最早進行智能倉儲與物流系統(tǒng)建設或升級改造的多為大規(guī)模制造業(yè)、電商和大型商超等，倉儲規(guī)模較大，出入庫頻繁、單一貨品數(shù)量較多的場合。因此，目前的智能倉儲與物流的設備和方案也主要側(cè)重于大規(guī)模倉儲的自動化、智能化和信息化[1]。而隨著用戶的定制需求日益多樣化，越來越多的制造業(yè)企業(yè)向“多品種、小批量”柔性化生產(chǎn)轉(zhuǎn)型，這些企業(yè)很多已經(jīng)發(fā)展為細分領域的單項冠軍示范企業(yè)、小巨人企業(yè)、獨角獸企業(yè)，因此針對柔性生產(chǎn)企業(yè)的倉儲與物流的智能化、數(shù)字化轉(zhuǎn)型解決方案的研究越來越受到關注。

特點：物料品種多，單品數(shù)量少；物料形態(tài)多樣；入、出庫頻次高；物料合并入庫或拆包出庫作業(yè)頻繁。

問題分析：柔性生產(chǎn)企業(yè)倉儲物流普遍存在“5難1低”的痛點、難點問題，包括：①清點難：物料的清點核對困難，入、出庫準確性低；②找料難：貨物的庫位創(chuàng)建和定位困難；③存儲難：庫存空間無法合理利用；④質(zhì)控難：貨物的先入先出控制無法有效實施；⑤追溯難：物料一旦放錯、發(fā)錯，很難確定位置和負責人；⑥效率低：人工操作、按單找料、人工搬運等效率低。

首先，為適合柔性化生產(chǎn)的要求，需要結(jié)合以上的問題，對倉儲物流的全過程進行分解評估（見表1），找到方案實施的主要業(yè)務環(huán)節(jié)和改進提升范圍及最大價值點，最終確定方案的主要內(nèi)容。本方案規(guī)劃了四個核心系統(tǒng)：一是卡板式載具的智能立體倉，二是塑膠料箱貨架智能倉，三是盤裝電子料智能貨架倉，四是倉儲物流管理軟件系統(tǒng)（WMS）等。確定主要目標，一是實現(xiàn)自動控制物料先入先出，自動防錯（錯發(fā)、錯放），且全程可追溯；二是實現(xiàn)PDA全過程實時掃碼操作，AGV自動取、放貨，WMS系統(tǒng)管理自動熱點物料分析和庫位優(yōu)化等。三是實現(xiàn)減少30%倉儲、物流人力成本。

雖然都是柔性生產(chǎn)企業(yè)，但每個企業(yè)的特點也會有所不同，因此，企業(yè)在立項后應成立專門的項目小組來推進項目的實施，確保順利、及時和高質(zhì)量的落地。一般項目全過程分為以下幾個主要階段，如圖1所示。

每個階段有不同的活動和價值產(chǎn)出，比如，技術(shù)調(diào)研階段分為外部調(diào)研和內(nèi)部調(diào)研，外部調(diào)研主要參觀智能倉儲和物流的樣板工程，了解實施過程、解決方案、應用效果；在需求分析和方案設計階段，重點是結(jié)合外部調(diào)研的結(jié)果對本企業(yè)的業(yè)務進行價值分析，提煉出適合的解決方案，保證投資回報最大化；在廠家選擇方面技術(shù)優(yōu)勢、實施落地能力、服務能力等是關鍵；與確定的廠家對方案進行細化，明確實施的關鍵因素和資源需求，同時，重點關注個系統(tǒng)之間的物流、信息流的融合、貫通，避免各系統(tǒng)無法協(xié)調(diào)控制或形成信息孤島等[2]。

目前市場上應用最多的智能立體倉庫主要有以下3種形式：一是巷道式垂直立體倉，主要存儲料箱為載具的物料，缺點是堆垛機巷道占用空間大，存儲場要足夠長、高才有優(yōu)勢。二是鼠籠式立體倉，多穿梭車操作，可以實現(xiàn)更密集的存儲，空間利用率較高，但系統(tǒng)造價比第一種高50%以上[3]。第三種是智能立體貨柜，主要存儲以料箱或托盤為載具的物料，安裝時可以將其貫通多個樓層，跨越不同的功能區(qū)，打通不同工序過程的物流，目前設備以進口為主，因此造價是第一種的3～5倍。

由于本項目在廠房建設初期沒有考慮立體倉儲的布局，僅在負一和一樓近800平米的貫通層空間用于規(guī)劃立體倉儲，長度30米、寬度27米、凈高6.8米，同時要求與3F主倉庫（潛入式AGV卡板物料存儲區(qū)和成品出庫作業(yè)區(qū)）整合為一體化倉儲，并打通2F生產(chǎn)車間產(chǎn)成品入庫的物流需求。

對上述三種立體倉方案進行可行性分析和方案評估，主要存在以下問題：第一種空間無法合理利用，且只能存儲料箱載具物料；第二種和第三種成本太高；三種方案均存在系統(tǒng)故障時無法人工存取物料的問題，并且無法與3F主倉庫的系統(tǒng)對接，或?qū)永щy。

項目組經(jīng)過深入研究后形成了“基于潛入式AGV和提升機系統(tǒng)的水平立體倉儲”的創(chuàng)新方案（見圖2）。方案將800平米貫通空間用鋼架平臺分隔成3層，每層層高1.8米以上，通過一臺提升機（T1）將三層鋼架平臺存儲區(qū)聯(lián)通，每層平臺上一臺AGV負責本層的物料存取（僅物料進提升機，AGV不隨提升機跨層工作），主操作水平面設置在1F，并通過兩部提升機T2、T3與3F的主倉庫對接，采用同一廠家的AGV系統(tǒng)，實現(xiàn)完全無縫的系統(tǒng)一體化，同時提升機T2、T3在2F生產(chǎn)車間設置出、入庫門，打通了產(chǎn)成品入庫的通道。方案的空間利用率比垂直立體倉提高了近1倍，而造價降低了50%。同時，未來拓展只需增加AGV的數(shù)量即可實現(xiàn)提高存取效率的要求，系統(tǒng)故障時可以人工存取物料（層高1.8米），（見圖2）。

本項目的料箱貨架主要存放生產(chǎn)常用物料，采用了CTU+揀選線的方案。操作人員通過PDA下發(fā)領料單，CTU自動取料到揀選線，揀選后CTU自動放回貨架，動態(tài)庫位。實現(xiàn)“貨到人”揀選操作，解決了找料難、從貨架上取料難和搬運過程效率低的問題，自動先入先出控制[4]。

本項目對盤裝電子物料采用了電子標簽+智能料架和亮燈系統(tǒng)的解決方案。操作人員通過PDA下發(fā)領料單，貨架亮燈指引取料，PDA掃碼自動完成取料記錄，全面提升了盤裝電子物料倉儲作業(yè)和管理水平。實現(xiàn)系統(tǒng)自動統(tǒng)計、動態(tài)分配儲位、自動先入先出控制。

WMS系統(tǒng)是整個倉儲物流系統(tǒng)的靈魂，所有的設備均由WMS系統(tǒng)進行調(diào)度、指揮，并與企業(yè)已有信息系統(tǒng)（如ERP、PLM、MES等）進行信息交互。本項目的WMS系統(tǒng)主要規(guī)劃五大方面目標：一是從收料，IQC檢驗，入庫，出庫等環(huán)節(jié)均通過物料條碼掃描；二是全程可追溯和先入先出控制；三是掃碼入庫，掃碼查詢，容量提醒；四是庫存信息透明化、實時化，減少發(fā)料中間環(huán)節(jié)，廠內(nèi)物料配送按需求和節(jié)拍進行拉動。五是WMS與ERP無縫整合等。

經(jīng)過兩年多的使用，項目實現(xiàn)了物料100%防錯、全程可追溯、發(fā)貨效率提升65%、智能化無人倉儲、運營成本降低20%以上、作業(yè)過程紙張消耗減少50%等直接收益，同時項目作為企業(yè)智能制造系統(tǒng)的一部分，獲得了省級“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標桿示范項目”，方案在柔性生產(chǎn)企業(yè)的推廣價值較高。未來企業(yè)還將在研發(fā)、供應鏈和制造協(xié)同，數(shù)據(jù)驅(qū)動決策和管理優(yōu)化等方面不斷探索，實現(xiàn)倉儲物流、智能制造的數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級。