智慧倉儲新篇章
——工廠內(nèi)生產(chǎn)物料倉儲的無人化管理

張瑞泰

(天津一汽豐田汽車有限公司 天津300457)

1 無人化物料倉儲創(chuàng)新背景

1.1 物料倉庫管理對象

物料倉庫主要管理生產(chǎn)活動中，直接或間接使用到的物品主要包括：原材料、設(shè)備備件、工具、勞保用品、低值易耗品等。按物料特性，可進(jìn)行庫存品和非庫存品管理區(qū)分。

庫存品，以設(shè)備備件為主(95%左右)，主要特點(diǎn)：出庫頻率低，設(shè)備故障時申請出庫使用；庫存種類繁多，實(shí)物與物料代碼對照查詢工數(shù)大，工程人員進(jìn)入倉庫實(shí)物直觀確認(rèn)需求大。

非庫存品，以勞保用品、低值易耗品為主，首先由一級物料倉庫配送到對應(yīng)工程的二級物料倉庫做一時存放，再由工程人員到二級倉庫領(lǐng)取。主要特點(diǎn)：品種多，以工程細(xì)分小組為單位進(jìn)行訂購、領(lǐng)取。

1.2 物料倉儲管理現(xiàn)狀及問題點(diǎn)

目前天津一汽豐田汽車有限公司泰達(dá)地區(qū)共有2個工廠，3條生產(chǎn)線，有 23434種、467256件物料品分別放在 6個物料倉庫中。每個倉庫都需要 6～8名員工進(jìn)行日常倉儲管理和“收、發(fā)、存”業(yè)務(wù)對應(yīng)，現(xiàn)行物料倉庫運(yùn)營的主要問題點(diǎn)有以下 3點(diǎn)：工廠要求倉庫24h對應(yīng)出庫需求，且從安全角度考慮，公司要求倉庫人員不可單人上崗作業(yè)，使倉庫管理人員的日常作業(yè)等待工時較多，存在大量作業(yè)等待浪費(fèi)；使用部署出庫時，需在PC端進(jìn)行庫存信息查詢、出庫申請、上司審批，且領(lǐng)取物料往返倉庫行走工時多，導(dǎo)致使用部署出庫申領(lǐng)效率低；非庫存品搬運(yùn)、二級物料倉庫一時存放、使用部署領(lǐng)取交接工時多，雙方對應(yīng)效率較低，存在作業(yè)等待浪費(fèi)。

針對上述問題，2019年天津一汽豐田公司成立專項(xiàng)改善小組，探索和實(shí)施倉儲運(yùn)營管理相關(guān)的技術(shù)創(chuàng)新，實(shí)地調(diào)研京東無人超市，借鑒無人超市和快遞豐巢貨柜運(yùn)營模式，在傳統(tǒng)倉庫基礎(chǔ)上引用多種物聯(lián)網(wǎng)科技實(shí)施改造，提出了一種全新、高效、智能、無人化的物料供應(yīng)運(yùn)營模式——物料無人倉庫。

2 無人化物料倉儲主要技術(shù)內(nèi)容

2.1 無人倉庫運(yùn)營流程

物料無人倉庫是在公司原有的物料倉庫基礎(chǔ)上實(shí)施的無人化改造，改造完成后的無人倉庫可由工程人員進(jìn)入倉庫自主完成出庫申領(lǐng)，不再需要倉庫管理人員 24h待命應(yīng)對出庫。圖 1為無人倉庫整體運(yùn)營流程。

圖1 無人倉庫運(yùn)營流程Fig.1 Unmanned warehouse operation process

2.2 無人倉庫主要技術(shù)內(nèi)容

天津一汽豐田公司物料無人倉庫項(xiàng)目，運(yùn)用了多種物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及先進(jìn)設(shè)備，具體分述如下：

①RFID射頻技術(shù)。RFID射頻技術(shù)是倉儲無人化管理的核心技術(shù)，對庫存品統(tǒng)一進(jìn)行具有唯一性標(biāo)識的RFID電子標(biāo)簽貼附，工程人員通過RFID自主結(jié)算處理終端完成自主出庫；庫存品的日常盤點(diǎn)作業(yè)也可通過RFID手持機(jī)端進(jìn)行庫存信息的批量讀取，大幅度提高盤點(diǎn)效率，實(shí)現(xiàn)了倉庫無人化管理。

②人臉識別、紅外感應(yīng)技術(shù)。在倉庫出入口安裝人臉識別設(shè)備，在倉庫內(nèi)安裝紅外熱成像設(shè)備，校驗(yàn)進(jìn)出倉庫人員信息的同時，對倉庫內(nèi)人員的一舉一動進(jìn)行監(jiān)控，為倉庫無人化運(yùn)行提供雙重保障。

③智能無人貨柜。生產(chǎn)線側(cè)設(shè)置智能無人貨柜，用于非庫存物料的存放中轉(zhuǎn)，工程人員憑取貨碼到無人貨柜自助領(lǐng)取，節(jié)約倉儲空間和人員管理工時，也減少工程人員取用物品的走行距離，加強(qiáng)倉儲物流管理集約化，提升工作效率。

④數(shù)據(jù)云、智能計算。無人倉庫項(xiàng)目的軟件和系統(tǒng)后臺運(yùn)用多種互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，無人倉庫系統(tǒng)接入云服務(wù)器，庫存信息、出入庫信息、盤點(diǎn)信息實(shí)時傳遞至現(xiàn)行的物料管理系統(tǒng)中，完成相關(guān)數(shù)據(jù)的自動更新，并通過后臺智能數(shù)據(jù)處理功能，自動進(jìn)行庫存補(bǔ)充數(shù)據(jù)的計算。

⑤手機(jī) APP。開發(fā)與無人倉庫配套使用的手機(jī)APP，使庫存信息查詢、日常申請、審批等業(yè)務(wù)隨時隨地完成，提升出庫效率的同時使智能無人貨柜運(yùn)用更加高效。

3 與當(dāng)前國內(nèi)外同類技術(shù)比較

3.1 國內(nèi)外同類技術(shù)現(xiàn)狀

目前，京東物流位于上海嘉定區(qū)的 4萬 m2的無人倉庫已正式投入使用，作為全球首個全流程無人倉庫，實(shí)現(xiàn)了入庫、存儲、包裝、分揀全流程的無人操作，可以 24h不間斷分揀包裹、掃碼、稱重等，整體可節(jié)省 70%的人工。但京東物流的無人倉庫仍存在一些問題：其貨架及配套設(shè)備造價相當(dāng)昂貴，只有通過運(yùn)營成本的節(jié)減才能收回投資，投資回收周期長；設(shè)備運(yùn)行、保養(yǎng)等運(yùn)營成本較高，在中小企業(yè)中難以應(yīng)用；京東無人倉庫的管理系統(tǒng)是花費(fèi)巨資自主研發(fā)的一整套無人倉智能控制系統(tǒng)，僅系統(tǒng)開發(fā)的巨額費(fèi)用，一般企業(yè)也難以負(fù)擔(dān)；京東高效、智能的無人倉庫，廠房面積越大、庫存周轉(zhuǎn)率越高，智能化、效益程度越明顯，但對于面積小、庫存周轉(zhuǎn)率較低的倉庫，效果并不明顯，普及實(shí)施的意義也不大。

全球電商行業(yè)的另一個巨頭——亞馬遜，其對機(jī)器人勞動力運(yùn)用已十分成熟，代表著國外倉儲物流行業(yè)的最高科技水平。但其現(xiàn)狀：亞馬遜在美國的110個倉庫，總計雇用了超過 12.5萬全職倉庫工人，倉庫運(yùn)營作業(yè)仍需要大量人工來完成，只有一小部分工作是由機(jī)器人完成的。亞馬遜的作業(yè)機(jī)器人主要精通可重復(fù)的特定任務(wù)，要讓機(jī)器人從事其他任務(wù)需要進(jìn)行成本高昂、耗費(fèi)時間的重新編程。能夠執(zhí)行多種不同任務(wù)，并在動態(tài)環(huán)境中查看和理解周圍環(huán)境的機(jī)器人仍然處于研究和實(shí)驗(yàn)階段。2019年5月，亞馬遜機(jī)器人技術(shù)實(shí)施總監(jiān)斯科特·安德森接受采訪時表示，亞馬遜的技術(shù)水平要使其物流中心實(shí)現(xiàn)全自動化，至少還有10年時間。

3.2 天津一汽豐田物料無人倉庫優(yōu)勢

通過對比分析，天津一汽豐田公司的物料無人倉庫的優(yōu)勢有：

①天津一汽豐田汽車有限公司的物料無人倉庫，是在原有的 163m2普通倉庫基礎(chǔ)上進(jìn)行的智能化改造，運(yùn)營模式不受倉庫性質(zhì)、規(guī)模、周邊環(huán)境限制，韌性高。

②物料無人倉庫改造軟硬件投資少、回收周期短(0.6年可收回投資)、運(yùn)行和維護(hù)成本低。

③該無人倉庫在人工低減、效率提升方面效果顯著，可削減原有管理人員數(shù)量90%，有效提升 30%以上運(yùn)營效率。

3.3 社會價值

天津一汽豐田公司的物料無人倉庫，結(jié)合了企業(yè)自身情況，是一種全新的安全、高效、智能、低成本的無人化倉儲模式，在國內(nèi)外各行各業(yè)的倉儲領(lǐng)域均具有很高參考價值，普及應(yīng)用實(shí)施可行性很高。

該項(xiàng)目在中國汽車物流行業(yè)內(nèi)首次推出，是在汽車物流領(lǐng)域中的管理模式、標(biāo)準(zhǔn)化研究、物流技術(shù)引進(jìn)及開發(fā)、物流作業(yè)流程優(yōu)化、多式聯(lián)運(yùn)探索等方面的創(chuàng)新。該項(xiàng)目的實(shí)施使企業(yè)管理和技術(shù)水平得以明顯提高，對企業(yè)發(fā)展產(chǎn)生積極作用，取得了一定的社會及經(jīng)濟(jì)效益，并對整個汽車物流行業(yè)的發(fā)展具有積極推動作用。