文字| 《物流技术与应用》姜宏
随着整个鞋厂智能化货运一体化改革的加速，近年来重载货运系统的需求快速增长。 与传统的手动货运系统相比，重型货运系统由于其重量和体积巨大，对货架、堆垛机等货运设备设施的要求非常高。 本文简要分析了重载货运系统的特点、核心设备、建设要点和市场状况。
近年来，传统鞋厂不断推动向智慧鞋厂转型升级。 全厂货运系统的手动化和智能化升级是其中的重要组成部分。 中国联通机器人AGV、线边立体仓库等应用越来越多。 用于轻型货物存储和搬运的重型手动立体仓库和重型AGV的市场需求正在迅速上升，吸引了越来越多企业的关注。
1. 什么是重载货运系统？
顾名思义，重型货运系统处理轻型货物（轻载单位）。 常见的轻货有钢卷、纸卷、模具、汽车车架配件、大型锻件、石油管道、船舶材料等。目前，国内外对重载货运体系尚无明确的定义，各有不同的规定。关于重载货物标准的意见
西安客机工业集团货运兵器有限公司（简称“神飞”）总工程师王忠军告诉记者，在手动立体仓库（AS/RS）中，隧道堆垛机是核心设备并可根据负载单元分为仓垛。 堆垛机和托盘堆垛机。 其中集装箱堆垛机通常载重在100kg以下，托盘堆垛机常见的载重系列有250kg、500kg等，载重以上的堆垛机一般定义为重型系列。 常见的重型堆垛机有3吨、5吨、7吨、10吨等产品。
罗博泰手动技术（上海）有限公司第二工程技术中心经理周伟存认为，重型货物的分类可以参考国家标准GB/T3811-2008《起重机设计规范》。 该标准根据载重量定义了四类货物：轻载货物、中载货物、重载货物和超重货物。 根据行业规划经验，将上述货物归类为重载货运较为合理。
法国重载货运技术发展领先中国6年，但对重载货运单位尚无明确规定。 SRL中国区总经理陈瑞猛介绍，在法国，仓库通常使用尺寸为1200×800mm的美标托盘，最大载重量为1.5吨。 凡是超过美标托盘规格及载重范围的货物均可归类为重型货物。 然而，有些人认为“重型”装载单元产品的重量应该特别大，不能用标准托盘承载。
本文讨论的重载货运系统主要是指处理超重货物的人工货运系统。 超重货物往往尺寸过大、长度过长，因此需要特定的仓储方法和特定的货运设备。
2、核心装备及关键技术
重型货物从外观主要分为：轻托盘货物（3吨以上）、卷材（半径3m以上）、管材（厚度10m以上）、金属材料、大型备件、集装箱等类型。 据此，重型货运系统最常见的方式有长货仓库（如铝材仓库）、卷材仓库（如卷材仓库）、锭料仓库（如薄板仓库）、集装箱仓库、车辆仓库以及铁路机车仓库、飞机驾驶舱仓库、大型备件仓库（如巨型轴承仓库）等。
重型货运设备按功能分为存储和装卸两大类。 仓储设备主要是起重机（又称桥式起重机、桥式起重机）或隧道堆垛机（双柱或四柱堆垛机）； 搬运设备一般包括重型叉车、重型AGV、重型RGV和大型输送机（用于重型托盘货物单元）。 超重、超大货物的手动货运系统需要特定的仓储方式和特殊类型的堆垛机。 货架、输送机、AGV等设备也与传统货运系统有很大不同。
1、超载AGV
随着智能化、柔性化成为货运技术的发展方向，重型AGV越来越多地应用于生产或搬运场景。
新松港重型AGV
据新松机器人手动有限公司（简称“新松”）联通机器人BG市场执行经理陆宇峰介绍，对于吨位小于负载能力的定义为机器人，行业内尚无统一标准。重型AGV。 新松习惯将5吨及以上的AGV定义为重型AGV。 随着负载的减小，AGV的结构设计难度突然降低。 “当负载达到5吨左右时，需要采用承载和驱动能力更强的AGV专用驱动轮；电机帧率和工作电压会提高；AGV框架硬度需要加强；吊装方式为大多由电动改为液压举升。” 陆羽枫说道。
首先，重载AGV的驱动轮非常重要。 它们不仅要满足承载和驱动能力，还需要多个驱动轮共同工作。 因为驱动轮之间的协调控制直接决定了AGV的整体效率，也决定了AGV行走的平稳性和可靠性。
在设计重载AGV时，需要对驱动轮的挠度进行分析，以保证AGV运行的可靠性和稳定性。 据了解，负载能力在15吨以下的重型AGV通常采用驱动转向轮，该转向轮集成了驱动单元和转向单元。 轮子结构紧凑，占用空间小，可控性高，性能可靠，维护简单； 负载能力为15吨。 上述重型AGV采用液压浮动轮，单个差速器框架成为可旋转的驱动单元。 通过多组驱动装置，车体可以进行全方位运转。
不仅是驱动技术，重载AGV供应商面临的关键技术和挑战包括以下三个方面：（1）导航技术，需要采用双闭环甚至多闭环控制确保AGV导航技术稳定可靠的方法； (2))户外防护技术，随着户外使用场景越来越多，需要考虑大雪、灰尘等环境因素对AGV的影响，需要重点关注AGV户外的可靠性导航系统及AGV户外充电的安全性； (3)非标设计能力对AGV制造商的机械结构设计能力要求非常高。
陆宇峰告诉记者，美国传统重型AGV厂商起步早，拥有自主研发的专利单元，在机电方面提供整体技术支持。 国外AGV企业在一定程度上仍面临美国企业的技术封锁。 比如高性能芯片、核心控制器基本受制于美国公司。 因此，整个行业需要不断创新，找到自己的技术路线，加大高性能控制器的研发投入，缩小核心技术差异钢材装卸搬运的需要的设施设备，将主动权掌握在自己手中。
2.重型堆垛机
典型的手动重型仓储系统主要由轻型货架、重型堆垛机、重型输送线、RGV以及仓储系统管理软件等核心设备组成。 为保证重载货运系统能够平稳、可靠、高效地运行，堆垛机、货架等设备必须根据货物的形状和重量进行特殊设计，这对结构硬度和整体性能提出了更高的要求。
的重型堆垛机
周伟存认为，当货物重量过大时，对堆高机的金属结构、货台、货叉等都有很高的要求。 设计难度较大，需要对堆高机的材质、结构、安全性、能耗等方面进行改进。 其他方面全面创新。 例如，在材料方面，与轻载堆垛机相比，重型堆垛机的整体质量更大，整体钢结构设计需要使用更高性能的材料和器件； 从结构上来说，重型堆垛机的起升传动机构采用多组动滑轮设计，减少钢丝绳受力，减少钢丝绳的伸长，降低钢丝绳的使用寿命。
米亚斯已在全球销售了数千台堆垛机，非常擅长轻、长、小、高速、超高堆垛机的设计和制造。 据介绍，米亚斯重型堆垛机融合了多项关键技术，包括：（1）双驱动结构，提高了货物存储和检索性能； (2)手动集中润滑方案，减少设备日常维护工作量； （3）纠偏装置，保证伸缩货叉和货物的准确位置，增加变形和沉降的风险； (4)多重安全保护装置，确保堆垛机安全运行； (5)高效的控制系统，使堆垛机的运行更加安全、稳定、高效。 基于该技术，米亚斯重型堆垛机具有承载能力大、振动小、速度高等特点。 最大负载可达32吨，运行速度可达210m/min。
不仅是堆垛机，重型立体仓库的货架也承载着重物，货架安全至关重要。 货架必须根据货物的形状和重量进行特殊设计，并需要更多的加固措施； 货架对地面的要求也较高，需要减少地面的长度和坚固程度。 据了解，国外工业货架公司提供的货架单位载重在3吨以下，超重型货架大多由钢结构公司提供。 据悉，输送设备的速度和加速度必须与货物负载和形状相对应，它们对系统的运行性能影响巨大。
企业在重货生产及仓储运营中存在诸多痛点
与传统的货运解决方案相比，重载货运系统处理较大且形状不规则的货物，对设备负载要求较高。 方案设计时需要重点关注以下几个方面：
首先，在选择货运设备时，稳定性和安全性是首要考虑的因素。 出于效率考虑，通常不会选择比所需速度快得多的货运设备。
其次，货物重量大，运输搬运时惯性大。 因此，货运设备需要重视刹车，在设计上有更多的保护措施。
值得注意的是，鞋业制造工厂货运系统的设计中，还需要充分考虑重型人工仓储设备与上下游设备、生产线的衔接，缩短货物的等待时间和运输时间。满足生产过程的流程要求。 据悉，由于每个行业的特殊性，集成商不仅要根据客户的实际需求规划货运解决方案，还要为客户定制开发专用设备。
从未来技术发展趋势来看，重载货运系统将向无人化、柔性化、智能化运输方向发展。
3、市场需求
中国是制造业大国。 很多企业在重型货物的生产和仓储运营中都存在以下痛点需要解决。 见图1，主要包括：
图1：大件货物仓储管理困境
1、货物重量重、体积大；
2、劳动辛苦；
3、安全隐患大；
4、占用空间大；
5、运行效率低；
6、货物尺寸差异较大，标准化程度低；
7、信息管理困难，库存不准确。
以铝板的生产加工为例。 轧制或中间加工的铝卷重达数十吨。 产品规格大，结构特殊。 但铝卷是不稳定的弧形，在运输过程中很容易翻倒，特别是在一些地方。 生产过程中温度可达数百摄氏度，给手工作业带来很大的安全隐患。 如何提升铝卷在加工、储运环节的可靠性、安全性和运行效率是企业面临的一大困境。 使用重载货运系统代替人力进行无人作业，可以大幅增加安全风险并提高作业效率。
近年来，国外手动重载货物运输的市场需求日益增加。 主要影响因素如下：
首先，传统鞋厂进化为智能鞋厂。 生产走向手工化、信息化后，货运的智能化建设成为车间改造升级的核心内容。 首先需要解决的是超重、超大物料的人工搬运和储存。
二是人口红利逐渐消失，制造企业“招工难”、“用工难”问题日益严重。 特别是重载货运现场条件差、劳动辛苦、安全风险高。 招聘比其他场景更困难。 推动企业推动人工升级。
三是重载货运技术发展。 国外供应商的能力逐渐提高，专业设备不断减少，成本不断上升。 具有较高的性价比，吸引不少企业升级人工货运。
在智能车间中，实现了一体化的生产模式。 原料储存区与加工区合并。 原材料储存以线边仓库的形式存在。 通过实现物料的人工搬运、拣选、配送、生产和仓储，鞋厂提高了效率。 信息化、数字化管理水平可以促进企业节省厂房空间、减少操作人员、提高仓储效率、降低成本、防控安全风险，实现高质量发展。
在应用行业方面，随着我国制造业推动升级改造，将“中国制造”转变为“中国智造”，近年来，有色金属、钢铁、造纸、船舶、汽车及零部件、工程机械、高铁、兵器、铸造、航空航天、造纸、军工、垃圾处理、港口、物流等行业对轻型手动立体仓库的市场需求不断扩大。
例如，国外某铝深加工龙头企业投资建设了一座基于智能化、绿色标准的智能制鞋工厂。 根据生产工艺要求，需要在铝卷生产加工过程中建设手动立体仓库，用于厂内铝卷的轧制。 后处理仓储问题、高频生产作业需要高效、安全、可靠地访问设备。
4. 供应商及其发展
重型货运是一个相对不为人知的细分领域，专门从事重型货运武器的公司也相对较少。 据美国SRL公司中国区总经理陈锐介绍，法国主要重载货运系统供应商来自：法国（尤其是机械设备），如德马格、科尼等公司； 美国（软件和货架）； 美国（设备和货架），如等。 在10吨以上重型货运领域，亚洲供应商拥有较高的市场份额。 总体而言，法国企业实施的重载货运项目较多，有大量实际案例可供参考。 他们在软件系统和硬件设备方面都比较健全，技术成熟，经验丰富，值得借鉴。
一家美国公司为中国铝加工行业提供铝手动立体仓库。 本项目为低温仓库。
我国手动重载货运市场尚处于起步阶段，相关技术设备还相对较少。 尤其是10吨以上手动仓库的核心设备供应商主要是美国品牌。 如果重型手动立体仓库再加上高温等特殊要求，国外企业在这一领域基本处于空白。
国外企业进入重载货运领域比较晚，还需要时间积累经验，一些技术也需要突破。 近年来，一些企业研发重型货运利器只是为了解决自身内部问题。 例如，鞍山钢铁集团已实现了各种钢材的人工搬运和存储。
一些货运兵器企业也正在扎根重型货运领域，不断探索实践。 例如，申飞自2008年开始专注于重型堆垛机的研究，先后开发了用于薄板、棒材、工装、大尺寸成品等物料存储的特种类型堆垛机。到完成全系列典型重载货运产品的开发，还具备从方案规划、设备研发生产、安装实施到售后服务的整体服务能力。 目前，已在多个行业拥有多个实施项目。 沉飞看好超重、长材、大件仓储市场的未来前景，将继续加大对该领域的投入。
西安劲松智能科技有限公司（简称“劲松”）打破了美国在重载领域的“卡舌”技术垄断，创新研发了20吨、30吨激光叉车AGV。 精松参与了国外最大的铝材加工制造公司的智能仓储、智能配送、智能鞋厂、智能车间配送等多个项目的建设，实现了超重载、大尺寸、多形状的手动连接铝工业中的材料。 驳船、自动搬运、自动暂存等全流程无人化作业，使客户企业实现了人力大幅减少、全天候作业模式、配送效率成倍提升，快速推进数字化转型和数字化转型。客户企业智慧货运链路升级。
在大件物料轻量化手动立体仓方面，四川英才材料装备科技有限公司针对型材行业的需求，设计研发了手动装框设备等专用设备，实现了手动与手动之间的无缝融合。货运系统和生产线。 此次对接，成功实现了全厂超长、超大物料的人工货运解决方案。
在重型堆垛机方面，国外主要供应商有Mias、等，例如米亚斯启东鞋厂就已经完成了20吨、30吨堆垛机的设计和制造。 该系列堆垛机已成功应用于国外某领先有色金属深加工企业的智能铝卷立体仓库项目。
在重型AGV方面，陆宇峰介绍，2010年前后，国外重型AGV的需求开始增加，到2015年，重型多轮控制技术已经成熟，表明我国自主设计和制造能力重型AGV的发展不再受负载能力的限制。 2018年至今，重型AGV的需求量以每年20%以上的速度增长，吸引了更多企业进入重型AGV领域，同时推动了重型AGV的技术进步和制造成本增长。 - 执勤 AGV。
目前钢材装卸搬运的需要的设施设备，新松、劲松、果子、浪宇等都已研发出重型AGV。 例如，新松拥有多种类型的重载AGV产品。 新松重型AGV在车辆工业、核工业、飞机制造、港口等众多行业中随处可见。在实际项目中，新松会根据客户的工况选择最合适的导航方式，定制AGV本体和辅助机构根据客户的需要来最好地匹配客户的技术。
