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倉儲自動化:大趨勢下的創新技術

深圳市鴻陸技術有限公司 ? 2023-07-19 11:30 ? 次閱讀

倉儲自動化起源于20世紀50年代的美國,彼時開發者將計算機控制技術應用到傳統的高架倉庫中,開創了自動化倉儲的先河。人們很快意識到此舉對于提升倉儲運營效率、降低綜合成本的好處,因此很快將這樣的成功案例復刻到了更廣泛的倉儲應用中。

智能自動化倉儲一般是由自動化立體倉庫、立體貨架、有軌巷道堆垛機、高速分揀系統、出入庫輸送系統、物流機器人系統、信息識別系統、自動控制系統、計算機監控系統、計算機管理系統、以及其他輔助設備組成,并且還要借助當下最火熱的物聯網技術,如RFID技術通過先進的控制、總線、通訊等手段,實現對各類設備的自動出入庫作業。

不難看出,智能自動化倉儲需要應用互聯網、物聯網、云計算、大數據、人工智能RFID、GPS等技術的支撐。同時,我國倉儲業也正在向智能倉儲與互聯網平臺發展,條形碼、智能標簽、無線射頻識別等自動識別標識技術、可視化及貨物跟蹤系統、自動或快速分揀技術等已經在一些專業倉儲企業大量應用。

時至今日,倉儲自動化根據應用場景的不同,演化出了兩種類型:

工業生產型

工業企業基于原材料、半成品、成品以及零備件等貨物存儲、輸送和信息化管理,實現物料自動傳輸與訂單自動處理,提高生產配套效率、車間物流管理水平以及倉儲管理能力。這已經是工業4.0藍圖中重要的一環。

商業配送型

主要為商業企業提供產品存儲、分揀、配送和信息化管理,實現信息自動傳輸與訂單自動處理,提高訂單處理能力,降低訂單分揀成本,進而減少流通成本。此類應用業已成為今天龐大的電商王國不可或缺的支柱。

可見,倉儲自動化已經與智能制造、電子商務這兩個重要的經濟引擎深度綁定,其未來可持續的發展前景毋庸置疑。據Allied Market Research的市場研究數據,2022年全球倉庫自動化市場規模約為157億美元;在2023至2031年間,預計該市場的年復合增速為15.3%,在2031年將達到576 億美元。

目前,我國正處于倉儲物流升級階段,由機械化向自動化和智能化不斷升級。其原因在于:一是電商、物流產業迅速發展,帶動了智能倉儲的需求。于是眾多設備商積極向系統集成商轉型,尋求優質客戶和新的利潤增長點;二是,勞動力成本高漲、加之國家政策大力支持鼓勵智能倉儲發展;三是、加上制造業等外包需求的釋放和倉儲業戰略地位的加強。

倉儲自動化中的創新技術

按照比較嚴謹的定義,倉儲自動化是指通過信息化、物聯網和機電一體化等技術,提供智能化物流解決方案,通過將物料出入庫、存儲、輸送、生產、分揀等物流過程自動化、信息化和智能化,來實現降本增效的目的。由此不難看出,新技術的應用是倉儲自動化發展的底層驅動力。

與其他自動化系統類似,倉儲自動化系統也包括感知、連接、決策、執行等幾個關鍵環節,構建起了一個完整的數據產生、傳輸、處理和應用的鏈條。這其中,也是各種創新技術的演兵場。

1、識別與感知

現代倉儲管理依托RFID技術,可以自動讀取倉庫中不同貨物的數字標簽,識別其“身份”并進行自動化處理,提供了一種高效的解決方案。同時,更多的傳感技術也正在被集成到倉儲自動化系統中,讓相關的設備具備諸如機器視覺和空間感知等能力,以便可以綜合更多的數據,建立更全面的洞察。

2、工業物聯網(IoT

倉庫自動化的另一個重要組成部分:智能的工業物聯網(IoT)。透明度是倉庫管理的全部和最終目的。在過去,了解倉庫的庫存就足夠了,而今天則意味著從各種來源和系統中匯集大量的數據,并實時處理。因此,IIoT平臺持續記錄、收集和評估倉庫中的工廠、傳感器和過程數據,控制系統,報告故障,安排維修工作(預測性維護),并減少停機時間。預測性分析提供了未來需求波動的指示,并確定了材料流動和交付的最佳路線。各個倉庫流程內的網絡化程度越高,優化的機會就越明顯。為了更好的決策,哪里缺少數據?訂單揀選的問題出在哪里?以及如何使交通和工作路線變得更短?

3、倉儲管理系統(WMS)

這是整個倉儲自動化系統的“大腦”,匯聚來自各方面的數據,并通過處理最終形成決策指令,驅動整個倉儲系統的高效運轉。值得注意的是,AI技術的應用,正在賦能WMS新一輪的迭代升級,建立在海量數據基礎上的洞察,為優化流程、避免故障、提升效率帶來更大的價值。

4、倉儲機器人

自主運作的機器人作為倉儲系統中實現貨物搬運的末端執行器,是倉儲自動化的一個重要標志,其中具有代表性的包括AGV(自動導航車輛)、AMR(自主移動機器 人)和ASRS(自動存儲和檢索系統)。它們可以根據預先設置好的線路(如AGV)或者是自主感知周圍環境(如AMR)自動化運行,實際上自身就已經是一個集環境感知、決策規劃和控制執行于一體的綜合智能設備,且產品的功能和形態也日趨多樣化。

自主移動機器人(AMR)在規定區域內自由導航。自主的自動導引車(AGV)、無人機和自動輸送系統可以覆蓋很長的距離,并將貨物安全、快速地送到正確的地方。另一方面,協作機器人(cobots)與人類同事 "攜手 "工作,并簡化了工作流程。

5、智能基礎設施

為了支撐整個倉儲系統的智能化發展,相關的基礎設施也需要智能化升級,比如為AGV和AMR配套的智能充電站、安全監控設備等,這也是將倉儲自動化系統無縫融入到倉儲物流體系中的關鍵。

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