編者按：本期内容來(lái)源于《倉儲作業管理(lǐ)（第三版）》中第七章(zhāng)，刊登時(shí)有修改。《倉儲作業管理(lǐ)（第三版）》一書(shū)主編薛威，副主編尹軍琪，本書(shū)曾獲首屆全國優秀教材獎。

        物(wù)流倉儲技術的(de)發展方向，雖然不能以幾句話(huà)簡單概述，但從大(dà)的(de)方面講，自動化(huà)和(hé)智能化(huà)是其發展的(de)大(dà)趨勢。我們知道，科學技術的(de)發展往往與生産應用(yòng)的(de)驅動密切相關，物(wù)流倉儲技術的(de)發展也(yě)是如此。以下(xià)将從幾個(gè)應用(yòng)領域出發，來(lái)分(fēn)析未來(lái)物(wù)流倉儲技術的(de)發展方向。

01 以電子商務帶動的(de)物(wù)流倉儲技術

        電子商務的(de)發展在過去10年取得(de)成就是超出所有人(rén)的(de)想象的(de)。以2020年的(de)統計數據爲例，我國有超過820億個(gè)包裹被生産出來(lái)，通(tōng)過物(wù)流配送到全國各個(gè)角落，平均每天有超過2億個(gè)包裹，高(gāo)峰時(shí)期1天甚至有5~10億個(gè)包裹。這(zhè)樣的(de)一個(gè)物(wù)流量，通(tōng)過傳統物(wù)流是難以完成的(de)。

        電子商務至少在以下(xià)方面對(duì)物(wù)流倉儲技術提出了(le)新的(de)挑戰：

1 訂單處理(lǐ)能力

        B2C電子商務的(de)一個(gè)特點是海量的(de)訂單數。一個(gè)平台化(huà)的(de)大(dà)型電子商務系統，每天可(kě)能要承擔上千萬個(gè)訂單，這(zhè)對(duì)系統的(de)處理(lǐ)能力是一個(gè)巨大(dà)的(de)考驗。不僅如此，我國幅員(yuán)遼闊，來(lái)自全國各地的(de)訂單，如何選擇距離最短和(hé)最有效的(de)配送中心，對(duì)系統的(de)算(suàn)法提出了(le)更高(gāo)的(de)要求。好在随著(zhe)計算(suàn)機技術的(de)飛(fēi)速發展，尤其是雲計算(suàn)和(hé)大(dà)數據技術的(de)興起，這(zhè)些問題從目前來(lái)看并非不可(kě)克服。

2 海量的(de)訂單揀選

        另一個(gè)困擾電子商務物(wù)流的(de)難題是如何快(kuài)速完成海量的(de)訂單處理(lǐ)，尤其是實物(wù)階段的(de)揀選。

        一般來(lái)說，一個(gè)物(wù)流中心的(de)處理(lǐ)能力不會很大(dà)，最大(dà)的(de)每天可(kě)能會處理(lǐ)多(duō)達50萬個(gè)訂單，即使這(zhè)樣，也(yě)給物(wù)流倉儲系統提出了(le)挑戰。

        在物(wù)流倉儲的(de)應用(yòng)場(chǎng)景中，自動揀選和(hé)貨到人(rén)揀選被認爲是未來(lái)的(de)方向。尤其是貨到人(rén)揀選，其效率是普通(tōng)人(rén)工揀選的(de)5~10倍，這(zhè)是一個(gè)劃時(shí)代的(de)技術。事實上，貨到人(rén)揀選技術在2010年左右推出後，已經在很多(duō)領域得(de)到應用(yòng)。

3 快(kuài)捷的(de)分(fēn)揀和(hé)配送能力

        電子商務對(duì)物(wù)流倉儲技術的(de)推動，在分(fēn)揀和(hé)配送環節非常明(míng)顯。尤其是快(kuài)速分(fēn)揀系統的(de)應用(yòng)，出現了(le)前所未有的(de)景象。

        面對(duì)每天1個(gè)億的(de)包裹，再考慮到很多(duō)情況下(xià)并不能一次分(fēn)揀到位，事實上需要分(fēn)揀的(de)貨物(wù)量會達到2億甚至更多(duō)。采用(yòng)高(gāo)速分(fēn)揀幾乎是唯一的(de)選擇。每小時(shí)分(fēn)揀1萬件包裹的(de)系統已經被廣泛采用(yòng)。

        另一方面，新型的(de)分(fēn)揀技術也(yě)在被開發出來(lái)，如采用(yòng)KIVA機器人(rén)的(de)分(fēn)揀系統就是一個(gè)典型的(de)例子。KIVA機器人(rén)用(yòng)于分(fēn)揀應該是一項重大(dà)的(de)創新，徹底改變了(le)傳統的(de)分(fēn)揀技術套路。這(zhè)一技術的(de)應用(yòng)前景肯定會是非常值得(de)期待的(de)。

4 終端配送

       終端配送及最後1公裏問題，也(yě)是與倉儲相關聯的(de)問題。以前做(zuò)過很多(duō)嘗試，現在看來(lái)，采用(yòng)自提櫃的(de)方式是未來(lái)的(de)方向。需要解決的(de)問題是，自提櫃的(de)尺寸适應性問題，溫度控制問題，以及共享問題。目前，遍布于全國的(de)豐巢自提櫃是一個(gè)典型的(de)應用(yòng)。

02 以冷(lěng)鏈物(wù)流帶動的(de)物(wù)流倉儲技術

        随著(zhe)社會對(duì)日常生活水(shuǐ)平要求的(de)大(dà)幅度提升，冷(lěng)鏈物(wù)流将成爲物(wù)流倉儲技術發展的(de)一個(gè)重點。從冷(lěng)鏈自身的(de)需求看，至少在以下(xià)方面對(duì)物(wù)流倉儲技術提出了(le)要求：

1 更加高(gāo)效的(de)存儲技術

        在資源日益緊缺的(de)今天，沒有什(shén)麽比充分(fēn)利用(yòng)資源更加迫切的(de)了(le)。物(wù)流也(yě)不列外。如何充分(fēn)利用(yòng)空間，以提升儲存能力将成爲物(wù)流倉儲技術發展的(de)一個(gè)重要方向。

        密集存儲技術被視爲未來(lái)存儲技術發展的(de)重要突破口。現有的(de)密集存儲技術，包括重力式貨架，移動式貨架，ASRS系統，子母車系統，3D衛星車系統等，已經在很大(dà)的(de)程度上解決了(le)密集存儲問題。

        從冷(lěng)鏈的(de)成本看，庫房(fáng)建設成本通(tōng)常是常溫庫的(de)2~3倍，運營成本也(yě)是如此。因此，充分(fēn)利用(yòng)空間，對(duì)冷(lěng)鏈倉庫而言，更加迫切。

2 更加舒适的(de)作業環境

        冷(lěng)庫的(de)溫度分(fēn)布從0°C一直到零下(xià)60°C，人(rén)長(cháng)期在這(zhè)樣的(de)環境下(xià)作業，不僅作業效率低下(xià)，更加不能接受的(de)是人(rén)的(de)身體無法承受，有的(de)甚至會患上嚴重職業病。而這(zhè)一問題長(cháng)期沒有得(de)到有效解決。

        自動化(huà)物(wù)流系統成爲解決冷(lěng)鏈物(wù)流作業環境問題的(de)有效手段。通(tōng)過自動化(huà)系統，完成貨物(wù)的(de)自動入庫和(hé)出庫揀選，大(dà)大(dà)降低了(le)人(rén)在惡劣環境下(xià)工作的(de)時(shí)間，從而從根本上降低勞動強度，改善作業環境。因此，可(kě)以說未來(lái)冷(lěng)鏈物(wù)流的(de)自動化(huà)将是一個(gè)極大(dà)的(de)應用(yòng)市場(chǎng)。

3 配送過程的(de)可(kě)監控技術

        對(duì)冷(lěng)鏈物(wù)流來(lái)說，全程冷(lěng)鏈概念成爲未來(lái)最爲關注的(de)要素之一。

        将RFID等物(wù)聯網技術應用(yòng)于冷(lěng)鏈物(wù)流的(de)原材料采購(gòu)、産品儲存、運輸、銷售等各個(gè)環節，能夠對(duì)整個(gè)過程實施智能化(huà)監控，這(zhè)就是全程冷(lěng)鏈要解決的(de)問題。

        一般而言，在生産和(hé)倉儲環節，對(duì)于溫度的(de)控制一般來(lái)說比較容易。但在運輸環節和(hé)交接環節，溫度控制無論在技術還(hái)是在管理(lǐ)上都存在問題。在運輸環節，采用(yòng)記錄全程溫度變化(huà)的(de)儀器來(lái)完成監控是一種可(kě)行的(de)方法。監控系統不僅可(kě)以監視車輛行進的(de)軌迹，更爲重要的(de)是，可(kě)以遠(yuǎn)程實時(shí)監控溫度的(de)變化(huà)，确保全程冷(lěng)鏈的(de)實現。新的(de)技術在不斷被創造，比如說，一種可(kě)記錄溫度變化(huà)的(de)保溫箱，在冷(lěng)鏈物(wù)流中就非常實用(yòng)。

03 以工業4.0帶動的(de)物(wù)流倉儲技術

        關于智能制造，我國制定了(le)《中國制造2025》國家戰略，這(zhè)是中國版的(de)工業4.0，将智能制造的(de)重要性提升到了(le)國家戰略層面。

        從概念上看，智能制造系統（Intelligent Manufacturing System---IMS）是一種由智能機器和(hé)人(rén)類專家共同組成的(de)人(rén)機一體化(huà)系統，它突出了(le)在制造諸環節中，以一種高(gāo)度柔性與集成的(de)方式，借助計算(suàn)機模拟的(de)人(rén)類專家的(de)智能活動，進行分(fēn)析、判斷、推理(lǐ)、構思和(hé)決策，取代或延伸制造環境中人(rén)的(de)部分(fēn)腦(nǎo)力勞動，同時(shí)，收集、存儲、完善、共享、繼承和(hé)發展人(rén)類專家的(de)制造智能。由于這(zhè)種制造模式，突出了(le)知識在制造活動中的(de)價值地位，而知識經濟又是繼工業經濟後的(de)主體經濟形式，所以智能制造就成爲影(yǐng)響未來(lái)經濟發展過程的(de)制造業的(de)重要生産模式。智能制造系統是智能技術集成應用(yòng)的(de)環境，也(yě)是智能制造模式展現的(de)載體。

        随著(zhe)智能制造的(de)興起，特别是大(dà)規模定制化(huà)生産要求的(de)提出，對(duì)制造業的(de)物(wù)流提出了(le)新的(de)要求。這(zhè)些要求集中表現在以下(xià)幾個(gè)方面：

     （1）柔性制造技術

     （2）制造過程的(de)全程可(kě)視

     （3）産品質量的(de)保障

     （4）智能制造

        以汽車生産爲例，柔性制造改變了(le)過去生産線模式，以機器人(rén)爲主的(de)作業方式，代替了(le)以人(rén)爲主的(de)作業方式。

        柔性制造是指在計算(suàn)機支持下(xià)，能适應加工對(duì)象變化(huà)的(de)制造系統。柔性制造系統按照(zhào)由低到高(gāo)的(de)順序有以下(xià)三種類型：

        柔性制造單元

        柔性制造單元由一台或數台數控機床或加工中心構成的(de)加工單元。該單元根據需要可(kě)以自動更換刀(dāo)具和(hé)夾具，加工不同的(de)工件。柔性制造單元适合加工形狀複雜(zá)，加工工序簡單，加工工時(shí)較長(cháng)，批量小的(de)零件。它有較大(dà)的(de)設備柔性，但人(rén)員(yuán)和(hé)加工柔性低。

        柔性制造系統

        柔性制造系統是以數控機床或加工中心爲基礎，配以物(wù)料傳送裝置組成的(de)生産系統。該系統由電子計算(suàn)機實現自動控制，能在不停機的(de)情況下(xià)，滿足多(duō)品種的(de)加工。柔性制造系統适合加工形狀複雜(zá)，加工工序多(duō)，批量大(dà)的(de)零件。其加工和(hé)物(wù)料傳送柔性大(dà)，但人(rén)員(yuán)柔性仍然較低。

        柔性自動生産線

        柔性自動生産線是把多(duō)台可(kě)以調整的(de)機床(多(duō)爲專用(yòng)機床)聯結起來(lái)，配以自動運送裝置組成的(de)生産線。該生産線可(kě)以加工批量較大(dà)的(de)不同規格零件。柔性程度低的(de)柔性自動生産線，在性能上接近大(dà)批量生産用(yòng)的(de)自動生産線；柔性程度高(gāo)的(de)柔性自動生産線，則接近于小批量、多(duō)品種生産用(yòng)的(de)柔性制造系統。

        在一個(gè)柔性制造系統中，物(wù)料的(de)儲存和(hé)管理(lǐ)變得(de)十分(fēn)重要。既要保障物(wù)流配套的(de)及時(shí)性和(hé)準時(shí)性，更要保障産品的(de)質量，這(zhè)是爲什(shén)麽物(wù)流倉儲在柔性制造中的(de)重要性的(de)根本原因。爲了(le)解決這(zhè)一問題，要求整改生産過程可(kě)視和(hé)可(kě)控，一旦發現問題，應通(tōng)過可(kě)視系統傳達到各個(gè)節點，從而做(zuò)出快(kuài)速反應，徹底改變過去層層彙報審批的(de)管理(lǐ)方式，讓系統扁平化(huà)，事件并行處理(lǐ)。

04 以應急物(wù)流驅動的(de)物(wù)流倉儲技術

        應急物(wù)流（包括軍事物(wù)流）在特殊情況下(xià)的(de)作用(yòng)凸顯。特别是新冠疫情的(de)爆發，應急物(wù)流受到了(le)廣泛的(de)前所未有的(de)重視，應急物(wù)流将是未來(lái)物(wù)流技術發展的(de)一個(gè)重點方向。

        應急物(wù)流與軍事物(wù)流有一個(gè)共同特點，就是時(shí)間、地點、強度不可(kě)預知，或不可(kě)控制。時(shí)間緊迫，關乎生命。因此，在應急物(wù)流和(hé)軍事物(wù)流中，人(rén)們很少考慮成本的(de)問題或環保的(de)問題，效率和(hé)可(kě)靠性占據了(le)絕對(duì)地位。試想，在戰争爆發的(de)時(shí)候，或在疫情爆發的(de)時(shí)候，如果因爲物(wù)流的(de)作用(yòng)，掌握了(le)先手，則可(kě)救人(rén)于水(shuǐ)火，使戰争立于不敗之地，反之，則将面臨無法承受之痛。因爲，戰争的(de)取勝和(hé)拯救生命的(de)價值太大(dà)，其他(tā)成本就顯得(de)微不足道。即使我們要考慮成本和(hé)環境，也(yě)是爲了(le)使取勝不至于代價太大(dà)，事實上成爲不可(kě)能。

        智能化(huà)爲應急物(wù)流提供了(le)可(kě)行的(de)解決方案。

        首先，智能化(huà)物(wù)流系統，可(kě)以引入雲端技術和(hé)自動識别技術，解決網絡與通(tōng)訊問題，使現場(chǎng)的(de)物(wù)資配送提高(gāo)效率。一個(gè)不可(kě)預知的(de)現場(chǎng)，無法事先進行規範和(hé)設計，物(wù)資大(dà)多(duō)是無序的(de)，如果沒有系統進行管理(lǐ)，那一切将會混亂不堪。汶川地震和(hé)武漢疫情都有一個(gè)共性，就是貨物(wù)管理(lǐ)問題沒有解決。人(rén)們不知道有什(shén)麽貨物(wù)，缺什(shén)麽貨物(wù)，貨物(wù)在哪裏。因此，采用(yòng)雲端技術和(hé)自動識别技術，可(kě)以完成對(duì)現場(chǎng)貨物(wù)的(de)有效管理(lǐ)，從而提升物(wù)流效率。

        其次，可(kě)以應用(yòng)機器人(rén)技術（含無人(rén)駕駛技術）和(hé)無人(rén)機技術，完成特殊環境下(xià)的(de)物(wù)資配送。無論是戰争還(hái)是自然災害，現場(chǎng)環境相對(duì)惡劣，道路阻隔，交通(tōng)中斷，傳統物(wù)流裝備很難派上用(yòng)場(chǎng)，而機器人(rén)與無人(rén)機則可(kě)以大(dà)顯身手。

        最後，AI的(de)應用(yòng)将爲應急物(wù)流帶來(lái)革命性的(de)變革。利用(yòng)AI的(de)決策能力，不僅可(kě)以快(kuài)速獲取現場(chǎng)物(wù)資的(de)準确需求，也(yě)可(kě)以指導系統快(kuài)速将貨物(wù)部署到相應的(de)位置，從而赢得(de)主動。

        應急物(wù)流系統是一個(gè)典型的(de)高(gāo)度柔性化(huà)的(de)系統。因此，标準化(huà)與單元化(huà)是基礎。标準化(huà)既包括信息和(hé)軟件的(de)标準化(huà)--可(kě)以适應不同的(de)應用(yòng)場(chǎng)景，甚至可(kě)以應用(yòng)RFID技術、3D視覺技術、區(qū)塊鏈技術等實現去中心化(huà)管理(lǐ)，使貨物(wù)本身的(de)信息爲不同系統所識别；也(yě)包括貨物(wù)包裝、裝載設備、輸送設備的(de)标準化(huà)等，實現物(wù)理(lǐ)層面的(de)無縫對(duì)接。

05 單元化(huà)物(wù)流倉儲技術的(de)應用(yòng)

        物(wù)流倉儲技術的(de)發展還(hái)受很多(duō)領域應用(yòng)的(de)影(yǐng)響。如醫藥、煙(yān)草(cǎo)、軍事與應急物(wù)流等。所有這(zhè)些領域的(de)需求，共同促進了(le)物(wù)流倉儲技術的(de)發展。在這(zhè)些技術中，單元化(huà)物(wù)流倉儲技術就是一個(gè)典型。

        單元化(huà)物(wù)流是在物(wù)流倉儲和(hé)供應鏈過程中，采用(yòng)一定的(de)單元器具對(duì)物(wù)品的(de)存儲和(hé)操作進行規範，并在一定範圍内保持其物(wù)理(lǐ)形态和(hé)信息的(de)穩定，以便實施物(wù)流作業，提升作業效率的(de)一種物(wù)流過程。

        單元化(huà)物(wù)流的(de)單元，有很多(duō)種形式，如我們日常所見的(de)周轉箱、紙箱、托盤、集裝箱等。由此可(kě)見，單元化(huà)物(wù)流并非一個(gè)全新的(de)事物(wù)，而是現代物(wù)流的(de)基礎。

        單元化(huà)物(wù)流中的(de)單元，既是一種物(wù)理(lǐ)形式，也(yě)是一種信息載體，兩者密不可(kě)分(fēn)，這(zhè)種單元在整個(gè)物(wù)流過程中，可(kě)以保持不變，也(yě)可(kě)以變化(huà)，如果一旦出現變化(huà)，則其定義将同時(shí)改變。

        單元化(huà)物(wù)流的(de)優勢在倉儲系統中顯而易見。

        首先，單元化(huà)是智能倉儲系統的(de)基本實現手段。貨物(wù)隻有實現單元化(huà)，才能易于實現自動化(huà)作業和(hé)信息化(huà)管理(lǐ)。這(zhè)是單元化(huà)物(wù)流的(de)最基本的(de)優勢所在。

        在生産領域，采用(yòng)單元化(huà)存儲可(kě)以大(dà)幅度提高(gāo)空間的(de)利用(yòng)率，可(kě)以通(tōng)過組合單元快(kuài)速完成生産工位的(de)配料，單元化(huà)物(wù)流還(hái)是工業4.0概念下(xià)實現自動化(huà)和(hé)智能化(huà)生産的(de)關鍵技術。以食品生産爲例，每個(gè)生産工位有數十種物(wù)料需要供給，通(tōng)過對(duì)各種輔料消耗的(de)精确計算(suàn)，可(kě)以定義一個(gè)組合單元--按比例配盤形成組合單元，實現快(kuài)速的(de)輔料供給，AGV從立體庫将組合單元按照(zhào)生産節拍(pāi)自動配送到工位。單元化(huà)物(wù)流在提升效率，降低成本，快(kuài)速滿足生産對(duì)原材料需求，解決生産中物(wù)流存放，配送問題，均具有積極意義。

        在流通(tōng)領域，單元化(huà)物(wù)流對(duì)于整個(gè)供應鏈體系的(de)影(yǐng)響至關重要。在貨物(wù)的(de)交接環節，通(tōng)過單元化(huà)物(wù)流，可(kě)以快(kuài)速完成單元貨物(wù)的(de)裝卸和(hé)信息傳遞，不僅大(dà)幅度減少對(duì)資源（如站台、車輛）的(de)占用(yòng)，人(rén)員(yuán)的(de)減少也(yě)是非常可(kě)觀的(de)。應用(yòng)表明(míng)，單元化(huà)物(wù)流對(duì)于車輛利用(yòng)率提升三分(fēn)之一，裝卸車時(shí)間減少80%，其  效果非常明(míng)顯。此外，在貨物(wù)的(de)儲存和(hé)揀選環節，單元化(huà)物(wù)流對(duì)于提升作業的(de)便利性、存儲的(de)效率等都取得(de)明(míng)顯的(de)經濟效益。

        特别地，在軍事物(wù)流和(hé)應急物(wù)流領域，單元化(huà)物(wù)流将發揮更大(dà)的(de)作用(yòng)。軍事與應急物(wù)流具有非常大(dà)的(de)不确定性，對(duì)物(wù)流提出了(le)非常高(gāo)的(de)要求。通(tōng)過實施單元化(huà)物(wù)流，不僅可(kě)以快(kuài)速集裝貨物(wù)，完成裝機、裝車等作業，而且在野外環境下(xià)，可(kě)以快(kuài)速确定貨物(wù)的(de)屬性，從而實現貨物(wù)的(de)快(kuài)速定位與分(fēn)發，在千鈞一發之際取得(de)先機。

        單元化(huà)物(wù)流的(de)貨物(wù)信息被嵌入到單元上，可(kě)以采用(yòng)二維碼或RFID等技術手段實現單元的(de)數字化(huà)，當目的(de)地的(de)網絡無法有效應用(yòng)時(shí)，RFID可(kě)以發揮重要作用(yòng)，完成快(kuài)速識别與定位，從而避免貨物(wù)無法找到的(de)問題。

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