案例 | 破解煙草倉儲痛點，貫通式貨架AGV系統(tǒng)建設與應用

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煙草行業(yè)作為國家實體經(jīng)濟的重要支柱，其倉儲環(huán)節(jié)中普遍采用大面積的貫通式貨架存儲醇化庫，但長期面臨人工成本高昂、安全風險突出、數(shù)據(jù)追溯難及質量控制難等挑戰(zhàn)。本文以某煙廠倉庫的貫通式貨架AGV系統(tǒng)建設為案例，深入解析其關鍵技術與系統(tǒng)運行流程，旨在為煙草行業(yè)的智能化倉儲建設提供實踐參考與策略建議。

周鑫卓1 彭海2 袁正1 周范軍2 張芝宏2 李暢1

1安徽合力宇鋒智能科技有限公司

2湖南中煙工業(yè)有限責任公司常德卷煙廠

煙草行業(yè)的倉儲物流系統(tǒng)正經(jīng)歷從傳統(tǒng)模式向智能化、綠色化和高效化轉型的關鍵階段。當前，頭部煙草企業(yè)在成品分揀與配送環(huán)節(jié)已廣泛應用自動化立體倉庫、AGV無人搬運車等，但原煙存儲仍存在顯著短板，一些卷煙廠采用大面積的貫通式貨架密集存儲原煙，依賴人工叉車完成出入庫作業(yè)，面臨人工依賴高、安全隱患大等問題，亟需通過AGV等自動化設備來推動原煙存儲環(huán)節(jié)的智能化與綠色化升級。

項目背景

01

近年來，貫通式貨架因其高空間利用率和高儲存密度等優(yōu)勢，被廣泛應用于各類倉儲環(huán)境中。某煙廠原煙采用大面積的貫通式貨架倉庫存儲，隨著行業(yè)發(fā)展，在倉儲物流運作方面面臨著招工難、人工成本高、安全風險高、數(shù)據(jù)追溯難等問題，具體如下：

人工成本高：當前采用人工駕駛叉車完成入庫、出庫、空托盤回收與堆疊等操作，勞動強度大。

安全風險高：貫通式貨架內視野較差，高空作業(yè)頻繁，重載搬運存在較大的安全隱患。

數(shù)據(jù)管理難：缺乏自動化數(shù)據(jù)采集與系統(tǒng)對接，庫存準確性、批次追溯性難以保障。

質量控制難：人工叉車在貫通式貨架內作業(yè)時，因無法看到高處，存在損壞貨物的風險；叉車操作人員通常讓托盤貼著貫通式貨架軌道行駛，摩擦掉落的油漆等存在污染底層原煙的風險，引起質量事故。

以安徽合力宇鋒為代表的國內企業(yè)，較早地引進了科爾摩根NDC控制系統(tǒng)，并自主開發(fā)國產控制系統(tǒng)，適配各類叉車AGV，適用于各行各業(yè)不同的作業(yè)場景；重點圍繞貫通式貨架出入庫場景進行了多年的研究與測試，積累起豐富的經(jīng)驗，率先在貫通式貨架場景中實現(xiàn)物料高效自動出入庫的功能。

解決方案與運行流程

02

為解決貫通式貨架倉儲物流存在的人工依賴高、管理粗放等痛點，某煙廠提出以下核心訴求：以AGV叉車替代人工前移式叉車，實現(xiàn)原煙自動出入庫；同時，通過部署倉儲管理系統(tǒng)（WMS），實現(xiàn)入庫、出庫、庫存、庫位及物料信息的全流程數(shù)字化與可視化管理，提升倉儲作業(yè)精度與運營效率。具體解決方案如下：

1.庫位布局系統(tǒng)構成

圖1展示了庫位總體布局，功能區(qū)規(guī)劃包括AGV接駁位A、貫通式貨架區(qū)域B、托盤拆托位C、托盤堆疊位D。其中，接駁位A主要是由抱夾叉車放置物料，地面設置可折疊限位器；托盤拆托位C為通風巷道口一層庫位；托盤堆疊位D為通風巷道口一層庫位；貨架區(qū)域B為貫通式貨架內物料和空托盤存放的區(qū)域。

圖1 庫位總體布局圖

2.出入庫搬運流程

（1）入庫搬運流程

人工錄入物料種類、數(shù)量等信息并下發(fā)入庫任務；WMS系統(tǒng)判斷拆托位C處有無托盤，若有則下發(fā)空托配送任務，調度系統(tǒng)調度CPD平衡重式AGV將托盤搬運至接駁位A處；若無則下發(fā)補空托盤組任務，調度系統(tǒng)調度CQD前移式AGV從貨架區(qū)域B搬運空托盤組至拆托位C處，再由CPD平衡重式AGV搬運空托至接駁位A處。

圖2 入庫流程圖

人工駕駛抱夾叉車將經(jīng)過RFID檢測后的物料放在接駁位空托盤上并觸發(fā)上架任務，WMS系統(tǒng)基于同一巷道儲存同一種批次物料原則分配庫位，下發(fā)入庫任務，調度系統(tǒng)調度CQD前移式AGV搬運物料上架，完成任務后報工，WMS系統(tǒng)更新庫位信息。入庫相關流程圖，如圖2所示。

（2）出庫搬運流程

出庫時，人工錄入物料信息、數(shù)量等觸發(fā)出庫任務；WMS系統(tǒng)生成物料搬運任務，調度系統(tǒng)調度CQD前移式AGV將物料從貨架區(qū)域搬運至接駁位A處。

圖3 出庫流程圖

人工駕駛抱夾叉車取走接駁位A處物料并觸發(fā)空托盤回收任務，WMS生成空托盤搬運任務，CPD平衡重AGV搬運空托至堆疊位D處，當堆疊位D處托盤數(shù)量滿10個后，WMS系統(tǒng)下發(fā)空托組上架任務，調度系統(tǒng)調度CQD前移式AGV搬運空托組入庫。出庫相關流程圖，如圖3所示。

3.設備清單（見表1）

表1 設備清單

4.AGV車輛

（1）功能

根據(jù)AGV調度系統(tǒng)下達的任務進行搬運作業(yè)，AGV車輛是自動運輸系統(tǒng)的執(zhí)行設備。

（2）技術參數(shù)（見表2）

表2 技術參數(shù)

5.AGV調度系統(tǒng)

調度系統(tǒng)是介于WMS系統(tǒng)與車輛設備的中控系統(tǒng)。接收WMS系統(tǒng)的任務，選擇合適的車輛，對車輛行駛路徑進行規(guī)劃，并控制車輛執(zhí)行相關指令，實現(xiàn)AGV的搬運。調度系統(tǒng)操作界面，見圖4。

圖4 調度系統(tǒng)操作界面

項目亮點

03

1.貫通式貨架AGV選型

結合貫通式貨架窄通道高舉升的應用特點，該項目選擇前移式叉車AGV和全向平衡重AGV來作業(yè)。其中，圖5為前移式叉車AGV（CQD），該車型具備重載高舉升作業(yè)的特點，最大舉升高度通?？蛇_8.5米以上；圖6為全向平衡重叉車AGV（CPD），該車型具備橫移、直行、斜行等任意方向作業(yè)的能力，通道適應性較強。

圖5 前移式叉車AGV

圖6 全向平衡重AGV

2.貫通式貨架巷道內導航技術

AGV導航方式通常采用激光、視覺、二維碼或磁釘導航，因貫通式貨架通道狹窄且視野較差，傳統(tǒng)的激光和視覺導航無法滿足要求，通常采用激光與二維碼或磁釘相結合的混合導航方式，來滿足貫通式貨架長巷道作業(yè)的特點；圖7展示了AGV在貫通式貨架內作業(yè)的情況，巷道外采用激光導航，巷道內輔助以磁釘或二維碼導航的方式，有效解決貫通式貨架密集庫內的導航問題，實現(xiàn)精確定位和穩(wěn)定地運行。

圖7 AGV在貫通式貨架巷道內運行

3.貫通式貨架巷道內網(wǎng)絡解決方案

在密集的貫通式貨架內部，貨物的密集存儲會階段性的造成網(wǎng)絡衰減，對無線信號遮擋嚴重，影響AGV系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。為解決無線信號覆蓋難的問題，特引入一種無網(wǎng)絡運行模式，AGV進入巷道內啟用無網(wǎng)絡運行模式，車輛按照規(guī)劃的路徑執(zhí)行取放貨作業(yè)，任務完成后退出貫通式貨架后再與倉庫內的無線網(wǎng)建立通信，上報車輛當前的位置和任務完成的情況，通過該方式可以解決在高密度的貫通式貨架環(huán)境下無線信號衰減嚴重的問題。

4.物料識別技術

在貫通式貨架（如重力式貨架、駛入式貨架）等高密度存儲場景中，物料識別的實時性、準確性至關重要。傳統(tǒng)使用條碼進行識別的方式存在人工干預多、易磨損、識別效率低等痛點。RFID（射頻識別）技術作為新一代自動識別技術，具備非接觸識別、可批量讀取、可重復寫入、適應復雜環(huán)境等優(yōu)勢，非常適合用于貫通式貨架的物料識別與管理。RFID系統(tǒng)的組成部分，見圖8。

圖8 RFID系統(tǒng)

5.貫通式貨架倉儲管理軟件技術

貫通式貨架出入庫邏輯較為復雜，存在滿托、半托、空托盤等出入庫的場景，結合業(yè)務需求創(chuàng)新設計了貫通式貨架倉儲作業(yè)流程邏輯，定制開發(fā)了WMS倉儲管理軟件，實現(xiàn)了入庫管理、出庫管理、庫存管理等功能。WMS管理系統(tǒng)界面，見圖9。

圖9 WMS倉儲管理系統(tǒng)

運營效果及改進方向

04

某煙廠通過建設貫通式貨架AGV系統(tǒng)，以AGV替代人工叉車實現(xiàn)原煙自動出入庫，結合WMS系統(tǒng)實現(xiàn)庫存與庫位的精細化管理，顯著提升作業(yè)安全性和管理透明度。具有應用效果如下：

1.降本增效

以AGV代替人工叉車用于在煙草倉庫內自動搬運貨物，包括將煙草制品從生產線運送到儲存區(qū)域，以及從儲存區(qū)域運送到裝載區(qū)域。項目落地前，倉庫需配備5名以上的專業(yè)叉車操作人員及十余名空托盤堆疊回收人員，以滿足日常及旺季出入庫作業(yè)需求，人工綜合成本持續(xù)居高。AGV系統(tǒng)投用后，僅需少量人員負責系統(tǒng)監(jiān)控、人工接駁及設備基礎運維，可縮減叉車操作崗人力配置，每年為煙草企業(yè)節(jié)省近百萬元的人工支出。同時，人工叉車屬于特種設備，需專業(yè)的操作人員，企業(yè)面臨人員招聘越來越困難，尤其在旺季時還需額外協(xié)調人力、排班，難以高效匹配大批量作業(yè)需求；AGV則可實現(xiàn)穩(wěn)定連續(xù)作業(yè)，淡旺季均能按需完成倉儲搬運任務，從而有效保障倉儲物流轉運需求。

2.數(shù)字化管理

系統(tǒng)配備WMS倉庫管理系統(tǒng)，合理規(guī)劃和安排任務等，提高倉庫作業(yè)效率；可以跟蹤、記錄和管理訂單處理過程，流程可見可追溯；實時監(jiān)控庫存，對庫存水平、位置和狀態(tài)一目了然；提供豐富的報告和分析工具，用于評估倉庫績效和效率等指標。

項目落地前，庫存管理依賴人工記錄與盤點，數(shù)據(jù)更新滯后，易出現(xiàn)庫位錯放、數(shù)量統(tǒng)計偏差等問題，庫存準確率約85%～90%。WMS倉儲管理系統(tǒng)上線后，實現(xiàn)入庫、出庫、庫存的全流程自動化數(shù)據(jù)采集與實時更新，結合RFID物料識別技術，掃碼識別準確率可達99%，整體庫存準確率提升至99%，徹底解決了煙草原煙批次多、庫位密帶來的庫存管理混亂問題。

此外，在傳統(tǒng)人工作業(yè)模式下，原煙批次、庫位、出入庫時間等信息靠人工臺賬記錄，易漏記、錯記，追溯單一批次信息平均耗時約30～60分鐘。AGV系統(tǒng)與WMS系統(tǒng)聯(lián)動后，所有作業(yè)數(shù)據(jù)自動上傳留存，原煙從入庫到出庫的全生命周期信息，包括物料信息、庫位變化、作業(yè)設備、作業(yè)時間等均可一鍵查詢，批次追溯成功率達100%，追溯單一批次信息耗時降至1～2分鐘，大幅提升煙草質量管控的追溯效率。

3.高密度儲存

通過AGV與貫通式貨架結合開展存儲作業(yè)，充分發(fā)揮了貫通式貨架高空間利用率、高儲存密度的優(yōu)勢，借助AGV精準的定位能力和靈活的作業(yè)性能，讓貨架的高位庫位、窄巷深處庫位都能充分得到有效利用。這一作業(yè)模式有效優(yōu)化了倉庫空間利用率，在不增加占地面積的前提下，提升單位面積的存儲能力，為企業(yè)原煙存儲提供更多有效庫容，適配煙草行業(yè)原煙大批量密集存儲的需求。

4.安全性高

相比人工叉車高空作業(yè)的安全隱患，AGV可以根據(jù)預定的路徑和任務執(zhí)行搬運操作，降低人工操作過程中的風險，提升作業(yè)的安全性，同時有效避免人工不規(guī)范作業(yè)對煙草制品的污染。

整體而言，貫通式貨架AGV系統(tǒng)為煙草企業(yè)提供了一個高效、安全的智能物流系統(tǒng)解決方案，對于改變傳統(tǒng)搬運存儲模式意義重大，從而大幅節(jié)約空間與人力成本，對于提升經(jīng)濟效益效果顯著。然而，該系統(tǒng)仍存在優(yōu)化空間，如AGV在密集貨架環(huán)境中的運行效率有待提升；物料裝卸車環(huán)節(jié)仍依賴人工抱夾式叉車，制約整體自動化水平。因此，未來將聚焦“效率提升”與“裝卸自動化”環(huán)節(jié)重點升級，可通過AI調度優(yōu)化AGV路徑，提高作業(yè)效率；引入自動裝卸設備如智能抱夾叉車或自動裝車機，打通出入庫“最后一米”斷點。安徽合力宇鋒也將以智能倉儲為基礎，構建高效、可視、可追溯的智慧物流體系，為煙草行業(yè)智能物流轉型升級提供支撐。

———— 物流技術與應用融媒 ————

編輯、排版：王茜

本文內容源自，有刪改。

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