最早進(jìn)行智能倉(cāng)儲(chǔ)與物流系統(tǒng)建設(shè)或升級(jí)改造的多為大規(guī)模制造業(yè)、電商和大型商超等，倉(cāng)儲(chǔ)規(guī)模較大，出入庫(kù)頻繁、單一貨品數(shù)量較多的場(chǎng)合。因此，目前的智能倉(cāng)儲(chǔ)與物流的設(shè)備和方案也主要側(cè)重于大規(guī)模倉(cāng)儲(chǔ)的自動(dòng)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(lái)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(xì)分領(lǐng)域的單項(xiàng)冠軍示范企業(yè)、小巨人企業(yè)、獨(dú)角獸企業(yè)，因此針對(duì)柔性生產(chǎn)企業(yè)的倉(cāng)儲(chǔ)與物流的智能化、數(shù)字化轉(zhuǎn)型解決方案的研究越來(lái)越受到關(guān)注。

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

問(wèn)題分析：柔性生產(chǎn)企業(yè)倉(cāng)儲(chǔ)物流普遍存在“5難1低”的痛點(diǎn)、難點(diǎn)問(wèn)題，包括：①清點(diǎn)難：物料的清點(diǎn)核對(duì)困難，入、出庫(kù)準(zhǔn)確性低；②找料難：貨物的庫(kù)位創(chuàng)建和定位困難；③存儲(chǔ)難：庫(kù)存空間無(wú)法合理利用；④質(zhì)控難：貨物的先入先出控制無(wú)法有效實(shí)施；⑤追溯難：物料一旦放錯(cuò)、發(fā)錯(cuò)，很難確定位置和負(fù)責(zé)人；⑥效率低：人工操作、按單找料、人工搬運(yùn)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(wèn)題，對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)物流的全過(guò)程進(jìn)行分解評(píng)估（見表1），找到方案實(shí)施的主要業(yè)務(wù)環(huán)節(jié)和改進(jìn)提升范圍及最大價(jià)值點(diǎn)，最終確定方案的主要內(nèi)容。本方案規(guī)劃了四個(gè)核心系統(tǒng)：一是卡板式載具的智能立體倉(cāng)，二是塑膠料箱貨架智能倉(cāng)，三是盤裝電子料智能貨架倉(cāng)，四是倉(cāng)儲(chǔ)物流管理軟件系統(tǒng)（WMS）等。確定主要目標(biāo)，一是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制物料先入先出，自動(dòng)防錯(cuò)（錯(cuò)發(fā)、錯(cuò)放），且全程可追溯；二是實(shí)現(xiàn)PDA全過(guò)程實(shí)時(shí)掃碼操作，AGV自動(dòng)取、放貨，WMS系統(tǒng)管理自動(dòng)熱點(diǎn)物料分析和庫(kù)位優(yōu)化等。三是實(shí)現(xiàn)減少30%倉(cāng)儲(chǔ)、物流人力成本。

雖然都是柔性生產(chǎn)企業(yè)，但每個(gè)企業(yè)的特點(diǎn)也會(huì)有所不同，因此，企業(yè)在立項(xiàng)后應(yīng)成立專門的項(xiàng)目小組來(lái)推進(jìn)項(xiàng)目的實(shí)施，確保順利、及時(shí)和高質(zhì)量的落地。一般項(xiàng)目全過(guò)程分為以下幾個(gè)主要階段，如圖1所示。

每個(gè)階段有不同的活動(dòng)和價(jià)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(cāng)儲(chǔ)和物流的樣板工程，了解實(shí)施過(guò)程、解決方案、應(yīng)用效果；在需求分析和方案設(shè)計(jì)階段，重點(diǎn)是結(jié)合外部調(diào)研的結(jié)果對(duì)本企業(yè)的業(yè)務(wù)進(jìn)行價(jià)值分析，提煉出適合的解決方案，保證投資回報(bào)最大化；在廠家選擇方面技術(shù)優(yōu)勢(shì)、實(shí)施落地能力、服務(wù)能力等是關(guān)鍵；與確定的廠家對(duì)方案進(jìn)行細(xì)化，明確實(shí)施的關(guān)鍵因素和資源需求，同時(shí)，重點(diǎn)關(guān)注個(gè)系統(tǒng)之間的物流、信息流的融合、貫通，避免各系統(tǒng)無(wú)法協(xié)調(diào)控制或形成信息孤島等[2]。

目前市場(chǎng)上應(yīng)用最多的智能立體倉(cāng)庫(kù)主要有以下3種形式：一是巷道式垂直立體倉(cāng)，主要存儲(chǔ)料箱為載具的物料，缺點(diǎn)是堆垛機(jī)巷道占用空間大，存儲(chǔ)場(chǎng)要足夠長(zhǎng)、高才有優(yōu)勢(shì)。二是鼠籠式立體倉(cāng)，多穿梭車操作，可以實(shí)現(xiàn)更密集的存儲(chǔ)，空間利用率較高，但系統(tǒng)造價(jià)比第一種高50%以上[3]。第三種是智能立體貨柜，主要存儲(chǔ)以料箱或托盤為載具的物料，安裝時(shí)可以將其貫通多個(gè)樓層，跨越不同的功能區(qū)，打通不同工序過(guò)程的物流，目前設(shè)備以進(jìn)口為主，因此造價(jià)是第一種的3～5倍。

由于本項(xiàng)目在廠房建設(shè)初期沒(méi)有考慮立體倉(cāng)儲(chǔ)的布局，僅在負(fù)一和一樓近800平米的貫通層空間用于規(guī)劃立體倉(cāng)儲(chǔ)，長(zhǎng)度30米、寬度27米、凈高6.8米，同時(shí)要求與3F主倉(cāng)庫(kù)（潛入式AGV卡板物料存儲(chǔ)區(qū)和成品出庫(kù)作業(yè)區(qū)）整合為一體化倉(cāng)儲(chǔ)，并打通2F生產(chǎn)車間產(chǎn)成品入庫(kù)的物流需求。

對(duì)上述三種立體倉(cāng)方案進(jìn)行可行性分析和方案評(píng)估，主要存在以下問(wèn)題：第一種空間無(wú)法合理利用，且只能存儲(chǔ)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(shí)無(wú)法人工存取物料的問(wèn)題，并且無(wú)法與3F主倉(cāng)庫(kù)的系統(tǒng)對(duì)接，或?qū)永щy。

項(xiàng)目組經(jīng)過(guò)深入研究后形成了“基于潛入式AGV和提升機(jī)系統(tǒng)的水平立體倉(cāng)儲(chǔ)”的創(chuàng)新方案（見圖2）。方案將800平米貫通空間用鋼架平臺(tái)分隔成3層，每層層高1.8米以上，通過(guò)一臺(tái)提升機(jī)（T1）將三層鋼架平臺(tái)存儲(chǔ)區(qū)聯(lián)通，每層平臺(tái)上一臺(tái)AGV負(fù)責(zé)本層的物料存?。▋H物料進(jìn)提升機(jī)，AGV不隨提升機(jī)跨層工作），主操作水平面設(shè)置在1F，并通過(guò)兩部提升機(jī)T2、T3與3F的主倉(cāng)庫(kù)對(duì)接，采用同一廠家的AGV系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)完全無(wú)縫的系統(tǒng)一體化，同時(shí)提升機(jī)T2、T3在2F生產(chǎn)車間設(shè)置出、入庫(kù)門，打通了產(chǎn)成品入庫(kù)的通道。方案的空間利用率比垂直立體倉(cāng)提高了近1倍，而造價(jià)降低了50%。同時(shí)，未來(lái)拓展只需增加AGV的數(shù)量即可實(shí)現(xiàn)提高存取效率的要求，系統(tǒng)故障時(shí)可以人工存取物料（層高1.8米），（見圖2）。

本項(xiàng)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(guò)PDA下發(fā)領(lǐng)料單，CTU自動(dòng)取料到揀選線，揀選后CTU自動(dòng)放回貨架，動(dòng)態(tài)庫(kù)位。實(shí)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(yùn)過(guò)程效率低的問(wèn)題，自動(dòng)先入先出控制[4]。

本項(xiàng)目對(duì)盤裝電子物料采用了電子標(biāo)簽+智能料架和亮燈系統(tǒng)的解決方案。操作人員通過(guò)PDA下發(fā)領(lǐng)料單，貨架亮燈指引取料，PDA掃碼自動(dòng)完成取料記錄，全面提升了盤裝電子物料倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)和管理水平。實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)、動(dòng)態(tài)分配儲(chǔ)位、自動(dòng)先入先出控制。

WMS系統(tǒng)是整個(gè)倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)的靈魂，所有的設(shè)備均由WMS系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)度、指揮，并與企業(yè)已有信息系統(tǒng)（如ERP、PLM、MES等）進(jìn)行信息交互。本項(xiàng)目的WMS系統(tǒng)主要規(guī)劃五大方面目標(biāo)：一是從收料，IQC檢驗(yàn)，入庫(kù)，出庫(kù)等環(huán)節(jié)均通過(guò)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(kù)，掃碼查詢，容量提醒；四是庫(kù)存信息透明化、實(shí)時(shí)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(jìn)行拉動(dòng)。五是WMS與ERP無(wú)縫整合等。

經(jīng)過(guò)兩年多的使用，項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)了物料100%防錯(cuò)、全程可追溯、發(fā)貨效率提升65%、智能化無(wú)人倉(cāng)儲(chǔ)、運(yùn)營(yíng)成本降低20%以上、作業(yè)過(guò)程紙張消耗減少50%等直接收益，同時(shí)項(xiàng)目作為企業(yè)智能制造系統(tǒng)的一部分，獲得了省級(jí)“工業(yè)互聯(lián)網(wǎng)標(biāo)桿示范項(xiàng)目”，方案在柔性生產(chǎn)企業(yè)的推廣價(jià)值較高。未來(lái)企業(yè)還將在研發(fā)、供應(yīng)鏈和制造協(xié)同，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)決策和管理優(yōu)化等方面不斷探索，實(shí)現(xiàn)倉(cāng)儲(chǔ)物流、智能制造的數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級(jí)。