托盘四向穿梭车具有许多优点，如特别适合于老旧仓库的改造，无论仓库高低如何，还是形状多么怪异（平面形状曲折多样、空间高度变化等），四向穿梭车都能适应，因此广受欢迎。又如，四向穿梭车具有很好的柔性，既可以适应出入库频率很高的场合，也适合于出入库频率很低的场合，可以说这一项技术是对AS/RS系统的***补充。此外，四向穿梭车系统具有很好的密集存储能力，比传统的AS/RS要好很多，又加之其特别适用于库房空间较低的场景（一般小于15米，AS/RS并不合适），因此在冷链系统中颇受欢迎。

托盘四向穿梭车库案例

当然，四向穿梭车也并非完美无缺。由于要增加轨道的缘故，所以系统成本相对来说要高一些，这是其柔性和适应性无法弥补的，规模越大的仓库越是如此。此外，大型的四向穿梭车库，其调度是比较困难的，这给很多企业提高了技术门槛，并进一步增加了系统的成本。

四向穿梭车技术为物流仓储系统的设计提供了一种新选择，并且在特定情况下成为首选，这是其意义所在。本文将初步探讨四向穿梭车系统建设的要点，以及在设计中要注意的事项。

1.货架

货架是托盘四向车系统的关键设备之一。一方面，与传统横梁式货架不同，四向车系统的货架在结构上增加了供穿梭车行走的轨道，这是一个根本性变化。另一方面，其对货架刚度和精度的要求大幅度提升。因此，货架的加工难度和安装难度大大提升。这种精度的提升，对货架生产制造也提出更高要求，传统的轧机已经难以满足要求，全自动冲孔和轧制技术已成为必要条件，目前一条进口的全自动轧机线动辄超过1000万元，是许多货架企业难以承受的。此外，由于喷涂工艺的误差较大，货架采用镀锌板材料成为趋势。目前，国内只有为数不多的几家企业具备生产能力。

2.托盘四向穿梭车

托盘四向穿梭车一般采用两套轮系：其中一套负责X方向的运行，另一套负责Y方向的运行。在转向环节，通过交换轮系（高差）完成转向，托盘本身并不转向（目前也有单位在开发可转向的穿梭车，但还没有应用案例，而且前景并不看好）。穿梭车取放货均采用顶升机构完成。在取货时，穿梭车进入托盘底下，对准后起升机构升起，将托盘顶起，底部离开货架L型梁或输送机链条表面，这时穿梭车和托盘就可以脱离货架运行；在放货环节，穿梭车将托盘搬运到指定货位后，对准后起升机构下降，托盘就会被放置在L型梁或输送机上，这样穿梭车就完成了一次放货作业。这是四向穿梭车的基本原理。

托盘四向穿梭车

对托盘四向穿梭车来说，定位技术和无线通讯技术的可靠性是其关键技术；电池的选择和充电管理也很重要，电池技术甚至是影响四向穿梭车发展的主要因素；此外，在一个区域同时运行多辆穿梭车时，车的避让技术是影响系统效率的关键因素。这些都是选择穿梭车的重要参考指标。

穿梭车的控制可以采用PLC或集成电路板，集成电路板具有价格优势，因此被越来越多的企业所采用。

3.提升机

提升机位于立体库的两端，其作用有两个：一是将托盘从入库层送到目的地层，二是完成穿梭车换层。很多情况下，穿梭车需要换层。

提升机之所以重要，是因为它是影响系统效率的瓶颈之一。在一个相对较大的系统中，提升机、穿梭车的数量匹配是一个颇有难度的问题。这一问题除与其自身参数（如加速度、速度、移载时间等）有关，还与系统的流程设计和策略有关。如，如果每次作业都是穿梭车带托盘完成升降作业（每次穿梭车都带货换层），其与穿梭车不换层作业则有很大差异。这些都不能通过简单计算就可以得到准确答案，通常还需要进行计算机仿真才行。

4.输送机

输送机在穿梭车系统中也扮演着非常重要的角色，主要用于入出库端托盘的输送。它与流程设计密切相关，影响着系统整体效率，甚至对系统的成本有较大影响。

在布局方面，输送机的设计变幻莫测，需要根据流量要求认真考虑，很多初学者对此一筹莫展。

5.软件系统

托盘四向穿梭车系统中的软件主要是WMS和WCS，这些软件其实与传统的AS/RS没有显著差异，所不同的是关于穿梭车的调度系统，这是AS/RS所没有的。

四向穿梭车系统的一大问题是任务分布不均衡，从而导致实际的效率与理论相去甚远，这是很容易想到的事情。要解决这一问题，需要从多方面入手。如设置库存ABC分布策略，预先调整库存结构，主动控制回库托盘的地址分配等。特别重要的一点是，每个项目要根据具体情况选择相应策略，避免张冠李戴，才能取得较好效果。

6.辅助设备

除以上外，四向穿梭车系统的维修平台和维修设备同样必不可少，而充电装置的位置及数量也常常困扰着设计人员。在大型四向车系统中，由于大量的穿梭车相向运动，其对货架产生的共振也是一个大问题，需要采取有效手段预防。

一体化的入出库系统

四向穿梭车库的设计，要特别注意托盘、货架和层高的设计。一般来说，在穿梭车库中，托盘的方向是与AS/RS不同的，很多初学者很容易发生错误。对货架来说，因为穿梭车的原因，需要增加轨道和充电装置等内容，其设计比AS/RS的横梁式货架要复杂很多，因此，如何设计穿梭车轨道和货架，成为四向穿梭车立体库设计的关键内容之一。一项不合理的设计，不仅会导致货架无法满足使用要求（包括强度、刚度、稳定性、噪音、共振等方面），也会大大增加成本（一般情况下，四向穿梭车货架的成本是AS/RS横梁式货架的2倍甚至更多）。穿梭车库的层高要比传统的横梁式货架高（具体数据与穿梭车的结构和载荷有关，也与不同品牌的产品有关）。这就使得在有些场合下，由于空间高度的限制，采用四向穿梭车方案时，会比AS/RS货架少一层，从而影响最终的系统性价比。

做好提升机的设计，是穿梭车系统设计另一个关键。在穿梭车库设计中，如果一层的托盘不经过提升机进入货位储存，而是直接采用穿梭车完成入库和出库作业，会大大减少提升机的作业量，从而减少提升机的数量，这是穿梭车库设计的一个小窍门。比如，对一个只有2层的穿梭车库来说，这样做的效果是提升机工作量会减少50%以上（考虑到库存ABC的分布问题，可能会大于50%）；对3层系统，会减少33%以上；即使对一个10层的穿梭车库来说，也会减少10%以上的作业量。因此，提升机的设计往往会变得复杂一些。这是四向穿梭车系统设计要特别注意的。

还有一个容易被忽视的问题是维修问题，这是大多数设计工程师最容易犯的错误，而用户也往往不会关心。但对于一个自动化系统而言，维修问题却是一个大问题。维修设备包括维修楼梯、平台以及辅助工具，如轻便型起重机等。对穿梭车立体库而言，这是不可或缺的。有时，维修平台会影响系统总体设计，当然也会增加费用，但这些都是不可避免的。

最后要引起重视的是，虽然四向穿梭车系统可以建得很高，但消防问题是其另一个难点。这也就是目前在用的四向穿梭车库规模普遍不大、高度也不高的一个重要原因。要解决这个问题，需要设计人员付出更多的智慧和时间，还要制定相应标准。