轨道交通行业智慧仓储系统规划建设与实践——以无锡地铁5号线为例

随着电子商务领域的蓬勃发展与全球化市场的日益融合，传统仓储管理模式正面临着前所未有的严峻考验。手动或半自动化的仓储作业方式，其固有的效率低下、错误率偏高以及难以适应大规模订单处理需求的局限性，已成为制约仓储行业发展的主要瓶颈。此外，随着人力资源成本不断攀升和仓储空间资源日益紧张，仓储管理的成本控制与资源优化问题愈发凸显，对企业经营效益与市场竞争力的影响不容忽视。

在此背景下，智慧仓储系统作为仓储科技领域的一项重大创新成果，应运而生并迅速成为行业关注的焦点。该系统深度融合先进的自动化技术、智能算法与大数据分析技术，旨在通过高度集成与智能化的方式，对传统仓储管理流程进行全面革新与优化。从货物的自动化入库、智能化存储、精确化拣选到快速出库，每一个环节都可实现精准控制与高效运作，从而极大提升仓储作业的速度、准确性与灵活性。

如今，智慧仓储系统的研发与应用，不仅是仓储行业应对市场变革、提升竞争力的必然选择，也是推动物流行业向智能化、绿色化方向发展的重要力量。本文以无锡地铁5号线智慧仓储建设规划为例，深入探讨智慧无人仓储系统的设计理念、关键技术、实施策略与应用效果，以期为相关领域的理论研究与实践应用提供参考与借鉴。

1.地铁行业内部对比

在地铁系统这一复杂而庞大的交通网络中，仓储管理作为维系其高效、顺畅运营的关键支撑体系，其发展水平与模式差异显著。地铁行业的库房特性鲜明，以仓储保管型为主，显著特征在于物资种类的繁多、数量的庞大，以及相对较低的日吞吐量。这一特性导致地铁仓储设施多沿袭传统的大平面布局或立体仓库架构，其中除部分采用先进立体仓库技术外，多数仓储作业仍处于“人找货”模式，智能化转型的步伐则显得较为迟缓。

通过对9家地铁企业的调研发现，超过半数的地铁企业依然沿用传统的“人找货”作业模式，即依赖人力在庞大的仓库中搜寻并搬运物资，效率低下且易出错。相比之下，广州地铁与无锡地铁则展现出前瞻性的视野，通过在正线上构建智能共享材料间，实现物资的快速响应与无人化领料，提升物资管理的便捷和高效[1]。成都地铁则在智慧化转型的道路上迈出更为坚实的步伐。在第四期规划线路的物资总库中，成都地铁率先构建完整的智慧仓储体系。这一创新举措不仅大幅提升了仓储作业的自动化水平，更为地铁行业智慧化仓储的发展树立了新的标杆。据悉，该项目于2024年8月全面竣工并投入使用，为成都地铁乃至整个地铁行业的仓储管理带来革命性变革。具体调研情况，如表1所示。

表1 地铁行业内部仓储管理调研情况

图1 仓库人员人工录入系统

2.无锡地铁仓储管理现状问题及优化策略

（1）现状问题：仓储管理的瓶颈与局限

无锡地铁作为无锡城市公共交通的重要支柱，已稳健运营十年之久，其仓储管理体系却面临着智慧化、数字化转型的迫切需求。当前，无锡地铁的仓储管理模式依旧沿袭着传统模式——以立体仓库为核心，辅以系统支持和大量人工操作，这在智慧化浪潮中显得尤为滞后。随着行业内外智能化仓储软硬件技术的飞速发展，无锡地铁仓储管理的局限性日益凸显：

①自动化水平滞后：仓储作业高度依赖人工，无论是平面仓库的叉车作业，还是立体仓库的有限自动化，均未能有效释放人力，提升作业效率。现有立体仓库虽具一定规模，但缺乏冗余设计，面对突发故障或停电情况，立即陷入停滞状态。

②信息化集成度低：资产管理系统与仓储操作之间存在信息孤岛，单据处理仍需人工在PC端进行货位录入至集采平台，再通过该平台传输至资产管理系统，平均每单入库时间为1.2天，导致数据流转不畅，影响了仓储管理的整体效能和响应速度。

③盘点效率低下：立体仓库的盘点过程繁琐耗时，单次盘点周期长，进行一次立体仓库全盘需要耗时50天，难以适应现代仓储对高效、精准管理的需求，影响了库存数据的实时性和准确性。

④领料模式僵化：领料方式单一，主要依赖于自提，配送服务有限，且物资总库仅在上午8点半至下午5点时间段内开放，限制了物资供应的灵活性和时效性。

⑤仓库布局与可扩展性差：现有的物资总库设计在垂直空间利用上存在不足，功能区划分固定，难以适应未来物资种类和数量的变化，缺乏灵活性和可扩展性。

（2）优化策略：迈向智慧化仓储的转型之路

为突破上述瓶颈，无锡地铁需积极做好智慧化转型，从以下几个方面着手，全面提升仓储管理水平：

①深化自动化建设：借鉴电商行业与成都地铁的智慧仓储模式，在无锡地铁5号线的物资总库中引入AGV叉车、料箱机器人等智能设备，实现货物的自动存取。采用“货到人”模式，大幅提高作业效率。

②强化信息化集成：引入先进的仓储控制系统（WCS）和集成化平台，将采购、资产管理、仓储管理等系统无缝对接，实现数据实时共享与自动处理，减少人工干预，提升管理决策的精准度和及时性。

③优化仓储布局与设备：逐步淘汰或部分替换现有的立体仓库，采用人机协同及AI智能辅助的方式进行库存管理，提高仓库的灵活性和可靠性。同时，根据物资特性和需求变化，合理规划仓库布局，提升空间利用率，并设置自助领料区，提供24小时不间断服务，增强物资供应的便捷性和时效性。

④推动盘点流程革新：通过引入RFID、物联网等先进技术，实现库存物资的智能追踪与实时盘点，大幅缩短盘点周期，提高盘点精度，为库存管理提供坚实的数据支持[2]。

⑤构建可扩展的仓储体系：在新建5号线物资总库时，注重仓库的可塑性和可扩展性，采用模块化设计，便于根据未来需求调整仓库结构和功能区布局。同时，加强与其他物流节点的协同，构建高效、灵活的物资供应链体系。

3.无锡地铁智慧仓储规划

无锡地铁智慧仓储规划从总体布局、硬件设施、系统控制三个方面深入进行业务重构和流程改善，如图2所示。

图2 无锡地铁智慧仓储规划设计流程图

（1）总体布局

无锡地铁5号线物资总库在最初规划设计时采用了高效、灵活的两层布局策略。无锡地铁认识到，在特定场景下，高度自动化的仓库虽能提升存储密度，但也可能带来维护复杂、成本高昂等问题。因此转而聚焦于优化各功能区的精细化布局，力求在保持高效运作的同时，实现成本的合理控制。在重新调整分配各功能区后（2层建筑设计），各存储区域总面积超4000m2，其中智慧仓储区域面积达3500m2。智慧仓储设备清单及参数如表3所示。

总库各功能区功能介绍，如表2所示。

表2 总库各功能区简要说明

图3 无锡地铁5号线物资总库

（2）设备用途

无锡地铁5号线智慧仓储设备主要包含智能叉车式AGV、料箱机器人、智能货柜、重型货架、中型货架、自动化物流采集设备等。通过无人仓设备与WCS仓储管理系统的集成使用，将入库、出库、盘点、拣选等常规仓储作业环节进行优化设计，实现物资上架存储、出库、盘点作业环节自动化，减少人工搬运和行走距离，提高仓库作业能力和作业效率。智慧仓储需提供的设备清单及参数，如表3所示。

表3 智慧仓储设备清单及参数

4.智慧仓储作业模式

（1）智慧仓储入库作业流程

智慧仓储入库作业流程如图4所示，详细流程如下：

①供应商送货，前往收货区卸货；

②收货物资按照合同分类摆放至待验区；

③验收完成的重型物资上架，等待智能叉车式AGV搬运至相应储位；

④验收完成的超规物资上架，等待人工驾驶叉车搬运至相应储位；

⑤验收完成的中大件物资上架，等待智能叉车式AGV搬运至自动化立体仓库站台前，立体仓库自动上架至相应储位；

⑥验收不合格的物资，由人工摆放至不合格区； 

⑦验收完成的中小件物资上架，等待料箱机器人乘坐货梯至二层中型货架存储区并将已放置在周转箱（或零件盒）内的中小件物资搬运至相应储位；

⑧有特殊保管要求的物资由料箱机器人乘坐货梯搬运至二层恒温恒湿库，进行物资上架作业。 

图4 智慧仓储入库作业流程

（2）智慧仓储出库作业流程

智慧仓储出库作业流程如图5所示，详细流程如下：

①直接出库的重型物资由智能叉车式AGV搬运至拣货区等待人工复核；

②直接出库的超规物资由智能叉车式AGV搬运至拣货区等待人工复核；

③中大型物资由自动化立体仓库出库至站台后，由智能叉车式AGV搬运至拣货区等待人工复核；

④中小件物资由料箱机器人乘坐货梯搬运至一层拣货区，人工按照订单进行拣选；

⑤恒温恒湿库物资由料箱机器人乘坐货梯搬运至一层拣货区，人工按照订单进行拣选；

⑥人工拣选并复核无误后，搬运至发货区或者放入智能货柜中。

 图5 智慧仓储出库作业流程

（3）自助领料区领用流程

5号线物资总库创新性地设立了独立的自助领料区域，旨在提升领料效率与用户体验。领料流程严格遵循预设规范，领料人需提前通过电脑或移动端提交领料申请，并凭借员工卡通过门禁系统验证身份后进入该区域。在领料区内，领料人利用现场配置的智能平板设备，轻松选取并确认领料单，一键启动自动化领料流程。

系统接收到领料指令后，即刻根据领料单内容智能分配任务至仓库内部系统。随后，高效运作的库内机器人精准地将装有目标物资的料箱与托盘移动至特设的缓冲区。此过程中，通过精密控制货梯的双缓冲门机制，实现了仓库内外区域的物理隔离与物资的安全交接。库内缓冲门关闭的同时，库外缓冲门自动开启，允许料箱与托盘平稳进入自助领料区域供领料人操作；待领料人完成物资拣选并发出返库指令后，库外缓冲门随即关闭，料箱与托盘再次进入货梯，随后库内缓冲门开启，机器人迅速将其归位至原存储位置，整个流程可实现人与仓库作业环境的完全分离，确保操作的安全与高效（如图6所示）。

图6 自助领料区领料流程

为进一步拓展领料服务的灵活性与便捷性，5号线物资总库在现有工作日自提与单线路配送模式的基础上，增设了智能货柜系统。该系统由仓管工负责备货与打包工作，确保包裹准确无误地存放于智能货柜中。随后，智能货柜通过短信平台向领用人发送取货通知，包括取货码或二维码等唯一识别信息。领用人可根据自身时间安排，随时前往智能货柜，凭取货码或二维码快速完成自助领料操作，从而实现了7×24小时不间断的自助领料服务，从而极大提升物资管理的智能化水平与用户体验。

（4）区域化高效配送网络

在无锡地铁5号线智慧仓储建设规划的蓝图中，不仅仅局限于单线或单点的智能化升级，而是着眼于构建覆盖整个无锡市域的高效配送网络。为此，创新性地提出将无锡市域细分为四个库区，具体布局如图7所示。这一举措彻底打破了传统物资按既定线路直接配送至对应总库的僵化模式。

图7 区域配送四大库区

通过实施区域化库存管理策略，可依据实际使用区域的需求，灵活选择距离最近的物资总库进行存储。这一变革不仅大幅缩短了物资从仓库到生产现场的物理距离，更在时间与成本上实现双重优化。同时，结合当前已投入使用的智能材料间，形成“智慧仓储+智能材料间”的双核驱动模式，两者相辅相成，共同编织成一张覆盖广泛、响应迅速的区域配送网络。

在此框架下，各物资总库将不再仅仅是存储与中转的站点，而是转变为区域配送的核心枢纽。可依托先进的智慧仓储和物流信息化系统，实时掌握区域内各生产现场的需求动态，实现精准调度与快速响应。且可通过引入智能算法进行路径优化与配送计划制定，确保物资能够以最短的时间、最低的成本送达目的地，真正实现“按需配送、即时响应”。

此外，还将推动区域配送网络向更深层次的融合发展。通过加强与供应商的信息共享与协同合作，形成更加紧密、高效的供应链体系。这一体系将进一步提升物资流通的效率与透明度，为无锡地铁乃至整个轨道交通行业的运营与发展提供强有力的支撑。

智慧仓储系统作为应对电子商务迅猛发展及传统仓储管理瓶颈的创新解决方案，正逐步在各行各业展现其巨大的潜力和价值，尤其在地铁行业中的应用更是为仓储管理带来革命性的变革。通过对无锡地铁5号线智慧仓储建设规划的分析，可以看出，智慧仓储系统在提升作业效率、降低人力成本、优化库存管理等方面所展现出的显著优势。

随着物联网、大数据、人工智能等技术的不断进步，智慧仓储系统将在地铁行业乃至更广泛的物流领域发挥更加重要的作用。地铁企业应积极拥抱这一变革趋势，加快仓储管理的智能化转型步伐，通过引入先进技术和创新管理模式，不断提升仓储作业效率和物资管理水平，为地铁运营的高效、安全、可持续发展提供有力支撑。