本篇轉載自《現(xiàn)代物流系統(tǒng)集成-方法、實踐與思辨》一書第2章2.11節(jié)，略有修改。

        1.冷鏈問題概述

        冷鏈物流是現(xiàn)代物流的重要組成部分。冷庫主要用作對食品、乳制品、肉類、水產(chǎn)、禽類、果蔬、飲料、花卉、綠植、茶葉、藥品、化工原料、電子儀表儀器、煙草、酒精飲料等半成品及成品的恒溫恒濕貯藏。一般來說，冷鏈物流所儲存的物品分為食品、藥品、疫苗、血液制品等幾大類。要求各不相同。

        食品冷鏈是應用最廣的領域之一，其溫度需求也非常寬泛。如蔬果類產(chǎn)品、鮮花類產(chǎn)品一般在0~15℃之間，每種水果的儲存溫度也略有差異；肉類、海產(chǎn)品的儲存溫度一般在-18~-35℃；有極端類產(chǎn)品需要在零下65℃的環(huán)境下儲存（如金槍魚）。

        常規(guī)藥品類的儲存溫度在5~15℃之間，GSP要求的恒溫庫儲存環(huán)境為5~19℃，因為有GSP的嚴格要求，這一類倉庫應用非常廣泛。

        疫苗類冷庫主要冷藏儲存在常溫條件下無法保質的各類醫(yī)藥產(chǎn)品，在低溫冷藏條件下使藥品不變質失效，延長藥品的保質期庫溫一般為-5℃~ +8℃。有些需要特殊規(guī)定。如最近報道的新冠疫苗有的需要在-72℃下儲存和運輸，就是一個例子。

        血液制品的儲存要特殊的要求。

        所有冷鏈物流對于運輸車輛的要求也非常嚴格。

        近幾年來，隨著人們生活水平的不斷提升，果蔬、肉類、海鮮產(chǎn)品、水產(chǎn)品的需求持續(xù)增加，對冷鏈物流的需求出現(xiàn)快速增長的態(tài)勢。冷鏈物流逐漸成為物流的熱點之一。隨著市場規(guī)模的不斷擴大，立體化冷庫和自動化冷庫建設項目逐年增加，并且有快速擴大的趨勢。

        與傳統(tǒng)的常溫庫不同，冷庫對庫房和物流工藝設備的要求有其鮮明的特點。如何把握冷庫建設的特點，并積極面對市場需求，成為市場關注的焦點。本篇僅對于-18℃以下的低溫大型冷庫的建設做介紹，這是未來冷庫建設的熱點和重點需求。

        2.自動化冷庫的特殊性

        大型冷庫一般儲存能力在幾千噸到幾萬噸之間，以肉類、海產(chǎn)品、土豆等產(chǎn)品為主。倉庫建設可由兩部分構成：倉庫本身和庫內物流設備與系統(tǒng)。兩者所要遵循的標準各不相同。我國冷庫建設時間已經(jīng)有數(shù)十年歷史，有一系列標準和規(guī)范，制冷方式、屋面、墻面、地面、基礎、消防、電氣等都有詳細的規(guī)定。但自動化建設歷史卻相對短很多。

        本篇僅談談冷庫物流系統(tǒng)建設。從物流工藝設備選型和設計來說，自動化冷庫規(guī)劃與建設應注意幾個方面的特點：

        第一，單元化

        大型冷鏈的特點之一是單元化儲存和輸送，物流單元主要以托盤和周轉箱為主。引入單元化物流的設計思想是冷鏈物流的關鍵。因為冷庫的作業(yè)區(qū)從節(jié)能的考慮一般不宜設計過大，單元信息在上下游的一致性，對于貨物的交接管理非常重要。帶板運輸對于減少裝卸貨時間，保持冷鏈的完整性也是至關重要的。因此，單元化物流將對冷鏈物流帶來革命性的影響。

        第二，選擇適應于低溫環(huán)境的材料非常關鍵

        低溫環(huán)境下的物流設備與常溫有很多不同，如很多電器設備在-15℃以下不能正常工作。因此，要創(chuàng)造一個相對獨立的工作環(huán)境，以保持溫度在0℃以上，這樣會增加設計的難度。有些材料在低溫下其力學性能發(fā)生根本改變，如鋼材、塑料等，貨架、托盤等承重設備的材料選擇要注意其在低溫下的適應范圍，選用不當將帶來潛在風險。如塑料托盤，在低溫下選用聚乙烯（polyethylene ，簡稱PE）材料就比較好，其抗沖擊性以及耐寒性好。在常溫下，聚丙烯（Plastics-Polypropylene，簡稱PP）材料具有優(yōu)良的力學性能。此外，潤滑、照明燈也與常溫下有很大差異，在設計時應予以注意。

        第三，消防問題

        冷庫作為一種特殊類型的倉庫，也要嚴格滿足建筑消防規(guī)范。對于溫度處于0℃以下的倉庫，由于低溫的原因，通常在常溫下的自動噴淋系統(tǒng)不能正常工作。所以，在溫度低于0℃的冷庫內不可能設置自動噴淋系統(tǒng)。有些就不再設置自動噴淋系統(tǒng)，只有在必要時可考慮其他措施，如采用粉末滅火。此外，在設計冷庫時，防火分區(qū)的面積與常溫庫也有差異。應查閱相關設計規(guī)范。目前在用的設計規(guī)范是《冷庫設計規(guī)范》GB50072—2010版，也可以參考常溫庫的設計規(guī)范。

        3.自動化冷庫的主要優(yōu)點

        在冷庫選型中，選擇建設自動化冷庫有許多優(yōu)點。以下簡要說明。

        其一，庫存能力大幅度提升。

        自動化立體庫與傳統(tǒng)叉車庫或平面庫相比較，空間利用率會大幅度提升。庫存效率將要提高3~5倍，尤其是采用密集存儲情況下，庫存能力比普通自動化立體庫又要提高30%以上。由于冷庫的建設成本是常溫庫的1倍以上，因此，提高庫存空間利用率對于降低成本非常重要。

        此外，采用自動化存儲系統(tǒng)，還可以大幅度降低能耗，據(jù)實際測算，采用自動化物流系統(tǒng)的能耗僅為傳統(tǒng)冷庫的40~60%，這對于有效降低成本、提倡綠色物流無疑十分有利。

        其二，作業(yè)環(huán)境得到極大改善。

        在冷鏈物流中，傳統(tǒng)倉儲作業(yè)有一個很大的問題，就是工人不能在極端低溫下長時間作業(yè)，尤其內外溫差過大的情形下，工人的身體吃不消，導致招工困難。這種現(xiàn)象在自動化物流系統(tǒng)中得到了很好的解決。其基本設計理念是將儲存區(qū)與作業(yè)區(qū)分離。

        自動化冷庫設計中，一般將存儲區(qū)與作業(yè)區(qū)分開：存儲區(qū)的溫度可以達到-35℃甚至更低，這一部分全部采用自動化作業(yè)，無人操作；而在作業(yè)區(qū)，包括卸貨、收貨、組盤、入庫、出庫、揀選、包裝、分揀、集貨、裝車等作業(yè)，設計作業(yè)溫度在5~10℃范圍，在保證貨物儲存條件的前提下，大大改善了作業(yè)環(huán)境。

        由于在極低溫度條件下，很多電器設備要進行特殊處理，大大增加了冷庫設備的成本，而將作業(yè)區(qū)與儲存區(qū)分開的設計理念，還可以大大減少作業(yè)區(qū)的設備成本。

        需要注意的是，以無人化為目標的智能物流系統(tǒng)逐漸成為冷庫建設的發(fā)展方向，即使如此，將大量的自動化揀選設備布置在作業(yè)區(qū)仍然是一種合理的設計思想，因為溫度的原因，可以大大簡化設備，降低設備成本。

        4.冷庫建設的技術導向

        通常的冷鏈物流，除了溫度環(huán)境的巨大差異外，貨物也有明顯的特點：即SKU相對較少，拆零相對較少。這一特點決定了自動化冷庫設計應盡量采用密集存儲技術。

        密集存儲有很多種形式，最典型的包括雙深度貨架、通廊式貨架、穿梭板式貨架等，最近幾年來，全自動的穿梭板系統(tǒng)（其本身又有多種形式）、四向穿梭車系統(tǒng)受到企業(yè)特別關注，成為未來發(fā)展的主要方向。

        為何密集存儲技術會成為主要應用趨勢？

        作為物流系統(tǒng)建設的終極目標，“效率”和“成本”一直是考慮的重點。此外，勞動強度因為環(huán)境的特殊性，比常溫庫考慮得更多。因此，未來冷庫建設的發(fā)展方向，必然是自動化作業(yè)、密集化、智能化存儲為主。

        首先，存儲方面。立體存儲和密集存儲將是很多冷庫的首選。其中，自動化立體庫為代表的立體存儲仍是未來發(fā)展的重點。其中也包括以穿梭板、四向車為代表的密集存儲技術。

        第二，作業(yè)方面。自動化作業(yè)將逐步取代人工作業(yè)。未來的冷庫建設，自動化水平將越來越高，這是由冷庫工作環(huán)境所決定的。儲存、分揀、碼垛和拆垛、搬運的自動化技術與設備將大行其道，智能化和無人化是下一步發(fā)展的重點。AGV、機械手、3D識別技術等將成為應用的重點。

        第三，信息化與智能化。宏觀上，自動化、信息化、智能化將是物流發(fā)展的大趨勢，冷鏈物流也不例外。信息化和智能化要解決的是庫存信息在供應鏈環(huán)境中的一致性和共享性問題，以及物流作業(yè)的可視性和可追溯性的問題。

        至于庫房本身建設，首先要考慮“安全”，再要考慮“效率”和“成本”，在這方面，可供參考的資料非常多。庫房基建方面，選擇墻板、屋頂?shù)母魺岵牧虾凸に嚕A如何處理，有很多講究。而制冷系統(tǒng)的選擇，目前可供選擇的范圍也非常廣，專業(yè)的廠家也非常多，這里不一一列舉。

        需要強調的是：冷庫建設安全總是第一位的，企業(yè)不能因為節(jié)約而忽視安全性，這是很多初創(chuàng)和小型企業(yè)易犯的錯誤，并且發(fā)生過很多大的事故。另一方面要考慮性價比，過于追求低廉價格的設備會帶來一系列問題，如售后服務、系統(tǒng)維護費用、運營成本（尤其是能耗）、設備使用壽命、安全性等。對用戶企業(yè)來說，綜合考慮這些問題，最后作出決策，才是明智的。

（注：本篇部分內容發(fā)表于2017年6月《現(xiàn)代物流報》，略有修改）