智能倉儲在白酒行業的應用研究

趙平　毛勁

摘要：基于德國“工業4.0”的提出和發展，闡述了智能倉儲的推廣和應用，介紹了白酒行業貨物搬運和存儲的現狀及發展趨勢，最后論證了立體倉庫在白酒行業應用可行性。

關鍵詞：“工業4.0”；立體倉庫；智能倉儲；子母車；WMS

中圖分類號：F25 文獻標識碼：A doi：10.19311/j.cnki.1672-3198.2018.07.024

1引言

2013年4月，德國政府正式推出《德國工業4.0戰略》，一個全球性的話題瞬間被引爆，而我國也推出了《中國制造2025》：從“中國制造”到“中國智造”。工業4.0的智能工廠、智能生產、智能物流三大主題在近幾年得到了較大發展，特別是汽車制造業的智能化工廠和車間、勞動密集型企業的無人車間（如富士康）、物流業的智能分揀及智能倉儲等行業的推廣和應用尤為突出。隨著社會的進步和發展，人口紅利的逐步枯竭，而土地使用成本也越來越高，白酒行業的釀酒糧食、包裝盒、原輔材料、成品包裝玻瓶、成品白酒等產品的搬運和存儲面臨嚴峻的挑戰。本文主要論述了智能倉儲在白酒行業應用可行性。

2立體倉庫研究及應用

立體倉庫也稱為高架庫或高架倉庫，一般是指采用幾層、十幾層乃至幾十層高的貨架儲存單元貨物，用相應的物料搬運設備進行貨物入庫和出庫作業的倉庫。由于這類倉庫能充分利用空間儲存貨物，故常形象地將其稱為“立體倉庫”。

1963年，機械部北京起重運輸機械研究所成功研制出第一臺橋式堆垛起重機；1973年，機械部北京起重運輸機械研究所開始研制我國第一座由計算機控制的高達15米的自動化立體倉庫，并于1980年投入運行。截至2015年，我國自動化立體倉庫數量已超過2000座，分別應用于機械、冶金、化工、航空航天、電子、醫藥、圖書、食品加工、煙草、印刷、配送中心、機場、港口等行業。

立體倉庫的實現方式一般為巷道式堆垛機、穿梭板、巷道式堆垛機+穿梭板、子母穿梭車、四向穿梭車等技術，一個立體倉庫采取什么方式來實現，需要根據自身倉儲產品及倉庫條件來確定。而智能倉儲是基于立體倉庫技術結合自動控制技術、智能機器人技術、信息管理技術、數據挖掘技術等技術的有機融合，與自動化車間或智能車間無縫對接。

3白酒企業的倉儲現狀

目前大部分白酒行業貨物的搬運和存儲基本采用傳統的存儲模式。傳統的倉儲方式存在諸多弊端：一是倉庫需要搬運工、倉庫員等人員較多，用工成本較高且生產旺季需晝夜倒班、交替存取，勞動強度大；二是占地面積大，增加場地使用成本；三是生產與倉儲銜接不緊密，異地存儲增加了時間成本；四是倉儲分散，轉運需運輸車輛，增加運輸成本。

隨著人工成本和場地使用成本的上漲，貨物儲存成本占生產總成本的比例在不斷升高，酒類產品的利潤越來越薄，競爭力逐步減弱，很多白酒企業也由于各種原因處于停產半停產的狀態。為改變當前現狀，各大酒企正積極探索和引進智能倉儲，加強智能倉儲在白酒行業的推廣和應用，以不斷提升自身的核心競爭力。

隨著國內用地使用成本、貨物轉運成本、用工成本的逐年攀升，物流中國已提前到來。中國長三角、珠三角等早已在上世紀90年代開始大范圍使用立體貨架，至本世紀初，智能倉儲以技術成熟、效率高、運行穩定、無人化帶來的低成本、經濟效益高等優勢早已在沿海發達地區的行業領先企業得到普及，無人智能倉儲方式得到了一批先進企業青睞，隨著社會的進步與發展，智能倉儲將逐步取代傳統倉儲儲存方式。

4立體倉庫的組成及功能實現

智能倉儲主要由貨物儲存、貨物傳送存取、管理控制三大系統組成，主要應用智能控制理論進行管理、控制以及監視現場貨物的存取和運行，達到存儲空間的節省和貨物搬運的節能高效，最終使倉儲系統功能達到最優化。目前市面上應用時間最長且技術較為成熟的立體倉庫為堆垛機立體倉庫，但隨著自動化、智能化程度的提升，穿梭車立體倉庫迅速興起并推廣，逐步趨于成熟，本文主要論述穿梭車立體倉庫在白酒行業中的推廣和應用。

子母車立體倉庫一般由立體貨架、輸送線、信息讀寫裝置、子母車、認址條碼、AGV車、貨物提升機、母車提升機、電器控制系統、信息管理系統（WMS及WCS）、手持終端等組成。系統具備自動轉運輸送、貨物升降、貨物智能存取、自動生成執行存取方案、三維模擬顯示監控、設備自救、設備故障報警、系統功能增減、系統功能按需定制等功能。

立體貨架結構主要由貨架主體、母車軌道、子車巷道防護網等組成，貨架主體需滿足滿庫存時對貨架結構承載力的要求，為托盤貨物提供立體貨位，貨位布置與控制系統相對應，滿足子母穿梭車存取貨物對精確定位的要求。

輸送線由滾筒式輸送機、鏈條式輸送機、移栽機等組成，可實現不同方向的出人庫輸送，系統軟件設定傳輸路徑、速度、節拍，變頻控制運行速度，并有安全防護措施，保證人員和貨物的安全。

貨物提升機主要由機架、轎廂、導軌、伺服電機、傳感器、電器控制系統等組成，具有保護裝置和強制減速開關，有巷道障礙物檢測裝置，遇到障礙物主動停止。

母車提升機除載重量及提升速度與貨物提升機不同，其余功能類似，主要用于子母車換層時使用。

子母車是由穿梭子車和穿梭母車組合而成，穿梭母車在橫向母車軌道內行走，滑觸線供電；穿梭子車在貨位放置巷道行走，子車使用電池供電，子車在母車上充電。子車、母車通過輪行測距、認址條碼能準確定位地址，紅外線判斷障礙物，可提前減速停止。子母車可實現托盤貨物從人庫提升機到指定貨位、從指定貨位到出庫提升機的連線快速直線運輸。認址條碼用于子母車在軌道上精確定位。

信息讀寫設置是在托盤內鑲嵌RFID芯片，芯片可讀可寫；在出入庫輸送端、子車、AGV車等設備位置設置信息讀取裝置，將獲取的信息反饋給系統。

AGV車指裝備有電磁或光學等自動導引裝置，能夠沿規定的導引路徑行駛，具有安全保護以及各種移載功能的運輸車，工業應用中不需駕駛員的搬運車，以可充電之蓄電池為其動力來源。AGV車用于不適合使用輸送線運送的部位，代替輸送線運送貨物，其導航方式通常為使用磁條導航和激光導航。

手持終端（SPA）相當于移動終端，可進行一些簡單的顯示與控制?，F場分布觸摸屏設置操作密碼保護，重要的操作需要密碼錄入確認后才能進入操作界面，可實現權限更改。

電氣控制系統為完成現場各設備的控制、通信等任務，其功能主要有控制方式切換、信息查詢、停電保護等功能。

信息管理系統（WMS及WCS）主要包括計算機管理系統、計算機調度系統等。倉儲管理軟件WMS為主要控制系統，其向下控制WCS，先上傳輸數據與ERP、金蝶財務軟件等，也可與生產管理系統軟件MES系統連接。

如圖1，整個倉儲控制系統控制方式如下：倉庫管理系統（WMS）為整個倉儲系統的中樞，它相當于人的大腦，向倉庫控制系統（WCS）下達任務和命令，同時對接企業ERP和財務軟件系統進行數據傳輸，可接收移動終端（SPA）信號向下傳遞任務和命令，也可通過LED顯示屏顯示庫存情況。而倉庫控制系統（WCS）為運算執行單元，通過無線或有線控制最低一級執行單元（如：輸送機、子母車等，其自身控制方式為PLC可編程控制器控制）的工作，起為承上啟下的作用。

實時三維模擬顯示監控系統是為提高倉儲安全管理水平，充分利用計算機技術、網絡技術、仿真技術、安全技術等來實現倉儲系統的安全監控管理系統。其作用是監視整個立體倉庫中各部分的運行情況，動態顯示子母車和出入庫傳輸設備以及各貨物的運行位置，顯示所有任務的當前運行狀態，出錯報警情況，并能直接獨立地控制倉庫中所有設備的運行。其監控組態軟件能對倉儲安全監控系統中的異常情況進行實用化的智能場景監測分析和智能化管理，實現信息實時有效的獲取和控制，是倉儲監控網絡化、智能化的核心技術。

5結束語

本文對智能倉儲在白酒行業的應用進行了一定的研究，其主要思路是來源于智能車間和智能物流的技術。這個應用主要適合于自動化智能化較高的生產車間，這樣才能將生產倉儲相融合，為全面實現智能化車間做好鋪墊。我們還需要不斷嘗試和實驗，積累經驗，以便更加科學地設計出真正的智能車間和智能工廠。