干货分享：立体仓库货架与自动化（一）

立体仓库货架与自动化

前言

机器人搬运系统在仓配中心的应用越来越广泛。机器人拥有诸多特点：占用空间小、灵活性高、24小时不间断工作，这些特点与日益发展的电子商务运营领域高度适配。由于新型自动化机器人搬运系统拥有自主控制、灵活布局、网络化、动态运行等独特特性，此类系统的设计和操作控制问题需要新的模型和方法加以解决。仓库的关键部分，即仓库设计、仓库规划以及控制逻辑领域也都随着机器人自动化仓库的发展进行革新。尽管工业机器人的相关发明与应用层出不穷，在现实中也较为常见，但是在学术理论层面上几乎没有被详细研究过。

本期内容以仓库自动化系统发展历程为主题展开，采用系统理论视角评述新型自动化机器人搬运系统的相关研究及实践，共分为六期。内容主要来自kaveh azadeh 、rené de koster 、debjit roy 2023年发表的robotized and automated warehouse systems: review and recent developments（《仓库自动化系统:综述及近期发展》）一文。

自动化仓库系统综述

仓库多为劳动密集型作业，且作业需要很大的操作空间。仓储流程和系统率先进行自动化是合情合理的。首先，仓库须为大型建筑，可以用于储存物品，转移库存，装、卸载周转箱，订单拣选，货车停放等等。目前可用作仓库的土地资源已经变得稀缺，许多仓库必须全天候运营才能满足需求。其次，在电子商务出现后，电商公司每日订单吞吐量巨大，需要存储数以百万计的商品。拣选是仓库作业中重复性极高且zui费力、zui昂贵的环节，工效学表现较差，需要劳动者愿意轮班工作且拥有较高工作素质。这些要求往往很难被同时满足。以上几点要素成为了仓库自动化的巨大推动力。

zui早的自动化仓库，可以追溯到20世纪60年代，德国建立了第一个标准化的堆垛机自动化立体库。该托盘自动存取系统（as/rs）采用单元货位进行货物储存，也可以与人工拣选站配合，成为一个“货到人”系统。从那时起，as/rs就已经有了广泛的实践应用，20世纪70年代末，as/rs在研究领域也成为热潮，相关论文有数百篇。

在过去的十几年中，仓库自动化领域发展迅速。avs/rs(穿梭车自动存取系统/穿梭车自动化立体库，autonomous vehicle-based or shuttle-based storage and retrieval systems)成为了仓库自动化发展的重要推动力。这些系统使用带巷道的货架，并在每个巷道的每一层部署自动穿梭车，穿梭车垂直方向的运输则由升降机完成。

另一个重要的发展是自动化托盘拆码垛技术，尤其是在21世纪初开发的混合装箱/码盘技术（mixed case palletizing technology）。仓库拣选过程自动化则由新一代自动导引车(agv)进行完善。

这些不同层次的自动化技术共同促进了仓库拣选过程的完全自动化。德国公司witron率先将多种技术结合起来，形成了完全自动化仓库解决方案，应用在以商店为基础的零售业(主要是杂货业)。仅在西欧就有大约40个完全自动化的仓库在运作，并且有许多自动化仓库正在开发中。尽管这些自动化仓库占地面积依旧很大，但与传统的人工仓库相比，它们要小得多(即成本效益更高)。