基于智能倉儲(chǔ)系統(tǒng)的圖書倉庫優(yōu)化研究

文/許迪

關(guān)鍵字：倉儲(chǔ)信息管理系統(tǒng)；物流機(jī)器人；智能倉儲(chǔ)系統(tǒng)

前言

隨著市場(chǎng)對(duì)物流自動(dòng)化裝備需求的不斷增加，機(jī)器人在物流行業(yè)得到越來越廣泛地應(yīng)用，已經(jīng)深入到倉儲(chǔ)、配送各個(gè)環(huán)節(jié)，不僅提高物流作業(yè)效率，減輕了工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，還有助于優(yōu)化資源、降低成本，具有良好的經(jīng)濟(jì)效益和廣闊的發(fā)展前景[1]。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)水平的日益提高，生活節(jié)奏的加快，追求精神層面的滿足成為國(guó)民又一追捧熱點(diǎn)，全民閱讀風(fēng)氣日益高漲，在電子商務(wù)和大數(shù)據(jù)背景下，圖書行業(yè)銷售渠道發(fā)生著巨大的變化，線上線下同步銷售為圖書行業(yè)帶來巨大的發(fā)展市場(chǎng)。隨著業(yè)務(wù)量的增長(zhǎng)和圖書種類的繁多，傳統(tǒng)的圖書倉庫遇到了種種問題，導(dǎo)致作業(yè)效率低下。

目前，對(duì)于圖書倉庫的研究相對(duì)較少，大部分集中于圖書倉庫的數(shù)據(jù)的研究。李春宏[2]對(duì)圖書倉庫系統(tǒng)的歷史數(shù)據(jù)進(jìn)行分析建模，將數(shù)據(jù)倉儲(chǔ)技術(shù)應(yīng)用到圖書管理系統(tǒng)中；此外，許丹[3]分析了蘇寧雨花物流基地圖書庫發(fā)貨流程，對(duì)各個(gè)作業(yè)流程存在的問題進(jìn)行優(yōu)化。但是大部分研究都沒有從圖書倉庫的整體來考慮，提出了一種適合圖書倉庫作業(yè)的智能倉儲(chǔ)系統(tǒng)[4]，參考“貨到人”的物流作業(yè)模式，協(xié)助工人實(shí)現(xiàn)圖書的入庫、出庫等物流作業(yè)，能有效提高工人作業(yè)行程的裝載量以減少作業(yè)次數(shù)，同時(shí)物流機(jī)器人系統(tǒng)的任務(wù)調(diào)度系統(tǒng)可規(guī)劃多任務(wù)點(diǎn)的最優(yōu)路徑，以減少無效的行走距離，從而提高整體的作業(yè)效率，使企業(yè)獲得最大的經(jīng)濟(jì)效益。

圖書倉庫現(xiàn)存問題描述

圖書倉庫庫存容量持續(xù)增長(zhǎng)，對(duì)于圖書的管理越來越難。由于該倉庫自動(dòng)化程度低，大部分工作依賴人工作業(yè)，導(dǎo)致工作效率低下，倉儲(chǔ)信息管理混亂，無法滿足正常的出入庫作業(yè)，并且，受空間影響，通道比較狹窄，圖書的出入庫很難實(shí)現(xiàn)大規(guī)模的自動(dòng)化作業(yè)。針對(duì)上述問題，本文對(duì)圖書倉庫引入智能倉儲(chǔ)系統(tǒng)，采用“人機(jī)協(xié)同”作業(yè)的方式，提高倉庫的作業(yè)效率。

根據(jù)實(shí)際作業(yè)場(chǎng)景需求，本文中設(shè)置入庫暫存區(qū)、入庫上架區(qū)、存儲(chǔ)區(qū)（揀選區(qū)）、打包區(qū)及分揀區(qū)。入庫暫存區(qū)具有卸貨、驗(yàn)貨、理貨、整托拆零等功能；入庫上架區(qū)設(shè)有上架工作站，由物流機(jī)器人將貨架搬運(yùn)至工作站，進(jìn)行人工上架操作；出庫區(qū)包括揀選區(qū)、打包區(qū)、出庫暫存區(qū)和分揀區(qū)等功能分區(qū)。具體布局圖如圖1所示。

圖1 圖書倉庫布局圖

圖書倉庫倉儲(chǔ)信息管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)

為了使得圖書倉儲(chǔ)信息的管理更加標(biāo)準(zhǔn)化和精確化，本文設(shè)計(jì)了一款專為圖書倉儲(chǔ)管理的系統(tǒng)工具[5]。圖書倉庫管理系統(tǒng)要使該企業(yè)的圖書倉庫更加容易管理，入庫、出庫更加簡(jiǎn)單容易，不會(huì)因?yàn)槿藶樵虺霈F(xiàn)錯(cuò)誤，有效提高出入庫效率。該系統(tǒng)主要功能模塊為圖書入庫、圖書出庫、圖書在庫管理。由于在搜尋指定圖書時(shí)會(huì)因圖書量大而加重任務(wù)量，在對(duì)一些圖書及人員進(jìn)行更新時(shí)也會(huì)因?yàn)閺?fù)雜而手忙腳亂，這樣在交易活動(dòng)中不斷地產(chǎn)生新數(shù)據(jù)，使得信息量逐漸加大。但使用圖書倉庫管理系統(tǒng)可以很方便的對(duì)所需信息進(jìn)行查詢，也可適時(shí)地利用插入功能錄入圖書信息，對(duì)相關(guān)圖書信息進(jìn)行更新，這樣及時(shí)、便捷、高效地得到查詢統(tǒng)計(jì)結(jié)果。

物流機(jī)器人系統(tǒng)

由于圖書倉庫貨架既定格局和非環(huán)形作業(yè)通道，本文采用物流機(jī)器人具有雙向行駛能力和原地轉(zhuǎn)向能力。圖書的運(yùn)載容器為公共流轉(zhuǎn)貨架，物流機(jī)器人提供與流轉(zhuǎn)貨架相銜接的卡扣裝置以固定貨架，貨架本身攜帶萬向輪方便在作業(yè)區(qū)的搬運(yùn)作業(yè)。

物流機(jī)器人調(diào)度控制系統(tǒng)上層與圖書倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)進(jìn)行有效對(duì)接，接收?qǐng)D書倉儲(chǔ)管理系統(tǒng)的任務(wù)單，根據(jù)任務(wù)點(diǎn)的位置和任務(wù)圖書的容量進(jìn)行任務(wù)分配，任務(wù)分配給距離最近或空閑的物流機(jī)器人，物流機(jī)器人根據(jù)規(guī)劃的路線前往任務(wù)點(diǎn)等待工人協(xié)助作業(yè)，工人作業(yè)完成后小車接到反饋機(jī)制開始前往下一個(gè)任務(wù)點(diǎn)直至任務(wù)完成或小車滿載返回電梯口的貨架置換區(qū)。

人機(jī)協(xié)同系統(tǒng)

物流機(jī)器人主要負(fù)責(zé)搬運(yùn)貨架到達(dá)入庫上架區(qū)及揀選區(qū)由工作人員放入或取出圖書進(jìn)行出入庫作業(yè)，替換掉人工找貨的非必要?jiǎng)趧?dòng)，提高作業(yè)效率。物流機(jī)器人的主要作業(yè)流程包括入庫作業(yè)流程及出庫作業(yè)流程。

（1）入庫作業(yè)

倉庫管理員根據(jù)入庫單，將相關(guān)信息錄入倉儲(chǔ)信息管理系統(tǒng)，生成入庫任務(wù)。圖書任務(wù)所在區(qū)域的工作人員根據(jù)手持PDA的信息提示，接受任務(wù)，到達(dá)入庫暫存區(qū)，進(jìn)行入庫作業(yè)的驗(yàn)收，并且安排需要入庫圖書的上架作業(yè)，將信息下達(dá)給物流機(jī)器人系統(tǒng)，機(jī)器人搬運(yùn)貨架至上架工作站由工作人員放入待上架貨物完成入庫作業(yè)，實(shí)現(xiàn)入庫作業(yè)的人機(jī)協(xié)同。

（2）出庫作業(yè)

倉庫管理員根據(jù)出庫單，將相關(guān)信息錄入倉儲(chǔ)信息管理系統(tǒng)，生成出庫任務(wù)。調(diào)度物流機(jī)器人進(jìn)行揀選作業(yè)，搬運(yùn)鎖定貨架到達(dá)揀選工作站，由工作人員取出待揀選圖書，直到該貨架中沒有需要揀選的圖書之后，由物流機(jī)器人將貨架送回存儲(chǔ)區(qū)中。

結(jié)束語

本文以提高訂單揀選效率，便于圖書信息管理為目標(biāo)，將現(xiàn)在“人到貨”揀選模式替換為靈活性較高的“貨到人”揀選模式，應(yīng)用圖書倉儲(chǔ)信息管理系統(tǒng)及物流機(jī)器人系統(tǒng)，提出一種人機(jī)協(xié)同作業(yè)的理念。由于本方案中存儲(chǔ)區(qū)的貨架均是可移動(dòng)的，所以該方案的固定成本較低，靈活性比較高；機(jī)器人搬運(yùn)貨架替代了人工找貨作業(yè)，節(jié)省了大量人工成本；圖書信息由倉儲(chǔ)信息管理系統(tǒng)統(tǒng)一管理，增加了管理的規(guī)范性及信息的準(zhǔn)確性；智能化設(shè)備的使用，可以給圖書倉庫帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益。