JTM食品公司的自动化冷库系统

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实践证明，采用自动化冷库系统可以消除人工操作的冷库所固有的作业效率低、设备和产品破损率高以及能源消耗巨大等不足之处。

美国jtm食品集团公司是一家位于俄亥俄州哈里森市的专业食品加工企业，向学校、超市、餐馆、军队提供众多类型的冷冻食品。以前，该公司一直感到其人工操作的冷冻库运营效率低，而且叉车频繁进出冷库使冷气泄漏造成的花费相当大。通过采用自动化立体库取代原来人工操作的冷库，JTM不仅节省了高昂的运营成本，而且作业效率大幅提高，差错率大大降低，客户服务水平也得到很大改善。

人工冷库难以避免的问题

JTM成立于1960年，最早是辛辛那提市的一家零售肉店，长期以来一直使用人工操作的冷冻室。随着公司逐渐开始提供食品加工服务，业务量保持了两位数的增幅，增长势头十分喜人，因此每隔3到4年，JTM就需要增加一个新的冷库。而公司运营副总裁Joe Maas深知，建造一座冷库耗资巨大，且运营费用极其高昂。

导致冷库能量损失有多方面的原因，最主要的一个就是，为了让操作人员能够驾驶叉车进出冷库，必须设置特别宽大的仓库门。每次进出库，操作人员送出的不仅仅是满载货物的托盘，还有因冷气泄漏而损失的现金。

实际上，JTM的现金损失还不仅限于此。与常温库相比，在冷冻库里，叉车、卡车以及其他人工操作的设备对货架和产品造成的损坏率更高。同时，在低于0℃的环境中，设备的维护费尤其是电池供电设备的维护费也大幅提高。另外，由于操作员不能持续在低温环境中工作，每隔一小时就需要在仓库外呆上20分钟，因此工作效率受到很大限制。当然，由于操作员急切地想完成规定的任务，库存和订单履行的准确率同样会受到影响。

解决方案――采用自动化立体冷库

以上问题一直给JTM带来很大的困扰。直到有一天，JTM公司的一个商业伙伴建议其采用自动化立体仓库系统以取代手工作业模式的冷库。经过考察自动化码放、存货和取货系统，JTM最终与德马泰克公司达成合作协议，建设了一座自动化立体冷库。此后公司面貌大为改观。

Maas将JTM的情况与使用常温仓库的企业进行了比较，准确确定了成本上的差异。“在常温状态下，新建一个10万平方英尺(约9300平方米)仓库的费用，并不会比一个3万平方英尺的设施高很多。但冷冻库就截然不同了。”

首先，劳动力是产生巨大差别的因素之一。因为人们不喜欢整天都在冷库内工作，一有机会他们就离开那里。在冷库里，操作员总是会急于把工作做完。这种匆匆忙忙的心态常会在他们驾驶叉车操作时很容易造成设备损坏。

其次，人工操作的另一个问题是产品大量“损失”。由于JTM使用了后推式货架，一些物品很容易就会离开操作员的视线。理想情况下，当履行订单时，应遵循先进先出的原则，这正是当前使用Dematic AS/RS自动仓库系统所实现的目标。而在原先的人工作业方式下，在低温环境中工作的员工，经常会选择在他们前方伸手可及的托盘货物，而不是从货架顶端或者后面取出先进入冷库的托盘货物。Maas认为，这一操作过程是“人性本然”的体现，他完全能够理解。

这一现象也在某种程度上导致了订单履行错误的发生。工人在进入冷库去寻找某个品规时，会在匆忙中拿错货品。更为严重的是，这一错误直至货品被打包、发运后又被退回JTM后才能发现。

Maas说：“我知道这种事情在常温库中也有发生，因为人工操作方式的弊端就是差错率高。但这些是我们需要面对和接受的挑战。我们面临着FIFO(先进先出)问题、订单履行问题、库存问题和人员问题(即找到愿意在冷冻环境下工作的员工)。”

为了彻底改善冷库的运作效率，JTM决定，将原本用于新建另一个人工操作冷库的资金拿来购买德马泰克的自动化仓库系统。尽管建设自动化立体冷库需要花费大笔资金，但在这笔投资以后，公司再也不用翻新手动冷库了。首先是因为在JTM加工厂附近没有现成可供改建的建筑了；其次，自动化系统非常专业高效，很有利于冷库操作，因此JTM再也无需建造另一座手动作业的冷库了。

最终，整个项目共花费了近800万美元。Maas认为，预计可能需要12～14年的时间能收回全部投资。

自动化冷库的优势

新冷库在JIM加工厂的停车场拔地而起，这一绿色建筑高85英尺(约26米)，共有9200个货位。它的建成使用给JTM公司带来了众多明显的收益：与此前的人工操作模式相比，除了占地面积缩小70％外，库存和订单履行准确率达到近乎100％，仓库工人减少了75％，产品和仓库设施损坏的情况一去不复返，同时因冷气泄漏带来的能量消耗也显著降低，降幅达50％～66％，使运营成本大幅降低。

其实，除了开关门时造成的能量损失外，冷库遇到的另外两个问题也不容忽视，即湿气入渗和通过房顶丧失能量。这是因为当对因湿气入渗而结霜的冷冻系统进行除霜时会损失一部分能量，另外能量也会通过房顶直接损失掉。

完全消除湿气入渗是不可能的，但全新的AS/RS系统可以最大限度地减少湿气入渗情况。在人工仓库系统中每天都要除霜，现在则完全不需要了。因为此前，为了便于叉车进出库，库门的尺寸为8×10英尺(约2.4×3米)，而工人不能总是恰到好处地将门关上，所以每次开关门时大量的湿气会涌入冷库，进而产生水汽，湿气凝结在线圈上。夏天这种情况尤为严重，而清除湿气需要一定的费用。通过加热可以消除湿气，但与此同时也将热气吹入了冷库，这对于冷库非常不好。

AS/RS的库门尺寸比原先的库门小很多，且库门在货物通过时开关的速度很快，有效地避免了湿气大量进入到冷库中。此外，使用人工系统时，操作员通常必须冷冻其工作台，以避免上面集结湿气。如今已经没有这个必要了。

至于冷库房顶丧失能量的问题。其核心是尽量缩小房顶的尺寸。显而易见，房顶面积越小，节能效果越好。Maas说：“您一定希望，相对于单位面积的储存空间，房顶面积应尽可能减小。采用AS/RS系统，肯定能够做到这一点，因为可以增加仓库的高度，使单位面积空间对应的房顶面积最小。”

JTM的新冷库高85英尺(约26米)，库容量远远大于以前24英尺(约7.5米)高的旧冷库，而旧冷库的占地面积却相当于新仓库占地面积的3.5倍。因为过去采用人工操作的冷库，至少需要设置两条12英尺(约3.5米)宽的通道，以便让叉车或其他载货工具通过。通道无法存放货物，但同样需要冷却，因此是既无用处还要花钱的空间，当然越少越好。新冷库采用深堆垛存储系统，只

有一条5英尺(约1.5米)宽的通道。实际上，JTM新冷库的宽度只相当于过去人工操作冷库的通道的宽度。

更为关键的是，自动取货系统还可以确保先入库的货品最先下架、发运。

系统集成商德马泰克将食品行业细分为两部分：一是食品和饮料生产，即成品制造，就像JTM开展的业务；另一个是食品零售和批发，即为零售商提供配送服务。制造型企业可能要存储大量产品，但处理的是同一品规的多个托盘；而批发零售配送企业则通常在托盘上码放多种品规的货品。制造型企业和配送型企业的业务模式有很大的差异，这些差异成为决定其仓库的自动化程度和系统选型的关键因素。

通过大量实践，德马泰克非常了解食品与饮料生产企业的需求和面临的挑战，有能力提供满足其需求的物流系统。德马泰克公司供应链服务总监Mike Khodl非常理解Maas遇到的问题。例如，按照州法律的规定，员工每小时有20分钟待在冷库外是很平常的事，通常这无可厚非，事实上却牺牲了工作效率。另外，订单履行准确率低，货品和设备损毁等问题，也应该尽量避免。

Khodl认为，提高订单履行准确率是促使企业采用自动化系统的关键因素，因为在人工系统中，特别是在低温环境中，很可能员工不能按需求准确地取货。如果企业生产出20个托盘的食物储存在冷库中，采用人工作业时，不能保证员工会取出最先生产的货物。而采用自动系统可以确保这一点，系统可以先取出最先生产的托盘，从中拣选所需货物，然后再将其放回去。

同时，货品和设备损坏情况也不用再担心了。以前，大量的人工驾驶的机械搬运车辆在作业时。经常会因为碰撞到货架而使运作效率降低。现在，不仅不会发生货架和设备损坏，JTM还撤出了所有电动搬运设备。超低温造成的车辆电池磨损使车辆的工作效率下降，也已不再是JTM冷库需要关注的问题了。

正因为此，Maas对引入自动化系统带来的效果感到非常满意。开展第三方物流服务

考虑到建造自动化冷库花费巨大，为了收回资金，JTM开始为其他企业提供第三方物流服务。

JTM的新冷库非常大，超出了公司的自身需要。JTM根据其业务战略和合理化利用冷库的原则，决定出租部分空间给其他客户，以便能够实现冷库自身盈利。一家冰块制造商成了JTM冷库的客户。

其实，对JTM来说，开展第三方物流服务并不复杂。只需负责确定该客户应支付的仓库管理费用即可。对德马泰克来说，JTM增加的新客户只是通过系统跟踪的另一个批次和托盘货物而已，系统需要做的就是跟踪品规ID号和库存。

Khodl表示，只要冷库有足够的空间供其他客户使用，AS/RS系统就能为JTM及其客户提供出色的服务。他同时指出，其他采用“合作运营模式”的德马泰克的客户，最多有5～6家公司同时使用同一个自动化立体仓库。

作业流程

JTM自动仓库系统的作业流程如下。

产品下生产线后被直接放在托盘上，之后被运送到冷库。托盘进入自动化仓库之前，被卸下来并放到托盘输送系统等操作是在常温环境下进行的。之后，扫描托盘上的标签，信息自动输入库存控制数据库。随后，托盘在被送入冷库的存储货位前，先要检查其是否符合系统规定的尺寸和重量要求。如果发现不符合要求，托盘会被拒收。

然后，该托盘货物被直接送到冷库，到达堆垛机的取货站台。堆垛机一次可以取两个托盘将其送入双深度存储货位。

据Khodl介绍，德马泰克在为欧洲的客户设计双深度货位存储系统时，主要是考虑到这些制造企业受到场地有限的制约，而为JTM建造的多深度堆垛系统还属北美首例。

在通道的一侧，JTM的存储区为4个托盘深度，在另一侧，则是8个托盘深度。之所以采用这样的设计，是因为JTM的大量存取作业只针对相同品规的货品。

AS/RS的库存控制系统(德马泰克称之为储位导引系统)被告知托盘货物的具置，并获取产品批次、类型及其他信息。当履行订单时，该库存控制系统先搜索冷库中存放时间最久的货品，并把其从货架上取下来，送至与输送系统相连的交接台，托盘货物被送出冷库后到达指定的工作台。

与人工操作的传统冷库的运营成本进行比较，你会发现，高密度立体冷库的运营成本大幅下降，因为自动化立体库系统可以节省劳动力成本。JTM现在只需要一个维护人员在某个时间进入冷库。因此，冷库的门再也不必始终开着了。