铁路企业融合物联网技术打造新型无人仓库模式

前言

铁路公司通过融合物联网技术，形成无人仓库新模式，依托智慧物流技术替代传统仓库管理人员在物资入库、出库、盘点等作业环节的工作，使铁路仓储管理模式更加科学、简便、智能，符合铁路物资工作智能化、铁路高质量发展的发展方向，满足构建现代物流体系运营模式的要求。

1、无人仓库技术概述及特点

1.1 无人仓储技术概述

在“互联网+”时代，物联网技术推动了仓储管理智能化、无人化的发展。仓储管理的创新发展是物流行业的研究重点，而无人仓库是仓储管理智能化应用的一个研究方向。无人仓库的核心是仓储管理系统、仓储控制系统和智能物流设备的融合。

铁路企业可根据物资管理实际情况，合理运用不同场景的智能设备，推动无人仓储技术的深度应用，实现铁路仓库智能化、无人化管理，大幅提高物资周转效率，降低人工成本，提高资产利用率，快速提升铁路物资管理水平和物资供应链整体效率，从而提高铁路企业整体运营效益。

1.2无人仓库技术特点

无人仓库是基于管理系统和控制系统的综合物流系统。无人仓库的建设虽然无法实现仓库完全无人化，但可以通过人机高效协作打造智能仓库，最大限度减少人员数量，降低人工成本。

1.2.1 WMS系统的扩展

WMS是仓库管理系统的简称，主要包括仓库管理、库存管理、库存管理、货位管理等。目前全路采用的铁路物资管理信息系统属于MIS类型的信息系统，其中包含了WMS功能。无人仓库是一种新型的仓储仓库，在普通仓库管理的基础上扩展了应用范围，通过引入先进的物联网技术，可以减少仓库现场管理人员，甚至实现现场无人管理。

1.2.2 WCS的发展

WCS是仓库控制系统的简称，仓库控制系统的主要功能是协调仓储仓库内智能物流设备的运行，如机械臂、机器人、无人机、堆垛机、穿梭车、智能叉车等物流设备。目前铁路物资仓库管理技术发展有待提高，特别是在WCS方面，在建设或采购物流设备时，没有考虑如何控制运行，现代物流设备的先进功能基本没有发挥出来。无人仓库是WCS技术的一个发展方向，将仓库内的物流设备整合起来，建立统一的数据接口，通过任务引擎进行任务分解，指挥和监控各种物流设备的运行。无人仓库的特点是物流设备不需要管理人员控制，通过信息系统指挥就可以对仓库进行操作，在控制物流设备的基础上，对仓库内的其他设备进行集成和控制，如智能门禁、照明、空调、加湿器、除湿机等。

1.2.3 WMS与WCS的结合

无人仓库技术是智能仓库管理系统（IWMS）的一项关键技术，以WMS和WCS为基础，将管理人员与仓库设备、管理系统和控制系统进行整合，减少管理人员在仓库中的操作，最终实现打造无人仓库的目标。WMS与WCS的集成模式如图1所示。

图1 WMS与WCS集成模型

2、无人仓库在铁路物资管理中的应用

通过对国内外大型生产、销售、物流公司的调查研究，参考国内外其他大型公司各类无人仓、无人超市、无人商店等的实际应用，铁路企业物资管理中无人仓可以应用以下三种模式。

2.1 智能微库方法

智能微仓是智能储物柜的一种，类似智能售货机，融合生物识别、计重计件、计费收费等物联网技术，使取货人或收货人可以自行完成物料或货物的出库操作，无需仓库管理人员协助即可自动完成出库操作。智能微仓技术在铁路行业应用较早，但未接入仓储管理信息系统，在维修车间的应用具有一定的局限性，在铁路企业的应用并不理想。智能微仓类似于无人售货机、丰巢快递柜，具有投入少、见效快的特点。智能微仓技术成熟，WCS接入铁路物资管理信息系统（RMMIS）后，结合人员信息、物料信息、领料计划、预算数据等WMS数据，共同完成出库管理操作，信息流与指令流相辅相成，最大限度发挥智能微仓的作用。

2.2 自助领取资料方式

自助取料即取料人员自行进入无人仓库取料，出库无需仓库管理人员参与操作。自助取料无人仓库技术类似于超市顾客购买商品后自助结账，不同之处在于仓库是集体或个人资产的存放场所，其他人员不得随意进出。自助取料方式通过集成智能门禁系统、RFID技术、电子物料标签、智能指示灯、电子称重等物联网技术，实现无人仓库管理的目标。

2.2.1 接收方进门

目前人脸识别技术已经非常成熟，包括人像识别、指纹识别、指静脉识别、虹膜识别、语音识别等。但识别技术需要单独购买，识别准确率越高价格越贵，另外还需要配备专门的服务器进行图像处理，这些都会增加无人仓的建设成本。在铁路企业，物资一般由内部员工领取，员工可以通过手机APP出示二维码进行身份认证。

2.2.2 货物位置指导

在无人仓库中，可以通过设置地面标识、货架指示灯、电子料标等方式识别物料所在位置。若物料拣选员事先提交了物料拣选计划，仓库工作指示屏会显示物料拣选信息，相应的料路引导、货架及料标指示灯亮起。物料拣选员取料并在电子料标上确认后，系统会自动为物料指示下一步路径。

2.2.3 件数和重量

无人仓中取货员所取物料的数量或重量是无人仓解决方案中的难题。重要物料的取走可以通过RFID技术解决；一般非重要物料可以通过在物料架上安装电子称重装置进行称重，通过取货员所取物料的重量和单位重量计算出物料的数量。

2.2.4 出站计算

领料员取料后，仓库作业指导书画面上会自动显示所取物料的种类及数量，领料员点击触摸屏确认后，WMS系统中会自动生成出库发货单，供财务核算。

2.2.5 库存盘点

无人仓库可以通过货架上的电子称重设备和RFID技术自动进行库存盘点，也可以利用盘点机器人或无人机，利用高清摄像头和卷积神经网络技术对物料进行实物盘点。

2.3 自动发货方式

自动送料方式与自助取料方式不同，自助取料方式是“人到货”，而自动送料方式是“货到人”。自动送料方式是指取料人无需进仓取料，也无需仓管人员进行出库操作，通过机械臂、机器人将物料送到取料人手中。自动送料方式识别取料人后，潜伏机器人根据取料计划将对应料架运送到取料区，取料人可直接取料，也可配备机械臂将物料取到取料台上。

3、无人仓库在铁路物资管理中的应用前景

中国铁道科学院集团有限公司电子研究所材料研究组利用2020年项目《无人仓储在铁路物资管理中应用研究》（合同号DZYF20-10）的科研经验，开展无人仓储技术在铁路企业的实际应用研究，认为无人仓储技术可以在铁路企业的一些场景下得到广泛的应用。

3.1 车间库存管理

车间库存是铁路企业物资管理中的重要管理环节，2018年铁路物资管理信息系统V3.0版本首次引入车间仓库概念，并在系统中增加了车间仓库库存管理。车间仓库的特点是仓库位于生产维修车间，不属于铁路企业物资部门仓库，车间没有专职的仓库管理员，一般由车间工作人员兼职完成仓库管理工作。车间仓库为无人仓储技术特别是智能微仓模式的应用提供了有利场景。智能微仓位于车间工作区域，一般靠墙放置，方便车间工作人员随时取用物料，节省空间和建设成本，还可以提高车间仓库管理效率，解决车间物料外借问题。

3.2 异地仓库库存管理

由于我国铁路线路长、分布广，铁路公司一般负责管理的区域很大，特别是铁路工程区段、电气区段、供电区段，异地仓较为常见。由于有些异地仓地处偏远地区，该区域用料较少，工作量不大，达不到一个仓库管理员的工作量。异地仓为无人仓技术应用提供了有利场景。异地无人仓采用自助取料方式，取料人员根据车间取料计划进入无人仓取料。自助取料、自动核算，可保证异地仓物料发放的准确性和核算的及时性，大大释放异地仓管理效率。

3.3 仓储物料管理

仓储物资管理是铁路物资库存管理的重要形式，铁路企业与供应商建立合作伙伴关系，按照双方签订的仓储合同或协议，由供应商的库存为铁路企业服务，使铁路企业降低库存仓储成本。仓储物资库存管理模式有多种形式，目前尚无信息系统支持铁路企业和供应商的仓储物资管理。无人仓适用于中小型仓储仓库，通过铁路企业RM-MIS、供应商WMS和无人仓WCS之间的信息打通，实现入库、出库信息的实时双向传递，解决仓储仓库库存的联动管理问题。