与时俱进的自动化仓储系统

昆明昆船物流信息产业有限公司总工程师、副总经理/甘仲平

与时俱进的自动化仓储系统

昆明昆船物流信息产业有限公司总工程师、副总经理/甘仲平

一、自动化仓储系统简介

自动化仓储系统也称为自动化存取系统(AS/RS，AutomaticStorag e&RetrievalSystem)，是指由货架、集装单元化器具、物料存取设备、输送系统、自动控制系统、计算机仓库管理系统等组成，可对单元货物（含集中装载器具）实现自动化存取、控制和管理的仓储系统。

自动化仓储系统初期多指自动化立体仓库，如今已远远超过了之前的范畴。从广义上来讲，自动化仓储系统还包括可对单元货物实现自动化装卸车、自动化拆码垛、自动化存取，以及可以实现自动化分拣、自动化包装等功能，并进行自动控制和信息管理的仓储系统。自动化仓储系统目前已经成为现代企业物流和供应链的核心环节，大量应用在机械、冶金、化工、航空航天、电子、电力、医药、食品加工、烟草、印刷、机场、港口、物流、零售、电商等各行各业。

业内普遍认为，自动化仓储系统早期所指的自动化立体库，是第二次世界大战后生产和技术发展的结果。上世纪50年代初，美国出现了采用桥式堆垛起重机的立体仓库；50年代末60年代初出现了司机操作的巷道式堆垛起重机立体仓库；1963年美国率先在高架仓库中采用计算机控制技术，建立了第一座计算机控制的立体仓库。此后，自动化立体仓库在美国和欧洲得到迅速发展，并形成了专门的学科。60年代中期，日本开始兴建立体仓库，并且推动其技术快速发展。1973年，我国开始研制第一座由计算机控制的自动化立体仓库，90年代在烟草行业由国内厂家实现了完整的配合自动化生产工艺的自动化仓储系统。

近年来，伴随仓储系统与供应链的密切关系，以及仓储系统要求更高的空间利用率、更强的入出库能力以及采用计算机进行控制管理而利于企业实施现代化管理等特点，自动仓储系统已成为企业物流和生产管理不可缺少的部分。进入互联网时代，新兴的电子商务行业对传统的仓储运营行业提出的新要求和新挑战，也是当前自动化仓储系统行业研究的焦点。

二、自动化仓储系统的组成

自动化仓储系统通常由输送设备、存储设备、装载与拣选设备、合批设备、分播设备、包装设备以及分拣设备等硬件设备以及WMS、WCS等软件系统组成。主要包含以下6个组成部分：

（1）货架：根据不同的自动化仓储系统，货架有托盘式货架、穿梭式货架等多种形式；

（2）集装单元化器具：用于承载货物的器具，包括托盘、件箱等物料存储载体；

（3）物料存取设备：用于自动存取货物的设备，如巷道堆垛机、多层穿梭车、穿梭板、子母车等产品；

（4）输送系统：将货物运送到入库站台或从出库站台将货物进行搬运的设备。输送机种类非常多，常见的有辊道输送机、链条输送机、带式输送机等，具有分拣功能的系统可将分拣分发设备归于输送系统；

（5）自动控制系统：即WCS系统，接收信息管理系统的任务，管理和调度自动化立体库系统的各种设备，自动执行系统各种功能和任务。

（6）信息管理系统：即由计算机控制的仓库管理系统（WMS），该系统独立实现仓储管理的各种功能，如：收货、存货、存货管理、定单处理、分拣和配送等功能，是自动化仓储系统的核心。

三、自动化仓储系统带来的价值

在自动化仓储系统中，采用自动控制的巷道堆垛机取代人工存放货物和人工取货，提高效率，节省人工；采用信息系统对货物进行管理，增强了管理能力，提高了准确性和可靠性，使入出库管理、盘库、报表等工作准确快捷；输送设备和自动分拣设备的使用，使得物料有序搬运，物料分拣变得简单高效。概括来讲，自动化仓储系统可以为企业带来以下四大价值：

1.空间价值：自动化仓储系统的核心是立体仓库，其技术产生和发展的出发点就是提高空间利用率，立体仓库可充分利用有限且宝贵的土地资源扩充存储空间，节省仓储占地面积。

2．时间价值：建立以自动化立体仓库为中心的物流系统，在输送系统的支撑下，系统具有快速执行入出库的能力，可以快速、及时并自动地将生产所需零部件和原材料送达生产线，可以自动快速地实现“货到设备”、“货到人”等作业，从而满足生产制造和分拣配送对时间和效率越来越快的需求。

3.现代化管理：生产管理是企业管理的一个重要组成部分，自动化仓储系统作为生产过程的一个中心环节，几乎参与了生产管理的全过程。自动化仓库将保存货物这一“静态储存”状态通过自动化物料搬运设备、自动化存储设备在仓储管理系统的综合调度下实现“动态储存”，并且与企业信息化系统实时连接。企业管理者可以快速地掌握各种物资信息，工程技术人员、生产管理人员、生产技术人员可以及时了解库存信息，以便合理安排生产工艺、提高生产效率，为企业现代化管理创造管理价值。

4．增值与服务：支撑电子商务配送中心向综合性仓配一体化发展。面对海量的货品数量和SKU以及海量的订单，选择自动化仓储系统已经成为电商物流中心的必然。这些仓储物流中心不仅仅提供传统的存储服务，还提供与配送相关的商品重组、包装、打码等增值服务，这些增值的功能和快速处理订单的能力成为配送中心的核心价值。

四、自动化仓储系统技术和功能的演化

过去，物料的输送、存储、管理和控制主要靠人工实现，随着物流技术和需求的不断发展，在自动化技术和信息技术的推动下，仓储技术历经机械化、自动化、集成化和智能化等四个阶段。采用自动化仓储系统结合信息化手段库存准确性得以准确控制，库存空间利用率大大提高；自动化搬运设备解放了人工，减少了货物破损，提升了物流效率和质量。未来不论何种形式的仓储系统，自动化将是必然选择。

伴随整个商业结构和制造技术的不断进步，自动化仓储系统的功能与技术发展表现出新的变化。

首先，自动化仓储系统演变成供应链中库存控制中心、调度中心和增值服务中心。

随着物流向供应链管理的发展，企业越来越多地将仓储作为供应链中的一个信息和物料供应的重要环节，仓库和配送中心已经不仅是存储货物的库房，通常集成了存储、配送、物料组合加工等功能。越来越多的仓储企业使用自动化仓储系统，系统集成了自动分拣设备、自动装载设备、自动包装设备，在先进的检测、自识别技术和控制技术的支持下完成这些功能，自动化仓储系统演变成供应链中的库存控制中心、调度中心和增值服务中心。

其次，自动化仓储通过物流技术连接孤立的生产制造装备，构成柔性智能的制造系统。

规模化制造企业通常使用自动化仓储系统满足物资存储和管理的需求。面向工业4.0，许多制造企业实施产线升级，需要深入研究制造工艺，将仓储、搬运等自动化技术集成到制造过程中，将物流管理与工厂管理一体化。自动化仓储系统可为生产过程提供调节、检验、集散、配送等服务，将孤立的生产制造装备通过物流技术进行连接，构成柔性智能的制造系统。

第三，自动化仓储逐渐成为整个物流供应链的核心。

自动化仓储系统从简单到复杂，从单一模式向综合模式发展，基本上已经不是单一的立体仓库和输送系统执行库存作业，在功能强大的WMS系统支撑下，仓储的各种功能得到优化和有效管理，并且延伸到配送以及上下游供应商客户的信息交互，有效提高了仓储物流企业和生产企业的执行效率。可以设想，如果将不同系统的仓储空间进行共享，在共同的信息平台下来满足共同配送，使用这些自动化仓储系统的物流企业将成为“互联网+物流”中的关键环节，因此自动仓储成为整个物流供应链的核心。

自动化仓储系统功能的演变需要技术和装备的支撑，近年来行业协会大力推广的物料单元标准化工作是仓储自动化的基础，由此专业物流装备制造企业将物流装备标准化工作提升到十分重要的地位；由于自动仓储功能的不断丰富，系统规模和存储处理能力不断提高，多层穿梭车、交叉带分拣机等处理能力和自动化水平较高的装备大量应用实现了分拣、排序、订单处理等功能。质量和高效是自动仓储技术的基本目标，服务、绿色、个性等是仓储系统的新方向，总而言之，自动化仓储系统数字化、智能化已经不再遥远。

五、自动化仓储系统的发展趋势

1.设备趋向高端化

随着连锁零售、电子商务、医药、烟草、快递等行业快速发展，物流配送中心需求增加，对立体仓库、分拣系统、自动识别技术、手持终端以及设备系统集成需求旺盛，物流装备系统化、自动化、智能化、绿色节能、技术专业化、产品产业化趋势明显，对大型、高端自动化物流仓储系统需求迫切。以立体仓库为例，托盘立体仓库国内超过30米高大型仓库的实施案例已经逐步增加；以miniload堆垛机为核心的件箱立体仓库需求出现爆发式增长，其存储单元小型化表现出仓储功能的多元化；国内装备制造企业纷纷推出多层穿梭车系统，存储密度和出入库能力极大提升。这些自动存储系统一般具有分拣、排序、缓存等功能，成为大型配送中心工艺规划中最重要的选项。自动化仓储系统整体上表现出设备高端化，研发重点面向于服务新兴市场的趋势。

2.市场需求旺盛

随着中国制造业向自动化、智能化升级发展，尤其是电子、医药、大型机械等高端制造行业的持续快速增长，未来自动仓储系统将有较大的市场需求。以医药行业为例，国家强制推行GMP认证，按照药品的生产工艺将原料、半成品以及成品等采用自动立体仓库来存储，使企业信息化和管理水平得以根本性提升。特别是在中成药生产中，采用标准化装载，按照配方通过自动输送和分发，实现按照配方组织柔性自动化生产。高端智能制造领域，加工工序间缓存、工具模具管理、原料和成品半成品存储等环节通过自动仓储系统将各个加工单元有机连接，实现生产过程自动化。智能化加工装备是制造的核心，而自动化仓储物流系统是智能制造的神经和血管。

3.绿色化发展

随着“可持续发展”战略成为全球社会经济发展的指导性原则，绿色仓储技术的开发及应用成为自动化仓储系统的必然趋势。从仓库选址到仓库布局、从仓储设施的选取到仓储系统的能源供应，都强调绿色仓储。因此，在仓库选址和布局阶段，需要考虑如何减少自动化仓储系统对环境的影响、提高整个物流系统的运输效率、降低仓储系统的货物运输成本；在仓储设施的选取及仓储系统的能源供应方面，选取具有节能功效的输送系统、分拣系统、货到人系统等仓储设备；采用节能型冷库，实施仓库节能照明系统改造、提高存储密度以降低单位存储空间能耗等，都是绿色仓储技术的发展方向。

此外，为减少资源消耗，充分挖掘自动化仓储系统的社会价值，开展仓储供应链的技术研究，推广共享物流模式，推动整个社会供应链的一体化发展，也是自动化仓储系统的战略方向。