工业4.0背景下的智能仓储解决方案
清华大学工业工程系系主任、中国物流学会副会长 申作军
在2015中国物流学术年会的演讲（摘要）
（2015年11月14日 重庆）
一、工业4.0概念简介
工业4.0的概念很多，但基本是以智能制造为主，涉及内容是第四次工业革命，重点是通信系统和通信技术，强调将制造业向智能化转型，但是如何智能化转型的定义没有涉及。很多人觉得工业4.0就是硬件、系统，如路灯根据时间自动调整、机器人等。这些理解的工业4.0相差甚远，工业4.0应实现智能物流、智能工厂、智能生产和智能服务。
例如，供应链中的“牛鞭效应”，小孩尿布每天的使用量比较稳定，客户需求也不较稳定，如下图第一个图所示。但零售商订单的波动就变大了，如下图第二个图所示。批发商和宝洁公司订单的波动就进一步变大。
在需求稳定情况下，生产的波动非常大，这非常有趣，说明我们虽然有数据，但没有理解数据的本质，如何利用数据来进行管理，就是如何把波动的生产曲线变成平移的曲线。其实“双十一”对制造业是一个巨大的灾难，就像一个一天把一星期的饭都吃的，其余时间不吃饭，其对身体任务特别大。如果我们的工业4.0能利用这些数据，把生产的波动性变平稳，则是非常大的进步。
今年的政府工作报告提出“互联网+”的行动计划，5月19日，国务院印发的《中国制造2025》纲要，这个说明国家对其非常的重视。
二、工业4.0仓库的特点
工业4.0仓库的第一个特点就是具有海量的数据，对其进行数据挖掘是非常有必要的。第二个是人机协作，我国的快递企业，需要的人非常多，因而人机协作是未来的发展方向。第三个是运营水平，电商的订单特别多，需要我们研究如何管理这样灵活性的仓库。
2013年，我国网民数量达到了5.9亿，比2012年增长3000万。2012年，电子商务交易额是8.4亿，2013年上半年就达到了4.35万亿。增长的速度非常快，仓库管理的重要性愈发突显。国家出台了一些电子商务管理的发展标准，规定交易额要突破18万亿，B2B规模超过15万亿，企业网上采购和网上销售占采购和销售总额分别比重超过50%和20%。但我国快递的发展跟不上电商发展的步伐，经常发生丢货、送货慢等问题。
所以，只有线上平台，而没有好的仓储系统，我们的快递是无法赶超美国的。
三、Kiva系统—工业4.0仓库的典范
我今天要介绍的重点就是KIVA，其颠覆了原有的分拣方式——货找人，利用机器人拉动货架来找分拣员。
亚马逊看到仓库管理的发展趋势，就收购了这家公司。今年年初在加州建立这样的一个自动化仓库，几百个机器人同时运作，效率非常高。这家公司的硬件做是非常好，但软件还有很多需要优化的地方。如货物的摆放不是特别优化，就可能需要把货架拉进拉出好多次，如果优化得好，一次就可以了。
KIVA系统主要有三部分，一是移动机器人，二是移动货架，三是智能控制系统，每一部分都有很多方面需要研究。
四、京东亚洲一号—中国领先的物流中心
京东的“亚洲一号”共10万平方米，采用自动存取系统与传送带相结合的方式。
五、基于AGV的智能仓储系统简介
我们应根据我国的国情开发新的人机结合方式，主要表现在两个方面，一是仓库设计，二是智能仓库管理。比如在布局方面根据电商物流的特点，挖掘出产品的相关性以及模块性，使经常被同时购买的商品距离较近，将帮助我们提高仓库的管理效率。还有就是库存周转率高的货物距仓库出口近一点，库存周转率低的货物距仓库出口远一点，即使是很小的优化提高，对仓库效率的提高都有很大的促进。还有就是配送路线规划，假设一天120个订单，没有做配送优化的比做了配送优化的企业一年成本增加上千万美元。
所以我们应该在传统仓库、“亚洲一号”、Kiva系统之间寻找平衡点，使之符合中国国情的智能仓储系统。
六、快递及电商仓库的应用前景
智能仓库在电商领域的应用性非常强，如果只靠人力解决电商的问题肯定是不行的，因为人的效率是一定的，国内的快递企业出现爆仓就是这个原因。
总结：虽然我们的目标是工业4.0，但国内很多企业连工业2.0都没达到，与其将钱花在硬件上，不如将钱花在软件上。
（根据速记整理，未经本人审阅，转载请注明作者和来源中国物流学会）