為滿足發(fā)展需求，瑞士零售行業(yè)巨頭COOP集團(tuán)委托TGW物流集團(tuán)成功規(guī)劃并建成一套綜合的自動化內(nèi)部物流系統(tǒng)，以冷藏物流中心和全自動冷凍倉庫為核心，實(shí)現(xiàn)了冷藏、冷凍、干貨和烘焙產(chǎn)品的自動化存儲，以及空包裝處理，在保證物流效率提升的同時(shí)，也使其運(yùn)營成本得到優(yōu)化。

一、項(xiàng)目背景

作為瑞士零售行業(yè)巨頭，COOP集團(tuán)主要從事食品零售、批發(fā)、專業(yè)零售和食品生產(chǎn)，2019年?duì)I業(yè)額約307億瑞士法郎，員工人數(shù)約90000名，擁有超過2400個(gè)零售網(wǎng)點(diǎn)。COOP集團(tuán)立志成為瑞士最優(yōu)秀的食品零售商，為客戶提供最優(yōu)質(zhì)、最貼心的服務(wù)。這一目標(biāo)對公司的內(nèi)部物流提出了嚴(yán)格的要求。為此，COOP集團(tuán)斥資6億瑞士法郎在Schafisheim配送中心啟動內(nèi)部物流項(xiàng)目建設(shè)，其中冷藏物流中心和全自動冷凍倉庫是該項(xiàng)目的核心。

對于這一項(xiàng)目的規(guī)劃建設(shè)，COOP集團(tuán)的要求包括：

●在同一個(gè)地點(diǎn)建立3個(gè)區(qū)域配送中心、3個(gè)冷凍配送中心和3個(gè)大型烘焙車間；

● 應(yīng)用高度的系統(tǒng)自動化和先進(jìn)的機(jī)器人技術(shù)；

● 為COOP的減排目標(biāo)提供最佳支持；

● 內(nèi)部物流合作伙伴必須擁有先進(jìn)的技術(shù)，并且了解COOP的想法、需求和目標(biāo)。

二、項(xiàng)目概況

“將大量貨物都集中到一個(gè)地方，便于我們投資自動化和機(jī)器人技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)快速、高效地處理?！闭劶绊?xiàng)目的初衷，COOP集團(tuán)物流總監(jiān)Daniel Hintermann表示。

這個(gè)巨額項(xiàng)目不僅僅只是一個(gè)簡單的倉庫。因此，COOP要尋求一個(gè)強(qiáng)大可靠的內(nèi)部物流供應(yīng)商作為項(xiàng)目總包，負(fù)責(zé)在多個(gè)溫度區(qū)域?qū)嵤┮徽赘叨葟?fù)雜的解決方案，從而在建筑面積250000平方米的幾棟大樓內(nèi)集成一套綜合的內(nèi)部物流系統(tǒng)。該系統(tǒng)的核心是冷藏物流中心和全自動冷凍倉庫，借此幫助COOP設(shè)立客戶服務(wù)新標(biāo)準(zhǔn)。

最終，TGW集團(tuán)脫穎而出，按照用戶要求成功規(guī)劃并建成一套綜合的自動化內(nèi)部物流系統(tǒng)；實(shí)現(xiàn)冷藏、冷凍、干貨和烘焙產(chǎn)品的自動化存儲，以及空包裝處理（即處理從所有瑞士門店回收的可重復(fù)利用包裝）；并且將3個(gè)區(qū)域配送中心、3個(gè)冷凍配送中心和3個(gè)大型烘焙車間集中整合到一個(gè)地方。

這項(xiàng)投資規(guī)模達(dá)6億瑞士法郎的大型項(xiàng)目通過分期實(shí)施，于2016年6月全面投產(chǎn)，年處理能力達(dá)1.3億件，每年減排超過1萬噸，每年節(jié)省成本約5000萬瑞士法郎。為保障系統(tǒng)持續(xù)、高效運(yùn)行，TGW還根據(jù)用戶需求為其量身定制了個(gè)性化的維護(hù)和服務(wù)方案。

圖1 項(xiàng)目整體布局

圖2 全自動化冷凍立體倉庫的布局組成

圖3 全自動化冷凍立體倉庫的進(jìn)出庫流程

三、內(nèi)部物流解決方案

1.物流系統(tǒng)的整體構(gòu)成

TGW實(shí)施的內(nèi)部物流系統(tǒng)，通過籠車輸送線將各個(gè)收貨區(qū)、托盤庫、揀選區(qū)和發(fā)貨區(qū)串聯(lián)起來。兩棟主建筑大樓由160米長的連廊相連，其中包括：

● 冷凍貨物（-23℃）：全自動化物流系統(tǒng)，涵蓋從拆垛到穿梭車立體庫存儲，再到機(jī)器人揀選的各個(gè)流程。

● 冷藏貨物（2℃）：自動化物流中心，由Stingray穿梭車系統(tǒng)配合自動化拆碼垛機(jī)器人，實(shí)現(xiàn)奶制品、肉類和魚類的高效揀選和發(fā)貨。

● 空包裝（回收中心）：自動化回收中心，處理紙板、塑料和生物質(zhì)等空包裝的回收和發(fā)貨（拆垛、清空、洗滌、分揀和碼垛）。

● 干貨倉庫有4536個(gè)托盤貨位（可增加到5670個(gè)），存取能力達(dá)160托/小時(shí)。7個(gè)揀選工位（語音揀選），可同時(shí)揀選多個(gè)客戶的訂單。

● 烘焙和糕點(diǎn)類產(chǎn)品：年產(chǎn)5萬噸。

● 區(qū)域配送中心來貨越庫（食品/非食品類慢銷品）。

2.全自動化冷凍立體倉庫

自動化冷凍倉庫是食品零售行業(yè)面臨的重要內(nèi)部物流問題，不僅是因?yàn)槠涔ぷ鳝h(huán)境惡劣，而且對設(shè)立優(yōu)質(zhì)服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)起決定性作用。作為冷鏈物流的先驅(qū)，TGW一直致力于冷鏈行業(yè)的內(nèi)部物流解決方案：每個(gè)系統(tǒng)、每個(gè)組件、每個(gè)產(chǎn)品都可以在-30℃的環(huán)境下完美運(yùn)行。COOP將自己生產(chǎn)的冷凍和烘焙產(chǎn)品存儲在-5℃至-23℃的環(huán)境下，然后直接送入配置自動拆碼垛機(jī)器人的托盤庫。該系統(tǒng)的核心是Stingray穿梭車。

該系統(tǒng)配置幫助COOP集團(tuán)實(shí)現(xiàn)了最高程度的自動化，這是降低總體擁有成本的第一要素。其次，還需要為不同的溫度區(qū)域創(chuàng)造合適的低溫環(huán)境：基于“適溫存儲”的原則，拆碼垛作業(yè)區(qū)的溫度在-2℃至-5℃之間，托盤庫和穿梭車立體倉庫的溫度為-23℃。倉庫內(nèi)的氧氣濃度控制在14%，以防火災(zāi)的發(fā)生。

圖4 全自動拆垛機(jī)器人

全自動化冷凍立體倉庫的進(jìn)出庫流程，如圖3。入庫方面，每天400個(gè)托盤來自外部供應(yīng)商，800個(gè)托盤來自COOP自己的烘培車間。訂單揀選方面，平均每天55000件貨物，3500臺籠車；高峰時(shí)段每天可達(dá)10萬件貨物，6000臺籠車。

（1）托盤庫

托盤庫的溫度為-23℃，共4個(gè)巷道，17000多個(gè)貨位。它可以容納超市所需的兩周庫存。庫內(nèi)共配置四臺堆垛機(jī)負(fù)責(zé)存取貨物，每臺配兩個(gè)貨叉。該系統(tǒng)每小時(shí)可存取貨135次。

（2）全自動拆垛機(jī)器人

圖5 Stingray穿梭車系統(tǒng)

在-2℃的溫度下，3臺Splitex全自動拆垛機(jī)器人輕輕抬起紙箱一側(cè)，然后將載貨板迅速滑入紙箱下方，從而完成拆垛作業(yè)。這就確保了即使不穩(wěn)定和無法吸取的紙箱也能安全順利拆垛。幾乎100%的托盤是以這種方式實(shí)現(xiàn)全自動化拆垛的。只有特別大或包裝不當(dāng)?shù)呢浳锉仨毴斯げ鸲狻８鶕?jù)垛型不同，1臺拆垛機(jī)器人每小時(shí)可以處理1800～2800個(gè)包裹。也就是說，由3臺機(jī)器人組成的整個(gè)拆垛系統(tǒng)每小時(shí)可以處理5400～8400個(gè)包裹。

（3）穿梭車系統(tǒng)

穿梭車立體倉庫的溫度低至-23℃，共7個(gè)巷道，16層貨架，40000多個(gè)貨位。高動態(tài)的穿梭車系統(tǒng)用于揀選緩存，可以存儲略高于一天的庫存。一旦某些產(chǎn)品低于最低庫存水平，就會自動從托盤庫中取出并輸送到拆垛區(qū)。Stingray穿梭小車的存取能力達(dá)4500箱/小時(shí)。

圖6 冷凍產(chǎn)品全自動混合碼垛

當(dāng)需要維修保養(yǎng)時(shí)，COOP可以從巷道中輕松取出小車，并挪到常溫下進(jìn)行維修。

（4）冷凍產(chǎn)品全自動混合碼垛

在冷凍環(huán)境下，人工揀選特別困難。這就是COOP慎重考慮并最終選擇全自動混合碼垛的原因。9臺Autostax碼垛機(jī)器人在-5℃的溫度下工作。自動預(yù)先計(jì)算出理想的順序和碼垛方式，然后由碼垛機(jī)器人按照正確的順序?qū)⒓埾渌腿耄凑疹A(yù)先計(jì)算的碼垛方式進(jìn)行碼垛。根據(jù)包裹的數(shù)量，一臺機(jī)器人只需40～130秒就可以裝滿一臺籠車。這樣的話，9臺機(jī)器人每小時(shí)可以自動裝載250～800臺籠車。

3.處理冷藏貨物的全自動化倉庫

圖7 自動冷藏庫的布局組成

圖8 自動冷藏庫的進(jìn)出庫流程

圖9 空包裝中心的布局組成

COOP的自動冷藏倉庫是一個(gè)區(qū)域性生鮮存儲系統(tǒng)，專為瑞士西北部、蘇黎世和瑞士中部的約360家COOP門店供貨。每天來自門店的奶制品、肉類和魚類訂單，在2℃的溫度下由全自動、高動態(tài)的揀選系統(tǒng)進(jìn)行處理。該系統(tǒng)包括穿梭車立體倉庫，其中配置進(jìn)出貨籠車自動拆垛工作站。

自動冷藏庫的布局組成，如圖7；進(jìn)出庫流程，如圖8。在訂單揀選方面，平均每天達(dá)10萬個(gè)包裹，高峰時(shí)段可達(dá)125000個(gè)包裹；每小時(shí)存取貨6500次；可容納約2天的庫存量。

供應(yīng)商使用籠車或托盤裝載標(biāo)準(zhǔn)化料箱，來運(yùn)送貨物。第一步，將堆疊的貨物料箱從籠車或托盤上自動取下，然后放置到托板上，視尺寸不同最多可裝載8個(gè)料箱。

隨后，貨物被送入穿梭車系統(tǒng)中。這是一個(gè)高動態(tài)的揀選緩存區(qū)，它可以存儲大約2天的庫存。該穿梭車立體倉庫共7個(gè)巷道，17層貨架，60000個(gè)貨位。119臺Stingray小車，每小時(shí)可存取貨6500次。

系統(tǒng)將門店訂單所需的料箱從倉庫中取出，并自動輸送到籠車裝載工作站。

TGW軟件基于以下標(biāo)準(zhǔn)，優(yōu)化順序并計(jì)算出理想的垛型：

●最佳裝載水平；

●高穩(wěn)定性；

●超市內(nèi)的步行距離短。

裝好的籠車經(jīng)過固定保護(hù)，并貼上相應(yīng)的發(fā)貨標(biāo)簽，然后送至出庫緩存區(qū)。

4.空包裝中心（即回收中心）

工業(yè)機(jī)器人清洗并分揀料箱，然后自動將返回的包裝輸送到空包裝中心的入庫區(qū)。這就確保了配送中心的其他區(qū)域都有充足的料箱供應(yīng)。該中心由以下區(qū)域組成：空籠車緩存區(qū)、烘焙產(chǎn)品的空箱存儲區(qū)、出庫緩存區(qū)以及作為系統(tǒng)技術(shù)核心的分揀單元。所有這些區(qū)域由超過15公里的輸送線串聯(lián)在一起。

空包裝中心的布局組成，如圖9；設(shè)備和軟件組成，見表1；運(yùn)作流程，如圖10。分揀和碼垛的處理能力達(dá)每小時(shí)6000箱；IFKO料箱的分揀和碼垛處理能力達(dá)每小時(shí)7000箱；清洗系統(tǒng)的處理能力為每小時(shí)5600箱；空容器緩存區(qū)的處理能力為85000箱。

TGW 仔細(xì)分析客戶需求，為其量身定制個(gè)性化的內(nèi)部物流解決方案，并且始終關(guān)注系統(tǒng)整個(gè)生命周期的總體擁有成本（TCO），從每個(gè)細(xì)節(jié)入手，著眼每個(gè)系統(tǒng)、組件和產(chǎn)品，從而幫助COOP 實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、降本增效。

圖10 空包裝中心的運(yùn)作流程

四、優(yōu)化運(yùn)營成本

規(guī)劃伊始便考慮運(yùn)營成本的優(yōu)化。因此，在項(xiàng)目規(guī)劃階段，定制個(gè)性化的維護(hù)和服務(wù)方案就非常重要。這樣可以大幅降低運(yùn)營成本，從而大大降低整個(gè)系統(tǒng)的總體擁有成本。

COOP集團(tuán)西北物流區(qū)物流總監(jiān)Domenico Repetto說：“我們尋找的是一家跟COOP一樣注重可持續(xù)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)的公司?！盩GW始終考慮每個(gè)系統(tǒng)、組件和產(chǎn)品的運(yùn)行成本，這是實(shí)現(xiàn)節(jié)能減排、降本增效的唯一途徑。COOP項(xiàng)目便是如此。

表1 空包裝中心設(shè)備和軟件一覽

TGW主要關(guān)注的是系統(tǒng)整個(gè)生命周期的總體擁有成本（TCO）?？傮w擁有成本優(yōu)化從看似不重要的細(xì)節(jié)開始，如能量回收裝置或托盤堆垛機(jī)的節(jié)電軸控制，以及最大化提高存儲密度（冷庫應(yīng)用尤其如此）。

貨物存儲間距小，部件設(shè)計(jì)緊湊（如Stingray穿梭車系統(tǒng)），這些都讓COOP大大受益。在能源成本節(jié)約方面，冷凍倉庫發(fā)揮了重要的作用：通過自動化和機(jī)器人技術(shù)的使用，COOP將冷凍貨物的總量降至最低。如果持續(xù)優(yōu)化溫度（達(dá)到必要的低溫即可，無需更冷），并將氧氣濃度降到14%，便可實(shí)現(xiàn)倉庫的成本優(yōu)化。