仓储规划的柔性进化|仓储|智能化|柔性化|物流|自动化

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随着“以用户为中心”的模式深化，市场对更敏捷、高效的生产与交付体系提出了更高要求，仓储解决方案的柔性水平已成为核心竞争力。本文从仓储规划的角度深入探讨了其柔性内涵与进化路径。如今，仓储柔性正从依赖人工进行规划与决策的柔性1.0阶段向以智能中央系统为核心的柔性2.0阶段演进，未来，随着供应链管理与智能技术持续发展，仓储柔性将进一步升级，形成更敏捷、高效的解决方案。

黄尧笛

环球物流咨询创始人

仓储柔性化设计的内涵

仓储规划有一套完整的规划体系，大致包含仓储的流程分析、数据分析、仓储资源数量计算、功能区布局、构建仓储生产力评估指标，以及仓储仿真，最后是仓储规划方案的评估与决策。在完成仓储规划后，对仓储规划方案进行实施，包括对仓库设施的建设、信息化的建设、设备的配置以及人员招募与培训等。

过去对仓储规划的柔性设计，首先是在仓储流程分析时需要做到常规流程的完整分析与设计，比如卸货、入库、存储、分拣、出库、装车。每个流程有对应的功能区且合理，常规的仓储作业成本和效率都在可控范围。同时对于一些异常流程，如紧急入库、出库流程，需要有紧急流程或者异常流程的设计，以便在有紧急或异常情况时，可以快速组织该流程，避免出现货物无法出库的情况。然后，在资源规划时，需要考虑到仓储作业量激增的情况，因此需要有一定比例的冗余设计，如作业量上浮10%～20%进行资源数量的计算。

随着供应链管理体系与计算机技术的不断迭代，生产端与市场端对仓储的需求也在变化。比如，市场端销售渠道的不断变化，订单需求越来越灵活多变。生产端从精益化到数字化，再从数字化到数智化的迭代，入厂物流与厂内物流中的原料仓、线边仓以及各种类型的缓存区的作业要求都越来越精细。同时，对仓储作业体系的柔性设计也在不断进化。

仓储柔性的进化具体体现在：

1.软件层面

在常规流程中，各类策略在信息化系统中得到更加完整的体现，比如存储货位推荐、拣选波次策略等。异常流程也可以灵活地在信息化系统中创建。仓储流程数据与其他业务模块的数据可以对接，以便更好地快速切换与执行更合理的流程。

2.硬件层面

对于柔性需求更高的场景，存储设备正朝着更加模块化的方向发展，存储货架可组合和移动，不用完全固定在某一个空间。包装容器的型号也更多样化，可随需求端货物类型和数量的变化而调整。拣选、搬运、分拣设备更加智能化，越来越多类型与功能的机器人应用于不同场景的仓储作业中，改变了人工作业在作业能力与培训周期上的瓶颈，极大地提高了仓储作业能力的柔性。

3.智能化层面

智能化软硬件的集成，智能调度算法的迭代，让仓储整体解决方案的柔性进化得以实现。可以随需求端的变化，仓储端可以在成本可控的情况下，任意调整资源配置与作业策略，以满足需求端的需求。

4.仓储规划层面

在规划指标中，除成本与效率指标外新增了柔性指标，可以让仓储方案的寻优，“逼近”更加柔性化的仓储规划方案。同时，仓储规划的逻辑可以通过计算机实现，并植入仓储的智能化架构。这样通过数字化模拟，使得更优的仓储策略可以阶段性甚至实时地规划决策来调整仓储作业的资源调度与作业策略。

当然，以上柔性方案并不能满足需求端所有的柔性需求，但随着计算机技术与管理理念的进步，仓储的柔性化也会持续迭代。

需求端的柔性升级

围绕“仓储规划的柔性进化”的主题，我们看看应如何完成一个具体仓储规划项目。

图1 供应链物流体系拓扑图

首先，我们用一张拓扑图表达一个相对完整的供应链物流体系（如图1所示），包含入厂物流网络、厂内物流（原料仓）、基地成品仓、中央配送中心、区域配送中心。这是一个复杂的供应链物流网络，由此可以看出，仓储本身可能存在于供应链的各个环节。

总体上，我们可以切分为两个典型的部分：一是面向市场端的仓储，二是面向生产端的仓储。

1.面向市场端的仓储

面对来自销售渠道变化所产生的柔性需求，其主要特征为：

线下渠道相对稳定，但是线上渠道自电商快速发展以来，不断在发生变化：电商需求使得订单更加碎片化，各种促销活动导致订单量发生巨大波动，直播电商带来更大的挑战，各种渠道的融合使仓储作业策略需要更加灵活和柔性。

渠道的变化让交付时效缩短，同时对仓储作业效率也提出更高要求。不仅各仓库之间需要高效协同，实现订单货物的快速调拨或直发，同时仓储内部的各作业流程（如装卸、存储、分拣、出库等）也需要采用最合理的策略来执行。更具挑战性的是，在调整策略以达到最有效率的同时，还需要将仓储作业的成本控制在合理范围内。

2.面向生产端的仓储

从大批量生产向多品种小批量生产，从以前的大批量原料存储到精益生产下的精益物流。同时，市场端的碎片化订单也带来生产的碎片化，批次增加、单批规模缩小。这要求仓储系统能够高效处理小批量、多批次的物料与成品，通过精细化的批次管理、动态化的库存周转，避免因批量过小导致的单位成本上升与作业效率下降。

产品线的快速迭代与SKU的急剧增加，也使得生产线上的产品切换频率大幅度提升。仓储需要能够快速调整存储布局，适配不同尺寸、重量、存储条件的新品类；同时，分拣策略、包装规格、标签管理等作业环节也需同步切换，确保不同产品的生产与交付无缝衔接。

市场端需求波动也促使生产端产能进行动态调整，在订单高峰期，企业需要快速提升产能，存储需要更大的空间，备料与配送也需要更高的效率；订单低谷期，企业收缩产能，仓储也需要相应降低，以避免仓储资源闲置。产能调整的柔性要求仓储具备与生产节奏同步调整的能力，通过弹性的库容、人力、设备的协调调度，实现随生产的柔性变化而变化。

随着消费方式与供应链管理模式变化，不管是生产端还是市场端，对于仓储柔性的要求会越来越高。随着物流管理模式的升级与软硬件技术的迭代，仓储的柔性设计正从流程柔性，到设备柔性，再到系统柔性，进行不断进化。

仓储规划框架的柔性进化

面对供应链不断升级的柔性需求，我们具体来看看如何进行规划。为了在有限的篇幅内讲清楚这个逻辑，我们将生产端与市场端的需求整合，用需求量的波动性、需求的碎片化、货物的多样性等柔性需求特征统一表达。再将仓储内部作业流程统一为卸货、理货、上架、存储、分拣、复核打包、出库与装车，需求表单统一视为订单。

图2 仓储规划框架图

基于以上简化，我们设计如图2所示的仓储规划框架图，其专门针对仓储的柔性进化作出特别示意。如在指标层，表示了柔性指标，在仓储柔性设计栏，表达了仓储柔性从1.0到2.0的进化过程。

从行业实际情况来看，并非所有企业都可以达到2.0状态，多数企业还处于1.0阶段，甚至还没有引入柔性指标，但我们不妨用规划的视角来看看如果想达到更高的柔性，应该如何去规划与设计。

1.流程分析

流程分析是规划的首要环节，对基本流程的系统梳理至关重要。仓储的流程设计完全基于需求调研而展开，即需求端对柔性的需求越高，那么仓储设计就需要有更高的柔性。

所谓仓储流程柔性，是在柔性化的系统中，除常规流程外，还需要充分考虑紧急与异常的流程。框架中的流程分析，只是对仓储流程的高度概括，而在实际分析中需要通过严谨的调研，对可能涉及的紧急与异常流程进行详细分析，比如需求量激增后，是否可以直接进行越库作业；或者是在特定情况下，某些属性的订单可以优先处理；再或者如果库容的波动性较大，那么存储流程中的资源应该如何配置。

流程的柔性设计是仓储柔性设计的基础，后续对信息系统、智能系统的设计均需在此基础上进行。

2.数据分析

仓库中的数据分析通常可以概括为：货物属性ABC分类分析、订单EIQ分析、库存订货分析以及包装容器储运单元分析等。传统模式下，这些分析大多采用“静态”计算方式，即从信息系统中导出数据，使用EXCEL或者其他统计工具进行统计分析。

这些数据分析的结果用在什么地方？实际上，仓储中存储、分拣、功能区布局，都需要依赖这些数据分析结果而制定。由此可见，传统数据分析方法使得仓储作业的调整远滞后于需求变化的发生，导致仓储柔性程度不高。

在高柔性的仓储系统中，数据分析已构建为算法作为仓储规划智能系统的一部分，嵌入仓储规划的系统，甚至直接被仓储运作的智能系统调用，为仓储作业策略的变化提供快速决策的基础，进而达到更高柔性。

3.资源计算

基于仓储的流程与数据分析，对于每个流程活动所需的设施面积、人员与设备资源、布局，都需要在资源计算中完成。在传统的仓储规划中，资源计算通常在一定周期内一次性完成，如1年作为一个周期，或者是在建立仓库之初进行规划，之后按周期进行优化。

而在柔性化程度更高的仓储运作中，资源计算更加动态化，与数据分析的模块相同，资源计算已经建立算法的一部分。通过仓储智能系统进行数据分析后，直接调用资源计算模块，可以根据实际需求得到当前的最优资源配置，如拣选作业资源数量，并通过仓储作业调度系统直接安排资源进行拣选作业。

4.指标构建

建立仓储生产力指标是最终选择最优方案的前提。在仓储规划中，传统的生产力指标的构建，主要集中在成本与效率上。成本指标，包括设备成本、人员成本、设施成本以及信息技术投入的成本；效率指标，包括流程中涉及的单位面积存储量、单位时间作业量以及各类资源利用率等。

在仓储柔性要求更高的规划中，需要引入柔性指标，比如需求量上升一定比例后的各个流程中的作业完成度，以及下降到一定比例时的资源利用率。通过将柔性指标引入仓储方案的评价体系，才能在方案决策时，让最后选择的最佳方案具备更高柔性。具体在指标中需要设置多高的数值，取决于需求端对于仓储柔性的需求，柔性越高的仓储系统，需要更多地考虑在绩效评价中为柔性指标设置更高的权重。

5.资源配置

资源配置是仓储规划最终落地实施的关键，其核心构成包括信息技术资源、人员与设备资源以及设施资源。在传统的仓储运作中，通过资源计算便可以对所需的存储、分拣、搬运、装卸等资源进行配置，在此阶段，柔性化主要体现在仓储规划过程中基于流程与策略的柔性化设计，在资源配置时通过对人员与设备数量及参数的灵活调整来应对业务需求的变化。

随着智能化技术的发展与应用，仓储信息化与自动化设备也得到升级，显著提高仓储规划解决方案的柔性化水平。在信息化层面，仓储运作可以实现智能化控制。智能仓储系统通常配有智能化中央控制与调度系统，信息系统可以与规划系统中的流程策略、数据分析模块对接，智能控制系统可以集成所有仓储自动化与智能化设备，并与规划系统中的结果进行联动，从而对各种仓储设备进行最优化调度。

在自动化设备层面，仓储智能机器人的迭代，是仓储柔性进化的关键。过去，仓储的柔性主要通过增减人员数量来应对各种需求变化，在这种模式下，“人”是最灵活可靠的“资源”。但是人员的招募、培训以及作业能力等方面使得柔性存在瓶颈，比如在业务高峰无法及时招募到足够人员，短期内难以培训出合格的作业人员，新增人员管理难度大，以及需求减少时如何减员等。随着仓储硬件技术从自动化向智能机器人迭代，上述瓶颈迎刃而解，仓储柔性得以进化。通过智能化中央控制与调度系统，对接仓储信息子系统、仓储规划系统，再对智能机器人进行合理化的调度，便可以更好地应对更高的柔性化需求。

6.方案决策

方案决策的主要方法是对备选方案进行系统化模拟，对比不同方案的指标结果，最终选出最佳方案。传统做法是通过人工规划生成若干仓储规划方案，然后通过系统仿真评估方案。对于柔性需求高的方案，可以提高柔性指标在决策中的权重。在更加柔性与智能化的决策模式下，将决策与仓储运作紧密结合，通过运用数字孪生技术，对仓储系统进行整体规划，并在实际运作过程中，依据需求端的动态变化，高频地对各个流程模块进行决策，对仓储资源进行有效重组与作业策略转换，以达到更佳的成本控制与运作效率。

以上几个方面是在面对更高柔性需求时的仓储规划应对方法，为更好地理解其进化过程，再进一步进行如下总结。

仓储柔性进化的过程

1.仓储柔性1.0

仓储柔性1.0体系（如图3所示）的主要特征是：阶段性的仓储规划，以仓储信息化为策略发起端，以人工与自动化为仓储柔性策略执行端，实现流程柔性化、策略柔性化、人员柔性化、自动化设备柔性化。

图3 仓储柔性1.0体系

该体系具备完整的作业流程与策略，同时也制定了相应的紧急与异常流程，以应对需求端的各种突发情况，让仓储内部的“网络流”可以有更多选择。

其瓶颈在于，由于是人工进行规划与决策，依赖于规划人员的经验判断，一旦在执行过程中发现有偏差，纠偏的成本高。在需求变化时，资源的数量与能力增减的灵活性有限，最终限制了仓储柔性的效果。

2.仓储柔性2.0

仓储柔性2.0体系（如图4所示）的主要特征是：智能化程度高，以仓储智能化中央系统为总体控制，打通了仓储信息化系统、各类智能硬件系统与智能机器人系统。各个仓库缓存区的模块化程度高，可以根据作业需求进行灵活组合，可以“极致的”将每个资源进行最小单元配置与调度，随着管理的进步与技术的迭代，持续最大化地实现柔性化。

图4 仓储柔性2.0体系

其劣势是供应链管理要求高，信息化与智能化技术要求高，前期投入成本高。

当前，大多数企业适用于仓储柔性1.0阶段，当需求端的柔性需求逐步增加，同时供应链管理能力也比较成熟时，可以逐步迭代到2.0阶段。

总结来看，从仓储柔性1.0到2.0的进化，一方面是物流管理与供应链管理的协同性更好，另一方面是在计算机与信息技术、硬件的感知，特别是在仓储机器人的迭代上，从人工操作变成了系统感知与智能化决策与执行，使得仓储解决方案的各个子流程——无论是存储方案还是拣选方案等——都可以实现快速重组。对于仓储空间布局、流程中的作业效率以及资源利用都可以随需求的变化而更加灵活、高效地调整。

仓储柔性进化展望

从供应链管理视角，无论是消费需求、生产管理，还是数智化、AI等技术层面，都将继续发生变化，供应链管理方法也将随之而迭代。总体趋势是以用户为中心，完成更敏捷、更高效的生产与交付，这对柔性提出更高要求。换言之，谁拥有更敏捷、更具柔性的供应链，谁就会更具有竞争优势。当然，需求的变化不可能完全由物流执行端的柔性来解决，在供应链计划层面，也需要通过持续迭代，综合考虑供应链系统方案中的物流成本与能力，进而减轻仓储柔性的负担。

从仓储内部视角，随着仓储智能化设备的发展，储存、分拣、搬运、装卸等环节将迎来更多具备模块化能力、更高效、更具柔性的智能设备，可灵活适配多样化的仓储解决方案。在仓储智能系统层面，与信息系统、仓储控制系统、规划与决策系统之间将会有更多数据进行交互，实现更完整的智能化控制，进一步促进仓储柔性的持续进化。

总之，供应链的需求端与生产端一定会继续发展和进步，仓储物流也需要继续寻找合理成本空间内的更优解决方案，由此柔性需求将不断攀升，挑战也随之加剧。同时，随着智能化发展，在供应链与物流管理层面、软硬件层面以及智能化层面均在快速迭代，催生出多元化的解决方案，为仓储柔性的持续进化提供坚实支撑。

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主持人/本刊记者任芳