摘要：智能倉儲是智能智造的重要組成部分，智能倉儲解決方案的創(chuàng)新發(fā)展與應(yīng)用涉及智能倉儲系統(tǒng)全生命周期的各個環(huán)節(jié)，既有智能倉儲設(shè)備的創(chuàng)新及其集成組合應(yīng)用場景，又有智能倉儲系統(tǒng)及其模塊功能集成的創(chuàng)新應(yīng)用，還有人工智能、數(shù)字孿生與仿真等新技術(shù)的融合應(yīng)用。本文從托盤四向穿梭車密集存儲智能倉儲系統(tǒng)的軟硬件角度探討智能倉儲解決方案及其應(yīng)用案例，以期客觀地評估智能倉儲解決方案的創(chuàng)新應(yīng)用和未來趨勢。
關(guān)鍵詞：智能倉儲；數(shù)字孿生；倉庫控制系統(tǒng)（WCS）
一、智能智造與智能倉儲概述
智能智造具有以智能工廠為載體、以生產(chǎn)制造關(guān)鍵環(huán)節(jié)和主要流程的智能化為核心、以工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)為關(guān)鍵支撐和以端到端數(shù)據(jù)流為基礎(chǔ)的顯著特征。智能智造正在驅(qū)動制造業(yè)發(fā)展理念、制造模式、底層機理發(fā)生重大而深刻的變革，通過重塑制造業(yè)的生產(chǎn)要素、核心技術(shù)體系、生產(chǎn)組織模式及價值鏈，推動以標(biāo)準(zhǔn)化批量復(fù)制為導(dǎo)向的工業(yè)經(jīng)濟向以大規(guī)模個性化定制為特征的數(shù)字經(jīng)濟轉(zhuǎn)變，在更高維度、更深層次上賦能制造業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。
智能倉儲，是面向智能智造過程的倉儲活動的全生命周期，實現(xiàn)泛在感知條件下的信息化智能作業(yè)與管理活動。智能倉儲作為智能智造體系的核心組成部分，將協(xié)同共進(jìn)、蓬勃發(fā)展，同時也極大地促進(jìn)智能智造的高質(zhì)量發(fā)展。在智能智造產(chǎn)業(yè)鏈中，智能倉儲有助于實現(xiàn)智能智造各環(huán)節(jié)的高度適配與信息互通互聯(lián)，構(gòu)建產(chǎn)線物流的信息載體，以支撐智能智造物流過程的數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控、統(tǒng)計及處理，為智能智造的物流過程提供管控決策與系統(tǒng)優(yōu)化，減少作業(yè)差錯率，有利于提高產(chǎn)線效率、柔性生產(chǎn)能力及品控能力，實現(xiàn)庫存與產(chǎn)線能力、交付能力的高度適配，為智能智造奠定物質(zhì)基礎(chǔ)。
智能倉儲解決方案可以通過人工智能、大數(shù)據(jù)分析、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)或物聯(lián)網(wǎng)、光導(dǎo)技術(shù)、射頻識別（RFID）、聲控技術(shù)、信息系統(tǒng)等先進(jìn)的科技手段和各種物流設(shè)備，對倉庫作業(yè)和物料進(jìn)行全面高效的管理；通過自動識別系統(tǒng)、搬運系統(tǒng)、儲存系統(tǒng)、分揀系統(tǒng)以及倉庫管理系統(tǒng)等，實現(xiàn)自動出入庫、盤庫、移庫等信息處理與倉庫作業(yè)；通過自動化技術(shù)、數(shù)字孿生技術(shù)與仿真等技術(shù)，實現(xiàn)倉儲自動化、智能化和可視化管理。
智能倉儲系統(tǒng)作為優(yōu)化物流運作和倉儲管理的一種高效的智能作業(yè)系統(tǒng)，可為管理人員制定庫存策略、設(shè)備維護(hù)計劃等管理活動提供智能決策支撐，能夠自動化、智能化地處理倉庫內(nèi)的各種任務(wù)流、信息流和資金流，包括伴行的可靠且實時的管理與控制策略(如物品的儲存、分揀、配送及管理)，從而大幅提升倉庫的工作質(zhì)量、效率和智能管理精準(zhǔn)度，有效降低運營成本，提高管理決策響應(yīng)速度。
圖1 智能倉儲系統(tǒng)架構(gòu)圖
智能倉儲系統(tǒng)是集物料搬運、倉儲管理和智能技術(shù)為一體的一門綜合性技術(shù)工程。智能倉儲硬件體系主要包含堆垛機、穿梭車兩大主流倉儲搬運設(shè)備，再分別配置輸送機或AGV、分揀機、電子標(biāo)簽等周邊設(shè)備，構(gòu)建形成智能倉儲堆垛機體系、智能倉儲穿梭車體系；智能倉儲軟件體系主要包含倉庫控制系統(tǒng)（WCS）、倉庫管理系統(tǒng)（WMS）以及各單機設(shè)備的通訊、軟件與電控系統(tǒng)等，通過數(shù)據(jù)采集層、通信層、應(yīng)用層和數(shù)據(jù)集成層的四層軟件與技術(shù)架構(gòu)，可實現(xiàn)對所有數(shù)據(jù)從設(shè)備層到控制層的管理和監(jiān)控。智能倉儲系統(tǒng)是供應(yīng)鏈、物流和生產(chǎn)制造中不可或缺的重要組成部分，是智能智造技術(shù)的延伸和發(fā)展，更是智能智造體系的保障與支撐，智能倉儲系統(tǒng)解決方案的創(chuàng)新發(fā)展與應(yīng)用有助于企業(yè)增加利潤、提高競爭力和滿足客戶服務(wù)要求，以勞動力節(jié)約、作業(yè)快速準(zhǔn)確、保管效率高、物流費用低等優(yōu)越性而得到廣泛應(yīng)用。
總之，隨著智能倉儲技術(shù)與大數(shù)據(jù)、云計算等新一代互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的深度融合，智能倉儲解決方案的創(chuàng)新發(fā)展與應(yīng)用極大地促進(jìn)了物流倉儲行業(yè)向著運行高效、作業(yè)智能化與數(shù)字化、流通快速的方向良性發(fā)展。
二、智能倉儲軟件系統(tǒng)的發(fā)展
智能倉儲軟件系統(tǒng)主要包括訂單管理系統(tǒng)（OMS）、倉庫管理系統(tǒng)（WMS）、倉庫控制系統(tǒng)（WCS）和倉庫執(zhí)行系統(tǒng)（WES）等。倉庫控制系統(tǒng)（WCS）是介于上位倉庫管理系統(tǒng)（WMS）和下位物流設(shè)備底層控制系統(tǒng)[倉庫執(zhí)行系統(tǒng)（WES）]之間的管理控制系統(tǒng)。一方面，WCS與WMS進(jìn)行信息交互，接受WMS的指令，并將其發(fā)送給WES，如物流設(shè)備的PLC系統(tǒng)或PC系統(tǒng)等，從而驅(qū)動物流設(shè)備產(chǎn)生相應(yīng)的機械動作、工藝運動節(jié)拍，有效協(xié)調(diào)倉儲系統(tǒng)中各物流設(shè)備之間的智能化運行與平衡、調(diào)度并完成工藝流程；另一方面，WCS將各物流設(shè)備的狀態(tài)及數(shù)據(jù)實時反映在人機界面系統(tǒng)上，并提供對物流設(shè)備控制系統(tǒng)或單機的手動調(diào)試接口。智能倉儲WCS主要通過引擎機制（含任務(wù)引擎、消息引擎等），分解并優(yōu)化WMS任務(wù)流，合理規(guī)劃倉儲設(shè)備調(diào)度執(zhí)行路徑，為上層系統(tǒng)的調(diào)度指令提供執(zhí)行保障和優(yōu)化空間，完善倉儲設(shè)備各軟硬件接口的標(biāo)準(zhǔn)、集成、調(diào)度和監(jiān)控，以及通訊報文的規(guī)范等。
智能倉儲WCS基于無線數(shù)據(jù)通信及軟件開發(fā)技術(shù)，內(nèi)置智能優(yōu)化算法及成熟解決方案、設(shè)備集成組件的集成配置化平臺，通過不斷完善上位管理系統(tǒng)的架構(gòu)、數(shù)據(jù)交互與存儲、通信等功能模塊和客制化設(shè)計服務(wù)，從實際業(yè)務(wù)或客戶需求出發(fā)，為客戶提供包含智能輸送、智能揀選、智能搬運與存儲為一體的自動化物流解決方案，實現(xiàn)智能化物流調(diào)度與作業(yè)。例如，在智能倉儲穿梭車體系中，通過智能倉儲WCS的設(shè)計，可實現(xiàn)倉內(nèi)單元物料的訂單任務(wù)處理及出入庫作業(yè)，包括智能調(diào)度與存儲作業(yè)、貨位優(yōu)化與調(diào)撥、穿梭車的路徑規(guī)劃、無線數(shù)據(jù)通信與信息交互、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)控與在線維護(hù)、故障預(yù)警等功能，實現(xiàn)倉內(nèi)單元物料的智能化物流作業(yè)與優(yōu)化管控。
圖2 穩(wěn)健醫(yī)療項目應(yīng)用案例
在倉內(nèi)物料的存儲及出入庫物流作業(yè)管理上，要以訂單作業(yè)的綜合效率最高為目標(biāo)，詳細(xì)分析作業(yè)過程的影響因素（搬運設(shè)備的負(fù)荷率、作業(yè)吞吐量峰谷值、運動曲線及作業(yè)頻率等），建立數(shù)學(xué)仿真模型或數(shù)字孿生虛擬仿真模型，結(jié)合智能倉儲WCS的內(nèi)置優(yōu)化算法及成熟解決方案、設(shè)備集成組件等，建立面向客戶應(yīng)用場景的智能倉儲解決方案，提高倉儲作業(yè)效率，減少庫存或縮短在庫周轉(zhuǎn)期，為客戶創(chuàng)造增值服務(wù)。
圖3 汽配行業(yè)應(yīng)用案例
下面以智能倉儲系統(tǒng)中的一個重要類型——托盤四向穿梭車密集存儲系統(tǒng)設(shè)計為例進(jìn)行說明。
托盤四向穿梭車密集存儲系統(tǒng)的軟硬件配置及系統(tǒng)有：高層貨架、托盤存儲單元、托盤四向穿梭車、托盤類專用提升機、輸送機系統(tǒng)、AGV/RGV/SGV系統(tǒng)、倉庫管理系統(tǒng)（WMS）和倉庫控制系統(tǒng)（WCS）。其中，WCS包括以下四個部分：
（1）變頻器及電機構(gòu)建動力驅(qū)動系統(tǒng)，用于實現(xiàn)托盤四向穿梭車的前后、左右運動與控制，可通過機械或液壓動力系統(tǒng)實現(xiàn)托盤舉升與落下的搬運動作、出入庫運動及控制；
（2）托盤四向穿梭車控制系統(tǒng)的電氣體系，采用PLC或PC及電氣元器件等設(shè)計與驗證試驗完成構(gòu)建，主要包括板載控制電路、電機變頻驅(qū)動電路、I/O電路及電源模塊等；
（3）托盤四向穿梭車底層控制系統(tǒng)，主要包括傳感器數(shù)據(jù)信息采集、出入庫作業(yè)邏輯調(diào)度與控制策略、設(shè)備運行狀態(tài)與故障預(yù)警、數(shù)據(jù)通信與信息交互等功能模塊和組件，用以實現(xiàn)設(shè)備底層控制邏輯和管理優(yōu)化策略；
（4）托盤四向穿梭車單機及系統(tǒng)，能實現(xiàn)平穩(wěn)性運行，分析大慣量負(fù)載作用下的托盤四向穿梭車的運動曲線及運動特性，重點關(guān)注啟動、急停、碰撞等惡劣工況下對驅(qū)動電機及機構(gòu)的調(diào)速、穩(wěn)速與制動控制方法的影響研究，建立并優(yōu)化托盤四向穿梭車運行的智能調(diào)速控制策略，以預(yù)防托盤四向穿梭車在作業(yè)時發(fā)生托盤貨物瞬移突變、滑移或滑落、傾覆等風(fēng)險。
托盤四向穿梭車密集存儲系統(tǒng)的主要功能是對出入托盤四向穿梭式密集庫、輸送線的物流單元及各主從設(shè)備進(jìn)行動態(tài)管理與調(diào)度，具有系統(tǒng)維護(hù)、貨物管理、數(shù)據(jù)維護(hù)、數(shù)據(jù)查詢、設(shè)備運行狀態(tài)顯示、設(shè)備遠(yuǎn)程控制、自動事務(wù)處理以及與其他信息管理系統(tǒng)的接口等功能，因此能及時、準(zhǔn)確完成貨物的出入庫調(diào)度與管理。由于托盤四向穿梭式立體貨架的結(jié)構(gòu)特點，存在高密度存儲單元，導(dǎo)致形成無線通訊網(wǎng)路的信號屏蔽性斷續(xù)影響，也存在有貨荷載與無貨荷載下結(jié)構(gòu)的變形與絕對位置的偏差影響，既要保證通訊控制信號的有效性，又要保證定位的高速準(zhǔn)確性，這對于信息交換與通訊的要求相當(dāng)高，而貨格相對定位是比較容易實現(xiàn)的一種可靠方式，且能實現(xiàn)物流信息與物流控制的同步管理。該方案中，智能倉儲WCS需要根據(jù)客戶的物流工藝，合理選擇搬運設(shè)備及主流托盤四向穿梭式立體庫配置模式；托盤四向穿梭式密集庫軟件系統(tǒng)則要實現(xiàn)客戶訂單管理、設(shè)備及物流單元位置管理、設(shè)備及物流單元的路徑規(guī)劃與管理、系統(tǒng)管理等功能，并實現(xiàn)各系統(tǒng)與設(shè)備間的信息收集、傳輸及交換。由此可見，通過完善的系統(tǒng)性設(shè)計，合理的軟硬件配置與優(yōu)化，并根據(jù)具體項目案例的功能要求，智能倉儲系統(tǒng)完全可實現(xiàn)智能輸送、儲存、定位、提醒等功能，甚至是實現(xiàn)可視化管控一體化功能。
三、智能倉儲系統(tǒng)的實施與評價
智能倉儲系統(tǒng)的實施與評價是智能倉儲良性發(fā)展的根本，評價指標(biāo)體系既包含智能化單機設(shè)備的關(guān)鍵評價指標(biāo)（單機驗收），又要包含智能倉儲系統(tǒng)的關(guān)鍵評價指標(biāo)（系統(tǒng)驗收）。如智能倉儲系統(tǒng)的關(guān)鍵評價指標(biāo)包含：基礎(chǔ)設(shè)置、業(yè)務(wù)規(guī)則、設(shè)備管理、任務(wù)管理、設(shè)備通訊、設(shè)備監(jiān)控等主要大項，其中又如設(shè)備通訊中包含指令下達(dá)與反饋、通訊日志兩個子項。指令下達(dá)與反饋涉及指令的發(fā)送與執(zhí)行、指令接收后的反饋等內(nèi)容，現(xiàn)場就需要選取不同的對象進(jìn)行功能性驗證，確保：
（1）控制端可順利發(fā)送指令給執(zhí)行端（設(shè)施設(shè)備）；
（2）執(zhí)行端能夠接收控制端的指令并進(jìn)行正確作業(yè)；
（3）執(zhí)行端接收指令后給控制端反饋信息，代表指令成功接收。
通訊日志則涉及貨品信息的可追溯性，即:
（1）倉庫控制系統(tǒng)與設(shè)施設(shè)備之間所有往來通訊均記錄于系統(tǒng)日志中，并可進(jìn)行查閱；
（2）對于通訊不正常的情況，如指令無法下發(fā)/接收，均記錄于系統(tǒng)日志中。
圖4 智能倉儲系統(tǒng)3D模擬圖
實際上在具體的智能倉儲系統(tǒng)實施與評價中，會涉及不同的應(yīng)用場景及其智能化設(shè)備組合，需要深入了解客戶需求與業(yè)務(wù)模式，羅列不同的評價指標(biāo)分項、評價指標(biāo)，確定詳細(xì)的評價內(nèi)容與評價方法。
下面以托盤四向穿梭式智能倉儲系統(tǒng)為例：本系統(tǒng)包含系統(tǒng)維護(hù)、設(shè)備控制、倉儲控制、監(jiān)控等主要模塊，該系統(tǒng)基于庫房內(nèi)局域網(wǎng)架設(shè)，相關(guān)設(shè)備通過有線和無線網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)互聯(lián)互通。智能倉儲系統(tǒng)采用PLC組網(wǎng)對底層設(shè)備進(jìn)行控制，總控PLC、垂直提升機PLC、鏈?zhǔn)捷斔蜋CPLC之間采用有線工業(yè)以太網(wǎng)進(jìn)行連接，與托盤四向穿梭車之間采用無線工業(yè)以太網(wǎng)連接，實現(xiàn)高速無縫信息交換與運動控制。托盤四向穿梭式立體庫WCS系統(tǒng)可以非常容易地與外部ERP或者WMS整合對接，其交互式的操作界面，允許操作者對托盤四向穿梭車、托盤提升機、輸送線及庫存物品進(jìn)行實時監(jiān)測、操作與管控，可以對突發(fā)事件、故障及安全問題或者未完成的工作作出快速反應(yīng)或互鎖聯(lián)動。托盤四向穿梭式立體庫軟件系統(tǒng)的模塊化設(shè)計和可擴展性，使用戶可以根據(jù)業(yè)務(wù)發(fā)展情況合理改變物流參數(shù)與業(yè)務(wù)管控策略，對WCS進(jìn)行再配置和適應(yīng)性調(diào)整，控制貨物單元在倉庫中的儲存、運動，完成出入庫、排序、揀選等功能，以實現(xiàn)快速進(jìn)出貨與盤庫、按指令轉(zhuǎn)移、按指令排序、直接分撥、不同溫度區(qū)域分類與智能儲存、按指令緩存等功能。
總體上看，智能倉儲系統(tǒng)業(yè)務(wù)邏輯比較復(fù)雜多樣，專業(yè)性強，非專業(yè)人士很難區(qū)分各業(yè)務(wù)流評價內(nèi)容、評價指標(biāo)及評價方法，也需要結(jié)合現(xiàn)場實際的運作調(diào)度效率、倉儲作業(yè)的準(zhǔn)確性、物料的實時監(jiān)控與追蹤、作業(yè)路徑的優(yōu)化響應(yīng)、作業(yè)環(huán)境的安全性評價等進(jìn)行綜合評估，從而為客戶科學(xué)合理地提供實施與評價服務(wù)，也為智能倉儲系統(tǒng)的創(chuàng)新發(fā)展與應(yīng)用提供驗證支撐和效果評估。智能倉儲系統(tǒng)現(xiàn)場測試，不僅要熟悉智能倉儲設(shè)備優(yōu)化配置與評估要點，還要熟悉智能倉儲設(shè)備及系統(tǒng)的作業(yè)流程。評估指標(biāo)體系以及客戶對智能倉儲系統(tǒng)的效率、可靠性、安全性及智能化要求，為智能倉儲解決方案創(chuàng)新發(fā)展與應(yīng)用提供驗證性場景和科學(xué)的評估流程和規(guī)范。
四、應(yīng)用場景及案例
某食品有限公司是專業(yè)從事全品類飲品原料研發(fā)、生產(chǎn)、銷售為一體的現(xiàn)代化技術(shù)企業(yè)，以MES為起點，結(jié)合ERP、SRM等系統(tǒng)，掌握產(chǎn)銷流程、提高生產(chǎn)可控性、即時采集生產(chǎn)數(shù)據(jù)、合理編排生產(chǎn)。該公司在精益化、自動化、數(shù)字化、標(biāo)準(zhǔn)化、可視化、高階化、智能化七大維度上策劃產(chǎn)線升級改造，實現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動，打造集高精研發(fā)、智能生產(chǎn)、國際貿(mào)易、智慧物流及全球生產(chǎn)管理中心功能于一體的數(shù)字化智能制造標(biāo)桿工廠，推動了企業(yè)智能倉儲系統(tǒng)的配套建設(shè)與發(fā)展。
該公司智能倉庫簡介：案例以交鑰匙工程的形式完成，包括但不限于貨架系統(tǒng)、四向托盤穿梭車、出入庫輸送系統(tǒng)、提升機系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)等的設(shè)計、制造、實施以及相關(guān)接口施工與技術(shù)配合、集成、調(diào)試、系統(tǒng)上線試運行支持、驗證、交付、維護(hù)、備品備件等相關(guān)工程，并完成最終復(fù)核等與產(chǎn)線匹配的智能倉儲活動。
該項目作為成品倉庫，主要存放飲料，共有八層貨架，整體貨架結(jié)構(gòu)總高約19米，貨位數(shù)16072托，標(biāo)準(zhǔn)單元荷載最大1200千克/托盤，具有同類型貨品單批次存儲流量大、出入庫頻次高、作業(yè)效率大、可跨溫區(qū)作業(yè)的特征性工藝流程，很適合采用托盤四向穿梭式密集庫解決方案。倉庫前期配置了28臺智能穿梭車、12臺專用托盤提升機等設(shè)備及系統(tǒng)，四向托盤穿梭車配合上位系統(tǒng)可實現(xiàn)區(qū)域智能調(diào)度、自動換向及定位等功能，專用托盤提升機用于在貨架層間升降輸送托盤單元荷載和四向托盤穿梭車；遵循客戶的項目工藝流程與運營效率要求，可滿足原料入庫100托/時、原料出庫46托/時、成品入庫46托/時、成品出庫100托/時等作業(yè)效率指標(biāo)；后期可以隨著企業(yè)業(yè)務(wù)量增大，隨時添加穿梭車或增補托盤提升機等硬件設(shè)備，使智能倉儲系統(tǒng)具有一定的冗余度、兼容性及擴展性。某飲料企業(yè)智能倉庫布局（局部）如圖5。
圖5 某飲料企業(yè)智能倉庫布局（局部）
該項目有以下特點：
（1）入庫、出庫、移庫（移出，移入）貨位由WMS分配，WCS不支持分配貨位。智能穿梭車在行駛路徑中，如果有托盤阻擋，WMS需先下發(fā)移庫任務(wù)，將阻擋托盤移出，才能下發(fā)后續(xù)任務(wù)。
（2）WCS按照任務(wù)接收到的時間先后順序執(zhí)行，先接收到的任務(wù)優(yōu)先執(zhí)行。
（3）WMS定時下發(fā)任務(wù)。WMS內(nèi)部排列好優(yōu)先級后，每次下發(fā)WCS單個任務(wù)流。
（4）自動化設(shè)備的執(zhí)行效率與貨品入庫擺放順序（例如：同批號同巷道擺放，同批號不同層擺放等），出庫方式（例如：先進(jìn)先出，后進(jìn)先出等），巷道深度密切相關(guān)，這些方式?jīng)Q定了最終的自動化設(shè)備的實際效率高低。
（5）如某一層穿梭車故障，在人工確認(rèn)故障信息后，把故障車輛移至不影響出入庫路徑的位置的情況下，其他層空閑車輛可通過提升機換層到故障車輛層執(zhí)行任務(wù)。
智能倉儲系統(tǒng)上線實施后，使該公司的工廠物流管理做到實時化、透明化、智能化，為工廠的全面智能化改造升級提供了助力。
五、智能倉儲系統(tǒng)的創(chuàng)新發(fā)展思考
近年來，以下技術(shù)在智能倉儲系統(tǒng)領(lǐng)域加快應(yīng)用，推動了整個行業(yè)的創(chuàng)新發(fā)展。
1．人工智能技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用
主要聚焦于智能搜索、路徑推理規(guī)劃及內(nèi)置優(yōu)化算法、智能搬運設(shè)備智能調(diào)度控制策略等。
在倉儲環(huán)節(jié)，人工智能技術(shù)可以用來進(jìn)行庫內(nèi)存儲貨位的優(yōu)化，可以實際案例或項目的種種約束（例如出入庫口位置、庫內(nèi)貨位存儲狀態(tài)及位置以及出入庫貨物的調(diào)度位置及規(guī)劃路徑等）參數(shù)進(jìn)行建模，以最優(yōu)解的形式給出智能存儲尋址方案與出入庫調(diào)度策略，可以大大降低物流企業(yè)的成本以及庫內(nèi)存儲負(fù)荷均衡化，提高存儲效率及其存儲安全性，甚至可以通過感知庫內(nèi)結(jié)構(gòu)變形參數(shù)、溫濕度參數(shù)等進(jìn)一步形成倉庫的動態(tài)信息參數(shù)，為存儲決策提供可靠支撐；人工智能可以賦能智能分揀，根據(jù)物品的派送地信息進(jìn)行分類，然后利用智能搬運設(shè)備自動分揀；人工智能可以實現(xiàn)庫存的智能化管理或預(yù)警，通過分析庫存歷史消費數(shù)據(jù)，建立相關(guān)模型對數(shù)據(jù)進(jìn)行解釋，動態(tài)調(diào)整庫存的水平，保證存貨取貨通道的有序性；人工智能技術(shù)可以提高倉儲環(huán)境下貨物運輸?shù)男阅�，設(shè)計智能搬運設(shè)備的行駛路徑，利用智能算法根據(jù)實際倉儲環(huán)境自動將貨物入庫上架與出入庫作業(yè)等管控與調(diào)節(jié)。
2．高速無線網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展與應(yīng)用
追隨最先進(jìn)的高速無線網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，尋求實時信息傳輸、處理與智能管控解決方案，單機設(shè)備創(chuàng)新性功能與高速高效性完善，有效確保智能倉儲系統(tǒng)的協(xié)同融合；使得倉庫的所有計劃、操作、調(diào)度、控制和管理等活動全部具有極強的實時響應(yīng)性，以便大大提高倉庫現(xiàn)有設(shè)備和人員的效率，實現(xiàn)物流管理的最大效益。
如，托盤四向穿梭車智能倉儲系統(tǒng)中的穿梭車已經(jīng)設(shè)計為一個實時動態(tài)信息轉(zhuǎn)運載體、流動監(jiān)控分體系并完成信息的上傳分析與實時控制，未來會出現(xiàn)集計算機軟硬件技術(shù)、無線通信技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、自動識別技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)等為一體的可擴充、可維護(hù)的智能化單機設(shè)備，成為托盤智能倉儲解決方案的主流設(shè)備之一。
3．多技術(shù)的創(chuàng)新與融合
隨著智能倉儲設(shè)備的產(chǎn)業(yè)化、更多經(jīng)過驗證的實用技術(shù)的廣泛應(yīng)用，以及相關(guān)聯(lián)技術(shù)的飛速發(fā)展和成熟，智能倉儲系統(tǒng)的穩(wěn)定性和效率得到進(jìn)一步優(yōu)化，各種成功應(yīng)用案例層出不窮，集成創(chuàng)新思維不斷涌現(xiàn)，智能倉儲管理理論不斷夯實，特別是物流倉儲與生產(chǎn)制造互聯(lián)互通，不斷推動制造業(yè)自動化、數(shù)字化升級，為智能制造賦予創(chuàng)新驅(qū)動力，同時也極大地推動了智能倉儲行業(yè)的良性發(fā)展。
如，托盤四向穿梭車的創(chuàng)新發(fā)展，既需要研發(fā)企業(yè)的技術(shù)沉淀與成功案例實施驗證、案例打磨技術(shù)與技術(shù)迭代，又要有產(chǎn)品的不斷創(chuàng)新迭代、客制化服務(wù)與新技術(shù)融合創(chuàng)新，更是不同應(yīng)用場景的集成創(chuàng)新與多客戶需求多樣化的平衡性滿足——不僅僅應(yīng)用于密集存儲系統(tǒng)中的存儲搬運，也可以應(yīng)用于智能倉的庫前搬運系統(tǒng)，甚至拓展為地面托盤搬運與庫內(nèi)搬運的一體化設(shè)計和集成應(yīng)用；不僅僅用于標(biāo)準(zhǔn)化托盤單元的密集存儲與搬運，也可以隨著業(yè)務(wù)的多元化，向輕重載、多類型單元非標(biāo)系列進(jìn)行技術(shù)延伸和研發(fā)拓展——真正實現(xiàn)托盤解決方案的全鏈?zhǔn)椒⻊?wù)，真正實現(xiàn)倉儲的動態(tài)存儲和托盤到人揀選的智能化，集成運用自動化物流設(shè)備、信息系統(tǒng)，實現(xiàn)人、機、物的高效協(xié)同作業(yè)，是未來物流企業(yè)降本增效的必然趨勢。
4．?dāng)?shù)字孿生與仿真技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用
數(shù)字孿生模型不僅能實時映射智能倉儲系統(tǒng)的運維狀態(tài)，還能進(jìn)行虛擬仿真模擬和優(yōu)化。打造智能制造環(huán)節(jié)的虛擬制造技術(shù)、并行協(xié)同工作模式，讓管理人員在虛擬環(huán)境中，對倉儲布局、作業(yè)與管理進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化，比如改變貨架的位置、優(yōu)化貨物的擺放布局方式、優(yōu)化作業(yè)流程等，針對實時運維狀態(tài)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)度與業(yè)務(wù)推演。
圖6 托盤四向穿梭車密集庫數(shù)字孿生系統(tǒng)（截圖）
簡單來說，數(shù)字孿生智能倉儲系統(tǒng)就是給實體倉儲環(huán)境創(chuàng)建一個數(shù)字化的“雙胞胎”，也就是一個虛擬的智能倉儲模型。這個模型不僅和實體倉儲系統(tǒng)在結(jié)構(gòu)和業(yè)務(wù)流上完全一致，還能實時映射實體倉儲系統(tǒng)的運維狀態(tài)及數(shù)字化、信息化，基于數(shù)字孿生的智能倉儲動態(tài)交互管理系統(tǒng)的定制化開發(fā)、功能模塊化完善及其標(biāo)準(zhǔn)化也是智能倉儲系統(tǒng)的有機組成部分，更需要對倉儲業(yè)務(wù)流的更加精細(xì)化管理挖掘與精準(zhǔn)控制，以存儲、配送任務(wù)智慧調(diào)度為主線，打造流水線式的不間斷作業(yè)的智能化立庫模式，主動適應(yīng)出入庫流量的動態(tài)變化，整合業(yè)務(wù)感知數(shù)據(jù)、出入庫過程信息、設(shè)備狀態(tài)監(jiān)測等多元異構(gòu)數(shù)據(jù)，構(gòu)建與現(xiàn)實立庫體系同生共存、虛實交融的復(fù)雜系統(tǒng)，實現(xiàn)自動化倉儲系統(tǒng)柔性調(diào)度及多任務(wù)推演孿生體系，實現(xiàn)出入庫業(yè)務(wù)數(shù)字化、立庫設(shè)備虛擬互動、立庫業(yè)務(wù)動態(tài)規(guī)劃、立庫業(yè)態(tài)先知先覺。通過對歷史數(shù)據(jù)的深度分析和挖掘，系統(tǒng)可以預(yù)測未來的庫存需求、設(shè)備故障趨勢與運維預(yù)測等，為管理人員提供全面而有效的智能化、數(shù)字化的科學(xué)決策。未來，我們應(yīng)進(jìn)一步探索數(shù)字孿生與通訊技術(shù)、人工智能等技術(shù)的融合應(yīng)用，推動智能倉儲管理向更加高效、智能、安全的方向發(fā)展。
此外，智能倉儲系統(tǒng)的創(chuàng)新發(fā)展也與產(chǎn)業(yè)鏈上下游的融合與協(xié)同發(fā)展密不可分。智能倉儲行業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈上游為設(shè)備提供商和軟件提供商，中游是智能倉儲系統(tǒng)集成商，下游是應(yīng)用智能倉儲系統(tǒng)的煙草、醫(yī)藥、汽車等諸多行業(yè)。集成創(chuàng)新是一個全局優(yōu)化的復(fù)雜過程，智能倉儲產(chǎn)業(yè)鏈的融合與協(xié)同發(fā)展，必然從智能倉儲的項目咨詢、規(guī)劃設(shè)計、系統(tǒng)集成、設(shè)備集成、工程實施、現(xiàn)場運營與管理等業(yè)務(wù)流程與智能倉儲系統(tǒng)全生命周期管理入手，以系統(tǒng)思維的方式全面打造自動化、信息化、數(shù)字化、可視化的智能倉儲系統(tǒng)。
六結(jié)語
智能倉儲解決方案創(chuàng)新發(fā)展與應(yīng)用場景的多樣化與集成體系的適配性本身就是一種應(yīng)用創(chuàng)新，更是對智能倉儲單機設(shè)備創(chuàng)新和應(yīng)用的肯定。對智能倉儲解決方案創(chuàng)新發(fā)展與應(yīng)用場景進(jìn)行評估、現(xiàn)場檢查是一個認(rèn)真細(xì)致而專業(yè)性強的合格評定過程。智能制造的發(fā)展帶來更多行業(yè)、更加多樣化的應(yīng)用場景，再結(jié)合人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、虛擬現(xiàn)實及數(shù)字孿生等技術(shù)的不斷發(fā)展與應(yīng)用，使倉儲解決方案的智能化、數(shù)字化成為行業(yè)發(fā)展大勢所趨，所帶來的創(chuàng)新需求、應(yīng)用及技術(shù)升級等都將是從業(yè)人員必須面對的全新挑戰(zhàn)。智能倉儲是智能智造的核心環(huán)節(jié)，更是未來物流倉儲行業(yè)的主流發(fā)展方向。
參考文獻(xiàn):
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