冷链仓储是利用温控设施创造适宜的温湿度环境并对商品实施存储与保管的行为,只有让存储商品处于规定的最佳温湿度环境下,才能保证存储商品的品质和性能,防止变质,减少损耗。

冷链仓储也是一个以冷冻工艺学为基础、以制冷技术为手段的低温仓储过程。如对冷链仓储过程的控制不够准确的话,将会导致商品品质降低,以及组织结构上的改变、颜色的改变、碰撞挤压中的损伤以及微生物的繁殖等。因此,需要完善冷链仓储过程中的包装与存储形式、储运与管理手段、温湿度记录仪或者温湿度监控系统、冷链数据管理平台等高效运营模式,有效改善和优化冷链仓储管理流程并使之符合相关法规与标准,使企业在营运成本和质量控制间找到最佳的平衡点,以充分保障商品品质为客户创造持续的价值增长。

一、我国冷链仓储发展现状

1.冷链仓储市场潜力巨大

我国是农业生产和农产品消费大国,据统计,目前蔬菜产量约占全球总产量的60%,水果和肉类产量占30%,禽蛋和水产品产量占40%。我国平均食物年产值约为3000多亿美元,每年约有4亿吨生鲜农产品进入流通领域,但由于没有很好的冷藏条件,果蔬、肉类、水产品流通损失率分别达到20%-30%、12%、15%,而冷链发达国家果蔬损失率则控制在5%以下,我国食品冷链尚未形成完整的体系,与发达国家的差距十分明显。近日,罗兰贝格发布报告预测称,受宏观政策和市场需求推动,中国冷链物流行业未来将保持年均25%的高速增长,至2017年,市场规模将达4700亿元。有效的冷链仓储能够实现产品的整合,降低物流成本,冷链物流与冷链仓储必然成为未来流通发展的重要支柱。

2.冷链仓储设施发展落后、仓储成本高,无法实现上下游的信息与系统整合

我国冷链仓储设施和冷链装备严重不足,原有设施陈旧,区域性发展、分布不均衡,大部分冷库是通过旧库改造建设的,局限于改造成本和原有库区的布局,温控设施的建造与布局、物流设备及物流布局走向等多存在先天性改造缺陷,造成冷链仓储设施装备、库容量、存储效率等设计不合理。由于缺乏统一的国家标准和专业性的规划设计,各地新建的冷链仓储设施也存在标准不一致、规划不科学、存储效率低下、运营成本高等诸多问题。即使有一些企业花巨资筹建实现了自动化系统,却无法与其它上、下游企业进行有效的信息对接与系统整合,不能高效地利用这些先进的技术,极大地限制了整个冷链仓储环节的效率,制约了冷链物流行业的发展。

3.人才匮乏、技术落后、资金短缺等严重影响到冷链仓储业的良性发展

我国冷链仓储产业发展时间较短,冷藏保温技术与基础理论研究发展缓慢,缺乏专业的冷链仓储管理和操作人员,加之仓储业投资能力有限,无法满足冷链仓储产业快速发展的需求。

4.冷链仓储服务意识差,流通渠道不完善

由于我国冷链仓储业处于初级阶段,冷链仓储市场发展不完善、不系统、区域性强,也没有形成完整的冷链仓储产业链,造成产业延伸困难,区域性“断链”现象不可避免。因此,很难实现冷链仓储的规模化、标淮化,严重影响了我国第三方冷链仓储的发展与服务延伸。

5.冷链仓储企业规模偏小、经济效益偏低,抗风险能力弱。

6.冷链仓储管理方面的规范制度与法律法规不够健全,且多为推荐性标准,无法形成产业性规范和约束

冷链仓储需要从政策、技术、人才、市场与管理等多方面入手,建立完善的科研和管理手段,推广应用温度传感与数据处理新技术,完善不同温度应用环境下的冷链仓储设备设计与应用的理论及其验证体系,以冷冻工艺为基础,以保鲜储藏与物流响应、制冷技术与精细化的控制手段等为主要管控手段,以成功案例为典型来实施冷链仓储全行业的全程温控与管理,逐步完善行业规范与标准,使冷链仓储业步入良性发展之路。

二、冷链仓储单元化与标准化

冷链仓储系统主要包含托盘等单元器具、各类货架、搬运设备、温湿度监控系统与管理信息系统等。规范冷链仓储的装载单元、集成单元,包括货品的包装单元尺寸、托板尺寸和其他配套设施,是确定整个冷链标准的基础。

冷链仓储对存储设备、存储环境的要求很高,在对冷链仓储系统进行规划设计时,由于冷链仓储的装载单元、集成单元的非标化、定制化直接关联到所有冷链对接设施的技术尺寸,是冷链仓储设施进行设计规划的基础技术数据来源之一,直接影响仓储系统解决方案的确立、规划设计与优化、存储设备库容量及其搬运设备的运行效率,也不利于第三方冷链企业之间进行仓储管理与运作服务,因此,实现冷链仓储的单元化、标准化,可通过对资源的最佳配置,让冷链仓储系统在为客户提供满意服务的同时,降低物流系统总成本,获得最佳经济效益。

规范冷链单元的存储要求,划分存储单元的温湿度要求梯度、存储量梯度,理解客户需求,详细设计与规划冷链仓储方案,针对特殊环节与技术指标参数进行试验验证与测试,从冷链仓储体系内的温湿度控制的精准度、气流流速控制与冷链单元存储布局、定期进行温湿度分布均匀性测试与稳定性评估调整、夏季与冬季极端温度环境下的作业测试与控制、冷热点评估与控制系统的功能性评估与测试、控制点布局评估、温湿度日常监测关键点人工测试数据收集与自动数据收集相互结合,进行偏差评估与分析并根据储存品种、储量的变化规律提出合理的设施区域化与性能化优化建议与存储作业调整,并根据实际案例运作进行修正与完善,以实现系统化的冷链仓储管理,实现系统控制效能最优化。

规范冷链单元的作业与管理要求,合理选配冷链仓储的组成单元,如某案例根据客户需求,合理规划多温区仓储物流中心,具体温区设置为:常温干库容量为2500个存储位,里面存放各种纸杯、包装盒和包装袋等无需冷藏冷冻的货物;冻库容量为1400个存储位,设定温度为零下18摄氏度,存储薯条、肉饼等冷冻食品;冷藏库容量超过500个存储位,设定温度为1-4℃,存储生菜、鸡蛋等冷藏食品。此外,根据仓库空间可利用率,设计规划出合理的布局,在常温干库和冷藏库、冷藏库和冷冻库之间,均有一个保温隔离带,用自动门控制,以防止干库的热气和冷库的冷气互相干扰,从而针对存储物品的特性,设置合理的温湿度精准控制与存储管理方案。

表1 香蕉和苹果在不同环境条件下的差异比较 

三、冷链仓储环境下的控制要素

冷链仓储环境下的控制要素包含产品特性、冷链仓储设备、处理工艺和作业管理等方面:

1.产品特性方面的控制要素包括原料品质和耐藏性等。不同的原料存储温度条件、冷却方法和单元包装要求等都会有差异,如:香蕉和苹果在不同环境条件下的差异就比较明显(见表1)。冷藏产品的品质变化主要取决于控制温度及温度的可变化范围,存储物品的温度影响因素,甚至存储物品表面温度与内在温度间的温度梯度也会对其品质产生影响。有资料表明:在常温中暴露1小时的食品,其质量损失可能相当于在-20℃下贮存半年的质量损失量。

2.冷链仓储设备的控制要素包括:冷链仓储设备的数量、质量及其在库房内的布局与控制管理模式、温湿度监控系统与管理运营平台、低温环境和保鲜贮运工具等。针对冷藏冷冻手段与工艺等选择合适的冷链仓储设备,以确保冷链仓储环境符合环境温度、湿度、气体成分、卫生等要求。

3.处理工艺条件的控制要素包括:冷链仓储的工艺水平、包装条件和清洁卫生程度等。

4.人为条件的控制要素包括:管理模式、快速作业和对食品的爱护等。

5.影响冷藏或冷冻效果的要素还包括:存储物品的生化特性、冷却方法和冷藏工艺条件等,如采用人工调节冷链仓储环境下的氧气与二氧化碳的比例,以减缓新鲜制品的生理作用及生化反应的速度,延长存储物品的货架期。

其中,有些因素是互相影响的,如冷链仓储设备条件对处理工艺、管理和作业过程均有直接影响。

四、冷链仓储环境下货架钢结构的设计规划

通过对冷链仓储环境下的货架钢结构的设计规划与思考,分析与冷链仓储相关的设备所设计规划的侧重点,严格控制每一个影响因素,既充分发挥每种设备的性能优势,又利用不同设备的特点进行互补,从冷链仓储整体系统的角度去优化、合理布局和管理,实现最佳的冷链仓储运行效率,服务于整个冷链系统。

1.确定货架钢结构的具体型式、尺寸、连接、构造等

需依据冷链仓储的装载单元特性参数指标,存储货物的品质类别、数量、存取频率,以及储运机械的种类、型式、性能和控制方式,库房结构及其基础,出入库总量与作业效率等使用要求,经综合比较、分析、模拟仿真及规划计算后确定。如钢货架结构的高度可结合冷链仓储解决方案中可实现的存储量要求、库房可规划存储高度、配置的叉车或其他搬运机械的提升能力等确定,在具体的冷链仓储解决方案中也可结合特定的货架结构及作业区域管理、储位管理等措施来实现部分出入库频次高的物品的存储,以综合评价指标来合理规划库区的钢货架存储结构、功能分区、物流流向与库存控制原则、仓储管理与顾客服务等,以充分合理地配置资源,完善冷链仓储解决方案。

2.在钢货架结构设计规划之初甄别出结构影响因素

冷链仓储环境下的应用工况复杂多变,主要包括温度、湿度、振动冲击荷载、辐射以及系统可能遇到的任何其它相关环境因素,需确保获取实际的工况数据并分析以往案例的经验教训,以确保货架钢结构的设计是建立在事实而不仅仅是理论的基础上。只有谨慎地确定货架钢结构的具体应用环境和细节,才能确保结构部件的技术要求、选型、加工手段和安装服务等的确定是合理的。针对特殊结构进行缜密的工程审核与试验验证,才能有效地减轻和避免冷链仓储环境下的货架钢结构的应用风险,如根据检测和分析冷链仓储体系内的温湿度控制的精度、冷热气流流速走向与温湿度分布均匀性测试与稳定性评估等要素,合理布置冷链单元存储高度、空间布局、存储密度、流道走向和作业顺序,并根据储存品种、储量的变化规律进行偏差评估与分析,进行修正与完善,以实现库区内钢货架结构选型与设计规划布局及结构承载的合理化配置。

3.冷链钢货架结构设计规划也要有系统观和发展观

冷链仓储系统对物流时间、物流效率要求高,所以冷链仓储系统必须建立在一个完整、通畅、高效的供应链基础之上,我们必须要对冷链仓储系统中的每一个环节进行规划,且要与整体物流规划过程中的其他组成部分相互平衡。根据储藏温度的差别与冷藏方式的差别细分为冷冻仓储区、冷藏仓储区、气调仓储区等,货架钢结构的设计规划需利用各类钢货架结构及其应用特点、各种应用温湿度环境下的结构设计特点与规划规律,合理选型、计算模拟、布局与规划,确保最大限度地提高单位面积的存储效率、减少物料搬运、简化作业过程,并预留一定的发展空间以适应冷链仓储系统的变化和规划,尽量避免货物存储运输的迂回和倒流,使整个冷链仓储系统的设施布局达到整体最优。

4.冷链钢货架结构设计规划的其它细节

根据已确认的冷链仓储钢货架结构规划方案,合理布局温湿度监控节点、信号反馈布线、照明系统、搬运系统等,建立完善的运作监控系统与管理运营平台,合理调配存储货位,建立合理的存储作业环境、出入库频次和顺序,确保冷链仓储品质和存储效能。

五、如何选择冷链仓储解决方案

常规冷链物流中心主要业务包括仓储保管、初步加工、产品展示等,作业功能区包括理货区、暂存区、常温区、阴凉区、冷藏区、低温冷冻区、展示区、流通加工区、拣货区、废物集中区、商务区等,需要分析冷链物流中心的功能区域、设备布局、物流走向和运作流程,依据各功能区域之间的物流数据分析寻找内部物流频繁的区域以及物流相对较少的区域,确定各作业功能区的密切程度,再结合作业单位的可规划利用面积,合理设计布局、模拟运行,以确定相对合理的冷链仓储解决方案。钢货架结构及其类型是其中比较关键的应用技术之一,直接决定仓储量、进仓物品的最短与最长存储期、周转率及其运行效能等。

目前冷链仓储系统中最常见的钢货架结构形式有:驶入式货架、后推式货架、重力式货架、电动移动式货架、阁楼式货架及其物流平台、穿梭式货架、自动化立体仓库等密集存储系统。此外,也可以根据存储物品的特性、库房结构与作业模式等,采取地堆存储、码垛存储形式或者其它低密度存储货架结构,如托盘式货架结构、悬臂货架结构等。冷链仓储解决方案评价的首要标准是合适、高效、可行,满足客户的需求,其次才是冷链仓储解决方案本身的经济性,以比较或者合理整合各冷链仓储解决方案的优势,并根据实际案例的运营效果,建立合适的方案评价指标。

根据世仓统计与测算,相同的2000平方米仓库,穿梭式仓储解决方案可将库容量提高1.8倍,而使建筑造价降低30%,建立一个低成本、高效率、智能化的冷链仓储系统,不仅可以降低客户长期的运营成本,还能显著提高客户的物流响应速度、工作效率。对于穿梭式货架的应用,世仓打造了多种创新解决方案,如普通的多层穿梭货架系统、子母车穿梭方案、自动化立体穿梭货架系统以及智能化立体穿梭货架解决方案等。这些高效的仓储设备和解决方案,还能带来诸多其他方面的优化与客户价值。目前,世仓已经为近千余家国内外知名企业提供冷链仓储密集解决方案,并获得了客户的广泛好评。