近年來,在智能制造、工業(yè)4.0、特別是快速發(fā)展的電子商務(wù)的帶動下,越來越多的企業(yè)將物流與生產(chǎn)、服務(wù)等方面進行整體考慮,開始注重自身物流倉儲運營管理的高質(zhì)量、高效率。同時,受制于土地成本、人工成本的不斷上升,企業(yè)必須考慮如何更好地控制倉儲運營成本。在這種情況下,自動化倉儲系統(tǒng)因作業(yè)速度快、處理精確度高、節(jié)省勞動力、庫房利用率高等特點受到企業(yè)的關(guān)注,市場需求大幅提升,在各行各業(yè)得到越來越廣泛的應(yīng)用。
隨著物流技術(shù)的不斷進步,自動化倉儲系統(tǒng)如今已遠遠超越了早期的自動化立體倉庫的范疇,包括自動化存取、自動化搬運、自動化裝卸、自動化拆碼垛、自動化分揀、自動化包裝等多種功能,并實現(xiàn)了自動化控制和信息化管理。
為了幫助企業(yè)更好地了解自動化倉儲系統(tǒng),本期專題采訪并邀請多家業(yè)內(nèi)企業(yè)對自動化倉儲系統(tǒng)的組成與功能、應(yīng)用價值、建設(shè)要點、技術(shù)發(fā)展、市場趨勢等內(nèi)容進行了深入解讀,同時通過實際案例對自動化倉儲系統(tǒng)的經(jīng)濟性進行了詳細分析,以期為業(yè)內(nèi)人士提供有益的借鑒和參考。
自動化倉儲系統(tǒng)也稱為自動化存取系統(tǒng)(AS/RS,AutomaticStorage&RetrievalSystem),是指由貨架、集裝單元化器具、物料存取設(shè)備、輸送系統(tǒng)、自動控制系統(tǒng)、計算機倉庫管理系統(tǒng)等組成,可對單元貨物(含集中裝載器具)實現(xiàn)自動化存取、控制和管理的倉儲系統(tǒng)。
自動化倉儲系統(tǒng)初期多指自動化立體倉庫,如今已遠遠超過了之前的范疇。從廣義上來講,自動化倉儲系統(tǒng)還包括可對單元貨物實現(xiàn)自動化裝卸車、自動化拆碼垛、自動化存取,以及可以實現(xiàn)自動化分揀、自動化包裝等功能,并進行自動控制和信息管理的倉儲系統(tǒng)。自動化倉儲系統(tǒng)目前已經(jīng)成為現(xiàn)代企業(yè)物流和供應(yīng)鏈的核心環(huán)節(jié),大量應(yīng)用在機械、冶金、化工、航空航天、電子、電力、醫(yī)藥、食品加工、煙草、印刷、機場、港口、物流、零售、電商等各行各業(yè)。
業(yè)內(nèi)普遍認為,自動化倉儲系統(tǒng)早期所指的自動化立體庫,是第二次世界大戰(zhàn)后生產(chǎn)和技術(shù)發(fā)展的結(jié)果。上世紀50年代初,美國出現(xiàn)了采用橋式堆垛起重機的立體倉庫;50年代末60年代初出現(xiàn)了司機操作的巷道式堆垛起重機立體倉庫;1963年美國率先在高架倉庫中采用計算機控制技術(shù),建立了第一座計算機控制的立體倉庫。此后,自動化立體倉庫在美國和歐洲得到迅速發(fā)展,并形成了專門的學(xué)科。60年代中期,日本開始興建立體倉庫,并且推動其技術(shù)快速發(fā)展。1973年,我國開始研制第一座由計算機控制的自動化立體倉庫,90年代在煙草行業(yè)由國內(nèi)廠家實現(xiàn)了完整的配合自動化生產(chǎn)工藝的自動化倉儲系統(tǒng)。
近年來,伴隨倉儲系統(tǒng)與供應(yīng)鏈的密切關(guān)系,以及倉儲系統(tǒng)要求更高的空間利用率、更強的入出庫能力以及采用計算機進行控制管理而利于企業(yè)實施現(xiàn)代化管理等特點,自動倉儲系統(tǒng)已成為企業(yè)物流和生產(chǎn)管理不可缺少的部分。進入互聯(lián)網(wǎng)時代,新興的電子商務(wù)行業(yè)對傳統(tǒng)的倉儲運營行業(yè)提出的新要求和新挑戰(zhàn),也是當前自動化倉儲系統(tǒng)行業(yè)研究的焦點。
自動化倉儲系統(tǒng)的組成
自動化倉儲系統(tǒng)通常由輸送設(shè)備、存儲設(shè)備、裝載與揀選設(shè)備、合批設(shè)備、分播設(shè)備、包裝設(shè)備以及分揀設(shè)備等硬件設(shè)備以及WMS、WCS等軟件系統(tǒng)組成。主要包含以下6個組成部分:
?。?)貨架:根據(jù)不同的自動化倉儲系統(tǒng),貨架有托盤式貨架、穿梭式貨架等多種形式;
?。?)集裝單元化器具:用于承載貨物的器具,包括托盤、件箱等物料存儲載體;
(3)物料存取設(shè)備:用于自動存取貨物的設(shè)備,如巷道堆垛機、多層穿梭車、穿梭板、子母車等產(chǎn)品;
?。?)輸送系統(tǒng):將貨物運送到入庫站臺或從出庫站臺將貨物進行搬運的設(shè)備。輸送機種類非常多,常見的有輥道輸送機、鏈條輸送機、帶式輸送機等,具有分揀功能的系統(tǒng)可將分揀分發(fā)設(shè)備歸于輸送系統(tǒng);
?。?)自動控制系統(tǒng):即WCS系統(tǒng),接收信息管理系統(tǒng)的任務(wù),管理和調(diào)度自動化立體庫系統(tǒng)的各種設(shè)備,自動執(zhí)行系統(tǒng)各種功能和任務(wù)。
?。?)信息管理系統(tǒng):即由計算機控制的倉庫管理系統(tǒng)(WMS),該系統(tǒng)獨立實現(xiàn)倉儲管理的各種功能,如:收貨、存貨、存貨管理、定單處理、分揀和配送等功能,是自動化倉儲系統(tǒng)的核心。
自動化倉儲系統(tǒng)帶來的價值
在自動化倉儲系統(tǒng)中,采用自動控制的巷道堆垛機取代人工存放貨物和人工取貨,提高效率,節(jié)省人工;采用信息系統(tǒng)對貨物進行管理,增強了管理能力,提高了準確性和可靠性,使入出庫管理、盤庫、報表等工作準確快捷;輸送設(shè)備和自動分揀設(shè)備的使用,使得物料有序搬運,物料分揀變得簡單高效。
概括來講,自動化倉儲系統(tǒng)可以為企業(yè)帶來以下四大價值:
1.空間價值:自動化倉儲系統(tǒng)的核心是立體倉庫,其技術(shù)產(chǎn)生和發(fā)展的出發(fā)點就是提高空間利用率,立體倉庫可充分利用有限且寶貴的土地資源擴充存儲空間,節(jié)省倉儲占地面積。
2.時間價值:建立以自動化立體倉庫為中心的物流系統(tǒng),在輸送系統(tǒng)的支撐下,系統(tǒng)具有快速執(zhí)行入出庫的能力,可以快速、及時并自動地將生產(chǎn)所需零部件和原材料送達生產(chǎn)線,可以自動快速地實現(xiàn)“貨到設(shè)備”、“貨到人”等作業(yè),從而滿足生產(chǎn)制造和分揀配送對時間和效率越來越快的需求。
3.現(xiàn)代化管理:生產(chǎn)管理是企業(yè)管理的一個重要組成部分,自動化倉儲系統(tǒng)作為生產(chǎn)過程的一個中心環(huán)節(jié),幾乎參與了生產(chǎn)管理的全過程。自動化倉庫將保存貨物這一“靜態(tài)儲存”狀態(tài)通過自動化物料搬運設(shè)備、自動化存儲設(shè)備在倉儲管理系統(tǒng)的綜合調(diào)度下實現(xiàn)“動態(tài)儲存”,并且與企業(yè)信息化系統(tǒng)實時連接。企業(yè)管理者可以快速地掌握各種物資信息,工程技術(shù)人員、生產(chǎn)管理人員、生產(chǎn)技術(shù)人員可以及時了解庫存信息,以便合理安排生產(chǎn)工藝、提高生產(chǎn)效率,為企業(yè)現(xiàn)代化管理創(chuàng)造管理價值。
4.增值與服務(wù):支撐電子商務(wù)配送中心向綜合性倉配一體化發(fā)展。面對海量的貨品數(shù)量和SKU以及海量的訂單,選擇自動化倉儲系統(tǒng)已經(jīng)成為電商物流中心的必然。這些倉儲物流中心不僅僅提供傳統(tǒng)的存儲服務(wù),還提供與配送相關(guān)的商品重組、包裝、打碼等增值服務(wù),這些增值的功能和快速處理訂單的能力成為配送中心的核心價值。
自動化倉儲系統(tǒng)技術(shù)和功能的演化
過去,物料的輸送、存儲、管理和控制主要靠人工實現(xiàn),隨著物流技術(shù)和需求的不斷發(fā)展,在自動化技術(shù)和信息技術(shù)的推動下,倉儲技術(shù)歷經(jīng)機械化、自動化、集成化和智能化等四個階段。采用自動化倉儲系統(tǒng)結(jié)合信息化手段庫存準確性得以準確控制,庫存空間利用率大大提高;自動化搬運設(shè)備解放了人工,減少了貨物破損,提升了物流效率和質(zhì)量。未來不論何種形式的倉儲系統(tǒng),自動化將是必然選擇。
伴隨整個商業(yè)結(jié)構(gòu)和制造技術(shù)的不斷進步,自動化倉儲系統(tǒng)的功能與技術(shù)發(fā)展表現(xiàn)出新的變化。
首先,自動化倉儲系統(tǒng)演變成供應(yīng)鏈中庫存控制中心、調(diào)度中心和增值服務(wù)中心。
隨著物流向供應(yīng)鏈管理的發(fā)展,企業(yè)越來越多地將倉儲作為供應(yīng)鏈中的一個信息和物料供應(yīng)的重要環(huán)節(jié),倉庫和配送中心已經(jīng)不僅是存儲貨物的庫房,通常集成了存儲、配送、物料組合加工等功能。越來越多的倉儲企業(yè)使用自動化倉儲系統(tǒng),系統(tǒng)集成了自動分揀設(shè)備、自動裝載設(shè)備、自動包裝設(shè)備,在先進的檢測、自識別技術(shù)和控制技術(shù)的支持下完成這些功能,自動化倉儲系統(tǒng)演變成供應(yīng)鏈中的庫存控制中心、調(diào)度中心和增值服務(wù)中心。
其次,自動化倉儲通過物流技術(shù)連接孤立的生產(chǎn)制造裝備,構(gòu)成柔性智能的制造系統(tǒng)。
規(guī)?;圃炱髽I(yè)通常使用自動化倉儲系統(tǒng)滿足物資存儲和管理的需求。面向工業(yè)4.0,許多制造企業(yè)實施產(chǎn)線升級,需要深入研究制造工藝,將倉儲、搬運等自動化技術(shù)集成到制造過程中,將物流管理與工廠管理一體化。自動化倉儲系統(tǒng)可為生產(chǎn)過程提供調(diào)節(jié)、檢驗、集散、配送等服務(wù),將孤立的生產(chǎn)制造裝備通過物流技術(shù)進行連接,構(gòu)成柔性智能的制造系統(tǒng)。
第三,自動化倉儲逐漸成為整個物流供應(yīng)鏈的核心。
自動化倉儲系統(tǒng)從簡單到復(fù)雜,從單一模式向綜合模式發(fā)展,基本上已經(jīng)不是單一的立體倉庫和輸送系統(tǒng)執(zhí)行庫存作業(yè),在功能強大的WMS系統(tǒng)支撐下,倉儲的各種功能得到優(yōu)化和有效管理,并且延伸到配送以及上下游供應(yīng)商客戶的信息交互,有效提高了倉儲物流企業(yè)和生產(chǎn)企業(yè)的執(zhí)行效率??梢栽O(shè)想,如果將不同系統(tǒng)的倉儲空間進行共享,在共同的信息平臺下來滿足共同配送,使用這些自動化倉儲系統(tǒng)的物流企業(yè)將成為“互聯(lián)網(wǎng)+物流”中的關(guān)鍵環(huán)節(jié),因此自動倉儲成為整個物流供應(yīng)鏈的核心。
自動化倉儲系統(tǒng)功能的演變需要技術(shù)和裝備的支撐,近年來行業(yè)協(xié)會大力推廣的物料單元標準化工作是倉儲自動化的基礎(chǔ),由此專業(yè)物流裝備制造企業(yè)將物流裝備標準化工作提升到十分重要的地位;由于自動倉儲功能的不斷豐富,系統(tǒng)規(guī)模和存儲處理能力不斷提高,多層穿梭車、交叉帶分揀機等處理能力和自動化水平較高的裝備大量應(yīng)用實現(xiàn)了分揀、排序、訂單處理等功能。質(zhì)量和高效是自動倉儲技術(shù)的基本目標,服務(wù)、綠色、個性等是倉儲系統(tǒng)的新方向,總而言之,自動化倉儲系統(tǒng)數(shù)字化、智能化已經(jīng)不再遙遠。
自動化倉儲系統(tǒng)的發(fā)展趨勢
1.設(shè)備趨向高端化
隨著連鎖零售、電子商務(wù)、醫(yī)藥、煙草、快遞等行業(yè)快速發(fā)展,物流配送中心需求增加,對立體倉庫、分揀系統(tǒng)、自動識別技術(shù)、手持終端以及設(shè)備系統(tǒng)集成需求旺盛,物流裝備系統(tǒng)化、自動化、智能化、綠色節(jié)能、技術(shù)專業(yè)化、產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化趨勢明顯,對大型、高端自動化物流倉儲系統(tǒng)需求迫切。以立體倉庫為例,托盤立體倉庫國內(nèi)超過30米高大型倉庫的實施案例已經(jīng)逐步增加;以miniload堆垛機為核心的件箱立體倉庫需求出現(xiàn)爆發(fā)式增長,其存儲單元小型化表現(xiàn)出倉儲功能的多元化;國內(nèi)裝備制造企業(yè)紛紛推出多層穿梭車系統(tǒng),存儲密度和出入庫能力極大提升。這些自動存儲系統(tǒng)一般具有分揀、排序、緩存等功能,成為大型配送中心工藝規(guī)劃中最重要的選項。自動化倉儲系統(tǒng)整體上表現(xiàn)出設(shè)備高端化,研發(fā)重點面向于服務(wù)新興市場的趨勢。
2.市場需求旺盛
隨著中國制造業(yè)向自動化、智能化升級發(fā)展,尤其是電子、醫(yī)藥、大型機械等高端制造行業(yè)的持續(xù)快速增長,未來自動倉儲系統(tǒng)將有較大的市場需求。以醫(yī)藥行業(yè)為例,國家強制推行GMP認證,按照藥品的生產(chǎn)工藝將原料、半成品以及成品等采用自動立體倉庫來存儲,使企業(yè)信息化和管理水平得以根本性提升。特別是在中成藥生產(chǎn)中,采用標準化裝載,按照配方通過自動輸送和分發(fā),實現(xiàn)按照配方組織柔性自動化生產(chǎn)。高端智能制造領(lǐng)域,加工工序間緩存、工具模具管理、原料和成品半成品存儲等環(huán)節(jié)通過自動倉儲系統(tǒng)將各個加工單元有機連接,實現(xiàn)生產(chǎn)過程自動化。智能化加工裝備是制造的核心,而自動化倉儲物流系統(tǒng)是智能制造的神經(jīng)和血管。
3.綠色化發(fā)展
隨著“可持續(xù)發(fā)展”戰(zhàn)略成為全球社會經(jīng)濟發(fā)展的指導(dǎo)性原則,綠色倉儲技術(shù)的開發(fā)及應(yīng)用成為自動化倉儲系統(tǒng)的必然趨勢。從倉庫選址到倉庫布局、從倉儲設(shè)施的選取到倉儲系統(tǒng)的能源供應(yīng),都強調(diào)綠色倉儲。因此,在倉庫選址和布局階段,需要考慮如何減少自動化倉儲系統(tǒng)對環(huán)境的影響、提高整個物流系統(tǒng)的運輸效率、降低倉儲系統(tǒng)的貨物運輸成本;在倉儲設(shè)施的選取及倉儲系統(tǒng)的能源供應(yīng)方面,選取具有節(jié)能功效的輸送系統(tǒng)、分揀系統(tǒng)、貨到人系統(tǒng)等倉儲設(shè)備;采用節(jié)能型冷庫,實施倉庫節(jié)能照明系統(tǒng)改造、提高存儲密度以降低單位存儲空間能耗等,都是綠色倉儲技術(shù)的發(fā)展方向。
此外,為減少資源消耗,充分挖掘自動化倉儲系統(tǒng)的社會價值,開展倉儲供應(yīng)鏈的技術(shù)研究,推廣共享物流模式,推動整個社會供應(yīng)鏈的一體化發(fā)展,也是自動化倉儲系統(tǒng)的戰(zhàn)略方向。
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