仓库自动化完整指南：组织和仓库标签、自动化技术、最佳实践等基础知识

仓库自动化被广泛吹捧为通过减少劳动力需求、提高准确性和提高效率来提高投资回报率的最有效方法之一。根据供应链管理评论，“存在一个不争的事实”。 “仓库自动化是可以显着降低长期成本的最后一个领域之一。”但有些人将仓库自动化视为软件，而另一些人则将仓库自动化的想法视为实施自动化存储和检索系统 (AS/RS)。实际上，完整的仓库自动化需要自动化操作的各个方面，从自动数据捕获到软件系统、存储和检索等等。

不过，根据 Monteage Technologies 2014 年的一份报告，当今全球 90% 的仓库要么完全手动或仅在其操作中实施了低级自动化。虽然一般物流部门可能需要四到五年的时间才能实现自动化创新的投资回报，但对于那些对自动化进行明智的战略投资的人来说，回报是值得等待的。
我们'已经整理了这份综合指南，概述了您应该了解的仓库自动化的许多方面 - 以及成功实施自动化各个方面的最佳实践。
在本指南中，我们将讨论：

• 仓库自动化基础知识
• 优化仓库组织
• 使用条码标签为仓库自动化奠定基础
• 仓库自动化软件和硬件解决方案
• 自动导引车 (AGV)
• 自动存储和检索系统
• 仓库自动化最佳实践
• 进一步阅读仓库自动化

仓库自动化基础知识
自动化的核心是识别以流程为导向、耗时或容易出错的重复性任务，并找到实现自动化的方法。仓储行业的任何人都清楚，仓库中充斥着可重复的、面向流程的、容易出错的任务，从手动文档错误到拣货和库存错误、运输和接收错误等等。出于这个原因，仓库操作有很多方面可以实现自动化，包括：

• 拣货自动化 – 拣货过程是重复且耗时的过程的一个明显例子。模块化货架系统与仓库机器人技术相结合，使曾经完全依赖人类的拣货流程自动化成为可能。而且，无论何时涉及到人，都存在引入人为错误的可能性。
• 条码标签和扫描自动化 – 仓库严重依赖文档来跟踪哪些物品进出设施，特定物品的存储位置（以加快拣货和库存过程）并管理库存。仓库通过使用条形码标签、货架标签、仓库标志以及读取这些标志和标签所需的硬件来自动化这些文档流程，从而节省了大量的工时。条码标签与正确的软件和扫描技术相结合，实际上可以消除错误并显着加快文档流程。
• 自动驾驶汽车 – 叉车和托盘搬运车是用于在整个仓库设施中搬运货物的传统设备之一，但由于自动导向叉车和托盘车（统称为自动导引车 (AGV)），即使是仓储的这一方面也正在变得自动化。关键区别在于这些自动驾驶汽车不需要人工操作。取而代之的是，他们通过设施遵循数字路径来装卸托盘、箱子和其他容器。 AGV 可以在现有仓库中实施，而无需对布局和整体系统进行全面检修，这不是一项全有或全无的投资——仓库运营可以根据需要添加 AGV，随着时间的推移逐渐用自动化设备取代人工操作的机器。此外，它们可以租赁或购买，因此仓库甚至可以在承诺购买之前进行试用。
• 库存自动化 – 在 2014 年的一份报告“从成本中心到增长中心：2018 年仓储”中，摩托罗拉指出，41% 的仓库设施仍然依赖纸笔方法进行周期盘点。这会导致与数据输入和转录相关的错误，以及不一致的库存处理，在某些情况下，还会导致整体运营中断。然而，自动化库存管理流程是仓库可以实施以开始实现自动化优势的最简单且最具成本效益的策略之一。
• 后台自动化 – 库存自动化通常与自动化后台流程密切相关。根据摩托罗拉的报告，近三分之一 (32%) 的仓库无法访问其仓库管理系统 (WMS) 中的实时数据，导致库存盘点不准确——这可能导致供应链中断，范围从轻微到灾难性的——以及其他不准确的地方。在当今快节奏的仓储行业中，获取准确的实时数据至关重要。

依赖过时的手动流程不仅会导致错误和延误，而且实际上肯定会对公司的底线产生负面影响。缺货情况可能导致合作伙伴和客户不满意，损害品牌声誉，并且过多的库存会花费太多时间闲置在货架和货架上，这会继续吞噬底线存储和运营成本。当由于生产力损失或更严重的错误而导致停机时，仓库要么阻碍增长，要么积极降低利润。
在对减少中断、提高生产力和提高可见性的需求的推动下，摩托罗拉在 2014 年预测， 2018 年，只有 12% 的仓库仍依赖人工周期盘点，而 65% 的仓库将可以通过移动设备实时访问 WMS 系统。
优化仓库组织
健全的仓库自动化始于通过战略组织和其他措施优化您的仓库。当然，在进行仓库布局大修之前了解您计划实施哪些自动化功能会很有帮助，但下面讨论的一些自动化选项提供了灵活性，可以轻松集成到现有建筑物中，而无需对设施进行全面大修。
一般而言，仓库应利用垂直空间并配置布局以支持最佳交通流量。仓库布局优化项目本身就是一个需要彻底分析和规划的多步骤过程。优化的布局应该支持仓库的四个主要功能：

• 产品存储
• 入站操作（收货、退货）
• 出站操作（拣货、暂存）
• 增值流程（重新贴标签、贴标价、特殊编织流程等）

UPS Compass 建议评估四个方面以确定最佳布局：

• 通道宽度 – 传统的思想流派建议 11 英尺的宽度可以容纳叉车，而现代有线引导车辆可以将过道宽度缩减至 5 英尺，从而腾出额外的存储空间。
• 产品速度 – 与其将相似的产品归为一类，不如根据速度对产品进行分组，方法是将快速移动的产品放在离运输路线更近的地方。
• 行程时间 – 更多空间并不一定等同于更好的产品存储。事实上，在某些情况下，扩大占地面积只会使旅行时间增加一倍或三倍。
• 灰尘和蜂窝 – 识别积聚灰尘的缓慢移动和停滞产品。此外，寻找产品之间、产品后面或旁边未使用的浪费空间。

您需要严重依赖数据来确定最佳设施布局。您还需要相应地调整存储设备的大小，以避免每天多次在存储中补充快速流动的产品 - 否则，您将遇到出库延误。根据 Supply Chain Link 的数据，大多数仓库在 85% 的满员情况下运行效率最高，因此在规划布局时也要考虑到这一点。
使用条码标签为仓库自动化奠定基础
虽然完整的仓库自动化有几个核心基础方面，但条形码标签——提供跟踪货物和库存资产的手段——通常为自动化提供了基础。如果无法在项目流经公司时对其进行跟踪，就不可能生成促进自动化流程所需的数据。
Cerasis 指出，自动化数据收集技术现在已经达到实施成本不再超过的地步消除人为错误的潜在好处。借助支持自动化数据收集的技术，现在许多仓库都可以负担得起，实施自动化数据收集可以为当今的仓库带来这些和其他好处：

• 通过基于交易的移动跟踪库存流动 – 每笔交易都可能导致丢失库存或导致拣货错误或订单错误。通过跟踪每笔交易中的库存移动——包括从物品到达设施到物品被放置在插槽中、物品被挑选、包装以及最终包装和运输的每一次移动——大大降低了库存丢失的可能性和其他错误。
• 更好地规划码头到达时间 – 自动数据收集使仓库操作员触手可及的大量信息，允许更好的准备和计划。这包括确保货物的所有库存在指定卡车到达的同时到达码头，消除在码头浪费的库存空间（并可能中断其他交通流）数小时甚至数天。在那里。
• 更高效的拣货流程 – 此外，更清楚地了解整个设施的货物流向，可以对尚未到达的订单进行计划和预测。可以将工人重新分配到期望来自较低优先级区域的即将到来的需求的区域，以确保适当优化人员利用率并避免由于人员短缺而造成不必要的延误。换句话说，提前计划的能力意味着能够确保每个订单都在预定的时间离开仓库而不会延迟。
• 优化流量 – 仓库标志可用于提供交通提示和其他信息，以加快货物通过设施的流动，同时通过避免过道拥挤来优化交通流量，帮助工人快速识别用于储存和拣货的适当区域、货架和货架， 和更多。例如，反光标志和标签适用于远距离仓库应用，允许使用远距离条形码扫描仪轻松识别正确位置。
• 自动补货 – 当使用条形码标签自动跟踪项目并且数据与 WMS 实时同步时，可以通过设置补货触发器来完全缓解缺货情况，该触发器会在库存达到预定义时提示库存自动重新排序门槛低。

仓库自动化软件和硬件解决方案
说到仓库管理系统，硬件和软件与仓库标签和仓库标牌解决方案密切相关。条码标签为存储有价值的数据提供了一种万无一失的方法，但条码扫描设备是解码条码符号并将数据传输到 WMS 所必需的。反过来，WMS 将有关库存、供应商和供应商、零件、订购信息、制造商的数据以及有关商品的每个必要详细信息汇总到一个集中的数据库中。

兼容性是选择条形码标签、硬件和软件解决方案以支持仓库自动化时的关键考虑因素.条码扫描器有多种选择，具有不同的功能，例如：

• 一维条码扫描仪
• 一维和二维条码扫描仪
• 线性条码阅读器
• 图像条码扫描仪
• 无线和无线型号
• 全方位条码扫描器

选择合适的条码扫描系统取决于多种因素，包括但不限于：

• 条码标签符号
• 耐用性要求
• 操作系统和软件兼容性
• 扫描速度和距离
• 需要无线或有线连接

同样，有数十种仓库管理软件解决方案，其特性和功能基于多种因素。有些针对特定行业，例如，具有有助于合规性的专门报告功能，而另一些则更适合支持某些仓库自动化功能。一些关键考虑因素包括：

• 与条形码技术集成
• 易于使用
• 实时库存更新
• 可扩展性和灵活性
• 端到端事务管理
• 后台集成
• 强大的报告功能
• 兼容的移动应用程序

在实施仓库标签解决方案以及完成基础的硬件和软件组件时，您需要确保这些元素完全兼容并无缝协同工作，以使您的仓库能够发挥应有的运转良好的机器功能.
自动导引车 (AGV)
与仓库标签和仓库管理软件解决方案相比，自动导引车是一项较新的创新。 AGV 可以直接节省劳动力成本，还可以提高存储和检索过程的效率和可靠性。它们本质上是机器人，依靠设施地板上的标记、电线或激光视觉技术在建筑物中导航，并能够执行以下功能：

• 存放托盘、货架和其他容器
• 将托盘存放在仓库货架上
• 将托盘存放在基于地板的深堆垛中
• 垂直卷筒存储
• 托架中的水平卷轴存储
• 控制原材料的整个接收过程（从拖车到加工线）
• 自动拖车卸货
• 将原材料运输到中间仓库

可供仓库选择的 AGV 选项越来越多，功能各异。例如，有自动推车可以在装配线上移动产品或将货物从仓库运送到制造厂。由于这些推车由磁带引导，因此设置初始流程或根据需要重新配置路线很简单。应答器标签用于传达推车何时应该停止或执行特定操作，例如提高或降低速度，或者提升或降低。
一些公司提供一系列选项，涵盖从标准、基本配置到完全定制的所有内容- 可设计用于满足高度专业化应用要求的 AGV。中间是两用 AGV，既可以手动操作，也可以作为全功能 AGV 操作。对于某些仓库来说，双重用途选项是一项明智的投资，可以简化从手动流程到自动化流程的过渡。对于那些已经在自动化领域或有专门应用的人来说，越来越多的定制 AGV 解决方案是一个有价值的选择。
自动化存储和检索系统
当然，AGV 在自动化存储和检索系统中发挥作用，但就这些功能而言，它们并不是唯一的自动化选项。自动存储和检索系统 (AS/RS) 实际上早在 1950 年代就已经存在，首先在欧洲、日本和美国推出。 AS/RS 由几个关键组件组成：

• 存储和检索机器
• 机架结构
• AGV 等输送机
• 仓库控制系统

托盘升降设备是最常用的AS/RS设备之一。这些固定过道存储和检索机器将托盘移入和移出存储位置，并且可以配置它们以匹配 SKU 密度分布、不同的负载类型和交付速度。还有箱子和负载处理设备，它们是托盘升降设备的缩小版本，用于处理较小的存储容器。使用穿梭车和机器人的新型箱子和负载处理设备被称为货到人系统。
使用 AS/RS 提供了许多好处，包括：

• 减少空间和劳动力使用率
• 灵活地作为现有建筑物内的独立结构或机架支撑结构（通常用于冷藏/冷冻存储）操作
• 一致且安全的产品处理
• 以下存储上架角色的一致性
• 维护实时产品跟踪和识别
• 通过自动补货促进订单拣选和整合
• 能够创建高度可控的存储环境，完全消除人工访问
• 保持产品新鲜和减少召回的能力
• 确保合规性
• 消费者保护

除了这些好处之外，实施 AS/RS 的仓库还可以通过提高效率、跟上不断增长的消费者需求的能力、降低风险、提高吞吐量和提高整体库存准确性来实现长期成本节约。根据 Westfalia 的说法，AS/RS 的平均寿命为 25 到 30 年，而投资回收期通常只有 3 到 5 年。
仓库自动化最佳实践
自动化仓库，尤其是曾经完全手动操作的仓库，是一项艰巨的任务，但在评估、分析和规划自动化并考虑所有可用数据时，它会带来回报。根据 Path Guide 的说法，当解决了七个关键基础时，仓库的运作最为成功：

1. 仓库管理 – 管理团队指导日常绩效、指导团队并制定持续改进计划。
2. 仓库管理系统 (WMS) – WMS 是控制点，允许管理团队指导操作。
3. 仓储最佳做法 – 在仓库的特定垂直或专业领域得到验证的流程和系统，以及被证明对单个公司成功的流程和协议。
4. 培训 – 所有的变化都会遇到一些阻力，在实施仓库自动化时，这些变化可能会令人不安，因为工人担心他们的价值会被自动化机器和机器人所取代。适当的培训和变更管理有助于使变更过程顺利进行并确保高效运营。
5. 员工激励 – 同样，感觉得到公司支持的员工会积极发挥最佳表现，从而提高整体生产力和效率。
6. 实体植物 – 解决仓库运营的基础问题对于成功至关重要。这意味着确保有足够的码头和存储容量、临时区域等，并认识到需要进行物理改进并针对这些需求采取行动以减轻痛点。
7. 自动化技术 – 最终，选择正确的自动化技术可确保取得成功。管理层应定期评估潜在的自动化项目并确定需要改进和创新的领域，建议实施可能在可接受的投资回报期内提供投资回报的自动化。

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