倉儲自動(dòng)化技術(shù)發(fā)展及昆船物流的創(chuàng)新實(shí)踐

文/ 張 艷

昆明昆船物流信息產(chǎn)業(yè)有限公司

物流事業(yè)部技術(shù)總監(jiān)

國內(nèi)倉儲自動(dòng)化技術(shù)正呈現(xiàn)出無人化、高密集存儲、高柔性自動(dòng)化、多場景應(yīng)用的發(fā)展趨勢。從總體情況來看，先進(jìn)適用的物流技術(shù)與設(shè)備仍然是當(dāng)前國內(nèi)市場需求的主體，技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)主要體現(xiàn)在整個(gè)物流系統(tǒng)集成解決方案的規(guī)劃設(shè)計(jì)上。昆船進(jìn)入物流裝備行業(yè)20多年來，始終積極探索與推動(dòng)倉儲物流自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，近年主要圍繞5G技術(shù)、軟件、MR/VR以及3D技術(shù)等進(jìn)行了創(chuàng)新實(shí)踐。

中國倉儲自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展始于上

世紀(jì)70年代；90年代中期，以昆船等為典型代表的物流裝備企業(yè)開始進(jìn)行倉儲自動(dòng)化技術(shù)研發(fā)；90年代后期，倉儲自動(dòng)化行業(yè)開始進(jìn)入快速發(fā)展階段，并以煙草行業(yè)的高端生產(chǎn)制造物流系統(tǒng)建設(shè)最具代表性。

進(jìn)入21世紀(jì)后，隨著醫(yī)藥、電子商務(wù)、新能源、冷鏈等行業(yè)市場的興起和工業(yè)4.0理念的推行，給中國倉儲自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)步帶來了強(qiáng)大動(dòng)力；大量社會資本和人才不斷涌入，AI、5G等技術(shù)推廣應(yīng)用，加速了倉儲自動(dòng)化技術(shù)的更新迭代。

國內(nèi)倉儲自動(dòng)化代表性技術(shù)

隨著土地、人力成本不斷上升，在對出入庫能力、智能化程度有較高要求的快遞、電商、醫(yī)藥等行業(yè)自動(dòng)倉儲系統(tǒng)中，類似kiva機(jī)器人、無人叉車、多層穿梭車等自動(dòng)化、智能化設(shè)備被更多地用來替代人工作業(yè)；AI、5G等先進(jìn)基礎(chǔ)技術(shù)正在倉儲自動(dòng)化物流領(lǐng)域加速推廣應(yīng)用，促進(jìn)倉儲自動(dòng)化技術(shù)快速迭代升級。

目前國內(nèi)具有代表性的倉儲自動(dòng)化技術(shù)包括以下幾類。

1.立體庫技術(shù)。包括大型AS/RS立體庫技術(shù)、密集存儲技術(shù)以及miniload技術(shù)等。主要設(shè)備及系統(tǒng)包括堆垛機(jī)、穿梭板系統(tǒng)（穿梭板+子母車）、托盤四向穿梭車系統(tǒng)等。

2.“貨到人”揀選技術(shù)。主要用于拆零揀選作業(yè)，由于其快捷、高效、柔性化，得到市場廣泛認(rèn)可，成為過去數(shù)年中最熱的應(yīng)用技術(shù)之一。尤其是kiva揀選技術(shù)在國內(nèi)快遞、電商物流等領(lǐng)域的應(yīng)用引起極大反響。

3.AGV技術(shù)。AGV技術(shù)主要在于導(dǎo)航系統(tǒng)及路徑規(guī)劃運(yùn)算。目前廣泛采用的導(dǎo)航系統(tǒng)包括條碼導(dǎo)航、二維碼導(dǎo)航、激光導(dǎo)航和SLAM自然導(dǎo)航。國內(nèi)除了昆船和沈陽新松等主流企業(yè)，近年來涌現(xiàn)出更多的AGV廠家。

昆船AGV在智慧停車場的應(yīng)用示例

4.無人倉技術(shù)。倉儲系統(tǒng)的無人化和智能化，是最近幾年討論和研究的熱點(diǎn)之一。無人化技術(shù)包括自動(dòng)碼垛/拆垛技術(shù)、自動(dòng)存儲技術(shù)、自動(dòng)揀選技術(shù)、自動(dòng)分揀技術(shù)、自動(dòng)包裝技術(shù)，以及自動(dòng)集貨和裝車技術(shù)等。

圖1 物流區(qū)域、設(shè)備示意圖

市場需求分析

近幾年來，國內(nèi)倉儲自動(dòng)化技術(shù)呈現(xiàn)出無人化、高密集存儲、高柔性自動(dòng)化、多場景應(yīng)用的發(fā)展趨勢。無人化倉儲技術(shù)在多品規(guī)、作業(yè)程序復(fù)雜的電商物流領(lǐng)域得到更為廣泛的應(yīng)用。由輕型高速堆垛機(jī)、高速往復(fù)式升降輸送機(jī)、自動(dòng)分揀系統(tǒng)、智能穿梭車和密集型貨架組成的智能密集存儲分揀系統(tǒng)，在醫(yī)藥、電商（B2B、B2C）等行業(yè)充分發(fā)揮其高效率、高柔性自動(dòng)化的優(yōu)勢。

但從總體情況來看，先進(jìn)適用的物流技術(shù)與設(shè)備仍然是當(dāng)前國內(nèi)市場需求的主體。普通的堆垛機(jī)、叉車、托盤、貨架、輸送機(jī)、分揀機(jī)等設(shè)備的組合應(yīng)用，基本能滿足多個(gè)行業(yè)的用戶需求，技術(shù)創(chuàng)新點(diǎn)主要體現(xiàn)在整個(gè)物流系統(tǒng)集成解決方案的規(guī)劃設(shè)計(jì)上。

當(dāng)前，全球新冠肺炎疫情形勢仍然嚴(yán)峻，國內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展雖已基本恢復(fù)，但國際市場情況仍然不容樂觀。特別是此次疫情中暴露出來的醫(yī)療、應(yīng)急、冷鏈、食品等行業(yè)領(lǐng)域的物資倉儲物流系統(tǒng)中的問題，刺激了更多的企業(yè)加強(qiáng)“自動(dòng)化、無人化、信息化、智能化”物流技術(shù)的研究及應(yīng)用，以提升物流供應(yīng)鏈水平和應(yīng)急物流保障能力。

例如，疫情期間，武漢九州通醫(yī)藥集團(tuán)物流有限公司接管武漢國際博覽中心紅十字會防控物資倉庫后，通過庫區(qū)分區(qū)、物資分類貼標(biāo)、貨位編碼、流程再造等一系列倉儲物流技術(shù)操作，借助專業(yè)的物流信息管理軟件等工具，大幅提升了物資的出入庫能力、分揀和配送效率以及作業(yè)準(zhǔn)確率，成功解決了應(yīng)急物資發(fā)放不及時(shí)的問題。這些特殊時(shí)期的倉儲物流項(xiàng)目案例，充分體現(xiàn)了現(xiàn)代倉儲物流技術(shù)在應(yīng)急保障方面具有快速、準(zhǔn)確、高效的功能。

昆船物流的技術(shù)創(chuàng)新實(shí)踐

昆船進(jìn)入物流裝備行業(yè)20多年來，始終積極探索與推動(dòng)倉儲物流自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用，近些年的創(chuàng)新實(shí)踐主要圍繞以下方面。

1.推動(dòng)5G技術(shù)在倉儲自動(dòng)化領(lǐng)域的應(yīng)用

2019年，昆船物流打造了“智能制造5G應(yīng)用創(chuàng)新實(shí)驗(yàn)基地”，通過5G小型化基站，為穿梭車、堆垛機(jī)、AGV等移動(dòng)化物流設(shè)備提供深覆蓋、無切換、低時(shí)延、高可靠的無線連接,可進(jìn)一步提升自動(dòng)倉儲系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。

昆船物流5G工業(yè)化應(yīng)用的亮點(diǎn)，在于通過對關(guān)鍵智能設(shè)備進(jìn)行模組的深度集成，使之成為單機(jī)產(chǎn)品一個(gè)可選配的網(wǎng)絡(luò)模塊，不再依賴5G CPE，打造真正的5G工業(yè)智能設(shè)備；通過實(shí)現(xiàn)密集組網(wǎng)，用戶信號可被多個(gè)基站同時(shí)接收到，這將有利于多基站合作實(shí)現(xiàn)高精度定位；此外，通過5G網(wǎng)絡(luò)，還實(shí)現(xiàn)了時(shí)延小于15ms、可靠性達(dá)到99.99%的C2C控制應(yīng)用，可應(yīng)用于AGV搬運(yùn)系統(tǒng)，有軌智能RGV系統(tǒng)，自動(dòng)化立體庫堆垛機(jī)系統(tǒng)等；M3D多功能實(shí)訓(xùn)平臺的出現(xiàn)，為客戶提供虛擬裝配、故障修復(fù)、入庫流程、揀選流程及單機(jī)操作等培訓(xùn)；AR產(chǎn)品的出現(xiàn)，也可以為客戶提供AR輔助裝配、AR輔助維修、AR巡檢等方面的創(chuàng)新應(yīng)用；3D可視化調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)工廠“數(shù)字孿生+工業(yè)控制”；另外，在研發(fā)的遠(yuǎn)程智慧運(yùn)維平臺，也將會在未來大放異彩。

未來，昆船物流還將以此為基礎(chǔ)，與中國移動(dòng)和華為進(jìn)行更深層次的合作，實(shí)現(xiàn)拓展應(yīng)用能力、示范項(xiàng)目推廣、商業(yè)模式閉環(huán)、成果應(yīng)用落地的目標(biāo)，將5G網(wǎng)絡(luò)更好地與業(yè)務(wù)結(jié)合，為客戶提供更好的產(chǎn)品與服務(wù)，迎接新時(shí)代的到來。

企業(yè)倉庫全景

2.不斷強(qiáng)化軟件能力

在軟件技術(shù)方面，昆船物流針對中小企業(yè)或者第三方物流中心推出的云倉管理系統(tǒng)TIMMS.VWMS，具有智能分配的揀貨策略，可全程記錄所有入庫、出庫、盤庫、越庫等操作，使庫存管理更透明，作業(yè)任務(wù)指導(dǎo)更清晰。VWMS采用云端部署，具有快速上線、按需靈活配置的特點(diǎn)，支持多貨主、多組織、異地多倉，具備物流公司自主生產(chǎn)的輸送系統(tǒng)的云端控制能力，可與智能移動(dòng)終端、電子標(biāo)簽揀選系統(tǒng)、第三方信息管理系統(tǒng)等進(jìn)行集成。

3.積極推廣新技術(shù)在倉儲自動(dòng)化領(lǐng)域的應(yīng)用

隨著智能物流、智能制造的發(fā)展，融合VR以及3D技術(shù)的可視化調(diào)度監(jiān)控系統(tǒng)，將會在倉儲物流領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)推廣應(yīng)用。運(yùn)用全新一代MR/VR虛擬現(xiàn)實(shí)人機(jī)交互技術(shù)搭建的物流實(shí)訓(xùn)實(shí)驗(yàn)虛擬仿真教學(xué)平臺，將為智能物流系統(tǒng)用戶提供沉浸式體驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)不同崗位、不同階段的自學(xué)與實(shí)訓(xùn)考核需求，提高用戶操作培訓(xùn)效率，降低企業(yè)員工培訓(xùn)成本。

未來發(fā)展趨勢思考

受疫情等影響，世界已進(jìn)入“后全球化時(shí)代”，我國經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型升級、智能制造和“新基建”等將加快物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、人工智能、5G、區(qū)塊鏈等新技術(shù)推廣應(yīng)用，深刻影響著智能制造及智慧物流產(chǎn)業(yè)的技術(shù)發(fā)展趨勢。總體來看，倉儲物流技術(shù)將更多體現(xiàn)智能化、柔性化、無人化、節(jié)能化等特點(diǎn)，軟件將更多定義硬件。

1.多系統(tǒng)綜合集成技術(shù)

大數(shù)據(jù)技術(shù)、人工智能和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，將創(chuàng)造一個(gè)萬物互聯(lián)和萬物智能的時(shí)代，隨之而來的是用戶個(gè)性化需求激增，消費(fèi)、流通、生產(chǎn)之間的關(guān)系將變得更加緊密，生產(chǎn)制造的柔性化程度、產(chǎn)品的智能化水平和流通效率將直接決定企業(yè)的成敗，智能制造及智慧物流的復(fù)雜度將呈現(xiàn)指數(shù)級提升。目前大部分企業(yè)采取的“局部智能化”策略將難以為繼，智能制造解決方案供應(yīng)商必須擁有建設(shè)智能工廠“整體最優(yōu)”的“垂直整合”能力。

總體來看，行業(yè)將更多體現(xiàn)智能化、柔性化、無人化、節(jié)能化等特點(diǎn)，軟件將更多定義硬件和制造業(yè)。

2.軟件定義制造勢在必行

工廠和配送中心均可以被定義為供應(yīng)鏈模型、生產(chǎn)計(jì)劃模型、生產(chǎn)調(diào)度模型、生產(chǎn)操作模型、產(chǎn)品組合（生產(chǎn)配方）模型、物料搬運(yùn)模型、物料倉儲模型、能源消耗模型、質(zhì)量管理模型等等，支撐工廠和配送中心的各種業(yè)務(wù)進(jìn)行協(xié)調(diào)和優(yōu)化構(gòu)成了企業(yè)智能化的核心，各種工業(yè)軟件將業(yè)務(wù)流程和生產(chǎn)知識進(jìn)行機(jī)器語言的表達(dá)和固化，并且可以實(shí)施自學(xué)習(xí)和優(yōu)化，從而實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量、交付效率、成本控制等方面的提升，工業(yè)軟件能力在整個(gè)智能制造及智慧物流產(chǎn)業(yè)中的主導(dǎo)性作用將會更加突出。

3.物流技術(shù)與智能制造技術(shù)結(jié)合實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)內(nèi)部互聯(lián)互通

產(chǎn)品制造過程和配送中心訂單處理均離不開對物料的管理和跟蹤，工廠集成倉儲配送物料管理和信息集成技術(shù)，將工廠內(nèi)部的制造單元與物流倉儲和搬運(yùn)系統(tǒng)有機(jī)集成，通過物料打通各個(gè)環(huán)節(jié)形成真正的互聯(lián)互通，最終實(shí)現(xiàn)基于物聯(lián)網(wǎng)的智造系統(tǒng)。

4.智能化、無人化裝備大量應(yīng)用

智能化和無人化是未來生產(chǎn)制造、商品流通的趨勢，傳統(tǒng)工廠和物流從業(yè)人員將被無人工廠、全自動(dòng)柔性生產(chǎn)線、配送機(jī)器人取代，無人駕駛汽車、無人飛行器、類人型生產(chǎn)和服務(wù)機(jī)器人等將大量涌現(xiàn)，應(yīng)急救災(zāi)搶險(xiǎn)等高風(fēng)險(xiǎn)作業(yè)、海洋科考和太空探索等將由智能無人裝備接管。

需要強(qiáng)調(diào)的是，越來越多的物流裝備企業(yè)意識到，在做好新技術(shù)、新產(chǎn)品研發(fā)外，以先進(jìn)適用的技術(shù)與設(shè)備為用戶創(chuàng)造價(jià)值，才是企業(yè)真正的目標(biāo)和價(jià)值所在。