带你走进智能立体仓储系统

作者：王半仙

利用智能立体仓库设备可实现仓库层高合理化，存取自动化，操作简便化，管理智能化。

⚪合理化：智能立库采用高层货架、立体存储，更加高效的利用土地和空间资源。

⚪安全化：物料流转、存储依托托盘或货箱，有效的增加物料的安全性，减少物料的折损率。

⚪自动化：物料流转、存储作业过程为自动化和机械化操作，智能立库通过机械和电子设备控制，整个作业过程更加快捷和高效。

⚪智能化：智能立库的货位是集中管理的，通过管理系统（WMS）来对整个作业流程进行智能化管控，除了优于传统仓库的存储能力外，还具有分拣、理货等功能，使得仓库管理更加简洁明了。

智能立体仓储硬件主要是由存储单元、物料转运单元以及辅助设施单元组成。

存储单元主要是指存储货架，是钢结构或钢筋混凝土结构的建筑物或结构体，货架内是标准尺寸的货位空间，用以存储货物单元。

根据货架的组成结构可以将其细分为单元货格式货架、贯通式货架、自动化柜式货架等不同种类。

⚪单元货格式货架：是一种标准格式的通用性较强的货架；

⚪贯通式货架：又称流动型货架，是一种密集型的存储货架；

⚪自动化柜式货架：小型可移动封闭式货架，其特点是小型化、轻量化、智能化，封闭性强，有很强的保密性，适用于某些特定的物料存储。

在实际的设计建设中，会根据货物的存储要求，现场的施工作业环境等因素来决定具体的货架高度以及结构类型。

在智能仓储系统中，存储单元上会配置相应的RFID标签、二维码或感应器等识别感应工具，来标识存储单元内的货物信息、存储环境等内容。并通过仓库管理系统（WMS）实现库内管理等功能。

物料转运单元的作用是将物料在库位与库位、库位与工位之间进行流转，根据使用场景可分为库内转运以及库外转运。

库内转运会根据物料存储的具体情况（如：物料的物理性质、转运周期、转运速度等）来具体配置。常见的库内转运设备有堆垛机、穿梭车等。

堆垛机的主要作用是在立体仓库的巷道内来回运行，将位于巷道口的货物存入货架的货格中，或者取出货格内的货物运送到巷道口。

通过机械结构的配合，可实现载货台在巷道内进行空间三坐标方向的自由运动。

堆垛机具有以下特点：

⚪作业效率高：堆垛机是立体仓储的专用设备，具有较高的搬运速度和货物存取速度，可在短时间内完成出入库作业。

⚪提高仓储利用率：堆垛机自身尺寸小，可在宽度较小的巷道内运行，适合不同层高的货架作业，提高仓库的利用率。

⚪自动化程度高：堆垛机可实现远程控制，在堆垛机上配置RFID读写系统、条码感应系统、无线射频技术等配套设施，可实现整体作业过程无人化，便于仓储管理。

⚪稳定性高：堆垛机具有很高的可靠性，工作时具有良好的稳定性。

在现代智能仓储系统中，绝大多数的堆垛机均采用自动控制装置进行控制，如通过RFID读写系统，条码感应系统精确定位每个库位内的物料信息等内容，再配合仓库管理系统（WMS）的调度指挥，对物料进行精准高效的转运作业。

穿梭车是一种智能运输设备，可以编程实现取货、运送、放置等任务，并可与仓库管理系统（WMS）进行通讯，结合RFID、条码等识别技术，实现自动化作业过程。

穿梭车在智能仓储物流设备中主要由两种形式：

⚪穿梭车式出入库系统

⚪穿梭车式仓储系统

穿梭车以往复或者回环方式，在固定轨道上运行，将货物运送到制定地点或接驳设备上。

穿梭车一般均配有RFID、条码识别技术，能够对库位内的物料进行精准定位与识别，同时穿梭车还配有智能感应系统，自动减速系统，能够记忆原点位置，并且在运行过程中对轨道上的障碍物进行识别并自动停车。

穿梭车的特点：

⚪简易性：穿梭车整体结构简单，故障点少。

⚪可扩展性：穿梭车具有很高的可扩展性，可与其他输送设备搭配使用，整体柔性化程度更高。

⚪及时、高效性：由于穿梭车一般是按层作业的，在遇到故障时，可通过WMS进行合理调度来避免整个立库暂停作业。

⚪节能性：在同样载重下，穿梭车的耗能和自重均比其他输送设备要低。穿梭车直接与货架进行组合，减少了地面以及空间资源的利用，存储密度高。

堆垛机与穿梭车是智能立体仓储中最常用到的两种智能仓储物流设备，通过定量对比分析，两种智能仓储物流设备有不同的适用场景，如下表所示。

库外转运通常是由输送线体、RGV/AGV、机器人等智能转运设备组成，其作用是配合库内智能转运设备完成物料的运输、搬运、分拣等作业，在某些特殊情况下还可以临时取代其它主要搬运系统，维持智能仓储系统，完成物料的转运作业。

总的来说，在高速发展的社会趋势下，智能仓储物流已逐渐取代传统仓储物流。智能堆垛机、穿梭车等智能仓储物流设备的出现以及应用，极大提升了物流输送的效率性以及准确性，减少了人为因素对仓储物流的干扰。

同时智能仓储设备配合仓库管理系统（WMS）的控制与调度，针对不同行业领域的实际存储需求，可以搭配出多种形式的存储系统，并且对物料进行实时监控。从而实现一整套的现代化智能仓储物流系统。

辅助设施通常包含消防设施、照明设施、通风及采暖设施、动力设施、给排水设施、环保设施等内容，其作用是保证立库硬件设施的正常运行以及物料的存储环境需求。

自动化程度较高的立体仓储还配备外部功能模块如：自动装箱模块、码垛工作站以及自动分拣站等（如下图所示）。

仓库管理系统（WMS）对接入的外部功能模块进行统一监控与管理，并根据生产任务来进行统一调度。智能化管理整个仓储物流系统，使得仓储物流系统能够与生产进行无缝对接，减少在制品/暂存品等物料在生产现场的堆积。

智能立体仓储一般按照建筑物形式、货架构造形式以及装取货物机械种类三大类进行分类。

按照建筑物形式分类可分为以下两类：

⚪整体式智能立体仓储：库房货架除了存储货物单元外，还作为建筑物的支撑结构，库房货架一体化；

⚪分离式智能立体仓储：库房货架在建筑物内部独立存在。

按照货架构造形式分类可分为以下三类：

⚪单元货格式智能立体仓储；

⚪贯通式智能立体仓储；

⚪自动化柜式智能立体仓储

按照取货机械种类主要可分为以下两类：

⚪巷道堆垛机智能立体仓储：立库货架间的巷道内采用巷道堆垛机来进行物料的出入库作业，堆垛机上加装智能辅助设备，通过仓库管理系统（WMS）来进行管理与调度。

⚪穿梭车式智能立体仓储：穿梭车在货架内部进行物料的出入库作业，轨道同时承担货物输送和货物存储功能。

智能仓储管理系统（WMS）可独立实现仓储管理的各种功能，通过出入库管理、库内管理以及与上下游的信息交互功能，从而有效的提高企业仓库的执行效率和生产效率，降低生产成本，提高客户的满意度，进而提升企业的核心竞争力。

WMS系统主要囊括了以下几部分内容：

⚪入库管理：入库通知、收货管理、检验管理、上架管理、装箱管理、库位预约管理等。

⚪出库管理：出库通知、波次管理、拣货管理、集货管理、发货管理、库位分配管理等。

⚪库内管理：盘点管理、补货管理、库存调整、移位管理、流通加工管理、库存锁定管理等。

同时，WMS系统集成了信息技术、无线射频技术、条码技术、电子标签技术、WEB技术以及计算机应用技术等，将仓库管理、无线扫码、电子显示、WEB应用有机的组成一个完整的仓储管理系统，从而提高作业效率，实现信息资源充分利用。

通过合理运用WMS系统，企业在仓库管理上可以实现精益化管理：

⚪数据采集及时、过程精准管理、全自动化智能导向、提高整体库存工作效率。

⚪库位精确定位管理、状态全面监控、充分利用有限仓库空间。

⚪实时掌握库存情况，合理保持和控制企业库存。

⚪通过对批次信息的自动采集，实现了对产品生产和销售过程的可追溯性。

智能立体仓储是现代物流系统中迅速发展的一个重要组成部分，它具有诸多的优点。与计算机管理信息系统联网以及与生产线紧密连接的智能仓储系统更是当今智能制造和柔性制造必不可少的关键环节。

随着科技的不断发展，制造加工业的生产水平不断提高，“智能制造”被越来越多的企业注重，作为智能制造中重要一环的智能立体仓储同样也受到企业的关注。