作为一种新兴的仓储技术, 自动化立体仓库集仓储科学、物料搬运于一身, 实现了仓库物流的自动化与综合化。自动化立体仓库往往通过高层立体货架或者托盘系统来进行货品的存储, 借助于自动化的堆垛机设备, 具有对货品进行接收、归类、包装、计量、存档、分拣配送等功能, 实现了物流的高效率化和仓储的大容量化, 是现代物流的重要基础环节。

随着物流技术的不断发展, 自动化立体仓库也需要不断革新与进步。因此, 对自动化立体仓库提升其各方面功能的要求也越来越紧迫。升级自动化立体仓库中的出入库环节, 对提高其作业效率, 完善其管理功能, 降低物流成本等效果都十分明显。

(1) 货品特性原则。根据货品的固有性质, 比如商品的质量、形状、规格等, 对商品进行有所针对性的储存, 进而保障货品在整个仓储周期中的品质不受较大的影响或破坏。虽然根据货品特性的原则进行货品的分区管理满足了不同货品的特异性需求, 但它并没有考虑货品的出库效率、入库效率等因素, 因而使用过程中还是会有很大的局限性, 在使用过程中必须与其它的分区原则相结合。

(2) 级别优先原则。根据货品的类别等因素对其进行级别划分, 并根据其级别, 通常情况下将存储库区均分为三个以上的区域。往往需要优先入库的货品放置在入库站台附近, 这些货品的库频最高, 其所在区域称之为优先入库区;以同样的方法来定义优先出库区, 而其它货品则根据顺序原则往后面存放, 具体情况如图1所示。

图1 货位分区关系示意图  下载原图

(3) 入库频率原则。当同一端口开展出入库作业时, 根据货品出入库的频率来进行区域的划分。出入库频率较大的货品往往放置在距离出入库站台较近的货位, 这样不但很大程度上节省了作业时间, 而且提升了出入库作业效率。

(4) 重力分区原则。考虑到仓库货架较高且重, 其承重有限, 因此从安全角度考虑, 往往将较重的货品放在较低层货架上, 而较轻的货品则放置在较高层的货架上, 这样也便于货品的存取。

(5) 过渡分区原则。过渡分区原则是通过将两个相邻的货位通过特殊的形式结合起来, 进而提升了货位的流通性, 弥补了货位存储过程中的不足, 同时提升了仓储空间的利用率。

自动立体仓库的入库作业流程开始于入库月台, 首先把货品放置在正确的货位上。当客户下单后, 在规定的时间内由指定的专业司机将货品运送至指定的月台, 然后入库管理人员根据订单信息对仓储任务进行分析, 然后进行条形码扫描, 读取扫描信息后确认托盘属性及入库通道。然后搬运工通过叉车和库内托盘将货品放置带入库暂存区。理货工作人员通过扫描托盘上的条形码, 读取入库区域信息, 进行理货与验收工作, 并由搬运工送至立体仓库, 通过输送机将货品托盘运至堆垛机货架端部, 接着巷道堆垛机便开始存储作业。借助于PC机, 把托盘叉放至指定货位, 再把仓储信息回馈给仓储信息系统, 最终实现整个入库作业。具体入库作业流程如图2所示。

(1) 分类存储。依据货品的属性特征对其分类, 进而为其选择固有的货位。对于具有相同特征的不同货品的分类, 也有相应的原则可循。分类存储为畅销货品的存取带来了极大的方便, 而且特征差别明显的货品, 比如周转率不同的货品, 非常适合使用该策略。但分类存储也在一定程度上影响了存储空间的利用情况。

(2) 定位存储。由于每个货品都有其特定的存储位置, 不同货品不能够交换其对应的储位。因此, 在进行分区划分时, 每项货品对应的货位容量一定不小于其在库最大量。定位储存过程中考虑到了货品周转率、出入库频率等因素, 因此可以很大程度上降低出入库过程中堆垛机的行驶距离与搬运时间等, 降低了能耗, 节约了成本。

(3) 共享存储。共享存储允许在特殊的条件下不同货品共享一个仓储位置, 这样可以保证货品仓储的效率化, 实现仓储空间利用的最大化, 缩短堆垛机行走时间, 降低成本。

(4) 随机存储。随机存储就是将货品以随机拣选的方式选择储位, 而且随机拣选方式也可做很多改变。通常情况下, 随机存储是根据货品的入库时间顺序进行存储。对于距离出入口较近的储位, 往往可以实施储位共享, 而且这些储位的使用率相对高一些。同定位存储相比, 随机存储过程中堆垛机的行驶距离进一步缩短, 存储空间利用率也大大提高。

图2 自动立体仓库入库作业流程  下载原图

图3 自动化立体仓库出入库平面示意  下载原图

(5) 分类随机存储。分类随机存储是根据货品的特点进行分类, 然后将各类货品存储在固定货位中, 同类货品存储时其货位分配随机进行。分类随机存储集随机存储与分类存储许多优点于一身, 很大程度上提高了自动化立体仓库的入库效率与库存利用率。自动化立体仓库平面示意图如图3所示。

在自动化立体仓库运作过程中, 出库作业是非常关键的一个环节。出库作业环节的合理安排, 不但可以提升仓库的周转效率, 缩短出库耗时, 更能够满足物流作业的实时性要求。如图4所示。

将货物拣选作业划分为三种形式, 进而来加强自动化立体仓库出库拣货作业升级管理。这三种拣取方式分别为:订单拣取、批量拣取和复合拣取。

(1) 订单拣取升级策略。操作人员拿到货品订单后, 针对每一份订单, 在仓库中按订单条目依次查找, 对订单列出的货品信息进行核对, 然后将客户购买的货品从立体仓库货位中取出, 然后集中全部货品进行传统的拣货工作, 其流程如图5所示。

图4 自动化立体仓库的完整出库拣选流程  下载原图

(2) 批量拣取升级策略。操作人员收到货品订单后对其进行成批整合, 然后再根据货品的属性特征进行整批货品拣选作业。一次分类作业结束后, 根据一定原则对所有货品进行二次分类, 然后再根据客户要求或者订单特点进行二次分拣。批量拣取的作业流程图如图6所示。

批量拣取作业可以实现购买货品总量的一次性拣取, 大幅度缩短了堆垛机的行走距离和时间, 提升了堆垛机的作业效率。而且将货品的批量拣取后与批量配送相结合更能够提升企业的物流配送绩效。

(3) 复合拣取升级策略。复合拣取是基于客户所购货品的形态特征, 把订单拣取方式与批量拣取方式相结合的特殊货品分类拣取方式。针对客户订单的规格、特性、数量等特点, 可以将客户订单分为少样多量、多样少量等, 然后在选择恰当的货物拣选策略。复合拣取方式是在保证货品库存正常运转和移动单元最有效运作的前提下, 充分考虑各个订单的共性, 尽可能在一次货物拣选过程中实现的货品一次拣货作业。

图5 订单拣货作业流程图  下载原图

图6 批量拣货作业流程图  下载原图

自动化立体仓库是物流技术与自动化技术发展过程中衍生出来的优秀产物, 其应用与发展已成为当今物流领域中的热门话题。自动化立体仓库中出入库环节的运作对仓储系统的运作有着直接的影响。为了提高物流企业的整体运作绩效, 对自动化立体仓库出入库进行货位升级, 以最大程度降低堆垛机的移动距离, 缩短其作业时间, 降低物流成本, 实现仓储空间利用的最大化, 最终增加企业的收益。因此, 对自动化立体仓库的仓储及出入库调度等方面进行深入研究有很重要的工程意义和理论价值。