无人仓储系统的规划、落地与价值

  随着仓储物流自动化、智能化升级发展，无人仓快速兴起并成为业界关注的焦点。本文结合以无人仓为载体的智慧物流园项目，对无人仓的目标定位、流程设计、技术应用等方面做了深入介绍，分析其在企业战略和业务层面的价值，探讨未来应用场景，并提出合理建设的相关建议。

  随着现代物流与供应链管理能力不断的提高，对仓储的软硬件能力也提出更加高的要求。近年来，“无人仓”概念在业内逐渐兴起，零售、分销、制造等各类型企业都已经或正在规划建设无人仓。为更好地规划建设无人仓，本文结合某物流园区内的无人仓项目，从目标定位、流程设计、技术应用等方面做阐述，并进一步说明其对行业的价值、未来应用场景，以及合理性建设的前提条件。

  本文中，我们第一步对“无人仓”进行简单的定义。无人仓是通过计算机系统来进行全面控制，借助自动化物流设备完成仓储全流程作业，现场无需或仅需少量人工参与非一线操作的智能化仓储系统。其核心在于通过软硬件技术的深层次地融合，实现货物存储、搬运、拣选、包装等环节的无人化、自动化与智能化运作，明显提升仓储效率，并降低人力依赖。

  无人仓的规划通常与企业供应链相结合，比如分销或者零售企业的配送中心，生产制造业的原料仓或成品仓，其物理位置可能是在工业园区或者物流园区中。

  该智慧物流园是某快消产品制造企业为匹配自身业务发展而规划建设的，根据规划初期企业对该物流园的总体定位，在规划智慧物流园与无人仓时从企业的经营、供应链发展与物流体系建设方面分别提出以下目标：

  第一，企业经营目标。夯实社会渠道基础，快速推进自营、商超渠道、电商渠道建设与占比，并推动商超电商渠道成为精准销售、稳定市场、平衡供需的重要组成部分。

  第二，企业供应链发展目标。与互联网、物联网深层次地融合的智慧供应链已经呈现，提高协同度，强化服务，大力推动供应链智能化；启动全产业链数字化平台建设，打造供应链基础型智慧平台和供应链应用型智慧平台。

  第三，现代化物流体系建设目标。结合产品特征，以仓储功能为依托稳定产品的市场供求关系。借助高规格、高标准、智能化立体仓库及物流贸易中心，打造管理、模式、信息、运营“四统一”的物流体系，通过物流贸易、物联网物流等创新模式，依托区域优势，走向全国。

  从以上定位能够准确的看出，该企业对于物流园区有渠道发展上的功能要求、数字化平台的技术方面的要求，以及物流体系上的管理要求。

  如图1所示，该智慧物流园区蓝图框架以无人仓的规划为核心。从图2能够准确的看出，首先在战略上与企业经营目标对齐，然后在功能上以无人仓为核心进行规划，在业务上以仓储物流的流程为主要线条，加强对智能化的设计，在管理平台上与供应链和企业办公管理衔接，同时提炼了智能化、数字化的规划亮点。

  基于该蓝图框架，在规划与建设中，将这些规划思路落地到无人仓的关键物流技术引入，并且保持前述定位中的目标，这中间还包括数字化与智能化建设中需要的WMS、WCS、数字化平台、智能化设备等物流有关技术。如图3。

  无论无人仓的定位如何前沿高端，物流技术如何先进，最重要的还是物流业务流程、功能与供应链的规划设计。

  因此，无人仓规划一定需要以业务流程为主线去开展，确保每个功能都可以顺利推进，并且有一套完整的业务指标去评估和修正。以下基于该智慧物流园与无人仓在企业供应链流程规划（如图4）进行说明。

  货物运输车辆抵达物流园后，系统通过自动识别技术快速完成身份验证，依据车辆载重、货物类型及月台使用状态等信息，智能分配卸货区域。无人叉车与 AGV（自动导引车）协同作业，通过激光导航或视觉识别精准定位车辆货厢，自动完成货物抓取与搬运。在暂存区入口，货物依次通过自动称重设备、二维码扫描器及视觉检测系统，实现重量核验、信息录入与外观缺陷筛查。质检合格的货物，系统根据其品类、尺寸及存储需求，生成存储指令并规划运输路径，为后续上架流程做好准备。

  基于货物的存储指令，智能穿梭机与堆垛机迅速响应，沿立体货架巷道高速运行至指定货位。设备搭载的高精度定位系统与传感器，确保货叉精准对接货架格口，将货物平稳放置。对于不规则或异形货物，机械臂通过3D视觉识别技术，自动调整抓取姿态与力度，完成安全上架。整一个完整的过程中，仓库管理系统（WMS）实时监控作业进度，动态优化设备调度路径，避免交叉拥堵。同时，货物上架信息同步至系统数据库，即时更新库存位置与状态，为后续存储管理提供数据支撑。

  无人仓采用高密度立体货架，充分的利用垂直空间提升存储效率。智能穿梭机与堆垛机根据WMS指令灵活执行货物存取任务。存储期间，物联网传感器实时监测货位环境参数，一旦触发异常阈值，系统自动启动通风、温控等调节设备，并向运维人员推送预警信息。对于效期敏感商品，系统依据先进先出（FIFO）原则，自动规划出库优先级；针对高价值货物，结合RFID定位与视频监控，实现全流程追溯与防盗防损。此外，利用数字孪生技术构建的虚拟仓库，可实时模拟设备正常运行状态，辅助管理人员远程决策与风险预判。

  订单生成后，WMS依照订单属性制定差异化分拣策略。AGV将存储目标货物的货架搬运至分拣工作站，机械臂根据电子标签提示进行快速拣选；针对大件货物，智能堆垛机直接从货架取货，通过自动输送线转运至分拣区。分拣过程中，视觉识别系统实时校验货物信息，确保与订单匹配；重量检测设备同步复核货品数量，防止漏拣或错拣。

  包装完成的货物由自动输送线运送至出库月台，无人叉车或AGV依据运输计划，将货物精准装载至对应运输车辆。出库前，系统通过RFID扫描与订单数据来进行二次核对，确保货单一致；同时，结合车辆装载限制，利用智能配载算法优化装车顺序与位置，提升车辆空间利用率。确认无误后，系统放行车辆，并将出库信息实时同步至TMS（运输管理系统），生成电子运单与物流跟踪码。

  在对无人仓流程作业与数字化管理进行规划的基础上，再对每个作业节点与整个搬运过程配置智能化物流设备，包括装卸、存储、拣选、上下架、打包出库等作业流程节点。如图5。

  （1）存储系统：智能环穿台&智能穿梭机。智能环穿平台与智能穿梭机组成的系统，为无人仓打造了高效的存储与搬运网络。智能环穿平台是一个环形轨道系统，为穿梭机提供运行路径，而智能穿梭机则负责搬运，它具备自动识别货位、精准定位的能力，可在立体货架间高速穿梭，实现货物的密集存储与快速存取。

  （2）搬运系统：无人叉车搬运系统。无人叉车搬运系统通过激光导航、视觉导航等技术，实现叉车的自主行驶与精准作业，无需人工驾驶就可以完成货物的水平搬运任务。该系统在无人仓中承担着连接不同作业区域的重要角色，如将货物从卸货区搬运至存储区，或从存储区搬运至分拣区、出库区等。

  （3）包装系统：自动缠膜&称重机。自动缠膜机可对货物进行自动缠绕包装膜操作，有效保护货物在运输和存储过程中不受损坏，同时提升货物的稳定性；称重机则能快速、准确地测量货物重量，为后续的运输计费、库存管理等提供数据支持。

  （4）码垛系统：智能机器人码垛系统。智能机器人码垛系统利用机械臂、视觉识别系统和智能算法，实现货物的精准抓取、搬运和码垛。该系统可以依据货物的形状、尺寸、重量等特性，规划最优码垛方案，将货物整齐、稳定地堆叠在托盘上。

  （5）堆垛系统：智能多深堆垛机。智能多深堆垛机是在传统堆垛机基础上的升级，具备在多深位货架巷道内作业的能力，能够充分的利用仓库的立体空间，进一步提升存储密度。它采取了自动驱动和定位技术，可在狭窄的货架巷道中快速、精准地存取货物。

  （6）输送系统：智能伸缩皮带机。智能伸缩皮带机是一种可根据实际的需求自动伸缩的输送设备，能够灵活调整输送长度，实现货物在不同高度、距离作业区域之间的高效传输。在无人仓中，常用于卸货、装车、分拣等环节，起到连接各个作业区域的桥梁作用。

  （7）数字化技术。该无人仓流程规划完成后，需要在流程运作与管理中引入数字化技术；可以有更好的业务监控与决策机制；以“数据驱动、智能协同、全程可视”为核心，通过信息技术将仓储全流程要素转化为可量化、可分析的数字信息，实现从决策到执行的闭环管理。

  前面主要对物流园区中的无人仓规划进行了阐述，以此为延伸，我们再看看无人仓对行业发展的价值。从上述案例能够准确的看出，无人仓建设不仅仅是一个仓库的问题，而是对企业的各项战略与操作管理都有着重要影响。以下将无人仓的价值分为企业战略层面与业务层面进行说明。

  无人仓的建设，从企业财务视角来看是一项较为高额的投入，从运作视角来看是一次技术管理的变革，从回报来看则是多层面的，既会考虑企业生产力层面的回报，也会考虑市场、品牌和技术创新带动性层面的回报。

  第一，降低人力成本。传统仓储依赖大量人力完成装卸、分拣等重复性工作。无人仓通过自动化设备替代人工，明显降低人力需求，且避免了人工管理中的效率波动、培训成本及劳资风险，将成本结构从“人力密集型”转向“技术资产型”，提升利润空间。

  第二，提升供应链竞争力。无人仓通过自动化设备与数字化技术的协同，实现订单处理、仓储管理的实时响应，缩短从采购到交付的周期。这种敏捷性帮企业在市场需求波动时能快速调整库存策略，增强抗风险能力，形成与竞争对手的差异化优势。

  第一，提升订单履约效率。从订单接收、拣货、分拣到出库，无人仓通过AGV机器人、自动分拣机、穿梭车等设备实现全流程无人化作业。

  第二，提高物流服务的品质。无人仓通过自动化设备实现“零误差”作业，避免错发、漏发问题；包装环节通过机械臂标准化操作，确保商品防护的一致性。

  第三，柔性化应对业务波动。无人仓可通过增减设备数量，如临时调度更多AGV机器人或调整系统参数，如分拣线速度，快速响应业务量波动。与需提前数月招聘临时工的传统仓储模式相比，无人仓的响应周期可缩短至小时级，尤其适合季节性需求明显的行业。

  对于无人仓未来的需求与应用场景，我们大家可以从供应链的视角做多元化的分析。在供应链中，存在原料仓、线边仓、成品仓、配送中心等等，且定位各有不同，如原料仓服务于供应商与生产商之间，配送中心服务于供应商与门店或消费者之间。仓库建设的迭代，是从传统人工作业的仓库，发展到具有标准化作业流程的信息化以及机械作业的仓库，再到可以用自动化设备作业替代人工和机械化设备作业的仓库状态，最后迭代到数字化与智能化控制的仓库，不用人为对操作进行干预。

  由此可见，供应链流程越标准化、需求越稳定的企业，无人仓需求越高。这时建立无人仓，能够在一定程度上帮助企业达到减少相关成本、提高作业效率、提升企业品牌以及带动企业技术创新的目的。

  在制造环节，线边仓与生产进行对接，无人仓技术的应用使其成为智能生产的关键节点。借助AGV、智能穿梭机与机械臂等设备，无人线边仓可根据生产节拍与物料需求，将零部件精准、及时地配送至生产线旁。系统实时监控库存动态，当物料消耗至阈值时，自动触发补货指令，确保生产不间断。这种“按需供应”模式，不仅能消除人工搬运的低效与误差，更可实现零库存积压，让生产流程与仓储管理无缝衔接，明显提升制造柔性与响应速度。

  在销售环节，配送中心无人仓与末端门店或者消费者对接。面对海量且分散的订单需求，无人仓凭借自动化分拣系统、智能机器人码垛与自动输送线，可在极短时间内完成商品的拣选、复核与打包。系统依照订单优先级与配送区域，智能规划作业路径与任务分配，确保货物以最快速度出库。

  无人仓建设是一项系统性工程，需要有科学的方法，避免因盲目投入导致资源浪费。在过往行业实践中，不乏因定位偏差、流程脱节或技术失配而折戟的案例，因此在项目启动前，一定要进行严谨的可行性分析与周密规划。

  第一，要有清晰的定位，需要在企业合适的阶段，并且与企业的战略相符合。如上述案例中，企业要从经营、供应链和物流管理等多维度定位无人仓的战略意义，这样做才能够在无人仓规划和建设中有明确的指向性，才能合理地评估无人仓的价值。

  第二，梳理业务流程，需要与供应链上下游紧密衔接，确保每个流程都有合理的作业策略。无人仓并非孤立存在，需与供应链上下游实现无缝衔接，如上述案例中，无人仓的建设与运作是在快消企业的物流园区中完成。从供应商的原材料入仓，到生产线的物料供给，再到计算机显示终端的订单履约，每个环节都需制定标准化、智能化的作业策略。例如，制造企业的无人仓需与生产排期系统联动，供应商的标准化供应也需要去参加了；而零售企业的无人仓则需与销售预测系统、供应系统协同，确保商品快速响应市场需求。

  第三，合理化设备配置，在存储、分拣、搬运等作业设备的配置中，设备的参数需要符合仓库生产力要求。在存储、分拣、搬运等关键环节，设备选型需充分考量仓库作业量、货物特性与空间布局。盲目堆砌高端设备，或因成本压缩选择性能不足的装备，都会造成效率瓶颈。

  第四，可靠的数字化运作平台，数据与信息的跨系统采集与运算需要准确可靠，才能真正帮助提升物流管理能力。无人仓的高效运转依赖海量数据的实时采集与精准运算，需打通WMS、WCS及上下游业务系统，实现数据跨平台协同。若数据传输延迟、算法逻辑混乱，将导致设备调度失序、库存管理失控。因此，搭建稳定可靠的数字化平台，确保信息传递零误差、决策响应零延迟，是无人仓发挥技术优势、提升物流管理能力的关键所在。

  总体来看，随着各个行业迈向数字化和智能化，“无人仓”的规划与建设需求在不断显现。作者觉得，无论是自动化、智能化物流系统，还是无人仓的建设，都需要有清晰的定位、详细的业务流程梳理，以及明确的业务数据分析，才能最终使企业高额投入的无人仓发挥其最大的价值。

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