)企業(yè)普遍看好。