011智能仓储物流自动化行业的“中国芯”

最早的仓储物流自动化系统也并非产自中国，那经过这么多年的发展，在仓储物流自动化的系统里，有哪些技术或者产品仍旧是来自国外，而有哪些是我们自己真正的“中国芯”。

通常的仓储物流自动化系统是一种典型的系统集成，即总包商根据总体系统设计从市面上选购合适本系统的各种单机设备， 然后再通过电气控制系统和上位管理软件将各个单机设备根据工艺要求和一定的逻辑关系把所有的单机设备同一指挥，从而完成整体的自动化系统的实现。

国内系统集成厂商都自主设计并实施现场的电气控制系统，有一定规模的系统集成商也会自我研发上位管理软件如WMS系统。

电气控制系统既然都是国内厂家自己设计和实施的，那是不是意味着这部分就是“中国芯”？

1、电气控制系统的大脑：PLC

每个仓储物流中心大小和业务类型不同，因此设计的整个自动化系统包括设备数量和类型也是千差万别。采用模块化的控制器可以非常容易的对各种不同系统进行快速的控制系统搭建，通常仓储物流自动化行业和大部分工控行业用的都是可编程控制器PLC。PLC的模块化特点可以简单的增加各种标准模块：IO模块、通讯模块、技术模块、PID模块等等就可以快速的实现对各种工业设备的控制。

在仓储物流自动化行业里的系统集成级别的控制系统里，用的最多的PLC是国外的几大品牌，西门子、AB、三菱、欧姆龙、施耐德等。这些品牌由于出色的性能、极高的稳定性和强大的售后服务，被广泛的应用于仓储物流自动化系统的控制系统搭建里。

“中国芯”的PLC国产的也有，规模不大，主要应用在某些固定的行业里，目前在仓储物流自动化行业里的应用非常少。

仓储物流中心的设备只有通过合理的控制和互相配合才能保证物料的正确搬运和存储，这一切都是通过PLC来完成的。如果没有稳定可靠的PLC，就无法控制现场的机械设备，那所说的仓储物流中心里的“自动化”一切都是空谈。

2、现场控制系统的“末梢神经”：各种传感器开关

PLC要控制现场的各类设备的启动、停止和其他动作是需要根据现场中的各类物流设备当前的实际状态去发送指令的， 现场设备的实际状态的反馈是根据安装在各类设备上的传感器开关来实时采集的。

同样的，在自动化程度较高的仓储物流中心里，也需要在现场不舍稳定性很高的传感器，只要不断电，传感器是处于一直运行的状态，如果出现故障不但会影响整个系统的运转效率，某些情况下甚至影响整个系统的安全。

以光电开关为例：

光电开光在仓储物流中心里应用的非常广泛，用来检测货物的有无或者到位。我们到工控网上简单搜索一下看到如下截图：

可以看到，常见的光电开关主要以国外品牌为主，在自动化仓储物流中心里应用的比较多的有奥图尼克斯，班纳，西克，欧姆龙等品牌。

微动开关检索结果也类似：

国外的品牌也占了很大的比例

还有一类传感器通常用在可移动搬运设备上的比如堆垛机或RGV上的用来测量距离的传感器比如激光测距仪：

常见的品牌也主要以

3、终端执行机构：电机

分布于自动化仓储物流中心的各类设备都要动作，90%以上的动作都是有电机来驱动的，由此可见电机的重要性。比如堆垛机的前进后退、上升下降、输送机的正转翻转等等全部都是由电机的转到通过传动机构最后来达到各类输送或者搬运的效果的。而在仓储物流中心里，引用的最多的电机品牌毫无疑问：德国的SEW电机。

4、设备连接

通常的工业设备绝大部分都是由电驱动的，仓储物流中心里的自动化设备自然也不例外。PLC控制柜一般要安装在便于调试和维修的区域，而执行机构比如电机和传感器要安装在分布于现场的各个设备上，这就需要从控制柜用动力电缆和信号电缆链接到现场的各处电机和开关上。不管是380V或者是220V的动力电缆还是24V的信号电缆，目前有很多国内的电缆厂家生产出优质的电缆，在物流自动行系统里应用的非常广泛。

5、通讯连接

近几年的仓储物流发展越来越快，仓储物流中心的建设规模也越来越大，整个自动化系统也越来越复杂。在设备众多和现场分布面积大的应用场景越来越多，通长用工业总线的方式将各个分布的控制单元链接起来。由于工业控制器PLC大部分采用的都是进口的国外品牌，为了兼容性良好，一般的系统集成商也会采用各自PLC同样品牌的工业总线单元进行连接，比如DP网络和Profinet网络等等。

由于柔性自动可移动搬运设备应用的越来约广泛，仓储物流中心内部的工业以太网的应用也成爆发式增长，这就需要高稳定可靠的以太网工业连接器完成数据交换使命，最常见的就是无线AP和工业交换机。我国的通讯行业蓬勃发展，也带到了相关的企业进行了自主产品的研发和升级。在仓储物流中心内部，系统集成商除了采用国外老牌的工业交换机设备，同时也越来越多的采用我国自主品牌的工业交换机。

6、整机设备---6轴机器人

在自动化仓储物流中心里，经常能见到拆码垛机器人，用来代替人工将物料按照固定的码放原则码放到托盘上或者放到指定容器里。系统集成商通常采用标准6轴机械手加自行设计的夹具来实现的。标准6轴机器人由于可靠的稳定性和极强的灵活性，设计人员可以简单的对码放的每个物料进行示教后就可以完成调试，可以看出，标准的6轴机器人已经具有非常强大的柔性，机器人本体已经是集控制系统和软件的成套标准产品。目前最常用的6轴机器人是采用进口品牌的，比如ABB，KUKA, FANUC，YASKAWA等，国产的6轴机器人也陆续被各个工业领域所应用，不过相比进口品牌，在稳定性上、精度控制上、运动速度上等还有一定的差距，同时大部分的国产机器人里核心伺服电机也是采用国外品牌来设计的。

7、整机设备---自动导引小车AGV

自动导引小车以其极强的柔性在近几年在各个工业领域和行业应用的越来越广泛，自动化仓储物流中心里也不例外。AGV最核心的为导航技术和多车调度系统，技术最成熟的AGV都是居于瑞典NDC的AGV系统来设计的，国内领先的工业叉车型AGV厂家生产的AGV是在标准工业叉车的基础上安装上NDC的导航和控制系统来设计自家AGV小车的，这种小车的调度系统也是由NDC提供的，国内AGV厂家将叉车和NDC系统集成起来，根据各个项目的具体情况和业务需求合理配置AGV行走路径和调度原则，从而完成整个物料的搬运工作。

近几年在电商行业大火的类似美国亚马逊的KIVA机器人也在国内的电商应用的越来越广，这种特殊的仓储搬运机器人其实也是一种AGV，属于背托式的作业方式。这种AGV目前的国内企业包括车体、导航方式、调度系统都是自主研发的，应用效果也非常好。

8、HMI/SCADA系统监控软件

在大型的仓储物流中心里，由于大量的设备在运行，靠人工去实时检查设备的运行状态和收集动态数据显然是不现实的，这就需要一套人机界面能实时的反应现场的所有设备的运行情况。类似的成熟的国外大型的工业自动化公司都有非常成熟的软件产品，功能强大且使用简单，比如SIEMENS的WINCC和ROCKWELL的RSVIEW和施耐德的Citec等，由于这些品牌很容易与自家的PLC系统直接对接，所以很多系统集成商都采用这些国外的产品进行监控软件平台的搭建。国内的HMI/SCADA厂家现在做的产品也非常成熟，且更加符合中国人的使用习惯，以其极高的性价比也抢占了很大一部分的市场。

9、仓库管理系统WMS

仓储物流中心里需要多库存、进出库业务、收发货任务等等进行数据管理和查询，必不可少的当然需要仓库管理软件WMS。由于WMS与仓储物流中心的具体业务结合的非常紧密，所以基本上国内自主设计研发的WMS占绝大多数。也有很多国外的系统集成商愿意与中国的专业的WMS公司进行合作，共同完成整个自动化物流系统的搭建，这样是上位管理软件更加贴近业务需求，运行效果也更好。

当然WMS背后需要数据库的支撑，最常用的是国外的SQL Server，ORACLE等等。

在一个大型的自动化仓储物流系统里，应用到的设备和技术千差万别，近几年的新产品和新技术也层出不穷，国内的厂家也逐步的在进行技术更新和产品升级，总的而言，国内的系统集成能力已经非常强大，但是运用的底层技术和关键设备还有很多都是基于国外的机构或者产品上来搭建的。希望我们自己有越来越多的自主研发的高端技术和设备出现，也希望在日后的仓储物流中心里见到越拉越多的纯国产技术和设备。