目前我国正处于一个仓储物流升级的阶段，消费需求日新月异，原本的基础性仓储已跟不上时代的变化，智慧仓储的变革势在必行。随着供需关系的不断更新，消费者需求信息不断迭代，仓储环节的作用显得尤为重要。在实际物流活动中，整个仓储环节可以简单概括为货物暂存、连接上下游的一个重要节点。普通自动化立体仓库基本结构包括货架、AGV、叉车、托盘、升降机，这些设备的调配已经不足以支撑现有仓库货物的流转情况。基于现有仓储痛点，本文提出三位一体式仓储优化模型——“三明治”货架。

一、“三明治”货架结构思想

针对重型托盘货架而言，想要满足较高的装卸效率以及库房的利用率，对货架结构、地面承重能力以及空间布局的要求极其严格。目前我国在大宗货物的存储方面形式较为统一，主要是以夹抱车和升降机配合人力进行作业，无论是装卸装备的成本还是人力成本都不低，于企业而言，找不到一个合适的解决方案使得二者有机结合或者进行仓储模式的创新，这终将阻碍企业的发展。据调研，我国超过80%的物流企业仍采取传统的作业模式，有15%左右的企业在尝试着进行创新，竭力改造仓储结构，而只有不到5%的物流企业真正实现了物流智能化、信息化操作。但是这不足5%的领军企业在物流仓储方面的成就也只是差强人意，对物流的研讨也只是冰山一角。

此外，大多数物流企业存在一个“通病”：现有仓储固定成本占据企业物流成本的1/3，对于中小型企业而言，舍弃原有的仓储设施设备转而进行大刀阔斧的改造，无疑会对企业本身造成巨大财务危机，反而适得其反。同时缺乏相应的物流专业人才以及智能化设施设备，使得其与同行业的差距越来越大，市场竞争压力逐渐加大，甚至面临着退出市场的风险。因此，如何有效利用现有资源进行仓储改造，达到最优目的，已成为企业迫在眉睫的难题。

仓库改造的核心问题便是整个货架的结构。货架整体由原先“两位一体式”改造为“三位一体式”，局部由原来的“平铺式”改装成“对称性三角拱架”，并且每层货架上装有轨道，便于AGV存取货物。原来AGV只能在地面上工作，现将其工作范围扩大至空间，由二维空间上升至三维，使其工作效率提升至2—3倍；AGV轮子改装成八轮万向式，可实现垂直转弯以适应货架上的轨道特点。在货架两侧配置升梯和降梯，搭配重力传感器和货码识别仪器，连接AGV与轨道，承上启下，更好地发挥二者效用。

二、模型局部分析

（一）货位升级

在货位结构上的调整也是一大亮点。传统库房中大宗货物的存储货位通常为平铺式横条货位，虽然稳定性较好，但耗费较多的资源，使整个货架显得尤为笨重，众多的横条加大了货架本身的重量，也加大了地面的承受压力。考虑到通过使用最少的资源达到最佳的存储效果这一根本目标，本模型结合物理力学知识，利用三角形的稳定性作为支撑，按照一定的角度将合力分解。货物的重量被均匀地分配到每个受力点，由点及面，再通过货架支柱，最后将力传递到地面。

通过存储货位，由原先的平铺式横条货位，升级至对称型三角拱架，节省资源，利用三角形稳定性，提高货物在货位上的安全性，降低货损。同时，三角拱架中间留出的空间，方便AGV擎柱的升降，便于存储货物，实现一体化操作。

（二）轨道升级

轨道就是两横条，与交通工具的两个轮子接触，为防止车子偏移轨道，横条两边突出起到遮挡保护的作用。在十字路口，轨道形似“井”字。横条两边突出高度较低，在“井”字形十字轨道处不是间断的，而是有空隙，否则车子无法运动。横纵向轨道交接处皆为平滑，这就确保了AGV可以实现变向，可以由横向运动转换为纵向运动，反之亦然，这样就确保了AGV可以到达货架的每一个地方。

（三）AGV滚轮升级

如今智能牵引车、穿梭车的投产使用，大大提高了装卸效率，节省了人力资源成本。AGV的使用也颇为常见，使得搬运效率大幅提升，将AGV与货架有机结合，进而有效利用仓库的容积率。相比一般的驶入式货架而言，能使原仓库适应面积提高30%左右。另外，引进AGV，通过横梁把各个货架连接在一起，整个货架体系也更加的稳固，同时较大程度地利用了原有货架体系，进而大大降低改造成本。

为有效地将AGV与货架结合，现进行AGV局部改造。将四轮单向行驶AGV升级为八轮万向式，前后四轮，左右四轮。当AGV在中间轨道处运动时与之同向的四个轮子与轨道无缝接触，而其余四个轮子稍微升起，与另外四个轮子不在同一平面，当到达轨道与储存货物的货架井字形十字轨道时，悬空的四个轮子落下，与轨道无缝接触，另外的四个轮子升起，这就可以实现AGV的变向。在每层货架上配置一个AGV，就能实现送货上门，上门取件。这时AGV的使用不局限于地面，而是能够实现在货架中的穿梭移动。

（四）AGV与货位的承接

取货时，AGV移动到托盘和货物的下面，擎柱升起，将托盘和货物一并托起，上升至一定高度，AGV托起托盘和货物离开三角拱架，进入中间干线。存货时，AGV从中间干线进入支线，确定好位置后，自动收起表面支架，此时托盘和货架稳稳地放置在三角拱架上，然后AGV自动退出支线返回干线。三角拱架与支线有一定的高度差，可供AGV恰好通过，进入托盘和货物的底部，实现托盘和货物与三角拱架分离，与AGV接触，继而实现托盘和货物随AGV移动。其中，升降机有效连接二者，配合RFID条码扫描仪识别货物属性以及重力传感器，使整个流程更加顺畅。

（五）运作流程

整个流程由物流信息系统进行运作，加上人的操控以及管理，使各个部分有机结合。接到货物存储的命令，计算机系统会提前分析订单信息以及货物属性，通过物流信息系统数据统计分析，自动分配存储货位，进而规划行驶路线。这一系列的准备工作完成以后，数据会打包发送给AGV，接着进行作业；AGV通过一定路线来到货架前，升降机上的扫描设备通过读取货物条形码，识别货物信息，将AGV送往所需货层；驶入轨道的AGV利用车轮的转向精确到达指定货格，通过擎柱升降完成货物存储。

当存货时，AGV接收货物和空闲仓位的信息，带着货物沿着传送带来到升梯，来到目标仓位之前，进行存货动作，存货完成后，位于该层货架待命。地面可设置AGV存储间，离开货架的AGV暂时待在地面，可在地面存储间进行排队充电。需要存货时，按照系统设定路线，有条不紊地进行作业。也就是说，AGV只要动起来就是在工作，这也大幅提高了作业效率。

三、设计方案所涉及的分析和解决方法

（一）麦肯锡分析法的应用

麦肯锡分析法主要针对市场需求以及发展机遇等问题，而本方案的研究也用到了此理论的一些重要思想。第一步，提出所要研究的问题，针对目前仓储物流方面存在的资源浪费以及运营不合理现象，引出所要研究的方向；第二步，据所提出的问题进行分析，综合多方面因素，考虑企业实际面临的痛点问题；第三步，针对仓储运营成本以及运营效率问题，分析现有仓库所面临的问题并得出企业需求，寻找新的仓储发展平衡点；第四步，理清企业仓储资源配置与重组问题；第五步，找出在仓储规划时所面临的问题，并提出解决方案；第六步，对预备方案进行模拟运行，及时找出运行过程中所出现的问题；第七步，做出仓储效益分析，进一步完善方案，直至投放使用。

（二）3DMAX建模

根据本方案设计图，通过大量指令进行绘制模型。根据企业仓储设计要求以及库房基本设施条件，综合考虑货架材质、地面承重能力、各个仓储设施之间的有效利用以及企业成本效益分析，进行建模。

四、结语

如今物流行业发展迅猛，国家经济持续稳步增长，一个企业的物流发展水平的高低，在一定程度上制约了企业的前进脚步。在此经济大环境下，仓储在物流中的地位凸显出来，同时也对仓储环节提出了更高的要求，强调更加智能化、信息化、集约化、绿色化的仓储环节，提升仓储运营效率，合理配置资源，降低仓储运营成本，扩大物流仓储规模，提高竞争优势。通过合理布局仓储空间，进行库位优化，货架与多种设施设备有机结合，提高货架的稳定性和仓库利用率，使货物存储与搬运过程有序进行，在面临订单量大、货物种类繁杂的情形时，处理起来更加便利，降低出错率以及减少货损的出现次数，以满足现代化物流供应链的管理需要。

应始终围绕有效降低仓储成本，提高运营效率，用更少的资金实现更大的价值这一目标。从方案的提出实施、投入运营、成本回收，经过预算，能为企业节省相当大的一笔资金，提高企业竞争力。尤其适用于目前仓储条件落后且迫于改造，但是又不能完全拆掉重建的企业，在一定程度上节省企业资金并能到达预期效益。