基于智能倉儲系統的圖書倉庫優化研究

文/許迪

關鍵字：倉儲信息管理系統；物流機器人；智能倉儲系統

前言

隨著市場對物流自動化裝備需求的不斷增加，機器人在物流行業得到越來越廣泛地應用，已經深入到倉儲、配送各個環節，不僅提高物流作業效率，減輕了工作人員的勞動強度，還有助于優化資源、降低成本，具有良好的經濟效益和廣闊的發展前景[1]。隨著我國經濟水平的日益提高，生活節奏的加快，追求精神層面的滿足成為國民又一追捧熱點，全民閱讀風氣日益高漲，在電子商務和大數據背景下，圖書行業銷售渠道發生著巨大的變化，線上線下同步銷售為圖書行業帶來巨大的發展市場。隨著業務量的增長和圖書種類的繁多，傳統的圖書倉庫遇到了種種問題，導致作業效率低下。

目前，對于圖書倉庫的研究相對較少，大部分集中于圖書倉庫的數據的研究。李春宏[2]對圖書倉庫系統的歷史數據進行分析建模，將數據倉儲技術應用到圖書管理系統中；此外，許丹[3]分析了蘇寧雨花物流基地圖書庫發貨流程，對各個作業流程存在的問題進行優化。但是大部分研究都沒有從圖書倉庫的整體來考慮，提出了一種適合圖書倉庫作業的智能倉儲系統[4]，參考“貨到人”的物流作業模式，協助工人實現圖書的入庫、出庫等物流作業，能有效提高工人作業行程的裝載量以減少作業次數，同時物流機器人系統的任務調度系統可規劃多任務點的最優路徑，以減少無效的行走距離，從而提高整體的作業效率，使企業獲得最大的經濟效益。

圖書倉庫現存問題描述

圖書倉庫庫存容量持續增長，對于圖書的管理越來越難。由于該倉庫自動化程度低，大部分工作依賴人工作業，導致工作效率低下，倉儲信息管理混亂，無法滿足正常的出入庫作業，并且，受空間影響，通道比較狹窄，圖書的出入庫很難實現大規模的自動化作業。針對上述問題，本文對圖書倉庫引入智能倉儲系統，采用“人機協同”作業的方式，提高倉庫的作業效率。

根據實際作業場景需求，本文中設置入庫暫存區、入庫上架區、存儲區（揀選區）、打包區及分揀區。入庫暫存區具有卸貨、驗貨、理貨、整托拆零等功能；入庫上架區設有上架工作站，由物流機器人將貨架搬運至工作站，進行人工上架操作；出庫區包括揀選區、打包區、出庫暫存區和分揀區等功能分區。具體布局圖如圖1所示。

圖1 圖書倉庫布局圖

圖書倉庫倉儲信息管理系統設計

為了使得圖書倉儲信息的管理更加標準化和精確化，本文設計了一款專為圖書倉儲管理的系統工具[5]。圖書倉庫管理系統要使該企業的圖書倉庫更加容易管理，入庫、出庫更加簡單容易，不會因為人為原因出現錯誤，有效提高出入庫效率。該系統主要功能模塊為圖書入庫、圖書出庫、圖書在庫管理。由于在搜尋指定圖書時會因圖書量大而加重任務量，在對一些圖書及人員進行更新時也會因為復雜而手忙腳亂，這樣在交易活動中不斷地產生新數據，使得信息量逐漸加大。但使用圖書倉庫管理系統可以很方便的對所需信息進行查詢，也可適時地利用插入功能錄入圖書信息，對相關圖書信息進行更新，這樣及時、便捷、高效地得到查詢統計結果。

物流機器人系統

由于圖書倉庫貨架既定格局和非環形作業通道，本文采用物流機器人具有雙向行駛能力和原地轉向能力。圖書的運載容器為公共流轉貨架，物流機器人提供與流轉貨架相銜接的卡扣裝置以固定貨架，貨架本身攜帶萬向輪方便在作業區的搬運作業。

物流機器人調度控制系統上層與圖書倉儲管理系統進行有效對接，接收圖書倉儲管理系統的任務單，根據任務點的位置和任務圖書的容量進行任務分配，任務分配給距離最近或空閑的物流機器人，物流機器人根據規劃的路線前往任務點等待工人協助作業，工人作業完成后小車接到反饋機制開始前往下一個任務點直至任務完成或小車滿載返回電梯口的貨架置換區。

人機協同系統

物流機器人主要負責搬運貨架到達入庫上架區及揀選區由工作人員放入或取出圖書進行出入庫作業，替換掉人工找貨的非必要勞動，提高作業效率。物流機器人的主要作業流程包括入庫作業流程及出庫作業流程。

（1）入庫作業

倉庫管理員根據入庫單，將相關信息錄入倉儲信息管理系統，生成入庫任務。圖書任務所在區域的工作人員根據手持PDA的信息提示，接受任務，到達入庫暫存區，進行入庫作業的驗收，并且安排需要入庫圖書的上架作業，將信息下達給物流機器人系統，機器人搬運貨架至上架工作站由工作人員放入待上架貨物完成入庫作業，實現入庫作業的人機協同。

（2）出庫作業

倉庫管理員根據出庫單，將相關信息錄入倉儲信息管理系統，生成出庫任務。調度物流機器人進行揀選作業，搬運鎖定貨架到達揀選工作站，由工作人員取出待揀選圖書，直到該貨架中沒有需要揀選的圖書之后，由物流機器人將貨架送回存儲區中。

結束語

本文以提高訂單揀選效率，便于圖書信息管理為目標，將現在“人到貨”揀選模式替換為靈活性較高的“貨到人”揀選模式，應用圖書倉儲信息管理系統及物流機器人系統，提出一種人機協同作業的理念。由于本方案中存儲區的貨架均是可移動的，所以該方案的固定成本較低，靈活性比較高；機器人搬運貨架替代了人工找貨作業，節省了大量人工成本；圖書信息由倉儲信息管理系統統一管理，增加了管理的規范性及信息的準確性；智能化設備的使用，可以給圖書倉庫帶來更大的經濟效益。