智慧仓储与配送实务 课件 4.2 现代仓配企业设备管理的定位与认知

智慧仓储与配送实务主编

陈玉杰赵俊卿李卫涛

项目二现代仓配企业设备管理的定位与认知模块四0102现代仓配企业设备配备与管理基础智能仓储设备认知目录

CONTENTS任务一任务二行业PPT模板/hangye/

任务一现代仓配企业设备配备与管理基础

一、常规配置设备

仓库的地堆方式作为一种传统的库存存货形式，在各个行业中都有着广泛的应用。随着自动化技术的不断升级发展，地堆作业方式逐渐实现向自动化和智能化方向的转变。常见的地堆设备有以下几种。(一)AGV地堆

传统地堆是人工驾驶叉车向地面存放托盘的作业过程，为提升货品堆放效率，企业现多使用可以自动进行作业的AGV代替人工叉车，通过设备自动寻址代替叉车司机手动操作。AGV自动引导运输车已经经过三代升级，第一代为磁导；第二代为二维码引导；第三代为激光识别自动引导。

现在仓库在进行货品堆放作业时,也选用激光引导类AGV,这类AGV主要是通过自动将托盘堆放至指定货品存储位的形式而完成货品的入库工作。激光引导类AGV的优点是定位精确,地面无须设置其他定位设施,行驶路径灵活多变,适合多种现场环境。缺点是制造成本高，对环境要求相对较高(光线、地面、能见度等)。

【情景提示1】

如果地堆的存放方式为密集类的地面划分方式,则激光引导类AGV可能在进入某个区域后被周围的托盘货品挡住“眼睛”(即激光导航扫描仪),如图4-2-3所示。

图4-2-3AGV作业示意图此类AGV在此场景下，需要改变“眼睛”的安装位置，使其“视线”不至于被周围的货品遮掩，进而导致AGV无法定位。另外，若作业存在建筑高度方面或者工艺方面的某些特殊要求，则需要采用复合引导的方式来帮助AGV在进入周围有托盘货品的区域后，完成自身定位和行走导航。

【情景提示2】

如果托盘需要互相叠摞，则AGV需要对第二层托盘及更高层托盘的位置进行定位后才能开始搬运工作。

如果托盘货品为硬质不变形（或不易变形）的货品，并且货品的种类、尺寸、规格统一，互相叠摞起来不发生变形，则可以认为每层托盘的位置是固定的，这种情况下，AGV只需要在固定的第二层或者更高层的默认高度进行作业即可。但是如果货品是软性的，托盘货品在互相叠摞后存在变形或者高度上有沉降，则要慎重考虑货品的堆放方式。此时，对于AGV来说，处理第二层及更高层托盘是个挑战，需要给AGV配备专门的高度识别系统来对当前要操作的托盘位置进行精准定位，如图4-2-4所示。常用的高度识别系统有视觉识别系统。

图4-2-4AGV扫描定位示意图

【情景提示3】

高度识别主要有两种情况：一种是在已有的托盘上进行堆叠作业（入库）,此时要识别出托盘货品的上沿高度（见图4-2-5）；另一种是在取走堆叠的最高处托盘时（出库）,要识别出托盘特征孔的高度位置（见图4-2-6）。

图4-2-5托盘货品上沿高度示意图

图4-2-6托盘特征孔识别示意图

(二)特制搬运机器人

在某些应用场景下，地堆的托盘不需要互相叠摞或者是存储条件不允许货品间互相叠摞，此时传统的叉车类AGV的货叉提升功能是多余的，这意味着该类AGV与实际场景需求不完全匹配，因此，必定会导致不必要的成本投入和一定的资源浪费。针对此类货品无须堆叠货品的场景需求，某些特制的仓储搬运机器人能更好地胜任相关任务。

1.地牛类搬运机器人

如果仅是进行推盘的单线搬运工作，而无须其他操作(如不需要进行托盘提升操作)，在传统纯人工作业的情况下，我们最常用的工具是地牛。将其进行自动化改造，可以替代人工操作，完成地堆式的自动化仓储过程。

地牛工具图如图4-2-7所示。地牛式AGV的应用场景图如图4-2-8所示。

图4-2-7地牛工具图图4-2-8地牛式AGV应用场景图地牛类搬运机器人还有两个货叉分离同步型的,如图4-2-9所示。有货叉可以伸缩的,如图4-2-10所示。图4-2-9货叉分离同步型AGV示意图图4-2-10伸缩式货叉AGV示意图

由于地牛类搬运机器人只需处理单个托盘，因此此类机器人的机身比较小巧，又因为其行走时，机身的主要部分贴着地面，所以比较适合采用地面上的介质作为导航依据，例如可以采用二维码导航或者Slam导航。

2.KIVA类搬运机器人

KIVA类搬运机器人被广泛应用在电商行业的仓库作业中，其主要作业方式是机器人可以钻到四腿支撑的托架底部，机器人顶升托架后即可带着托架在仓库内进行移动，如图4-2-11所示。

若将托盘货品放置在托架上，则KIVA类搬运机器人可自动将托架和托盘货品一起搬运到仓库的任何地面位置上。此类自动化方案中的托盘货品要随着托架一起地堆，如图4-2-12所示。

图4-2-11KIVA类搬运机器人作业图

图4-2-12托盘货品和托架一起地堆作业图01平衡重式叉车02前移式叉车03插腿式叉车04侧面式叉车

(三)其他机械机器设备

1.叉车设备

叉车设备具有工作效率高、机动灵活等特点,通用性较强,可根据不同的货品形态与数量,为其配合不同的装卸工具,如搭配托盘一起使用。常见的叉车按结构特点可划分为平衡重式叉车、前移式叉车、插腿式叉车与侧面式叉车;按动力装置可分为内燃机动力叉车、电动叉车、步行操作叉车。

按叉车结构特点:

01内燃机动力叉车02电动叉车03步行操作叉车

2.输送机械设备

输送机械设备具有速度稳定、货损货差较少及便于自动化控制等特征，也称“连续输送机”，常见的输送机械设备有带式输送机、斗式输送机及螺旋式输送机。输送机械设备按照输送货品的种类不同可以分为件货输送机和散货输送机；按照安装的方式不同可以分为固定式输送机与移动式输送机。

按叉车动力装置:01门座起重机02汽车起重机03轮胎起重机04履带起重机3.起重机械设备起重机械设备能够有效改善货品的搬运条件,极大地减轻劳动强度。多应用于港口、仓库等场所。

门式起重机桥式起重机悬臂式起重机

4.堆垛机械设备

堆垛机械设备是立体仓库的主要运输设备，其具有平稳、快速、准确等特点。以堆垛机械设备的高度为划分依据，可以将其分为高层堆垛设备、中层堆垛设备及底层堆垛设备(一般以15m、5m为高度分界线)；以堆垛机械设备的自动化程度为划分依据，可以将其分为手动堆垛机、半自动堆垛机及自动堆垛机，如图4-2-13所示。

（a）手动堆垛机

（b）半自动堆垛机

（c）自动堆垛机图4-2-13堆垛机及其类型

标题(一)条码技术

条码技术的应用是实现仓配企业现代化管理的必要手段,同时条码技术是实现工业自动化的必由之路。条码技术具有误码率低、能够实现即时输入与灵活实用等优点,并且设备简单、操作容易,无须专门训练。目前一维条码和二维条码为市场的主要类型,如表4-2-3所示。

表4-2-3条码分类表

二、自动识别技术标题(三)OCR技术

OCR技术是运用电子设备(如扫描仪或数码相机)检查纸上打印的字符,通过检测暗、亮部分确定字符形状,然后用字符识别方法将形状翻译成计算机文字的技术。OCR识别的步骤通常可以分为两步:文本检测与文本识别,通过文本检测步骤从图片中提取文字,再通过文本识别步骤将文字转换成文本格式。通常从最终识别率、识别速度、版面理解正确率及版面还原满意度四个维度作为判断OCR技术的依据。标题

(二)标签技术

标签技术主要分为有线电子标签技术与RFID电子标签技术。有线电子标签系统主要是指装配在货架上的完成器、电子标签、订单显示器等自动化计算机辅助拣货系统；RFID电子标签技术的核心是利用电磁场自动识别和跟踪附着在货品上的标签。RFID电子标签技术是非接触式的自动识别技术,其具有读取距离远、信息量大等优点。

任务二智能仓储设备认知

智慧仓储具备系统化、信息化自动化、联动化等特点，而在这些特点的背后，离不开智能仓储设备的身影。随着智能仓储的不断发展，智能仓储设备也在不断地更新换代。

在智能仓储系统中,除了常见的自动化技术(如自动输送、自动存储、自动拣选、自动包装、自动分拣、自动配送等)广受企业青睐,可穿戴技术、智能分拣机、视觉识别技术、无人机快递等的热度也高居不下。

智慧仓储是物流过程的一个环节，其应用保证了货品仓库管理各个环节数据输入的速度和准确性，确保企业及时准确地掌握库存的真实数据，合理保持和控制企业库存。

一、智能仓储设备

(一)智能仓储设备的含义

智能仓储设备是指在仓储系统中所运用的较智能化的设备,其在人工智能、大数据、云计算的支持下,迅猛发展。

智慧仓储设备如图4-2-17所示。

图4-2-17智慧仓储设备

(二)智能仓储设备的管理系统1.管理系统的基础认知

智慧物流系统大致可以分解成智慧化平台、数字化运营、智能化作业三大板块,智能仓储系统通过数字化技术，对仓储流程进行实时的动态化管理。智慧仓储设备的管理系统在技术定位上，采用云计算、物联网等相融合的智慧物流体系的物流平台,通过提高整个系统的智能化水平,提升整个系统的运行效率。

WMS是仓储管理系统,其核心理念是通过高效的任务执行和流程规划策略，配合货位管理、条码管理、仓储自动化设备等,大幅度提高仓储作业效率与物流资源利用率。WMS可提供入库管理、出库管理、移库管理、库存调整、条码打印等服务功能,支持货品的批次管理、有效期管理、多包装规格管理等,从而建立完善的仓储物流信息管理体系。图4-2-18为某公司的仓储管理系统操作页面。

图4-2-18某公司的仓储管理系统操作页面

2.智能仓储设备管理系统的优势

WMS能有效降低企业仓储成本,提升服务水平,实现对大型仓库或配送中心的所有执行过程的有效管理,使企业在物流方面处于领先地位。

标题标题(1)提升拣货效率,有效控制成本

WMS通过入库业务、出库业务、仓库调拨、库存调拨等功能,综合运用货品批次管理、货位管理、库存管理、质检管理和即时库存管理等功能,实时跟踪仓库业务的物流和成本管理全过程,实现对物流成本的有效控制。同时提高拣货作业效率。(2)提升物流作业准确度

WMS作为整个物流中心的中枢系统,一方面与企业的ERP系统充分联动,及时接收订单指令并将订单执行结果反馈到ERP系统;另一方面通过各种预先设定的作业规则和优化算法,动态调度RF手持终端、电子标签协同完成整箱或者拆零拣货作业,实现货品的精准分流。

WMS通过与计算机管理系统的结合,大大提升整个物流作业的准确度,由系统提示人员作业,减少了人员记忆和手工输入,有效规避人工误差。图4-2-19为WMS与ERP的交叉领域。

图4-2-19WMS与ERP的交叉领域

标题标题(3)对货品进行动态跟踪管理。

通过WMS可以随时查询每个货品的在库位置和在库数量,从而有效保证在发运货品时能够精准锁定货品,指导作业人员到指定的货位拣货。同时,通过WMS还可以详细地查询到每个货品的入库时间、出库时间和销售流向等信息。(4)自动化作业,提高物流配送效率。

通过WMS生成的拣货标签对货箱进行标识,标明配送的路线和接收用户。装车前使用无线手持终端扫描标签,即可获取货品信息,对货品进行发运,提高物流配送效率。

二、我国智能仓储设备发展的制约因素

物流设备是物流系统中的物质基础,伴随着物流技术的发展与进步,我国智能仓储设备的整体水准不断得到提升与发展。如今物流设备领域中许多新的设备不断涌现,如自动化立体仓库、多层穿梭车、四向托盘、高架叉车、自动引导搬运车(AGV)等,极大地减轻了人工的劳动强度，提高了物流系统的整体运作效率和服务质量,有效降低了物流成本。

当前智能物流设备需求主要集中在制造业、物流业领域。智能仓储设备得以快速发展的主要驱动因素是行业的自动化改造升级。在人力资源成本增加、土地资源有限、经济转型升级等大背景下，许多领先的制造业企业开始以物流为切入点进行自动化转型升级。总体上体现出以下几方面的特征：

第一，物流设备总体数量迅速增加；

第二，物流设备的自动化水平和信息化程度不断提高；

第三，基本形成了物流设备生产、销售和消费系统；

第四，物流设备在物流的各个环节都得到了一定的应用；

第五，专业化的新型物流设备和新技术物流设备不断涌现。

其次添加标题最后

物流设备产业链种类不够齐全,能提供的专业设备和技术有限。同时,国内总体研发能力、动力不足，缺乏立足于国际市场的核心技术,只能通过引进国外技术来实现自身技术水平的提升,因此,受国外制约程度较大,自身处于被动地位。技术设备的制造和研发大多还停留在叉车层面。首先

物流设备市场集中度不高,产业分布不合理。国内各企业业务无明显差别,业务设备同质化严重,且整体呈现出小而散的局面。因此,即使国内物流设备企业数量多,但整体质量仍有待进一步发展。

缺乏高端核心领域的竞争力,供应商通过本地化战略,正不断缩小与国内物流设备企业的价格差,国内物流设备的价格优势逐渐消失,但企业技术水平仍与外来供应商存在不小的差距。

我国智能仓储设备的发展也面临着许多制约因素。

三、我国智能仓储设备的未来发展趋势