昆明昆船物流信息產(chǎn)業(yè)有限公司總工程師、副總經(jīng)理/甘仲平

與時俱進的自動化倉儲系統(tǒng)

昆明昆船物流信息產(chǎn)業(yè)有限公司總工程師、副總經(jīng)理/甘仲平

一、自動化倉儲系統(tǒng)簡介

自動化倉儲系統(tǒng)也稱為自動化存取系統(tǒng)(AS/RS，AutomaticStorag e&RetrievalSystem)，是指由貨架、集裝單元化器具、物料存取設(shè)備、輸送系統(tǒng)、自動控制系統(tǒng)、計算機倉庫管理系統(tǒng)等組成，可對單元貨物（含集中裝載器具）實現(xiàn)自動化存取、控制和管理的倉儲系統(tǒng)。

自動化倉儲系統(tǒng)初期多指自動化立體倉庫，如今已遠遠超過了之前的范疇。從廣義上來講，自動化倉儲系統(tǒng)還包括可對單元貨物實現(xiàn)自動化裝卸車、自動化拆碼垛、自動化存取，以及可以實現(xiàn)自動化分揀、自動化包裝等功能，并進行自動控制和信息管理的倉儲系統(tǒng)。自動化倉儲系統(tǒng)目前已經(jīng)成為現(xiàn)代企業(yè)物流和供應(yīng)鏈的核心環(huán)節(jié)，大量應(yīng)用在機械、冶金、化工、航空航天、電子、電力、醫(yī)藥、食品加工、煙草、印刷、機場、港口、物流、零售、電商等各行各業(yè)。

業(yè)內(nèi)普遍認為，自動化倉儲系統(tǒng)早期所指的自動化立體庫，是第二次世界大戰(zhàn)后生產(chǎn)和技術(shù)發(fā)展的結(jié)果。上世紀(jì)50年代初，美國出現(xiàn)了采用橋式堆垛起重機的立體倉庫；50年代末60年代初出現(xiàn)了司機操作的巷道式堆垛起重機立體倉庫；1963年美國率先在高架倉庫中采用計算機控制技術(shù)，建立了第一座計算機控制的立體倉庫。此后，自動化立體倉庫在美國和歐洲得到迅速發(fā)展，并形成了專門的學(xué)科。60年代中期，日本開始興建立體倉庫，并且推動其技術(shù)快速發(fā)展。1973年，我國開始研制第一座由計算機控制的自動化立體倉庫，90年代在煙草行業(yè)由國內(nèi)廠家實現(xiàn)了完整的配合自動化生產(chǎn)工藝的自動化倉儲系統(tǒng)。

近年來，伴隨倉儲系統(tǒng)與供應(yīng)鏈的密切關(guān)系，以及倉儲系統(tǒng)要求更高的空間利用率、更強的入出庫能力以及采用計算機進行控制管理而利于企業(yè)實施現(xiàn)代化管理等特點，自動倉儲系統(tǒng)已成為企業(yè)物流和生產(chǎn)管理不可缺少的部分。進入互聯(lián)網(wǎng)時代，新興的電子商務(wù)行業(yè)對傳統(tǒng)的倉儲運營行業(yè)提出的新要求和新挑戰(zhàn)，也是當(dāng)前自動化倉儲系統(tǒng)行業(yè)研究的焦點。

二、自動化倉儲系統(tǒng)的組成

自動化倉儲系統(tǒng)通常由輸送設(shè)備、存儲設(shè)備、裝載與揀選設(shè)備、合批設(shè)備、分播設(shè)備、包裝設(shè)備以及分揀設(shè)備等硬件設(shè)備以及WMS、WCS等軟件系統(tǒng)組成。主要包含以下6個組成部分：

（1）貨架：根據(jù)不同的自動化倉儲系統(tǒng)，貨架有托盤式貨架、穿梭式貨架等多種形式；

（2）集裝單元化器具：用于承載貨物的器具，包括托盤、件箱等物料存儲載體；

（3）物料存取設(shè)備：用于自動存取貨物的設(shè)備，如巷道堆垛機、多層穿梭車、穿梭板、子母車等產(chǎn)品；

（4）輸送系統(tǒng)：將貨物運送到入庫站臺或從出庫站臺將貨物進行搬運的設(shè)備。輸送機種類非常多，常見的有輥道輸送機、鏈條輸送機、帶式輸送機等，具有分揀功能的系統(tǒng)可將分揀分發(fā)設(shè)備歸于輸送系統(tǒng)；

（5）自動控制系統(tǒng)：即WCS系統(tǒng)，接收信息管理系統(tǒng)的任務(wù)，管理和調(diào)度自動化立體庫系統(tǒng)的各種設(shè)備，自動執(zhí)行系統(tǒng)各種功能和任務(wù)。

（6）信息管理系統(tǒng)：即由計算機控制的倉庫管理系統(tǒng)（WMS），該系統(tǒng)獨立實現(xiàn)倉儲管理的各種功能，如：收貨、存貨、存貨管理、定單處理、分揀和配送等功能，是自動化倉儲系統(tǒng)的核心。

三、自動化倉儲系統(tǒng)帶來的價值

在自動化倉儲系統(tǒng)中，采用自動控制的巷道堆垛機取代人工存放貨物和人工取貨，提高效率，節(jié)省人工；采用信息系統(tǒng)對貨物進行管理，增強了管理能力，提高了準(zhǔn)確性和可靠性，使入出庫管理、盤庫、報表等工作準(zhǔn)確快捷；輸送設(shè)備和自動分揀設(shè)備的使用，使得物料有序搬運，物料分揀變得簡單高效。概括來講，自動化倉儲系統(tǒng)可以為企業(yè)帶來以下四大價值：

1.空間價值：自動化倉儲系統(tǒng)的核心是立體倉庫，其技術(shù)產(chǎn)生和發(fā)展的出發(fā)點就是提高空間利用率，立體倉庫可充分利用有限且寶貴的土地資源擴充存儲空間，節(jié)省倉儲占地面積。

2．時間價值：建立以自動化立體倉庫為中心的物流系統(tǒng)，在輸送系統(tǒng)的支撐下，系統(tǒng)具有快速執(zhí)行入出庫的能力，可以快速、及時并自動地將生產(chǎn)所需零部件和原材料送達生產(chǎn)線，可以自動快速地實現(xiàn)“貨到設(shè)備”、“貨到人”等作業(yè)，從而滿足生產(chǎn)制造和分揀配送對時間和效率越來越快的需求。

3.現(xiàn)代化管理：生產(chǎn)管理是企業(yè)管理的一個重要組成部分，自動化倉儲系統(tǒng)作為生產(chǎn)過程的一個中心環(huán)節(jié)，幾乎參與了生產(chǎn)管理的全過程。自動化倉庫將保存貨物這一“靜態(tài)儲存”狀態(tài)通過自動化物料搬運設(shè)備、自動化存儲設(shè)備在倉儲管理系統(tǒng)的綜合調(diào)度下實現(xiàn)“動態(tài)儲存”，并且與企業(yè)信息化系統(tǒng)實時連接。企業(yè)管理者可以快速地掌握各種物資信息，工程技術(shù)人員、生產(chǎn)管理人員、生產(chǎn)技術(shù)人員可以及時了解庫存信息，以便合理安排生產(chǎn)工藝、提高生產(chǎn)效率，為企業(yè)現(xiàn)代化管理創(chuàng)造管理價值。

4．增值與服務(wù)：支撐電子商務(wù)配送中心向綜合性倉配一體化發(fā)展。面對海量的貨品數(shù)量和SKU以及海量的訂單，選擇自動化倉儲系統(tǒng)已經(jīng)成為電商物流中心的必然。這些倉儲物流中心不僅僅提供傳統(tǒng)的存儲服務(wù)，還提供與配送相關(guān)的商品重組、包裝、打碼等增值服務(wù)，這些增值的功能和快速處理訂單的能力成為配送中心的核心價值。

四、自動化倉儲系統(tǒng)技術(shù)和功能的演化

過去，物料的輸送、存儲、管理和控制主要靠人工實現(xiàn)，隨著物流技術(shù)和需求的不斷發(fā)展，在自動化技術(shù)和信息技術(shù)的推動下，倉儲技術(shù)歷經(jīng)機械化、自動化、集成化和智能化等四個階段。采用自動化倉儲系統(tǒng)結(jié)合信息化手段庫存準(zhǔn)確性得以準(zhǔn)確控制，庫存空間利用率大大提高；自動化搬運設(shè)備解放了人工，減少了貨物破損，提升了物流效率和質(zhì)量。未來不論何種形式的倉儲系統(tǒng)，自動化將是必然選擇。

伴隨整個商業(yè)結(jié)構(gòu)和制造技術(shù)的不斷進步，自動化倉儲系統(tǒng)的功能與技術(shù)發(fā)展表現(xiàn)出新的變化。

首先，自動化倉儲系統(tǒng)演變成供應(yīng)鏈中庫存控制中心、調(diào)度中心和增值服務(wù)中心。

隨著物流向供應(yīng)鏈管理的發(fā)展，企業(yè)越來越多地將倉儲作為供應(yīng)鏈中的一個信息和物料供應(yīng)的重要環(huán)節(jié)，倉庫和配送中心已經(jīng)不僅是存儲貨物的庫房，通常集成了存儲、配送、物料組合加工等功能。越來越多的倉儲企業(yè)使用自動化倉儲系統(tǒng)，系統(tǒng)集成了自動分揀設(shè)備、自動裝載設(shè)備、自動包裝設(shè)備，在先進的檢測、自識別技術(shù)和控制技術(shù)的支持下完成這些功能，自動化倉儲系統(tǒng)演變成供應(yīng)鏈中的庫存控制中心、調(diào)度中心和增值服務(wù)中心。

其次，自動化倉儲通過物流技術(shù)連接孤立的生產(chǎn)制造裝備，構(gòu)成柔性智能的制造系統(tǒng)。

規(guī)?；圃炱髽I(yè)通常使用自動化倉儲系統(tǒng)滿足物資存儲和管理的需求。面向工業(yè)4.0，許多制造企業(yè)實施產(chǎn)線升級，需要深入研究制造工藝，將倉儲、搬運等自動化技術(shù)集成到制造過程中，將物流管理與工廠管理一體化。自動化倉儲系統(tǒng)可為生產(chǎn)過程提供調(diào)節(jié)、檢驗、集散、配送等服務(wù)，將孤立的生產(chǎn)制造裝備通過物流技術(shù)進行連接，構(gòu)成柔性智能的制造系統(tǒng)。

第三，自動化倉儲逐漸成為整個物流供應(yīng)鏈的核心。

自動化倉儲系統(tǒng)從簡單到復(fù)雜，從單一模式向綜合模式發(fā)展，基本上已經(jīng)不是單一的立體倉庫和輸送系統(tǒng)執(zhí)行庫存作業(yè)，在功能強大的WMS系統(tǒng)支撐下，倉儲的各種功能得到優(yōu)化和有效管理，并且延伸到配送以及上下游供應(yīng)商客戶的信息交互，有效提高了倉儲物流企業(yè)和生產(chǎn)企業(yè)的執(zhí)行效率?？梢栽O(shè)想，如果將不同系統(tǒng)的倉儲空間進行共享，在共同的信息平臺下來滿足共同配送，使用這些自動化倉儲系統(tǒng)的物流企業(yè)將成為“互聯(lián)網(wǎng)+物流”中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，因此自動倉儲成為整個物流供應(yīng)鏈的核心。

自動化倉儲系統(tǒng)功能的演變需要技術(shù)和裝備的支撐，近年來行業(yè)協(xié)會大力推廣的物料單元標(biāo)準(zhǔn)化工作是倉儲自動化的基礎(chǔ)，由此專業(yè)物流裝備制造企業(yè)將物流裝備標(biāo)準(zhǔn)化工作提升到十分重要的地位；由于自動倉儲功能的不斷豐富，系統(tǒng)規(guī)模和存儲處理能力不斷提高，多層穿梭車、交叉帶分揀機等處理能力和自動化水平較高的裝備大量應(yīng)用實現(xiàn)了分揀、排序、訂單處理等功能。質(zhì)量和高效是自動倉儲技術(shù)的基本目標(biāo)，服務(wù)、綠色、個性等是倉儲系統(tǒng)的新方向，總而言之，自動化倉儲系統(tǒng)數(shù)字化、智能化已經(jīng)不再遙遠。

五、自動化倉儲系統(tǒng)的發(fā)展趨勢

1.設(shè)備趨向高端化

隨著連鎖零售、電子商務(wù)、醫(yī)藥、煙草、快遞等行業(yè)快速發(fā)展，物流配送中心需求增加，對立體倉庫、分揀系統(tǒng)、自動識別技術(shù)、手持終端以及設(shè)備系統(tǒng)集成需求旺盛，物流裝備系統(tǒng)化、自動化、智能化、綠色節(jié)能、技術(shù)專業(yè)化、產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化趨勢明顯，對大型、高端自動化物流倉儲系統(tǒng)需求迫切。以立體倉庫為例，托盤立體倉庫國內(nèi)超過30米高大型倉庫的實施案例已經(jīng)逐步增加；以miniload堆垛機為核心的件箱立體倉庫需求出現(xiàn)爆發(fā)式增長，其存儲單元小型化表現(xiàn)出倉儲功能的多元化；國內(nèi)裝備制造企業(yè)紛紛推出多層穿梭車系統(tǒng)，存儲密度和出入庫能力極大提升。這些自動存儲系統(tǒng)一般具有分揀、排序、緩存等功能，成為大型配送中心工藝規(guī)劃中最重要的選項。自動化倉儲系統(tǒng)整體上表現(xiàn)出設(shè)備高端化，研發(fā)重點面向于服務(wù)新興市場的趨勢。

2.市場需求旺盛

隨著中國制造業(yè)向自動化、智能化升級發(fā)展，尤其是電子、醫(yī)藥、大型機械等高端制造行業(yè)的持續(xù)快速增長，未來自動倉儲系統(tǒng)將有較大的市場需求。以醫(yī)藥行業(yè)為例，國家強制推行GMP認證，按照藥品的生產(chǎn)工藝將原料、半成品以及成品等采用自動立體倉庫來存儲，使企業(yè)信息化和管理水平得以根本性提升。特別是在中成藥生產(chǎn)中，采用標(biāo)準(zhǔn)化裝載，按照配方通過自動輸送和分發(fā)，實現(xiàn)按照配方組織柔性自動化生產(chǎn)。高端智能制造領(lǐng)域，加工工序間緩存、工具模具管理、原料和成品半成品存儲等環(huán)節(jié)通過自動倉儲系統(tǒng)將各個加工單元有機連接，實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。智能化加工裝備是制造的核心，而自動化倉儲物流系統(tǒng)是智能制造的神經(jīng)和血管。

3.綠色化發(fā)展

隨著“可持續(xù)發(fā)展”戰(zhàn)略成為全球社會經(jīng)濟發(fā)展的指導(dǎo)性原則，綠色倉儲技術(shù)的開發(fā)及應(yīng)用成為自動化倉儲系統(tǒng)的必然趨勢。從倉庫選址到倉庫布局、從倉儲設(shè)施的選取到倉儲系統(tǒng)的能源供應(yīng)，都強調(diào)綠色倉儲。因此，在倉庫選址和布局階段，需要考慮如何減少自動化倉儲系統(tǒng)對環(huán)境的影響、提高整個物流系統(tǒng)的運輸效率、降低倉儲系統(tǒng)的貨物運輸成本；在倉儲設(shè)施的選取及倉儲系統(tǒng)的能源供應(yīng)方面，選取具有節(jié)能功效的輸送系統(tǒng)、分揀系統(tǒng)、貨到人系統(tǒng)等倉儲設(shè)備；采用節(jié)能型冷庫，實施倉庫節(jié)能照明系統(tǒng)改造、提高存儲密度以降低單位存儲空間能耗等，都是綠色倉儲技術(shù)的發(fā)展方向。

此外，為減少資源消耗，充分挖掘自動化倉儲系統(tǒng)的社會價值，開展倉儲供應(yīng)鏈的技術(shù)研究，推廣共享物流模式，推動整個社會供應(yīng)鏈的一體化發(fā)展，也是自動化倉儲系統(tǒng)的戰(zhàn)略方向。