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(gè)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(dòng)制造業(yè)發(fā)展理念、制造模式、底層機(jī)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(jià)值鏈，推動(dòng)以標(biāo)準(zhǔn)化批量復(fù)制為導(dǎo)向的工業(yè)經(jīng)濟(jì)向以大規(guī)模個(gè)性化定制為特征的數(shù)字經(jīng)濟(jì)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(dòng)的全生命周期，實(shí)現(xiàn)泛在感知條件下的信息化智能作業(yè)與管理活動(dòng)。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(shí)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(shí)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(jì)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(cuò)率，有利于提高產(chǎn)線效率、柔性生產(chǎn)能力及品控能力，實(shí)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(dòng)識別系統(tǒng)、搬運(yùn)系統(tǒng)、儲存系統(tǒng)、分揀系統(tǒng)以及倉庫管理系統(tǒng)等，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)出入庫、盤庫、移庫等信息處理與倉庫作業(yè)；通過自動(dòng)化技術(shù)、數(shù)字孿生技術(shù)與仿真等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)倉儲自動(dòng)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(yùn)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(jì)劃等管理活動(dòng)提供智能決策支撐，能夠自動(dòng)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(shí)時(shí)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(yùn)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(yùn)、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(jī)、穿梭車兩大主流倉儲搬運(yùn)設(shè)備，再分別配置輸送機(jī)或AGV、分揀機(jī)、電子標(biāo)簽等周邊設(shè)備，構(gòu)建形成智能倉儲堆垛機(jī)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(jī)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(shí)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(dòng)力節(jié)約、作業(yè)快速準(zhǔn)確、保管效率高、物流費(fèi)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(jì)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(yùn)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(dòng)物流設(shè)備產(chǎn)生相應(yīng)的機(jī)械動(dòng)作、工藝運(yùn)動(dòng)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(yùn)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(shí)時(shí)反映在人機(jī)界面系統(tǒng)上，并提供對物流設(shè)備控制系統(tǒng)或單機(jī)的手動(dòng)調(diào)試接口。智能倉儲WCS主要通過引擎機(jī)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(bào)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(jì)服務(wù)，從實(shí)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(yùn)與存儲為一體的自動(dòng)化物流解決方案，實(shí)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(jì)，可實(shí)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(shí)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(xiàng)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(yùn)設(shè)備的負(fù)荷率、作業(yè)吞吐量峰谷值、運(yùn)動(dòng)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(gè)重要類型——托盤四向穿梭車密集存儲系統(tǒng)設(shè)計(jì)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(jī)、輸送機(jī)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(gè)部分：
（1）變頻器及電機(jī)構(gòu)建動(dòng)力驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，用于實(shí)現(xiàn)托盤四向穿梭車的前后、左右運(yùn)動(dòng)與控制，可通過機(jī)械或液壓動(dòng)力系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)托盤舉升與落下的搬運(yùn)動(dòng)作、出入庫運(yùn)動(dòng)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(jì)與驗(yàn)證試驗(yàn)完成構(gòu)建，主要包括板載控制電路、電機(jī)變頻驅(qū)動(dòng)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(yùn)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(shí)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(jī)及系統(tǒng)，能實(shí)現(xiàn)平穩(wěn)性運(yùn)行，分析大慣量負(fù)載作用下的托盤四向穿梭車的運(yùn)動(dòng)曲線及運(yùn)動(dòng)特性，重點(diǎn)關(guān)注啟動(dòng)、急停、碰撞等惡劣工況下對驅(qū)動(dòng)電機(jī)及機(jī)構(gòu)的調(diào)速、穩(wěn)速與制動(dòng)控制方法的影響研究，建立并優(yōu)化托盤四向穿梭車運(yùn)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(shí)發(fā)生托盤貨物瞬移突變、滑移或滑落、傾覆等風(fēng)險(xiǎn)。
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(dòng)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(yùn)行狀態(tài)顯示、設(shè)備遠(yuǎn)程控制、自動(dòng)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(shí)、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(diǎn)，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(shí)現(xiàn)的一種可靠方式，且能實(shí)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(yùn)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(shí)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(shí)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(jì)，合理的軟硬件配置與優(yōu)化，并根據(jù)具體項(xiàng)目案例的功能要求，智能倉儲系統(tǒng)完全可實(shí)現(xiàn)智能輸送、儲存、定位、提醒等功能，甚至是實(shí)現(xiàn)可視化管控一體化功能。
三、智能倉儲系統(tǒng)的實(shí)施與評價(jià)
智能倉儲系統(tǒng)的實(shí)施與評價(jià)是智能倉儲良性發(fā)展的根本，評價(jià)指標(biāo)體系既包含智能化單機(jī)設(shè)備的關(guān)鍵評價(jià)指標(biāo)（單機(jī)驗(yàn)收），又要包含智能倉儲系統(tǒng)的關(guān)鍵評價(jià)指標(biāo)（系統(tǒng)驗(yàn)收）。如智能倉儲系統(tǒng)的關(guān)鍵評價(jià)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(xiàng)，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(gè)子項(xiàng)。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(yàn)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(shí)際上在具體的智能倉儲系統(tǒng)實(shí)施與評價(jià)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(jià)指標(biāo)分項(xiàng)、評價(jià)指標(biāo)，確定詳細(xì)的評價(jià)內(nèi)容與評價(jià)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(shí)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(jī)PLC、鏈?zhǔn)捷斔蜋C(jī)PLC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(shí)現(xiàn)高速無縫信息交換與運(yùn)動(dòng)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(jī)、輸送線及庫存物品進(jìn)行實(shí)時(shí)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(dòng)。托盤四向穿梭式立體庫軟件系統(tǒng)的模塊化設(shè)計(jì)和可擴(kuò)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(yùn)動(dòng)，完成出入庫、排序、揀選等功能，以實(shí)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(qiáng)，非專業(yè)人士很難區(qū)分各業(yè)務(wù)流評價(jià)內(nèi)容、評價(jià)指標(biāo)及評價(jià)方法，也需要結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際的運(yùn)作調(diào)度效率、倉儲作業(yè)的準(zhǔn)確性、物料的實(shí)時(shí)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(jià)等進(jìn)行綜合評估，從而為客戶科學(xué)合理地提供實(shí)施與評價(jià)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(yàn)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(diǎn)，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(yàn)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(diǎn)，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(shí)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(dòng)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(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)，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(dòng)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(jī)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、軟件系統(tǒng)等的設(shè)計(jì)、制造、實(shí)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(yùn)行支持、驗(yàn)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(dòng)。
該項(xiàng)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(jī)等設(shè)備及系統(tǒng)，四向托盤穿梭車配合上位系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)區(qū)域智能調(diào)度、自動(dòng)換向及定位等功能，專用托盤提升機(jī)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(xiàng)目工藝流程與運(yùn)營效率要求，可滿足原料入庫100托/時(shí)、原料出庫46托/時(shí)、成品入庫46托/時(shí)、成品出庫100托/時(shí)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(shí)添加穿梭車或增補(bǔ)托盤提升機(jī)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(kuò)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(xiàng)目有以下特點(diǎn)：
（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(shí)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(shí)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(gè)任務(wù)流。
（4）自動(dòng)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(dòng)化設(shè)備的實(shí)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(jī)換層到故障車輛層執(zhí)行任務(wù)。
智能倉儲系統(tǒng)上線實(shí)施后，使該公司的工廠物流管理做到實(shí)時(shí)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(dòng)了整個(gè)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(yùn)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(shí)際案例或項(xiàng)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(dòng)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(yùn)設(shè)備自動(dòng)分揀；人工智能可以實(shí)現(xiàn)庫存的智能化管理或預(yù)警，通過分析庫存歷史消費(fèi)數(shù)據(jù)，建立相關(guān)模型對數(shù)據(jù)進(jìn)行解釋，動(dòng)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(yùn)輸?shù)男阅�，設(shè)計(jì)智能搬運(yùn)設(shè)備的行駛路徑，利用智能算法根據(jù)實(shí)際倉儲環(huán)境自動(dòng)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(shí)時(shí)信息傳輸、處理與智能管控解決方案，單機(jī)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(jì)劃、操作、調(diào)度、控制和管理等活動(dòng)全部具有極強(qiáng)的實(shí)時(shí)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(shí)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(jì)為一個(gè)實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)信息轉(zhuǎn)運(yùn)載體、流動(dòng)監(jiān)控分體系并完成信息的上傳分析與實(shí)時(shí)控制，未來會出現(xiàn)集計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)、無線通信技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、自動(dòng)識別技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)等為一體的可擴(kuò)充、可維護(hù)的智能化單機(jī)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(yàn)證的實(shí)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(shí)，特別是物流倉儲與生產(chǎn)制造互聯(lián)互通，不斷推動(dòng)制造業(yè)自動(dòng)化、數(shù)字化升級，為智能制造賦予創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)力，同時(shí)也極大地推動(dòng)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(shí)施驗(yàn)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(yùn)，也可以應(yīng)用于智能倉的庫前搬運(yùn)系統(tǒng)，甚至拓展為地面托盤搬運(yùn)與庫內(nèi)搬運(yùn)的一體化設(shè)計(jì)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(yùn)，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(shí)現(xiàn)托盤解決方案的全鏈?zhǔn)椒⻊?wù)，真正實(shí)現(xiàn)倉儲的動(dòng)態(tài)存儲和托盤到人揀選的智能化，集成運(yùn)用自動(dòng)化物流設(shè)備、信息系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)人、機(jī)、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(shí)時(shí)映射智能倉儲系統(tǒng)的運(yùn)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(shí)時(shí)運(yùn)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(shí)體倉儲環(huán)境創(chuàng)建一個(gè)數(shù)字化的“雙胞胎”，也就是一個(gè)虛擬的智能倉儲模型。這個(gè)模型不僅和實(shí)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(shí)時(shí)映射實(shí)體倉儲系統(tǒng)的運(yùn)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(dòng)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(jī)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(dòng)適應(yīng)出入庫流量的動(dòng)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(shí)立庫體系同生共存、虛實(shí)交融的復(fù)雜系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化倉儲系統(tǒng)柔性調(diào)度及多任務(wù)推演孿生體系，實(shí)現(xiàn)出入庫業(yè)務(wù)數(shù)字化、立庫設(shè)備虛擬互動(dòng)、立庫業(yè)務(wù)動(dòng)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(yùn)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(dòng)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(gè)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(xiàng)目咨詢、規(guī)劃設(shè)計(jì)、系統(tǒng)集成、設(shè)備集成、工程實(shí)施、現(xiàn)場運(yùn)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(dòng)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(jī)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(gè)認(rèn)真細(xì)致而專業(yè)性強(qiáng)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(shí)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。
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