中國倉儲物流自動化技術發展路徑與未來趨勢
我國倉儲物流自動化技術走過了“從無到有”、“從低端到高端”、“從簡單到復雜”、“從單一到多樣化”、“從局部到全局”的發展過程。從行業應用看，我國倉儲物流技術已經從“適度自動化+高度信息化”階段過渡到“高度自動化+高度信息化”階段，并開始向智能化演變。從技術發展層面看，更大的規模，更高的柔性，更高的自動化水平，更高的效率，更低的成本是發展趨勢。所有技術的進步都是為了提高服務水平這一共同目標。
一、概述
倉儲物流自動化技術是指與倉儲作業相關的自動化技術與信息技術。倉儲物流技術橫跨多個學科，又自成體系，關于其分類，國內外并沒有明確的定義。我國由于物流技術發展較晚，一開始基本上是按照歐洲物料搬運協會（FEM）的定義，將其歸類于物料搬運技術（material handling technology）一類。隨著倉儲物流技術的快速發展和其市場比重的不斷增加，重新對倉儲物流技術進行分類是非常必要的。
如果僅從倉儲物流活動來對技術和裝備進行分類，雖然有重合的部分，且界線并非一目了然，卻便于理解。本文暫時將其分為存取技術（存儲技術）、輸送與搬運技術、揀選技術、復核與包裝技術、分揀技術、發貨技術和信息技術等幾個大類。如表1所示。
這些技術并非倉儲物流自動化的全部，本文僅僅是列出讀者熟知的若干種，并以此作為行文基礎。
二、我國倉儲物流自動化技術的發展過程
一般的文獻認為我國物流自動化技術的發展始于上世紀70年代中期，這是有其道理的。典型的事件是第一座自動化立體庫的興建和第一臺自動分揀機的研發。盡管從那時起的20多年間，我國對倉儲物流自動化技術的研究從未停止腳步，并且在標志性產品——自動化立體庫技術、輸送分揀技術等方面取得了長足進步，但無論產品的種類，還是產品的質量，抑或是新產品的創新方面，均不盡人意。這一方面由于我國基礎工業落后，無法靠自身能力提供自動化產品所致；另一方面則是我國的國民經濟發展落后，人力成本很低，導致市場需求不足。只有有限的行業，如化工、汽車、航空等，對自動化倉儲系統提出了需求。
1998年前后，隨著聯想、海爾、昆明卷煙廠等企業開始建設自動化物流系統，我國的物流技術發展開始步入快車道，以自動化立體庫為標志的倉儲物流技術得到質的飛躍。進入21世紀，隨著改革開放的深入和我國順利加入WTO世貿組織，國民經濟取得突飛猛進的發展，自動化倉庫技術的發展也迎來春天。
總體來說，我國倉儲物流自動化技術走過了一個“從無到有”、“從低端到高端”、“從簡單到復雜”、“從單一到多樣化”、“從局部到全局”的發展過程。
從無到有：最早的研發選擇了堆垛機和分揀機產品，此后擴展到AGV、miniload、kiva等眾多產品。從引進模仿到自主研發，逐漸解決了“有無”問題，并發展到今天這種百花齊放的局面。
從低端到高端：以堆垛機為例，最早的堆垛機采用雙速電機，單板機控制，逐步進步到采用變頻電機，PLC控制，直到今天的高速堆垛機采用伺服電機。堆垛機的行走速度也從最初的20m/min，逐步發展到60、80、120、160、200、240m/min，未來還有可能更高。堆垛機的認址技術也發生過多次改變，從打孔認址、認址片認址，到激光器認址，再到條形碼認址等。堆垛機的性能參數，可靠性參數得到大幅度提升。其它的產品，如輸送機、分揀機、AGV等，無一不是這樣。
從簡單到復雜：所謂簡單，一方面是產品形式簡單，性能簡單，構成簡單；另一方面是系統簡單，作業流程簡單。物流系統設計也是如此。以前的設計可能僅僅是一座單一的立體庫，而現在，我國自行設計的超過10萬平方米的大型自動化物流中心已經不是個例，我們對大型物流中心的規劃集成能力與日俱增，即使與世界一流企業相比也毫不遜色，具有很強的競爭能力，這是以前所不敢想象的。
從單一到多樣化：產品不僅簡單，還表現在形式和規格單一，適應性差。產品的豐富程度事實上反應了行業的技術發展水平。到目前為止，我國生產的倉儲物流自動化裝備，幾乎可以涵蓋整個產品系列，這是我國倉儲物流技術發展水平的最好例證。尤其是近年來，針對貨到人揀選，機器人、kiva、無人機、3D識別的研究，我國的物流技術水平迅速邁上了新臺階。
從局部到全局：物流自動化技術的應用，并非一開始就涉及所有的環節。最早的研究應用，是在儲存環節和輸送環節，因為這是最基礎環節，逐漸發展到揀選與配送環節，再后來關注到裝、卸貨以及包裝環節。現在，基于3D技術的自動拆垛、自動組盤以及自動裝車技術，已經引起行業的重視。
市場需求旺盛，行業人才濟濟，這是對當前我國倉儲物流自動化行業最恰當的評價。2015年以來，隨著資本的大舉介入，我國倉儲物流自動化行業發展呈現出前所未有的繁榮景象，一大批高素質的人才涌入，一大批新興企業迅速崛起，物流技術水平得以迅速提升。
三、與世界先進水平的差距
盡管我國倉儲物流技術研究與應用取得了長足發展，并且在個別行業領域如電商、煙草等，已經領先于世界。可以說，經過物流人的努力，我國倉儲物流技術水平是與世界先進水平差距最小的行業之一。這主要取決于兩個關鍵因素：其一是我國制造業水平的快速提升，倉儲物流市場需求持續攀升；其二是整個行業競爭充分，缺乏壟斷企業所致。
然而，從客角度觀分析，我國倉儲物流技術與世界先進水平還有較大差距，并且很難在短時期內徹底改觀。綜合起來，有如下幾方面的差距。
1. 基礎研究與核心零部件
關鍵零部件包括電機減速器、PLC及控制元器件、自動識別裝置、機器人本體等。
電機減速器是物流裝備的關鍵零部件之一，雖然國產電機減速器在20多年前即有應用，但效果并不理想，以至于到現在為止，關鍵設備的電機減速器主要采用德國產品。這一現狀還將延續很長一段時間。與此相關的還有軸承、滑觸線、扁電纜、齒形帶等配套產品。
PLC及控制元器件的應用主要以SIEMENS等品牌占據絕對優勢，中國國產品牌幾乎可以忽略不計，差距難以用時間來度量。
自動識別裝置包括激光測距裝置、激光導航裝置、條碼掃描裝置、光學鏡頭、光電開關、照相機、RFID系統、3D相機等一系列產品和技術。這些產品和技術在物流系統中的應用越來越重要，歐美日產品還處于絕對控制地位，國產品牌短期內看不到希望。
機器人在物流系統中應用越來越頻繁，但機器人本體的研究還處于初始階段，ABB、庫卡、安川等品牌占據絕對優勢。
此外，應當看到，除了產品性能外，行業的慣性及競爭態勢，將導致這些差距不可能在短期內得到縮小，并將步入一個惡性循環之中。
2. 關鍵設備的性能指標
AS/RS（自動化立體倉庫）、分揀機、AGV等關鍵設備于技術，盡管出現了全面國產替代的可能，但差距依然明顯。最大的差距在于設備的成熟性和多樣性等方面。導致這種結果的根本原因在于，很多國內企業的設備生產時間普遍太短，研發經費不足，缺少專門人才，產品沒有經過嚴格的試驗和實際應用的檢驗。時間、機會和研發的方法論都成為制約技術進步的重要因素。
以分揀機為例，國產交叉帶分揀機盡管有數十年的歷史，但產品的關鍵指標——可靠性、穩定性、噪音等，一直不能與進口設備相提并論。所以，大型的機場行李系統和包裹分揀系統幾乎被國外產品壟斷。其它產品，如堆垛機、miniload、穿梭車等，情況都大同小異。
有些關鍵設備，僅僅是在實驗室里研究了出來，還沒有定型，沒有經過疲勞和可靠性試驗，離量產和大規模應用還有很長時間的路要走，將要遇到的困難和問題還有很多。
除此之外，國內很多企業還很年輕，經驗不足，導致在設計、生產工藝、材料、關鍵配套件、控制系統、試驗方法等多方面都存在巨大差距，尤其是人才和經驗方面，并非短期可以彌補。
3. 關鍵技術設備的創新發明
物流系統中的關鍵技術與設備，幾乎沒有一項是中國人的原創。從貨架、托盤、叉車等傳統設備，到自動化立體庫、分揀機、AGV、穿梭車、機器人、無人機等自動化設備，到激光器、光電開關、RFID、電機減速器、齒形帶、3D識別技術、自動導航技術等，這些概念和產品幾乎都不是中國人的原創。盡管這些技術存在的歷史不是很長，我們完全有機會提出自己的創新理念，但是沒有。這不能不說是一個巨大的差距。
針對以上差距，我們必須正視現實，從基礎做起。開動腦筋，不斷創新，總有一天會有中國自己的重大創新和發明。
創新需要積累和靈氣，更需要對需求的深刻理解。物流技術是一個實用性很強的技術，解決這種需求需要時間、資金、耐心、以及開放的思維。
4. 世界知名企業與全球競爭力
衡量一個企業或產品技術水平的重要指標是國際市場的占有率和競爭力。與歐美日設備大量進入中國不同，我們的物流設備，盡管在本土有一些競爭優勢，但在國際市場上卻仍然缺乏與世界一流企業同臺競技的能力。一方面有品牌效應的因素，但更為重要的還是產品的技術水平和性能。只有一些低端產品，如貨架、輸送機、叉車等有一些機會，其它產品還無從談起。
另一個衡量指標是企業規模，中國到目前為止還沒有一家集成商或生產廠商，其營業收入能夠進入世界前十名（叉車除外）。也說明我國物流技術與裝備企業的規模還太小，并且行業集中度不高，市場過于分散，這些都是差距所在。
以上四個方面，是差距明顯的方面，此外標準化問題也是體現行業巨大差距的基礎性指標，我國盡管出臺了很多與物流有關的標準，但這些標準的權威性、技術水平和接受度顯然是不夠的，有待繼續努力。
四、倉儲物流技術的發展趨勢
從行業應用看，我國倉儲物流技術的發展，已經從“適度自動化+高度信息化”階段過渡到“高度自動化+高度信息化”階段，并開始向智能化演變。這是大的方向。
從技術發展層面而言，更大的規模，更高的柔性，更高的自動化水平，更高的效率，更低的成本，無疑是發展趨勢。自動化、無人化、智能化成為發展的總趨勢。
總體而言，物流技術的發展，將會在以下幾個方面有較大的突破：
1. 柔性化技術與單元化技術的全面應用
倉儲物流中的柔性化技術，如AGV、kiva、四向穿梭車、子母車、3D組盤技術等，未來還有可能是可行走的機器人、無人機等。有些是高度柔性化的，有些則是半柔性化（與完全柔性涉及的指標存在差距，如路線不能隨意調整等）的。其主要特點表現在：（1）其路徑是非固定的；（2）設備數量是可增減的；（3）設備用途是多方面的。以AGV為例，最早的AGV系統僅用于物料搬運，然而今天的AGV（包括kiva），可以用于搬運、輸送、儲存、揀選等多個方面。未來，AGV大面積取代叉車和輸送機的可能性很高。
以周轉箱和托盤為載具的“單元”，將在整個供應鏈體系中保持一致的形態，完成快速對接，大幅度提升倉儲物流效率。載具的共用體系的建立只是遲早之事。
2. 貨到人揀選技術將成為拆零揀選的主流技術
貨到人揀選（未來可能是貨到機器人揀選）技術在近幾年受到廣泛重視并快速發展，但還遠沒有達到普及的水平。這一技術以巨大的優越性，將會在拆零揀選（不僅限于拆零揀選）環節發揮巨大的作用。尤其以多種形式的穿梭車和kiva為代表的存取技術取得了突飛猛進的進步。kiva機器人已經被認為是揀選系統中使用最廣泛的自動化技術之一，成為引領世界物流技術發展的潮流。穿梭車技術，包括多層穿梭車和四向穿梭車等多種形式，也是近年來發展最迅速的技術之一，其在大型配送中心，尤其在電子商務配送中心，將起到關鍵作用。
3. 自然導航和3D識別技術在物流系統中普遍應用
自然導航技術廣泛應用在自動駕駛技術上，是一種比激光導航更加優越的導航技術。kiva在電商等眾多類型的倉儲物流系統中都有應用。但kiva基本采用二維碼+磁條導航技術，這是一種成本相對較低的導航技術，缺點是柔性較差。自然導航技術完全克服了過去那種需要預定義系統和環境的思路，可以模擬汽車在一段陌生的公路上行走。當然，由于倉庫是一個封閉系統，比起公路來要規范許多，因此，自動導航的難度相對降低很多。
3D識別技術之所以重要，主要在于它解決了空間定位問題，使得自動揀選、自動碼垛與拆垛、自動裝車與卸車變得可能，可以預見，3D技術的全面應用，將對倉儲物流技術產生革命性的影響。
4. 傳統技術已經不是以前的意義
如AS/RS系統，除了高度、速度等將有重大突破外，立體庫的規模將會越來越大。此外，庫前區的技術革命也會有重大變化，比如AGV將取代叉車作業和輸送機作業就會是一次設計理念上的大突破。未來的AS/RS系統將會變得更加柔性化，系統也會更加簡單。
Miniload技術將會有更大的市場。隨著拆零業務比例的上升，以箱為單位的作業系統會更加受到重視。穿梭車也是如此。
隨著AGV技術的不斷成熟，叉車改造為自動叉車具有巨大的市場空間。
隨著冷鏈市場的需求增大，適合于-18°C甚至更低環境的自動化系統需求會越來越大，而這一方面的技術目前還非常短缺。
此外，高速分揀系統、自動包裝系統等都將獲得更大的發展。
5. AI技術將得到全面應用
各式各樣的機器人參與物流作業的各個環節，將引發一場物流作業的革命。如雙足機器人在物流各環節的應用，將對當前難以處理的廂式貨車的裝卸作業發揮意想不到的作用。未來幾十年中，將是AI從概念全面走向實用的時期。智能物流的一個顯著特征就是AI的全面應用。對于AI技術對于社會和物流技術的巨大推動作用，可能所有的想象和預測都會過于保守，現在僅僅能看到端倪，還無法突破巨大的想象空間。
總而言之，更高的存儲效率、更快的作業效率、更準確的揀選作業以及作業更加輕松，是物流系統追求的目標。充分利用空間，提高物流作業效率與客戶服務體驗，是技術發展的底層動力。所有技術的進步都是為了提高服務水平這樣一個共同目標。