仓储自动化技术发展及昆船物流的创新实践

文/ 张 艳

昆明昆船物流信息产业有限公司

物流事业部技术总监

国内仓储自动化技术正呈现出无人化、高密集存储、高柔性自动化、多场景应用的发展趋势。从总体情况来看，先进适用的物流技术与设备仍然是当前国内市场需求的主体，技术创新点主要体现在整个物流系统集成解决方案的规划设计上。昆船进入物流装备行业20多年来，始终积极探索与推动仓储物流自动化技术的发展与应用，近年主要围绕5G技术、软件、MR/VR以及3D技术等进行了创新实践。

中国仓储自动化技术的发展始于上

世纪70年代；90年代中期，以昆船等为典型代表的物流装备企业开始进行仓储自动化技术研发；90年代后期，仓储自动化行业开始进入快速发展阶段，并以烟草行业的高端生产制造物流系统建设最具代表性。

进入21世纪后，随着医药、电子商务、新能源、冷链等行业市场的兴起和工业4.0理念的推行，给中国仓储自动化技术进步带来了强大动力；大量社会资本和人才不断涌入，AI、5G等技术推广应用，加速了仓储自动化技术的更新迭代。

国内仓储自动化代表性技术

随着土地、人力成本不断上升，在对出入库能力、智能化程度有较高要求的快递、电商、医药等行业自动仓储系统中，类似kiva机器人、无人叉车、多层穿梭车等自动化、智能化设备被更多地用来替代人工作业；AI、5G等先进基础技术正在仓储自动化物流领域加速推广应用，促进仓储自动化技术快速迭代升级。

目前国内具有代表性的仓储自动化技术包括以下几类。

1.立体库技术。包括大型AS/RS立体库技术、密集存储技术以及miniload技术等。主要设备及系统包括堆垛机、穿梭板系统（穿梭板+子母车）、托盘四向穿梭车系统等。

2.“货到人”拣选技术。主要用于拆零拣选作业，由于其快捷、高效、柔性化，得到市场广泛认可，成为过去数年中最热的应用技术之一。尤其是kiva拣选技术在国内快递、电商物流等领域的应用引起极大反响。

3.AGV技术。AGV技术主要在于导航系统及路径规划运算。目前广泛采用的导航系统包括条码导航、二维码导航、激光导航和SLAM自然导航。国内除了昆船和沈阳新松等主流企业，近年来涌现出更多的AGV厂家。

昆船AGV在智慧停车场的应用示例

4.无人仓技术。仓储系统的无人化和智能化，是最近几年讨论和研究的热点之一。无人化技术包括自动码垛/拆垛技术、自动存储技术、自动拣选技术、自动分拣技术、自动包装技术，以及自动集货和装车技术等。

图1 物流区域、设备示意图

市场需求分析

近几年来，国内仓储自动化技术呈现出无人化、高密集存储、高柔性自动化、多场景应用的发展趋势。无人化仓储技术在多品规、作业程序复杂的电商物流领域得到更为广泛的应用。由轻型高速堆垛机、高速往复式升降输送机、自动分拣系统、智能穿梭车和密集型货架组成的智能密集存储分拣系统，在医药、电商（B2B、B2C）等行业充分发挥其高效率、高柔性自动化的优势。

但从总体情况来看，先进适用的物流技术与设备仍然是当前国内市场需求的主体。普通的堆垛机、叉车、托盘、货架、输送机、分拣机等设备的组合应用，基本能满足多个行业的用户需求，技术创新点主要体现在整个物流系统集成解决方案的规划设计上。

当前，全球新冠肺炎疫情形势仍然严峻，国内经济发展虽已基本恢复，但国际市场情况仍然不容乐观。特别是此次疫情中暴露出来的医疗、应急、冷链、食品等行业领域的物资仓储物流系统中的问题，刺激了更多的企业加强“自动化、无人化、信息化、智能化”物流技术的研究及应用，以提升物流供应链水平和应急物流保障能力。

例如，疫情期间，武汉九州通医药集团物流有限公司接管武汉国际博览中心红十字会防控物资仓库后，通过库区分区、物资分类贴标、货位编码、流程再造等一系列仓储物流技术操作，借助专业的物流信息管理软件等工具，大幅提升了物资的出入库能力、分拣和配送效率以及作业准确率，成功解决了应急物资发放不及时的问题。这些特殊时期的仓储物流项目案例，充分体现了现代仓储物流技术在应急保障方面具有快速、准确、高效的功能。

昆船物流的技术创新实践

昆船进入物流装备行业20多年来，始终积极探索与推动仓储物流自动化技术的发展与应用，近些年的创新实践主要围绕以下方面。

1.推动5G技术在仓储自动化领域的应用

2019年，昆船物流打造了“智能制造5G应用创新实验基地”，通过5G小型化基站，为穿梭车、堆垛机、AGV等移动化物流设备提供深覆盖、无切换、低时延、高可靠的无线连接,可进一步提升自动仓储系统的稳定性和可靠性。

昆船物流5G工业化应用的亮点，在于通过对关键智能设备进行模组的深度集成，使之成为单机产品一个可选配的网络模块，不再依赖5G CPE，打造真正的5G工业智能设备；通过实现密集组网，用户信号可被多个基站同时接收到，这将有利于多基站合作实现高精度定位；此外，通过5G网络，还实现了时延小于15ms、可靠性达到99.99%的C2C控制应用，可应用于AGV搬运系统，有轨智能RGV系统，自动化立体库堆垛机系统等；M3D多功能实训平台的出现，为客户提供虚拟装配、故障修复、入库流程、拣选流程及单机操作等培训；AR产品的出现，也可以为客户提供AR辅助装配、AR辅助维修、AR巡检等方面的创新应用；3D可视化调度监控系统，可以实现工厂“数字孪生+工业控制”；另外，在研发的远程智慧运维平台，也将会在未来大放异彩。

未来，昆船物流还将以此为基础，与中国移动和华为进行更深层次的合作，实现拓展应用能力、示范项目推广、商业模式闭环、成果应用落地的目标，将5G网络更好地与业务结合，为客户提供更好的产品与服务，迎接新时代的到来。

企业仓库全景

2.不断强化软件能力

在软件技术方面，昆船物流针对中小企业或者第三方物流中心推出的云仓管理系统TIMMS.VWMS，具有智能分配的拣货策略，可全程记录所有入库、出库、盘库、越库等操作，使库存管理更透明，作业任务指导更清晰。VWMS采用云端部署，具有快速上线、按需灵活配置的特点，支持多货主、多组织、异地多仓，具备物流公司自主生产的输送系统的云端控制能力，可与智能移动终端、电子标签拣选系统、第三方信息管理系统等进行集成。

3.积极推广新技术在仓储自动化领域的应用

随着智能物流、智能制造的发展，融合VR以及3D技术的可视化调度监控系统，将会在仓储物流领域实现推广应用。运用全新一代MR/VR虚拟现实人机交互技术搭建的物流实训实验虚拟仿真教学平台，将为智能物流系统用户提供沉浸式体验，实现不同岗位、不同阶段的自学与实训考核需求，提高用户操作培训效率，降低企业员工培训成本。

未来发展趋势思考

受疫情等影响，世界已进入“后全球化时代”，我国经济结构转型升级、智能制造和“新基建”等将加快物联网、云计算、大数据、人工智能、5G、区块链等新技术推广应用，深刻影响着智能制造及智慧物流产业的技术发展趋势。总体来看，仓储物流技术将更多体现智能化、柔性化、无人化、节能化等特点，软件将更多定义硬件。

1.多系统综合集成技术

大数据技术、人工智能和物联网技术的发展，将创造一个万物互联和万物智能的时代，随之而来的是用户个性化需求激增，消费、流通、生产之间的关系将变得更加紧密，生产制造的柔性化程度、产品的智能化水平和流通效率将直接决定企业的成败，智能制造及智慧物流的复杂度将呈现指数级提升。目前大部分企业采取的“局部智能化”策略将难以为继，智能制造解决方案供应商必须拥有建设智能工厂“整体最优”的“垂直整合”能力。

总体来看，行业将更多体现智能化、柔性化、无人化、节能化等特点，软件将更多定义硬件和制造业。

2.软件定义制造势在必行

工厂和配送中心均可以被定义为供应链模型、生产计划模型、生产调度模型、生产操作模型、产品组合（生产配方）模型、物料搬运模型、物料仓储模型、能源消耗模型、质量管理模型等等，支撑工厂和配送中心的各种业务进行协调和优化构成了企业智能化的核心，各种工业软件将业务流程和生产知识进行机器语言的表达和固化，并且可以实施自学习和优化，从而实现产品质量、交付效率、成本控制等方面的提升，工业软件能力在整个智能制造及智慧物流产业中的主导性作用将会更加突出。

3.物流技术与智能制造技术结合实现系统内部互联互通

产品制造过程和配送中心订单处理均离不开对物料的管理和跟踪，工厂集成仓储配送物料管理和信息集成技术，将工厂内部的制造单元与物流仓储和搬运系统有机集成，通过物料打通各个环节形成真正的互联互通，最终实现基于物联网的智造系统。

4.智能化、无人化装备大量应用

智能化和无人化是未来生产制造、商品流通的趋势，传统工厂和物流从业人员将被无人工厂、全自动柔性生产线、配送机器人取代，无人驾驶汽车、无人飞行器、类人型生产和服务机器人等将大量涌现，应急救灾抢险等高风险作业、海洋科考和太空探索等将由智能无人装备接管。

需要强调的是，越来越多的物流装备企业意识到，在做好新技术、新产品研发外，以先进适用的技术与设备为用户创造价值，才是企业真正的目标和价值所在。