基于智能仓储系统的图书仓库优化研究

文/许迪

关键字：仓储信息管理系统；物流机器人；智能仓储系统

前言

随着市场对物流自动化装备需求的不断增加，机器人在物流行业得到越来越广泛地应用，已经深入到仓储、配送各个环节，不仅提高物流作业效率，减轻了工作人员的劳动强度，还有助于优化资源、降低成本，具有良好的经济效益和广阔的发展前景[1]。随着我国经济水平的日益提高，生活节奏的加快，追求精神层面的满足成为国民又一追捧热点，全民阅读风气日益高涨，在电子商务和大数据背景下，图书行业销售渠道发生着巨大的变化，线上线下同步销售为图书行业带来巨大的发展市场。随着业务量的增长和图书种类的繁多，传统的图书仓库遇到了种种问题，导致作业效率低下。

目前，对于图书仓库的研究相对较少，大部分集中于图书仓库的数据的研究。李春宏[2]对图书仓库系统的历史数据进行分析建模，将数据仓储技术应用到图书管理系统中；此外，许丹[3]分析了苏宁雨花物流基地图书库发货流程，对各个作业流程存在的问题进行优化。但是大部分研究都没有从图书仓库的整体来考虑，提出了一种适合图书仓库作业的智能仓储系统[4]，参考“货到人”的物流作业模式，协助工人实现图书的入库、出库等物流作业，能有效提高工人作业行程的装载量以减少作业次数，同时物流机器人系统的任务调度系统可规划多任务点的最优路径，以减少无效的行走距离，从而提高整体的作业效率，使企业获得最大的经济效益。

图书仓库现存问题描述

图书仓库库存容量持续增长，对于图书的管理越来越难。由于该仓库自动化程度低，大部分工作依赖人工作业，导致工作效率低下，仓储信息管理混乱，无法满足正常的出入库作业，并且，受空间影响，通道比较狭窄，图书的出入库很难实现大规模的自动化作业。针对上述问题，本文对图书仓库引入智能仓储系统，采用“人机协同”作业的方式，提高仓库的作业效率。

根据实际作业场景需求，本文中设置入库暂存区、入库上架区、存储区（拣选区）、打包区及分拣区。入库暂存区具有卸货、验货、理货、整托拆零等功能；入库上架区设有上架工作站，由物流机器人将货架搬运至工作站，进行人工上架操作；出库区包括拣选区、打包区、出库暂存区和分拣区等功能分区。具体布局图如图1所示。

图1 图书仓库布局图

图书仓库仓储信息管理系统设计

为了使得图书仓储信息的管理更加标准化和精确化，本文设计了一款专为图书仓储管理的系统工具[5]。图书仓库管理系统要使该企业的图书仓库更加容易管理，入库、出库更加简单容易，不会因为人为原因出现错误，有效提高出入库效率。该系统主要功能模块为图书入库、图书出库、图书在库管理。由于在搜寻指定图书时会因图书量大而加重任务量，在对一些图书及人员进行更新时也会因为复杂而手忙脚乱，这样在交易活动中不断地产生新数据，使得信息量逐渐加大。但使用图书仓库管理系统可以很方便的对所需信息进行查询，也可适时地利用插入功能录入图书信息，对相关图书信息进行更新，这样及时、便捷、高效地得到查询统计结果。

物流机器人系统

由于图书仓库货架既定格局和非环形作业通道，本文采用物流机器人具有双向行驶能力和原地转向能力。图书的运载容器为公共流转货架，物流机器人提供与流转货架相衔接的卡扣装置以固定货架，货架本身携带万向轮方便在作业区的搬运作业。

物流机器人调度控制系统上层与图书仓储管理系统进行有效对接，接收图书仓储管理系统的任务单，根据任务点的位置和任务图书的容量进行任务分配，任务分配给距离最近或空闲的物流机器人，物流机器人根据规划的路线前往任务点等待工人协助作业，工人作业完成后小车接到反馈机制开始前往下一个任务点直至任务完成或小车满载返回电梯口的货架置换区。

人机协同系统

物流机器人主要负责搬运货架到达入库上架区及拣选区由工作人员放入或取出图书进行出入库作业，替换掉人工找货的非必要劳动，提高作业效率。物流机器人的主要作业流程包括入库作业流程及出库作业流程。

（1）入库作业

仓库管理员根据入库单，将相关信息录入仓储信息管理系统，生成入库任务。图书任务所在区域的工作人员根据手持PDA的信息提示，接受任务，到达入库暂存区，进行入库作业的验收，并且安排需要入库图书的上架作业，将信息下达给物流机器人系统，机器人搬运货架至上架工作站由工作人员放入待上架货物完成入库作业，实现入库作业的人机协同。

（2）出库作业

仓库管理员根据出库单，将相关信息录入仓储信息管理系统，生成出库任务。调度物流机器人进行拣选作业，搬运锁定货架到达拣选工作站，由工作人员取出待拣选图书，直到该货架中没有需要拣选的图书之后，由物流机器人将货架送回存储区中。

结束语

本文以提高订单拣选效率，便于图书信息管理为目标，将现在“人到货”拣选模式替换为灵活性较高的“货到人”拣选模式，应用图书仓储信息管理系统及物流机器人系统，提出一种人机协同作业的理念。由于本方案中存储区的货架均是可移动的，所以该方案的固定成本较低，灵活性比较高；机器人搬运货架替代了人工找货作业，节省了大量人工成本；图书信息由仓储信息管理系统统一管理，增加了管理的规范性及信息的准确性；智能化设备的使用，可以给图书仓库带来更大的经济效益。