自動倉儲系統在鐵路部門中的應用

葛祥俊/上海鐵路局

自動倉儲系統在鐵路部門中的應用

葛祥俊/上海鐵路局

倉儲管理是鐵路運用部門的重要組成部分，加強鐵路倉儲的科學建設與現代化的管理可促進鐵路企業的市場競爭力，提升鐵路部門的經濟效益，具有十分重要的現實意義。

動車運用所；自動倉儲系統；立體倉庫；堆垛機

近幾年，隨著中國鐵路的高速發展，為適應不同的運輸環境滿足市場的需求，越來越多的高鐵列車車型也隨之誕生，這就大大增加了各個動車運用所日常檢修的復雜程度。而倉儲材料配給是鐵路動車運用部門的重要組成部分，所以也就對動車所的倉儲配給提出了極高的要求，鐵路物資倉儲部門原有的由計劃調撥的“收發供應型”模式已不能滿足動車運用所對車輛日常檢修維護工作要求，在這樣的背景之下，自動倉儲系統在動車配件物資流通環節中的作用愈發明顯。自動化的立體倉庫加速了配件的調取，減少了物資在調取環節中的損壞，提高了倉庫的土地面積使用率，節約了人力、財力的同時提高了庫存的周轉率和靈活性以及庫管員的工作效率。

一、自動倉儲系統的發展背景

在過去長期的計劃經濟體制下，倉儲業形成了以部門管理為主的管理體制，這種分散的各自為政的管理體制下資金分散，管理落后，設備陳舊，倉庫利用率低，后果是倉庫管理水平低、儲存條件差、服務質量低，致使儲存物資損壞變質、失竊等，使國家和企業遭受不應有的損失。隨著我國高鐵事業的發展，必然要求與之配套的倉儲業也需要一個快速發展以適應這一新的形勢需求。在這樣的大背景下，鐵路部門現代化的倉儲系統也隨之誕生。

1959年，美國開發了世界上最早的自動化立體倉庫并在1963年使用計算機對其進行控制，之后日本、德國等發達國家也相繼開發了本國的自動化立體倉庫。由于特殊的歷史背景，我國在這一方面起步比較晚。1974年我國建成了第一座自動化立體倉庫，隨著現代化控制技術的不斷發展，自動化立體倉庫進入了一個快速的發展時期。

二、自動倉儲系統的組成

自動倉儲系統(AS/RS)是采用高層貨架儲存貨物，用起重、裝卸、運輸機械設備進行貨物出庫和入庫作業，采用信息系統進行管理的自動化物流系統。AS/RS主要通過高層貨架充分利用空間進行貨物自動存取，所以稱為“自動化高架倉庫系統”，也稱為“自動化立體倉庫系統”。高架倉庫的最大高度可以達到40多米，最大庫存量可達數萬甚至10多萬個貨物單元，可以做到無人操縱，實現按計劃入庫和出庫的全自動化控制，并且對于倉庫的運作與管理可以實現計算機網絡管理。

以上海鐵路局南京動車段轄下的南京南動車運用所內的為例自動倉儲系統一般由以下部分組成：

（一）高層貨架

高層貨架是AS/RS的主要組成部分之一，其貨物單元可以是托盤，也可以是抽屜或者盒子/箱子，這取決于所存取貨物的大小和特點。貨架也分不同種類，比如懸臂式、重型流利式，或者是經過特殊設計的貨架。通常都使用標準貨架，如果是非標準、定制化的，成本會更高。此外，貨架可以獨立于建筑物，也可以嵌在建筑內部。

（二）自動存取設備

AS/RS中的存取設備有高位叉車、工業機器人、有軌式單雙立柱巷道堆垛機等，完成物料搬運、提升、堆垛等操作。其中最常見的自動存取設備是堆垛機。堆垛機接受計算機指令后，能在高層貨架巷道中來回穿梭，把貨物從巷道口的出入庫貨臺搬運到指定的貨位中，或者把需要的貨物從倉庫中搬運到巷道口出入庫貨臺，再配以相應的轉運、輸送設備，通過計算機控制實現貨物的自動出入庫。

堆垛機在巷道內運行，通常每個巷道配備一臺堆垛機，也有一臺堆垛機運行在多個巷道的情況。這時，巷道末端通常都配有一臺輸送車，用于將堆垛機送到另一個巷道。到底選擇哪種設備取決于成本和處理量。按照控制方式，堆垛機可以分為人工操作和無人操作兩種，如果是前者，則每次從存儲貨位取出的貨物可以少于一個貨物單元(即，可以完成揀貨功能)。

除了堆垛機，也有一些AS/RS系統并不使用運行于巷道內部的自動存取設備。其中比較典型的應用是自動導引車(AGV)。AGV有時會被用來代替運行于巷道內部的堆垛機，它不僅能實現制造、配送區與倉庫之間的貨物傳送，還能從存儲貨位取出貨物。在這種情況下，通常需要鋪設軌道，引導AGV小車進入巷道內部，同時，軌道還能保持小車的平穩運行。提升裝置用于小車的升降操作，有時，AGV能替代無人駕駛叉車。AGV的局限性在于貨物提升的高度受限。

（三）出入庫工作站

存取暫存站是用于將貨物擺放成適合堆垛機處理形式的工作站，它可以很簡單，僅僅由一臺叉車或穿梭車、一個傳輸單元或者是一臺自動導引車(AGV)組成。每個AS/RS都至少有一個存取暫存站，通常位于巷道末端。有時，存取暫存站堪稱存儲區與工廠、配送協同運作的中樞神經。

（四）地軌

先進的地軌有特殊的抓緊裝置，大大提升安全性與可靠性。有些地軌可以偏向于巷道的一邊，這樣可以為堆垛機手動模式作業情況下流出足夠的行走空間，也可以便于維護。

（五）貨位控制軟件與堆垛機控制軟件

這些控制軟件與倉庫管理軟件或企業資源管理軟件相連。控制軟件可提供可視化管理與用戶友好操作界面。采用中間件控制除了控制自動化倉儲系統中的堆垛機，還能集成其它的自動化物流設備的控制系統。

三、自動倉儲技術發展趨勢

隨著社會的發展，產品越來越趨向個性化，生產批次越來越小，產品品規也越來越豐富。同時，隨著分銷網絡的扁平化，銷售中間環節的消除，更大型、更集中的配送中心已經成為主流趨勢，貨物會從配送中心直接送到用戶手中。同時，為了縮短交貨時間，加快資金周轉，訂單結構也逐漸趨向于更少的批量和更多的頻次，這就需要配送中心能夠處理“小批量、多頻次”的訂單。實際上，倉儲自動化的主要增長領域就在于訂單揀選。未來訂單揀選不再是勞動密集型產業，而是更加靈活，更加模塊化。更集中、更大型的配送中心越來越多。因為企業意識到，與其在不同地區開設幾個小型倉庫，不如將其合并集中，在某個區域開設一個大型配送中心，實現統一配送。而更快、更可靠的運輸系統為此提供了必要條件。生產力如何提高，準確率如何保持，人體工程學如何考慮，是每一個企業都必須面對的問題。

四、結束語

對于鐵路系統來說，高效合理地利用現代化的倉儲技術，可以幫助動車所加快物資流動的速度，降低成本，保障檢修任務的順利進行，并可以實現對資源的有效控制和管理。隨著信息技術與網絡技術的快速發展以及人力成本的上升，倉儲技術已經從人工和機械化階段，向自動化、智能化發展，從而對整個鐵路系統做出最大的貢獻。

[1]馮暉.現代物流學[M].科學出版社，2011

[2]張三省，郝淵曉.倉儲與運輸物流學[M].廣州:中山大學出版社，2007:2.

[3]徐常凱，鄭金忠，自動化倉庫系統的關鍵技術[J]，物流科技，2002，（03）

葛祥俊，上海鐵路局，南京動車段，南京動車運用所，工號：435150 。