自動化倉儲系統中貨物高效存取技術探析

摘要：在自動化倉儲系統中，貨物高效存取技術對提高倉儲效率至關重要。為實現貨物的高效存取，需要深入了解其應用原理，合理設計自動化倉儲系統的各個組成部分，包括倉儲貨架、搬運系統、信息識別追蹤系統、倉儲管理系統、監控與安全保障系統等。同時，探討該技術在不同場景下的實際應用，如大規模倉儲物流中心、電子商務倉儲管理等，以實現貨物的快速識別定位、庫存精準管理等目標，從而提升自動化倉儲系統的整體效能。

關鍵詞：自動化倉儲系統 貨物高效存取技術 倉儲管理 智能調度

Analysis of Efficient Storage and Access Technology for Goods in Automated Warehousing Systems

DONG Yancong

Qingdao Youjin Electric Equipment Co.， Ltd.， Qingdao， Shandong Province， 266106 China

Abstract： In the automated warehousing system， the technology of efficient storage and retrieval technology for goods is very important to improve warehousing efficiency. In order to achieve efficient storage and retrieval of goods， it is necessary to have a deep understanding of its application principle and reasonable design of various components of the automated warehousing system， including storage shelves， handling systems， information identification and tracking systems， warehousing management systems and monitoring and security assurance systems， etc. At the same time， the practical application of this technology in different scenarios is discussed， such as large-scale warehousing and logistics center， e-commerce warehousing management， etc.， in order to achieve the goals of the rapid identification and positioning of goods， accurate inventory management and other goals， so as to improve the overall efficiency of automated warehousing system.

Key Words： Automated warehousing system; Efficient storage and access technology; Warehousing management; Intelligent scheduling

在現代物流體系中，自動化倉儲系統作為提升貨物存取效率、降低運營成本的重要手段，其重要性日益凸顯。面對日益增長的貨物存儲與分揀需求，傳統倉儲方式已難以滿足高效、精準的管理要求。因此，探索和應用貨物高效存取技術成為自動化倉儲系統發展的關鍵，該技術不僅能夠有效提升貨物存取速度，還能夠通過智能化管理，實現對庫存的精準控制和預測，進而提升整個物流鏈的運行效率。因此，深入研究自動化倉儲系統中貨物高效存取技術，具有極為重要的現實意義。

1貨物高效存取技術的應用原理

貨物高效存取技術的應用原理，主要依賴一系列先進的技術手段和策略，旨在提升存儲和檢索的效率，其中關鍵技術包括自動化倉儲系統、智能分揀技術和高效的存儲管理策略^[1]。

自動化倉儲系統通過采用自動化立體倉庫（Automated Storage and Retrieval System，AS/RS），結合堆垛機、穿梭車等自動化設備，實現貨物的快速存取。自動化設備能夠根據預設的指令，精準地將貨物從存儲位置取出或送入，大大提高存取效率。據統計，自動化倉儲系統的存取效率相較于傳統倉庫可以提升30%以上。

智能分揀技術則利用先進的圖像識別、無線射頻識別（Radio Frequency Identification，RFID）等技術，對貨物進行快速識別和分類。這些技術能夠準確地讀取貨物的信息，并將其引導至正確的存儲或出庫路徑，減少了人工分揀的誤差和時間消耗。智能分揀系統的分揀準確率通常可以達到99%以上。

在存儲管理策略方面，采用自動分層存儲（Automated Tiered Storage management，ATS）技術，根據貨物的訪問頻率和重要性，將數據在不同層級的存儲介質間遷移。例如[A3]"：將高頻訪問的貨物存放在高速存儲設備上，如固態硬盤（Solid State Drive，SSD），而將低頻訪問的貨物存放在低速但成本較低的存儲設備上，如機械硬盤（Hard Disk Drive，HDD）。

2自動化倉儲系統設計與構成

2.1倉儲貨架與存儲單元

在自動化倉儲系統中，倉儲貨架與存儲單元的設計直接決定存儲密度與存取效率^[2]。高密度存儲貨架的設計需要遵循特定標準，如橫梁式貨架，其每層承載能力可達數噸，常見的是2～5 t[A4]"，具體數值取決于鋼材質量與結構設計。貨架高度可達30[A5]" m以上，這一高度有助于提高單位面積的存儲量，貨架的貨位尺寸依據貨物尺寸設定，以0.8 m×1.2 m×1.5 m（長×寬×高）為常見規格。

在智能存儲單元配置方面，托盤是重要的組成部分，其尺寸標準有1 200 mm×1 000 mm等。一個存儲單元可容納多個貨物，依據貨物大小和重量而定，如小型電子產品，一個存儲單元可以存放50～100件。存儲單元與貨架的配合要精準，確保貨物存儲穩定且易于存取，貨物在存儲單元內的排列方式遵循最大化空間利用原則，采用分層、分格的布局方式。

2.2自動化搬運系統

自動化搬運系統是自動化倉儲系統的核心動力，主要由自動化搬運機器人、輸送帶與分揀系統構成。自動化搬運機器人，如自動導引車（Automated Guided Vehicle，AGV）[A6]"和自主移動機器人（Autonomous Mobile Robot，AMR），能夠沿預設路徑或根據實時環境信息靈活調整路線，執行貨物的搬運任務。AGV配備高精度激光導航系統，定位精度達到±5[A7]" mm，行駛速度最高可達2 m/s[A8]"，大幅縮短了搬運時間。AMR則更加靈活，能夠自主避障，適應復雜多變的倉庫環境。輸送帶與分揀系統則負責貨物的快速傳輸與精準分類，高速分揀線每小時可以處理超過20 000件包裹，通過集成的動態稱重、尺寸測量和RFID讀取模塊，實現貨物的即時識別與路徑規劃，分揀準確率高達99.9%。

2.3信息識別與追蹤系統

信息識別與追蹤系統是確保貨物高效存取的關鍵，其中RFID與條碼技術在信息識別與追蹤方面發揮著不可替代的作用。RFID標簽的讀取距離依據頻段有所不同，低頻RFID讀取距離在10 cm以內，高頻RFID讀取距離可達1 m左右，超高頻RFID讀取距離可達10 m以上。其數據傳輸速率能達到幾十到幾百kbps不等。條碼的密度也有標準，一維條碼的信息密度相對較低，二維條碼如QR碼能夠存儲更多信息^[3]。

傳感器網絡由多種傳感器組成，溫度傳感器的精度可達±0.1 ℃，濕度傳感器的精度能夠達到±2% RH。傳感器對倉庫環境進行實時監測，一旦環境參數超出設定范圍，如溫度高于30℃或濕度低于40%RH，就會觸發報警系統。信息識別與追蹤系統要確保貨物信息的準確性和實時性，通過對貨物的全程跟蹤，實現庫存管理的精確化。

2.4倉儲管理系統（WMS）

倉儲管理系統（Warehouse Management System，WMS）[A9]"作為自動化倉儲系統的中樞大腦，集成了庫存管理、任務調度與優化、數據分析與報告三大核心模塊[A10]"。（1）庫存管理模塊采用先進的算法預測貨物需求，動態調整庫存水平，減少積壓與缺貨現象。（2）任務調度與優化模塊根據訂單需求、貨物位置、搬運設備狀態等多維度信息，智能生成最優搬運路徑與作業序列，確保作業高效有序。例如：采用遺傳算法優化搬運任務分配，相較于傳統方法，可以減少約20%的搬運時間。（3）數據分析與報告模塊則利用大數據與機器學習技術，深度挖掘倉庫運營數據，生成各類運營報告，包括庫存周轉率、作業效率、設備利用率等關鍵指標，為決策提供數據支持。WMS系統的全面應用，使倉庫管理更加智能化、精細化，有效提升了整體運營效率。

2.5監控系統與安全保障

監控系統與安全保障機制是自動化倉儲系統穩定運行的堅強后盾^[3]。實時監控與報警系統通過高清攝像頭與各類傳感器，全天候監控倉庫內外環境，一旦發現火災、水浸、人員闖入等異常情況，立即觸發報警，并通過短信、郵件等多種方式通知管理人員，確保迅速響應。安全防護措施包括物理防護與軟件防護兩部分，物理防護包括防火門、煙霧探測器、自動噴水滅火系統等，軟件防護則側重網絡安全，采用防火墻、入侵檢測系統等技術手段，防止數據泄露與網絡攻擊。應急處理預案的制定與定期演練，確保在緊急情況下能夠迅速啟動應急預案，有效控制事態發展，保護人員安全與貨物完整。

3貨物高效存取技術的實際應用

3.1大規模倉儲物流中心

在大規模倉儲物流中心，貨物高效存取技術的應用尤為關鍵，借助部署自動化立體倉庫（AS/RS）、高速分揀線及智能搬運機器人，實現貨物的快速存取與精準分揀^[4]。AS/RS系統利用堆垛機與穿梭車，實現貨物在高層貨架上的自動化存取，存儲密度較傳統倉庫提高約50%。高速分揀線采用先進的圖像識別與動態稱重技術，每小時可以處理超過30 000件包裹，分揀準確率高達99.99%。結合WMS系統的智能調度功能，實現多設備間的協同作業，提高整體作業效率。在大規模倉儲物流中心，高效存取技術的應用使得貨物處理能力大幅提升，滿足電商、制造業等多個行業的快速配送需求。

3.3制造業生產線對接倉儲

在制造業生產線對接倉儲場景中，貨物高效存取技術的應用確保生產流程的順暢與高效。自動化倉儲系統通過AS/RS系統與智能搬運機器人，實現原材料、半成品和成品的自動化存取與搬運^[5]。系統利用RFID技術與傳感器網絡，實時監測貨物狀態與位置，確保生產線上所需物料的及時供應，結合WMS系統的智能調度功能，根據生產計劃自動調整貨物存取順序，提高生產效率。在制造業生產線對接倉儲中，高效存取技術的應用使生產周期縮短約20%，庫存周轉率提升至4～5次/a，有效降低了生產成本與庫存積壓風險。

3.4冷鏈物流貨物存取

冷鏈物流對貨物存取效率與溫度控制有著嚴格的要求，自動化倉儲系統借助集成溫濕度傳感器與智能調控設備，實時監測倉庫內環境參數，確保貨物處于最佳存儲狀態。系統利用RFID標簽與二維碼技術，實現貨物的快速識別與定位，減少人工揀選的時間與誤差。同時，結合自動化搬運系統，實現貨物的快速存取與搬運，減少在庫時間，降低溫度波動對貨物品質的影響。在冷鏈物流貨物存取中，高效存取技術的應用使得貨物損耗率降低至1%以下，同時提高了貨物存取效率與客戶滿意度。

4結語

貨物高效存取技術在自動化倉儲系統中的應用，顯著提升倉儲效率與管理水平，滿足不同場景下對貨物快速存取與精準管理的需求。隨著物聯網、大數據、人工智能等技術的不斷發展，自動化倉儲系統將更加智能化、自主化，貨物高效存取技術也將持續優化與創新，實現更高水平的自動化與智能化管理，為現代物流行業的高效運作與可持續發展提供有力支撐。

參考文獻[A11]

[1]倪震飛.智能倉儲中的機器人自動化技術應用與發展趨勢[J].中國儲運，2024（9）：165-166.

[2]李洋.棒料自動化倉儲解決方案\"智\"領行業發展[J].現代制造，2024（3）：18.

[3]李方達，姚恩濤，曾九玉.蜂窩式倉儲托盤存取技術研究[J].工業儀表與自動化裝置，2023（6）：76-82.

[4] 胡意敏.自動化柔性倉儲系統理論模型設計及仿真研究[D].昆明：云南財經大學，2023.

[5] 張婷婷.自動化倉儲系統儲位分配和訂單揀選優化方法研究[D].南京：東南大學，2022.