智慧仓储新篇章——工厂内生产物料仓储的无人化管理

张瑞泰

(天津一汽丰田汽车有限公司 天津300457)

1 无人化物料仓储创新背景

1.1 物料仓库管理对象

物料仓库主要管理生产活动中，直接或间接使用到的物品主要包括：原材料、设备备件、工具、劳保用品、低值易耗品等。按物料特性，可进行库存品和非库存品管理区分。

库存品，以设备备件为主(95%左右)，主要特点：出库频率低，设备故障时申请出库使用；库存种类繁多，实物与物料代码对照查询工数大，工程人员进入仓库实物直观确认需求大。

非库存品，以劳保用品、低值易耗品为主，首先由一级物料仓库配送到对应工程的二级物料仓库做一时存放，再由工程人员到二级仓库领取。主要特点：品种多，以工程细分小组为单位进行订购、领取。

1.2 物料仓储管理现状及问题点

目前天津一汽丰田汽车有限公司泰达地区共有2个工厂，3条生产线，有 23434种、467256件物料品分别放在 6个物料仓库中。每个仓库都需要 6～8名员工进行日常仓储管理和“收、发、存”业务对应，现行物料仓库运营的主要问题点有以下 3点：工厂要求仓库24h对应出库需求，且从安全角度考虑，公司要求仓库人员不可单人上岗作业，使仓库管理人员的日常作业等待工时较多，存在大量作业等待浪费；使用部署出库时，需在PC端进行库存信息查询、出库申请、上司审批，且领取物料往返仓库行走工时多，导致使用部署出库申领效率低；非库存品搬运、二级物料仓库一时存放、使用部署领取交接工时多，双方对应效率较低，存在作业等待浪费。

针对上述问题，2019年天津一汽丰田公司成立专项改善小组，探索和实施仓储运营管理相关的技术创新，实地调研京东无人超市，借鉴无人超市和快递丰巢货柜运营模式，在传统仓库基础上引用多种物联网科技实施改造，提出了一种全新、高效、智能、无人化的物料供应运营模式——物料无人仓库。

2 无人化物料仓储主要技术内容

2.1 无人仓库运营流程

物料无人仓库是在公司原有的物料仓库基础上实施的无人化改造，改造完成后的无人仓库可由工程人员进入仓库自主完成出库申领，不再需要仓库管理人员 24h待命应对出库。图 1为无人仓库整体运营流程。

图1 无人仓库运营流程Fig.1 Unmanned warehouse operation process

2.2 无人仓库主要技术内容

天津一汽丰田公司物料无人仓库项目，运用了多种物联网技术及先进设备，具体分述如下：

①RFID射频技术。RFID射频技术是仓储无人化管理的核心技术，对库存品统一进行具有唯一性标识的RFID电子标签贴附，工程人员通过RFID自主结算处理终端完成自主出库；库存品的日常盘点作业也可通过RFID手持机端进行库存信息的批量读取，大幅度提高盘点效率，实现了仓库无人化管理。

②人脸识别、红外感应技术。在仓库出入口安装人脸识别设备，在仓库内安装红外热成像设备，校验进出仓库人员信息的同时，对仓库内人员的一举一动进行监控，为仓库无人化运行提供双重保障。

③智能无人货柜。生产线侧设置智能无人货柜，用于非库存物料的存放中转，工程人员凭取货码到无人货柜自助领取，节约仓储空间和人员管理工时，也减少工程人员取用物品的走行距离，加强仓储物流管理集约化，提升工作效率。

④数据云、智能计算。无人仓库项目的软件和系统后台运用多种互联网技术，无人仓库系统接入云服务器，库存信息、出入库信息、盘点信息实时传递至现行的物料管理系统中，完成相关数据的自动更新，并通过后台智能数据处理功能，自动进行库存补充数据的计算。

⑤手机 APP。开发与无人仓库配套使用的手机APP，使库存信息查询、日常申请、审批等业务随时随地完成，提升出库效率的同时使智能无人货柜运用更加高效。

3 与当前国内外同类技术比较

3.1 国内外同类技术现状

目前，京东物流位于上海嘉定区的 4万 m2的无人仓库已正式投入使用，作为全球首个全流程无人仓库，实现了入库、存储、包装、分拣全流程的无人操作，可以 24h不间断分拣包裹、扫码、称重等，整体可节省 70%的人工。但京东物流的无人仓库仍存在一些问题：其货架及配套设备造价相当昂贵，只有通过运营成本的节减才能收回投资，投资回收周期长；设备运行、保养等运营成本较高，在中小企业中难以应用；京东无人仓库的管理系统是花费巨资自主研发的一整套无人仓智能控制系统，仅系统开发的巨额费用，一般企业也难以负担；京东高效、智能的无人仓库，厂房面积越大、库存周转率越高，智能化、效益程度越明显，但对于面积小、库存周转率较低的仓库，效果并不明显，普及实施的意义也不大。

全球电商行业的另一个巨头——亚马逊，其对机器人劳动力运用已十分成熟，代表着国外仓储物流行业的最高科技水平。但其现状：亚马逊在美国的110个仓库，总计雇用了超过 12.5万全职仓库工人，仓库运营作业仍需要大量人工来完成，只有一小部分工作是由机器人完成的。亚马逊的作业机器人主要精通可重复的特定任务，要让机器人从事其他任务需要进行成本高昂、耗费时间的重新编程。能够执行多种不同任务，并在动态环境中查看和理解周围环境的机器人仍然处于研究和实验阶段。2019年5月，亚马逊机器人技术实施总监斯科特·安德森接受采访时表示，亚马逊的技术水平要使其物流中心实现全自动化，至少还有10年时间。

3.2 天津一汽丰田物料无人仓库优势

通过对比分析，天津一汽丰田公司的物料无人仓库的优势有：

①天津一汽丰田汽车有限公司的物料无人仓库，是在原有的 163m2普通仓库基础上进行的智能化改造，运营模式不受仓库性质、规模、周边环境限制，韧性高。

②物料无人仓库改造软硬件投资少、回收周期短(0.6年可收回投资)、运行和维护成本低。

③该无人仓库在人工低减、效率提升方面效果显著，可削减原有管理人员数量90%，有效提升 30%以上运营效率。

3.3 社会价值

天津一汽丰田公司的物料无人仓库，结合了企业自身情况，是一种全新的安全、高效、智能、低成本的无人化仓储模式，在国内外各行各业的仓储领域均具有很高参考价值，普及应用实施可行性很高。

该项目在中国汽车物流行业内首次推出，是在汽车物流领域中的管理模式、标准化研究、物流技术引进及开发、物流作业流程优化、多式联运探索等方面的创新。该项目的实施使企业管理和技术水平得以明显提高，对企业发展产生积极作用，取得了一定的社会及经济效益，并对整个汽车物流行业的发展具有积极推动作用。