平面与立体作业模式下“货到人”存取系统：性能剖析与配置优化策略.docxVIP

平面与立体作业模式下“货到人”存取系统：性能剖析与配置优化策略

一、引言

1.1研究背景与意义

随着电子商务的迅猛发展，物流行业面临着前所未有的挑战与机遇。电商业务的爆发式增长使得订单数量急剧攀升，消费者对于配送速度和服务质量的要求也日益提高。传统的仓储物流模式，尤其是“人到货”拣选方式，由于其依赖大量人力、效率低下且容易出错，已经难以满足电商行业快速增长的订单需求。在这种背景下，“货到人”存取系统应运而生，成为提升仓储效率和降低成本的关键解决方案。

“货到人”拣选技术通过自动化设备将货物搬运到拣选人员面前，减少了拣选人员的行走距离，从而显著提高了拣选效率。这种技术的应用可以使拣选效率达到传统拆零拣选的8-15倍，对于大型电子商务物流配送中心而言，能够极大地提升订单处理能力，满足海量订单的拣选需求。随着人工成本的不断上升，采用“货到人”存取系统可以有效降低人力成本，提高企业的竞争力。

目前，“货到人”存取系统的储存系统发展出了多种形式，其中平面作业模式和立体作业模式是两种重要的类型。平面作业模式以AGV（自动导引车）系统为代表，如亚马逊的Kiva系列机器人，将AGV的应用从单纯的输送转变为集存取与输送于一体的“货到人”系统。这种模式具有较高的灵活性，机器人可以在平面上自由行驶，适应不同的仓库布局和作业需求。然而，平面作业模式在空间利用上存在一定的局限性，尤其是在仓库空间有限的情况下，难以实现高密度存储。

立体作业模式则以自动化立体库（AS/RS）和多层穿梭车系统为代表。自动化立体库可以将货物垂直存储，大大提高了空间利用率，其中以料箱存储为对象的Miniload系统在上世纪80至90年代已在日本被广泛应用于拆零拣选，其存取能力最高可达每小时250次。多层穿梭车系统则进一步提升了存取效率，能够满足每小时多达1000次的存取作业需求，成为高速存储拣选解决方案的典型代表。立体作业模式也存在一些问题，如设备成本较高，系统的复杂性增加了维护和管理的难度。

对基于平面和立体作业模式的两类“货到人”存取系统进行性能分析和配置优化具有重要的现实意义。通过深入研究这两种作业模式的系统性能，可以为企业在选择和设计“货到人”存取系统时提供科学依据，帮助企业根据自身的业务需求、仓库条件和预算等因素，选择最适合的系统模式和配置方案。对系统进行配置优化可以提高系统的运行效率、降低成本，增强企业在市场中的竞争力，促进物流行业的高效发展，更好地满足电商行业和消费者对物流服务的需求。

1.2国内外研究现状

在国外，“货到人”存取系统的研究与应用起步较早。亚马逊的Kiva系统作为平面作业模式的典型代表，引发了行业内对AGV在“货到人”系统中应用的广泛关注与研究。许多学者针对Kiva系统的布局优化、任务分配和路径规划等方面展开深入研究，旨在提高系统的运行效率和降低成本。研究表明，通过合理的布局设计和任务分配策略，Kiva系统的订单处理效率可提高20%-30%。

在立体作业模式方面，自动化立体库（AS/RS）和多层穿梭车系统的研究也取得了丰硕成果。日本在Miniload系统的应用与研究上处于领先地位，上世纪80-90年代，Miniload系统就已在日本被广泛应用于拆零拣选。相关研究聚焦于如何进一步提高Miniload系统的存取能力和适应性，通过对堆垛机的结构优化和控制算法改进，使得Miniload系统的存取能力最高可达每小时250次。多层穿梭车系统的研究重点则在于提升系统的柔性和效率，以满足不断增长的高速存储拣选需求，其存取效率相比传统系统提升了3-5倍。

国内对“货到人”存取系统的研究虽然起步相对较晚，但随着电商行业的迅猛发展，近年来也取得了显著进展。京东、菜鸟等电商巨头纷纷加大在该领域的投入，推动了相关技术的研究与应用。学者们针对国内物流行业的特点，对基于平面和立体作业模式的“货到人”存取系统进行了多方面的研究。

在平面作业模式研究中，主要关注AGV系统的国产化和性能提升，以及如何更好地与国内仓库布局和业务流程相融合。通过自主研发和技术创新，国内AGV系统在精度、速度和稳定性等方面有了显著提高，成本也有所降低，逐渐在电商、快递等行业得到广泛应用。

对于立体作业模式，国内研究在吸收国外先进技术的基础上，进行了大量的创新与优化。以多层穿梭车系统为例，国内企业通过改进穿梭车的结构设计和通信技术，实现了穿梭车的高效协同作业，提高了系统的整体性能。一些研究还结合物联网、大数据等新兴技术，对“货到人”存取系统进行智能化升级，实现了对系统运行状态的实时监控和智能调度，进一步提升了系统的运行效率和可靠性。

国内外研究在