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多式联运单元和垂直码头:当空间不足时,物流必须向上发展。

多式联运单元和垂直码头:当空间不足时,物流必须向上发展。

多式联运单元和垂直码头:当空间寸土寸金时,物流必须采用垂直思维——图片来源:Xpert.Digital

当空间不足时:为什么德国物流业现在需要向上发展。

卡车危机和空间短缺:静音高架仓库如何解决物流混乱

当空间不足时:为什么德国物流业现在需要向上发展。

德国货运正面临结构性困境:一方面,呼吁转向气候友好型铁路运输的呼声日益高涨;另一方面,对相关基础设施的需求也在不断增长。在土地资源日益稀缺、政治争议不断且成本高昂的情况下,新的转运枢纽应该建在哪里?此外,长期存在的人员短缺问题也日益拖慢了传统的人工物流流程。解决这些复杂挑战的关键在于垂直整合。用于多式联运单元(例如可互换车厢)的全自动高架仓库有望为该行业带来真正的范式转变。这些仓库占地面积小,运行安静、零排放,且完全无需人工​​干预,即可将多式联运的效率提升到一个新的水平。继续阅读,了解垂直码头为何远不止是一个引人入胜的技术愿景,以及它为何是应对土地消耗、排放压力和资源稀缺问题的最佳方案。.

与其牺牲空间,不如堆叠集装箱:这就是未来物流码头的样子。

图片展示了一个全自动转运设施,一台存储和检索机器在成排的钢架间静谧滑行,精准抓取可交换的货物,并完全无需人工​​干预,将其从货运列车转移到等候的卡车上。几年前还像是工业电影里的场景,如今已成为现实。高架仓库作为多式联运的核心,有望解决德国物流业的几个结构性瓶颈:空间不足、劳动力短缺、排放减少以及日益增长的码头压力。然而,经济分析表明,要实现这一目标,需要大胆的投资理念、政治魄力以及对现有框架条件的冷静评估。.

德国货运业的结构性危机

德国货运业正面临着一种矛盾的局面。尽管2024年整体货运量下降了1.6%,但使用德国卡车的公路货运量甚至下降了约1.9%。与此同时,物流空间的需求持续增长,租金不断上涨,而供应依然紧张。货运量下降与基础设施压力增加之间的这种差距并非周期性现象,而是反映了数十年来积累的结构性缺陷。.

造成这种停滞的原因有很多。能源成本高企、利率上升以及日益激烈的国际竞争都对德国出口行业造成了压力。2024年,德国国内生产总值萎缩了0.2%,工业生产更是暴跌了4.6%。此外,地缘政治的不确定性也给全球供应链带来了压力。预计2025年运输量将进一步下降0.4%——这还不包括当前美国与其贸易伙伴之间关税升级的影响。预计要到2028年才能恢复到2019年危机前的水平。.

在当前充满挑战的环境下,铁路联运堪称一个显著的例外。公路运输举步维艰,内河航运长期萎缩,而铁路联运在2024年却实现了6.4%的增长。2023年,德国铁路联运的运输量约为570亿吨公里。其中,铁路货运占比高达41.7%——铁路联运并非小众产品,而是整个铁路货运领域最重要的组成部分。预计到2026年,铁路联运的货运量将增长6.1%,运输量将增长7.0%。.

多式联运单元究竟能做什么

多式联运单元是指可以在公路、铁路、水路等不同运输方式之间互换的标准化货物运输单元,无需重新包装货物。在欧洲大陆,可互换式集装箱是目前最主要的多式联运单元。与ISO集装箱不同,它并非为海运而设计,而是针对卡车和货车之间的无缝互换进行了优化。其显著特点是可折叠的支撑腿,使得集装箱能够独立放置在坚实的地面上:卡车可以直接驶入或驶出集装箱,无需复杂的起重机操作。.

这些集装箱的标准化遵循提高效率的明确原则。标准化的尺寸和操作部件使得不同运输方式之间的转运更加经济、快捷且高效。在欧洲,宽度为2500至2550毫米、标准长度为13.60米的可互换箱体最为常见——这种13.60米的箱体与40英尺ISO集装箱的锁扣尺寸相同,从而确保了与国际集装箱技术的直接兼容性。据估计,欧洲目前约有30万个此类箱体在使用。.

可互换式货箱的优势在于将运输与装卸过程解耦。当一个集装箱在客户现场卸货时,卡车司机已经装载了下一个集装箱并继续行驶。这一原则节省了司机宝贵的时间,减少了空驶。它为联合运输奠定了逻辑基础:装载单元保持不变,运输方式发生变化。而自动化高架仓库正是在此发挥作用——作为一个枢纽,它不仅管理这种变化,而且完全自动地执行该变化。.

垂直终端:范式转变的技术架构

如果铁路沿线的货场每天处理超过 150 个集装箱或可交换箱体,则建议采用自动化高架仓库系统。这一阈值标志着人工搬运和传统龙门起重机方案在结构上效率低下。LTW 为标准化集装箱开发的解决方案构成了此类垂直自动化码头的技术核心。.

该系统基本配置包括:一条集成于仓库建筑内的装载轨道、两排平行的货架(用于存放所有通用集装箱和可互换箱体),以及至少两台全自动存储和检索设备(SRM),用于处理火车与货架之间的货物转运。该火车装载系统的独特之处在于其EcoSlider技术:安装在SRM上的水平转移装置可实现运输单元直接水平装卸货车,无需复杂的垂直移动。建筑墙壁上的转运口允许集装箱到达外部的龙门起重机,由龙门起重机进行卡车的装卸作业。.

最终形成的系统能够在其核心功能上实现同步且全自动的运行:在列车侧装卸交换车厢的同时,卡车侧的龙门起重机接收或转移其他车厢单元。这种并行操作是其相对于顺序装卸系统的决定性优势。冗余设计已融入系统结构:由于存储和检索设备以及龙门起重机至少配备两套,即使在维护或计划外停机期间,也能确保运行能力。.

这种垂直整合方案的空间利用率达到了传统开放式码头无法企及的水平。在仅12米的宽度内,每100米长度即可存储多达100个13.60米长的可换装车厢。这意味着在约9000平方米的占地面积内,即可构建一个可容纳多达500辆满载半挂车的冗余系统。相比之下,同等容量的传统开放式码头需要数倍于此的面积,而且即便如此,也无法达到这种垂直整合方案所提供的自动化水平。.

奥地利的LTW Intralogistics公司是此类全自动内部物流系统的领先专家之一。该公司提供包括堆垛起重机、输送技术和控制软件在内的交钥匙系统。LTW首批集装箱堆垛起重机是为瑞士国防装备采购机构armasuisse制造的,该系统高达20米,有效载荷达18吨。这充分展现了该解决方案的技术成熟度,尽管在公众讨论中仍被视为未来科技,但其有效性早已在实践中得到验证。.

区域生产力作为经济论据

德国正面临严重的土地危机。每天约有52至55公顷土地被改造成住宅和交通用地——这一速度远远超过联邦政府设定的目标。可持续发展战略的目标是到2030年将土地消耗量限制在每天30公顷以下,并在2050年实现净零土地消耗。与此同时,人口稠密的经济区内可用于物流的绿地储备正在迅速减少。受土地消耗目标约束的市政当局越来越不愿意划拨新的工业园区——尤其是用于土地密集型物流运营的园区。.

物流地产正面临着结构性矛盾:一方面,在电子商务、即时供应链和工业生产网络重组的推动下,需求持续增长;另一方面,可用空间供应日益减少,租金不断攀升,而且德国新建物流设施的审批时间远长于其他国家。尽管到2028年,新增物流空间规模有望达到每年450万平方米以上,但这取决于地方政府能否批准所需的土地。.

在此背景下,自动化高架仓库提供了一种极具系统性优势的解决方案。其占地面积小,因此可以在传统货运站设计无法容纳的地点建造。地形适应性尤为重要:铁路和公路的运输路线无需处于同一水平面,即使在高差较大的地块上也能进行​​建设——例如,在路堑中穿越铁路线。这一特性使得传统货运站项目无法进入的城市中心地带也能进行建设。.

作为快递、速递和包裹 (CEP) 城市枢纽,这种城市应用凸显了其潜力。由于所有转运流程都在建筑物内进行,不会产生任何噪音或光污染,因此这类枢纽可以紧邻办公楼或住宅楼运营。可交换货箱的装卸坡道位于三至八层,货物交接则在最底层进行。这样的系统解决了之前看似无法调和的需求:在不增加城市负担的前提下,实现城市物流。.

 

LTW内部物流解决方案

LTW内部物流——流程工程师——图片:LTW内部物流有限公司

LTW 为客户提供的不是单个组件,而是集成的完整解决方案。咨询、规划、机械和电气技术组件、控制和自动化技术,以及软件和服务——所有环节都联网并精确协调。.

关键部件的自主生产尤其具有优势。这有助于对质量、供应链和接口进行最佳控制。.

LTW代表着可靠性、透明度和协作伙伴关系。忠诚和诚实是公司理念的基石——在这里,握手仍然意义非凡。.

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自动化多式联运码头:高架仓库如何革新气候友好型多式联运

经济计算和融资环境

全自动多式联运码头系统的投资成本相当高昂。与传统的开放式码头相比,其资本支出要求更高——单就这一点而言,似乎不利于自动化。然而,全面的经济评估需要考虑多方面因素。.

在成本方面,虽然初始投资较高,但运营成本优势显著。人员成本是传统码头运营的主要成本因素,同时也是规划中最大的不确定因素,因为合格的重型起重机技术和码头物流专家在就业市场上越来越难找到。相比之下,配备LTW堆垛起重机的全自动系统可以全天候运行,精度始终如一,并且无需增加人员即可进行称重。集成的自助转运区全天候开放,即使在夜间和周末也能处理卡车——这相比需要人员操作的运营模式具有显著的竞争优势。.

联邦政府对联运转运设施的资助正是为了满足这一需求。联邦数字事务和交通部为联运转运设施的建设和扩建提供资助,最高可达符合条件的投资成本的80%。这些符合条件的投资成本还包括15%至20%的规划成本补贴。联邦铁路管理局是铁路-公路联运设施的审批机构。前提条件是必须做出二氧化碳减排承诺:每获得100万欧元的资助,至少需要减少5.4万吨二氧化碳排放。鉴于公路和铁路的排放量差异巨大,对于设计良好的联运设施而言,这一要求很容易实现。.

土地价值是投资计算中另一个常被低估的因素。近年来,在重要的物流枢纽地段,土地成本和价格大幅上涨。高架仓库解决方案仅需传统露天仓库的一小部分面积,即可提供相同的处理能力,其节省的土地面积本身就能带来收益——尤其因为它最大限度地减少了土壤硬化,提高了审批通过的可能性。在物流用地往往备受争议的地区,这种空间利用率是一项至关重要的区位优势。.

气候经济学:道路建设正在付出的代价

在德国,所有从事货物运输的人都对经济中最大的排放源之一负有责任。2023年,卡车平均每吨公里排放约119克温室气体。而德国铁路公司预计,到2025年4月,其货运列车每吨公里的二氧化碳当量排放量约为20克。这意味着铁路的排放优势几乎是其他运输方式的六倍——在欧洲范围内,这一优势更为显著,预计可达七倍。.

在欧盟,货运占所有交通运输相关二氧化碳排放量的30%以上。与此同时,欧洲超过50%的货物运输依赖公路,而欧洲道路上行驶的重型货车中,99%都配备了内燃机。这种情况在生态上是不可持续的,并且日益受到法律法规的约束。作为“绿色协议”的一部分,欧盟委员会已提出具体措施,旨在使货运更加环保,并力争到2050年将交通运输相关排放量减少90%。.

一列700米长的货运列车可以替代多达52辆卡车。联运总重量可达44吨,且铁路运输的安全性能远超公路运输。自动化高位货架仓库进一步强化了这一优势:它加快了转运速度,提高了列车准点率,缩短了码头相关的缓冲时间,从而使联运在运营上比卡车直达更具竞争力。弥合联运的环保潜力与运营竞争力之间的差距,正是自动化带来的战略意义所在。.

这并非学术辩论。根据《供应链尽职调查法案》、《供应链安全指令》(CSRD)以及日益增长的客户要求,承诺在2030年前减少范围3排放的托运人将不得不更加依赖多式联运。无法提供自动化、可靠且可扩展装卸能力的码头运营商将被迫退出这些供应链。.

成熟技术与全新应用领域相结合

人们经常对全自动高架多式联运单元仓库技术尚未成熟表示担忧,但这种说法缺乏实证支持。事实上,用于多式联运装载单元的高架仓库已经成功投入运营。两个应用场景迥异的参考系统就证明了该技术的成熟度。.

瑞士陆军的物资仓库依靠LTW公司的全自动存储和检索系统,在实际运行条件下处理集装箱。该系统运行可靠,冗余设计也证明了其价值。更令人印象深刻的是少女峰火车站:它位于海拔3454米处,是欧洲最高的火车站,并采用了基于相同原理的自动化列车装载系统。如果水平装卸技术能够在如此极端的气候和后勤条件下可靠运行,那么中欧的后勤挑战对瑞士陆军来说就不足为奇了。.

弗劳恩霍夫SCS研究所对未来数字化多式联运码头的可行性进行了研究,评估了多种数字化方案。结论是:码头流程的数字化和自动化可在中短期内显著提高效率。更高的流程透明度和更优化的资源规划不仅带来便利,更带来可衡量的竞争优势。全自动化运营是这一发展的必然结果——并非迈向未知领域的飞跃,而是将成熟的内部物流原则扩展到多式联运货运的需求。.

近期发展表明,市场参与者也在引领潮流。例如,InterCal公司专注于使用专用集装箱打造完全多式联运、零碳排放的运输链:货物先由电动卡车运至铁路,再由铁路运往最终目的地。该公司计划每两周开行多达三列火车,每列火车装载32个集装箱。这一发展趋势表明,越来越多的托运人不再将多式联运视为小众解决方案,而是将其视为可持续供应链战略中的标准工具。.

结构性障碍和政治框架条件

尽管种种论据令人信服,但德国全自动多式联运码头的普及程度仍落后于其技术潜力。其原因在于结构性因素,并影响着基础设施政策和监管实践。.

首要障碍在于基础设施本身。多式联运面临巨大压力:基础设施、运力规划和政治稳定性是关键瓶颈。如果没有可用的侧线和合适的装卸基础设施,高架仓库码头就无法建设。许多潜在选址确实拥有历史悠久的铁路连接,但这些线路已闲置多年,因此需要大量的初期投资。重新启用废弃的工业侧线是开发新码头选址的关键,但往往被低估。.

第二个障碍是规划和审批流程的漫长。与国际水平相比,德国的这些流程耗时明显更长。对于影响深远、占用大量资金的投资决策而言,规划的确定性至关重要。因此,运输协会指出,许多重要的运输行业仍然缺乏这种规划确定性。投资者——无论是私营物流供应商还是铁路配套企业——都更倾向于等待明确的信号,而不是在充满不确定性的监管环境下进行投资。.

第三个障碍在于资金体系本身。尽管资金补贴力度很大(最高可达80%),但繁琐的官僚程序给中小规模的货运站运营商带来了巨大挑战。德国联合运输协会和联邦铁路管理局均可提供资金支持,但从申请到审批的流程漫长且耗费资源。因此,这需要进行运营改革,而这并非需要额外的预算资金,只需简化流程即可。.

战略视角:作为系统集成商的终端

未来的高架仓库终端不仅仅是一个高度自动化的仓库,它更是一个系统集成器,不仅能提高物流链的效率,还能从根本上重塑物流链。它的功能远不止于处理可互换的货物和集装箱:它为终端提供了全新的选址逻辑,为铁路运营商提供了全新的运力规划,并为托运人提供了全新的成本核算方法。.

该系统可在地形高低起伏较大的地区建设,且无需铁路和公路路线重合,这使得一些传统货运站无法选址的地点成为可能,例如:都市区铁路路堑、地形不利的废弃工业用地以及郊区混合用途区域。此外,该系统还可实现作业的完全封闭,从而消除噪音和光污染。这种新型货运站能够融入城市肌理,而非破坏城市原有结构。.

对于物流、交通规划和城市发展领域的决策者而言,这转化为一条清晰的战略建议:多式联运码头的垂直自动化并非大型、资金雄厚的运营商的奢侈品,而是应对德国货运结构性瓶颈的切实可行的经济方案。空间短缺、劳动力短缺、排放压力以及不断上涨的基础设施成本,都指向同一个方向。高架仓库并非应对这些挑战的唯一答案,但却是唯一能够同时解决所有问题的方案。在一个几乎没有时间等待的行业中,这无疑是一个令人信服的论点。.

 

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