仓库与自动化立体仓库的分析介绍

（一）仓库概述

1.仓库的概念

仓库作为连接生产者和消费者的纽带，是物流系统的一个重要环节，是物流节点设施。现代的仓库已由过去单纯的作为“存储、保管商品的场所”，逐步向“商品配送服务中心”发展，不仅存储、保管商品，还具有商品分类、检验、计量、入库、包装、分拣、出库及配送等多种功能。

仓库是用来储存、保管物品的建筑物和场所的总称，从现代物流系统角度看，仓库也是从事包装、分拣、流通加工等作业活动的物流节点设施。

从狭义上讲，对仓库的管理就是仓储管理；从广义上讲，对仓库的管理是仓储管理的一个重要组成部分。

2.仓库的分类

仓库是仓储管理活动的基本设施，是仓储作业的主要场所。由于仓库在不同行业用途广泛，因此其种类繁多。在这里介绍几种常见的分类。

（1）根据仓库的用途分类

①储存仓库。储存仓库主要对货物进行保管，以解决生产和消费间的不均衡，如季节性生产的大米储存到第二年卖，常年生产的化肥通过仓储在春秋季节集中供应。

②流通仓库。流通仓库除具有保管功能以外，还具有进行配装、简单加工、包装、理货及配送功能，具有周转快、附加值高、时间性强的特点，能减少流通过程中商品的停滞消耗。

③配送中心仓库。配送中心是向市场或者直接向消费者配送商品的仓库。作为配送中心的仓库往往存货种类多、存货量较少，除开展配送业务外，还要进行商品包装拆除、配货等作业。

④中转仓库。中转仓库处于货物运输系统的中间环节，存放那些等待转运的货物，一般货物在此仅临时停放。这类仓库一般设置在公路、铁路的场站和水路运输的港口/码头附近，以方便货物在此等待装运。

⑤生产仓库。生产仓库主要是为了保证企业的正常生产而建立的仓库。这类仓库主要存放生产企业生产所需的原材料、设备和工具等，并存放企业生产的成品。按其存放物品的性质，又可分为原材料仓库、半成品仓库和产成品仓库。

⑥保税仓库。保税仓库是指应国际贸易的需要，设置在一国国土之上、但在海关关境以外的仓库。外国企业的货物办理海关申报手续后可以免税进出这类仓库，而且经过批准后，可以在保税仓库内对货物进行加工、存储等作业。

⑦储备仓库。储备仓库是政府为了防止自然灾害、战争及国家经济比例严重失调而设立的仓库，一般储备的货物储存时间较长，对仓储条件、质量维护和安全保卫要求较高。

（2）根据仓库作业方式分类

①人力仓库。人力仓库采用人工作业方式，无装卸作业所用的机械设备，一般规模较小，常用于储存电子元器件、工具、备品备件等货物。

②半机械化仓库。半机械化仓库是指入库和出库采用机械作业（如叉车等）、盘库采用人工作业的仓库。一般适合批量入库、零星出库的情况。

③机械化仓库。机械化仓库是指入库和出库均采用机械作业（如行车、叉车、输送机等）的仓库，适合整批入库和出库。一般来说，机械化仓库配备有高层货架，有利于提高仓库空间的利用率。

④半自动化仓库。半自动化仓库是自动仓库的过渡形式，配备有高层货架和输送系统，采用操作巷道堆垛机的方式，多见于备件仓库。

⑤自动化立体仓库。自动化立体仓库是以高层货架为主体，配备自动巷道作业设备和输送系统的无人仓库，如青岛海尔公司、红塔卷烟集团等企业的自动化仓库。

（3）根据保管条件分类

①普通仓库。普通仓库具备一般性的保管场所和设施，按照通常的货物装卸和搬运方法作业，设备与仓库建筑构造比较简单。普通仓库用于存储一般物资，对仓库没有特殊要求，如一般的金属仓库、机电产品出口等。在货物流通行业中，普通仓库所占的比重较大。

②保温仓库。保温仓库用于储存对温度等有特殊要求的货物，如粮食、水果、肉类等。保温仓库包括恒温仓库、恒湿仓库及冷藏库等，在建筑结构上要有隔热、防寒和密封等功能，并配备专门的设备，如空调、制冷机等。

③水面仓库。水面仓库是利用货物的特性及宽阔的水面来保存货物的仓库，如在水中储存原木、竹排等。

④特种仓库。特种仓库用于储存特殊性能、要求特殊保管条件的物品。这类仓库必须配备防火、防爆、防虫等专用设备，其建筑构造、安全设施都与普通仓库不同。特种仓库主要包括石油仓库、化学危险品仓库等。

3.仓库的作用

（1）存储和保管

存储和保管是仓库最基本、最传统的作用。仓库具有一定的空间，可用于存储物品，并应根据存储物品的特性配备相应的设备，以保持存储物品的完好性。例如，存储挥发性溶剂的仓库必须配备通风设备，以防止空气中挥发物质含量过高而引起爆炸；存储精密仪器的仓库，须防潮、防尘、恒温，应配备空调等设备。仓库作业中要防止搬运和堆放时碰坏、压坏物品，使仓库真正起到存储和保管的作用。

（2）支持生产

大部分生产车间为完成加工作业需要各种原材料、半成品等，这些生产投入品来自不同的供货商。为了顺利、有序地完成向生产车间发送原材料及其他生产投入品的任务，需要建现代化的仓库，将来自不同供货商的商品存放起来，以保障生产活动的正常开展。

（3）调节运输能力

各种运输工具的运输能力是不一样的。船舶的运输能力很大，海运船一般是万吨级，内河船舶也有几百吨至几千吨。火车的运输能力稍小，每节车厢能装运30 ～60 吨货物，一列火车的运量最多为几千吨。汽车的运输能力更小，一般每辆车装4 ～10 吨。所以，各种运输工具之间的直接运输衔接是很困难的，这种运输能力的差异也通过仓库进行调节。

（4）配送商品

每个客户对商品品种、规格、型号、数量、质量、到达时间和地点等的要求不同，而仓库必须按客户的要求对商品进行分拣和组配。这也是现代仓储业区别于传统仓储业的重要特征之一。

（5）商品加工

为了满足客户提出的特殊要求或实现合理配送，在仓库内部可以对存储的物品进行一些辅助性的流通加工，如再包装、重新分类、重新标价，或者改变产品尺寸及形状等。因此，仓库需要适当增加一些加工设备以满足客户的要求。

（6）信息处理

仓库内部每时每刻都会产生大量物流信息。在现代信息技术装备下，订单处理、库存管理、储位管理、拣货作业等工作全部都可以实现无纸化操作。哪一个客户订多少商品，订购批量的峰值是多少，哪些商品比较畅销，都可以借助仓库内部的信息系统迅速获取。

（二）自动化立体仓库

1.自动化立体仓库的含义和功能

（1）自动化立体仓库的含义(https://www.xing528.com)

自动化立体仓库是第二次世界大战之后生产和技术发展的结果。20世纪50年代初，美国出现了采用桥式堆垛起重机的立体仓库；50年代末60年代初，出现了司机操作的巷道式堆垛起重机立体仓库；1963年，美国率先在高架仓库中采用计算机控制技术，建立了第一座计算机控制的立体仓库。此后，自动化立体仓库在美国和欧洲得到迅速发展。20世纪60年代中期，日本开始兴建立体仓库，并且发展速度越来越快，如今已成为世界上拥有自动化立体仓库最多的国家之一。

我国于1963年成功研制第一台桥式堆垛起重机，1973年开始研制第一座由计算机控制的自动化立体仓库，该库于1980年投入运行。自动化立体仓库在卷烟、制药、化工、电子、家电、航运、钢铁、食品等行业以及军事后勤领域使用最多，从其规模和自动化程度来看，卷烟、制药、电子、家电行业的立体仓库走在前列，国内大型卷烟厂80%以上已经建成立体仓库。

总之，自动化立体仓库是物流技术发展的产物，是仓储智能化的体现，它利用立体仓库设备实现仓库空间利用合理化、存取自动化、操作简便化，是通过计算机和相应的自动控制设备对仓库作业和仓储管理进行自动控制和管理，并通过自动化系统进行仓库作业的现代化仓库。

海尔自动化立体仓库

海尔国际物流中心仓储管理系统包括原材料和产成品两个自动化管理系统，采用了世界上最先进的激光导引技术开发的激光导引无人运输车系统、巷道堆垛机、机器人、穿梭车等，实现了现代物流的自动化和智能化。巷道堆垛机根据计算机信息指令，自动装取货架上的货物，送到巷道口，再由无人操纵的穿梭车或LGV（激光导引）小车运至出入库站台。所有这些出入库信息都由货物托盘上的条码和机械搬运设备上的红外线扫描，同步传送到海尔物流的计算机管理系统。海尔物流中心只有10 个叉车司机，而同样的工作，一般仓库至少需要上百人。海尔自动化立体仓库一角如图1-1所示。

（案例来源：百度文库，引文经节选、整理和改编）

图1-1　海尔自动化立体仓库一角

（2）自动化立体仓库的功能

①大量储存。一个自动化立体仓库拥有货位数可达到30 万个，可储存30 万个托盘，以平均每托盘储存货物1 吨计算，则一个自动化存取系统可同时储存30 万吨货物。

②自动存取。自动化立体仓库的出入库及库内搬运作业全部由计算机控制的机电一体化作业来实现。仓库管理人员主要负责商品存取系统的操作、监控、维护等。只要操作员输入出库拣选、入库分拣、包装、组配、储存等作业指令，该系统就会调用巷道机、自动分拣机及其配套的周边搬运设备协同运作，完全自动化地完成各种作业。

2.自动化立体仓库的基本组成和分类

（1）自动化立体仓库的基本组成

①货架。目前，国内外大多数立体仓库采用钢货架，其优点是构件尺寸小，仓库空间利用率高，制作方便，安装建设周期短。在货架内是标准尺寸的货位空间，一个货位的唯一地址根据其所在货架的排数、列数及层数确定，自动出入库系统据此对所有货位进行管理。

②巷道机。在两排高层货架之间一般留有1 ～1.5 米宽的巷道，巷道机在巷道内进行来回运动，巷道机上的升降平台上下运动，升降平台上的存取货装置可对巷道机确定的某一个货位进行货物存取作业。

③周边搬运系统。周边搬运系统所用的机械有输送机、自动导向车、叉车、台车及托盘等。其作用是配合巷道机完成货物的输送、转移、分拣等作业；同时，当高架仓库内主要搬运系统因故障停止工作时，周边设备可以发挥作用，使立体仓库继续工作。

④控制系统。自动化立体仓库的计算机中心或中央控制室接收到出库或入库信息后，由管理人员通过计算机发出出库或入库指令，巷道机、自动分拣机及其他周边搬运设备按指令启动，共同完成出库或入库作业，管理人员对此过程进行全程监控和管理，保证存取作业按最优方案进行。

（2）自动化立体仓库的分类

①按照立体仓库的高度分类。自动化立体仓库按照立体仓库的高度，可分为低层立体仓库、中层立体仓库和高层立体仓库。低层立体仓库高度在5 米以下，中层立体仓库的高度在5 ～15 米，高层立体仓库的高度在15 米以上。

②按照操作对象的不同，自动化立体仓库可分为托盘单元式自动仓库（Pallet Unit AS/RS）、箱盒单元式自动仓库（Fine Stocker）、拣选式高层货架仓库（Pick Stocker）、单元/拣选式自动仓库（Unit-Pick Stocker）、高架叉车仓库（Rack Fork Stocker）。其中，托盘单元式自动仓库被国内企业广泛使用。

③按照储存物品的特性进行分类。按照储存物品的特性，自动化立体仓库可分为常温自动化立体仓库、低温自动化立体仓库、防爆型自动仓库等。

④按货架构造形式分类。按货架构造形式，自动化立体仓库可分为单元货格式仓库、贯通式仓库、水平旋转式仓库和垂直旋转式仓库。

⑤按其发挥的作用分类。按其发挥的作用，自动化立体仓库可分为生产性仓库和流通性仓库。

3.自动化立体仓库的优缺点及适用条件

（1）自动化立体仓库的优点

①能较好地满足特殊仓储环境的需要，保证货品在整个仓储过程安全运行，提高了作业质量。

②采用高层货架和自动化管理系统，大大提高了仓库的单位面积利用率，提高了劳动生产率，降低了劳动强度。

③降低了货物处理和信息处理过程中的差错率。

④能够合理有效地进行库存控制。

⑤便于实现系统的整体优化。

（2）自动化立体仓库的缺点

①结构复杂，配套设备多，需要的基建和设备投资很大。

②货架安装精度要求高，施工比较困难，而且施工周期长。

③储存货品的品种受到一定的限制，不同类型的货架仅适合于与此对应的储存物品，因此，自动化仓库一旦建成，系统的更新改造比较困难。

（3）自动化立体仓库的适用条件

①适用于出入库作业频繁，且货物流动比较稳定的货物。

②系统运行需要有较大的资金投入。

③需要配备一支高素质的专业技术队伍。

④对货品包装要求严格。

⑤仓库的建筑地面应有足够的承载能力。