1.2 智慧物流装备的体系构成

智慧物流的基本功能包括智慧运输、仓储、包装、装卸搬运、配送、信息管理等诸多环节，各个功能环节的运行和管理都需要智慧物流装备的支撑。

按照智慧物流功能划分，智慧物流装备主要包括智慧仓储装备、智慧运输装备、智慧配送装备、智慧装卸搬运装备、智慧分拣输送装备、智慧拣选装备、智慧包装装备、智慧集装单元化装备、智慧物流信息装备等，如表1-2所示。

1.2.1 智慧仓储装备

智慧仓储装备，是物流仓储保管作业活动中所运用的智能化、自动化物流装备，包括立体货架、堆垛机、穿梭车、存取输送装置等。由上述装备组成的智慧仓储装备系统是智慧仓储装备应用的重点问题。

智慧仓储装备系统是综合利用物联网、云计算、互联网等技术，将立体货架、巷道堆垛机、升降设备、出入库输送装备、自动分拣装备、自动搬运车、机器人等设备进行系统集成，形成具有一定感知能力、自行推理判断能力、自动操作能力的仓储运作系统。

典型的智慧仓储装备系统主要包括自动化立体仓库系统和穿梭车式密集仓储系统。

自动化立体仓库（Automated Storage and Retrieval System, AS/RS）由高层货架、巷道堆垛起重机、入出库输送机系统、自动化控制系统、计算机仓库管理系统及其周边设备组成，可对集装单元货物实现自动化保管和计算机管理的仓库。AS/RS系统以托盘单元为存储对象，对于以料箱存储为对象的AS/RS系统也称为Miniload系统。

穿梭车式密集仓储系统是基于高密度货架、穿梭车及升降机、输送机等设备，配合仓库管理系统完成货物出入库作业，具有较高空间利用率和存取效率的仓储系统。与AS/RS系统相比，存储密度和效率更高，系统柔性更强。穿梭车密集仓储系统同样可以适用于托盘单元或料箱存储单元。

1.2.2 智慧运输装备

智慧运输装备，是应用先进的人工智能、信息传感、控制执行技术，并融合现代通信与网络技术，具备复杂环境感知、智能决策、协同控制等功能，可实现自动化、智能化、无人化运行的运输装备。智慧运输装备能够实时感知道路状况，并将信息实时传递到运算中心，运算中心基于AI算法对行驶情况进行智能决策，实现人机交互、自动行驶，甚至无人化行驶，同时具备高度的安全性，能够减少由于人工驾驶而导致的失误。

典型的智慧运输装备主要包括智能网联汽车、无人驾驶轨道列车、智能船舶、运输无人机等。

智能网联汽车，是指搭载先进的车载传感器、控制器、执行器等装置，并融合现代通信与网络技术，实现车与X（车、路、人、云等）的智能信息交换、共享，具备复杂环境感知、智能决策、协同控制等功能，可实现安全、高效、舒适、节能行驶，并最终实现替代人来操作的新一代汽车。应用于物流领域的智能网联卡车，当前已能够达到L4级高度自动驾驶，在干线物流，港口、机场、工业园、矿山等场景物流领域已进行落地应用。

无人驾驶轨道列车是采用高度自动化的先进轨道列车控制系统，由轨道控制中心用大型电子计算机监控整个线路网的站际联系、信号系统、列车运行、车辆调度等，完全实现了无人化、全自动化运行的轨道列车。轨道交通与道路交通相比，线路相对固定，站点相对固定，时间可控性好，更加适合无人驾驶。国内外目前已经有多条无人驾驶轨道线路开通运行。

智能船舶，是指通过利用传感器、通信、物联网、互联网等技术手段，自动感知和获得船舶自身、海洋环境、物流、港口等方面的信息和数据，并基于计算机技术、自动控制技术和大数据处理和分析技术，在船舶航行、管理、维护保养、货物运输等方面实现智能化运行的船舶。当前智能船舶的研发尚属于起步阶段，日本航运业致力于2025年打造无人驾驶船队，我国智能船舶1.0目前正处于实验阶段。

无人机，是指利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。无人机有固定翼、多旋翼、无人直升机等多种类型，可用于大载重量、中远距离支线运输，以及末端货物配送。当前，顺丰速运、京东物流等物流企业均在大力发展无人机运输，在快递运输配送领域已有普遍应用。

1.2.3 智慧配送装备

智慧配送装备，是以互联网、物联网、云计算、大数据等先进信息技术为支撑，应用于物流末端配送环节，具有系统感知、分析处理、运行调整和人机交互等功能的智能化物流装备。物流末端配送环节直接面向用户，要求具有完善的人机交互功能和良好的用户服务体验；同时末端场景具有十分复杂的场景特征，点多面广，各种因素和信息数据交织在一起，要求配送装备在环境感知、快速响应方面具备更高的智能化水平。

典型的智慧配送装备主要包括无人配送车、配送无人机、智能快递柜、地下智慧物流管网等。

无人配送车，又称为配送机器人，是指基于移动平台技术、全球定位系统、智能感知技术、智能语音技术、网络通信技术和智能算法等技术支撑，具备感知、定位、移动、交互能力，能够根据用户需求，收取、运送和投递物品，完成配送活动的机器人。无人配送车除了具备智能网联汽车的技术特征，在高精度定位导航特别是室内定位导航，以及人机交互方面还具有更高的要求。当前谷歌、京东、顺丰、苏宁等已将无人配送车应用于快递配送、外卖送餐、医院物资供应服务等。

配送无人机，是用于配送领域的无人机，多以多旋翼无人机为主。京东、顺丰、菜鸟、苏宁、中通等企业在无人机配送领域积极进行投入和研发应用，已在多个省市实现了常态化运营。

智能快递柜，是指在公共场合（小区），可以通过二维码或者数字密码完成投递和提取快件的自助服务设备。具有智能化集中存取、24小时自助式服务、远程监控和信息发布的功能特征，目前已广泛配置于居民小区、园区、学校、办公楼等场所。涵盖智能快递柜、无人车、无人机的无人配送站，已成为快递企业研发的重点和未来发展的趋势。

地下智慧物流管网，是通过使用自动导引车、两用卡车或胶囊小车等运载工具或介质，以单独或编组的方式在地下隧道或管道等封闭空间中全自动化地输送货物，最终将货物配送到各终端的供应系统。地下物流系统末端配送可以与大型商超、居民小区建筑运输管道相连，最终发展成一个连接城市各需求点的地下管道物流配送网络，并达到高度智能化。目前北京、上海等城市建设规划中将地下智慧物流配送管网作为未来城市建设的重点工程。

1.2.4 智慧装卸搬运装备

智慧装卸搬运装备，是在机械化装卸搬运装备的基础上，引入应用传感定位、人工智能、自动控制等技术手段，能够自动化、智能化完成货物搬移、升降、装卸、短距离输送等作业的物流装备。智慧装卸搬运装备是对传统机械设备的升级，通过导航、定位以及多重传感器的部署，使得机械设备可以自动感应识别作业位置并精准对接，完成无人自动存取搬运的功能；同时能够实现装卸搬运过程的智能化控制，以及与整个物流运作过程的柔性化衔接。

典型的智慧装卸搬运装备主要包括巷道式堆垛机、自动导引搬运车（AGV）、搬运机械臂等。

巷道式堆垛机是通过运行机构、起升机构和货叉机构的协调工作，完成货物在货架范围内的纵向和横向移动，实现货物的三维立体存取的设备。巷道式堆垛机是立体仓库中用于搬运和存取货物的主要设备，是随立体仓库的使用而发展起来的专用起重机。巷道式堆垛机的主要用途是在高层货架的巷道内来回穿梭运行，将位于巷道口的货物存入货格；或者取出货格内的货物运送到巷道口。

自动导引搬运车（AGV）是指装备有电磁或光学等自动导引装置，能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输小车。AGV作为无人自动导引运输车，集声、光、电、计算机技术于一体，应用了自控理论和机器人技术，装配有电磁或光学等自动性导引装置，能够按照使用人员设定好的导引路径行驶，具备完成目标识别、避让障碍物和各种移载功能，同时具有自我安全保护的应急能力。目前AGV广泛应用在制造车间、港口码头、物流仓库以及特种行业等的货物搬运工作中。

搬运机械臂，也称搬运机械手，是用于物流搬运领域的工业机器人，指具有和人类手臂相似的构造，或者与人类手臂有许多相似的能力的，可以由人类给定一些指令，按给定程序、轨迹和要求实现自动抓取、搬运和操作的自动装置。特别适用于在高温、高压、多粉尘、易燃、易爆、放射性等恶劣环境中，以及笨重、单调、频繁的搬运操作中代替人工作业。机械臂在物流搬运中主要应用在出入库装箱、拣货、混合码垛、分拣机器人供包等作业场景。

1.2.5 智慧分拣输送装备

智慧分拣输送装备，是运用信息感知、自动识别、智能控制技术，根据计算机指令或进行自主判断，实现物流分拣输送自动化、智能化运作的机械设备。智慧分拣输送系统由中央计算机控制，应用大量传感器、控制器和执行器，能够自动完成货品的进出库、装卸、分类、分拣、识别、计量等工作，在现代物流运作中具有十分重要的作用，是生产制造和物流运作过程中，组成机械化、连续化、自动化、智能化流水作业线的不可缺少的组成部分，是自动化仓库、配送中心、大型货场的生命线。

典型的智慧分拣输送装备是自动分拣输送系统。自动分拣输送系统是按照预先设定的计算机指令对物品进行分拣，并将分拣出的物品送达指定位置的机械设备系统。主要由自动输送机构、自动分拣机构以及感知和控制机构等构成。其中，自动输送机构包括带式输送机、链式输送机、辊筒输送机、垂直输送机等样式；自动分拣机构包括浮动式、推杆式、转动导向块、滑块式、带台式、转向台式、托盘式、翻盘式、底开式、链条式、斜轮式和机器人式等类型的分拣转向装置。

1.2.6 智慧拣选装备

智慧拣选装备是将自动识别、导航定位、人工智能、自动化控制等技术应用于货物拣选过程中，能够实现辅助人工拣选或无人化拣选的物流装备。具有拣选效率高，拣选差错率低，可以实现少人或无人化运作的特征，能够有效提升配送中心运行效率，减少运营成本，降低拣选人员劳动强度，在当前仓储配送中心运作中得到普遍应用。

智慧拣选装备可分为“人到货”拣选系统和“货到人”拣选系统两类。

“人到货”（P2G）拣选是传统的拣选方式，即装载货物的货架静止不动，拣选人员带着拣货台车等容器到拣货区拣货。“人到货”常用的解决方案是拣选人员借助RF枪拣选、语音拣选系统、电子标签拣选系统等进行拣选；近些年出现了新型智能拣选装备，如智能眼镜、腕表等智能终端的引入，以及将智能终端（如iPad等）配备到拣选小车上辅助进行拣选作业。

“货到人”（G2P）拣选，即在物流拣选过程中，人不动，货物被自动输送到拣选人面前，供人拣选。相比传统的“人到货”拣选方式，“货到人”拣选能够有效提升拣选效率，提升拣选准确性，大大降低劳动强度，改善作业环境，是当前拣选系统的发展趋势。“货到人”拣选系统的典型应用包括Miniload、多层穿梭车、类Kiva机器人、AutoStore、旋转货架等“货到人”解决方案，在大型配送中心中已有较多应用。

1.2.7 智慧包装装备

智慧包装装备是在机械化、自动化包装装备的基础上，运用智能感知、智能互联、智能控制等技术手段，具备自动识别包装货品、智能数据采集分析、自主规划自身行为、智能控制设备运行等功能的包装装备。具有自动化、智能化、集成化、柔性化的特征。

典型的智慧包装装备包括装箱机器人、码垛机器人和贴标机器人。装箱机器人，通过末端执行器对装箱产品采用抓取或吸取方式，将产品送到指定的包装箱或托盘中。码垛机器人，主要用于托盘物品的码垛和拆垛，具有抓放精度高、动作响应快的特点，能够使前道来料和后道码垛柔性衔接，大幅缩短包装时间。贴标机器人运用视觉技术，追踪定位搬送线上产品位置的同时，为产品自动精准贴上标签。

智慧包装作业线是将自动包装机、包装机器人和有关辅助设备用输送装置连接起来，再配以必要的自动检测、控制、调整补偿装置及自动供送料装置，成为具有独立控制能力的包装作业生产线。主要由控制系统、自动包装机和包装机器人、输送装置和辅助工艺装置等部分组成，主要应用于大型配送中心及生产加工作业线。

1.2.8 智慧集装单元化装备

智慧集装单元化装备，是指将信息感知、定位以及各类传感器应用于集装单元器具之中，能够在物流运作过程中具备数据采集、信息感知、定位跟踪和智能控制功能的物流装备器具，它是物流运作过程中的一个重要信息节点和智能终端。

典型的智慧集装单元化装备包括智慧集装箱、智慧共享物流箱等。

智慧集装箱，是具备全球定位、远程监测与数据交互的集装箱，目的是实现集装箱在互联网下的可视化，通过对集装箱在全球范围内的追踪和监测，保证全球集装箱供应链的安全，提高供应链的管理效率，提升效益。

智慧共享物流箱，是基于共享经济理念和互联网平台的装备。在物流箱上应用物联网技术，集成条码、RFID、DPS、LBS、Wi-Fi及各功能传感器等智能化模块，实行统一编码，实时定位跟踪，能够实现物流箱共享共用、顺畅周转、便捷管理，并通过大数据支撑供应链上下游企业的库存、生产、物流优化，满足用户对箱体及货物的各种数据及状态需求。主要针对快递环节进行使用，能够实现快递包装的可回收循环利用。

1.2.9 智慧物流信息装备

智慧物流信息装备是指智慧物流系统运行所必需的，能够提供物流信息采集、传输、处理与应用的装备。智慧物流信息装备既包括传统的物流信息装备，也包括由于物联网、云计算、大数据和移动互联网等新技术应用而出现的专门针对智慧物流场景的各种信息装备。智慧物流信息装备有的以独立的装备实体存在，如条码阅读器、RFID阅读器等；有的以信息模块的形式存在于智慧物流装备之中，如无人机、无人车中的信息感知模块；也有的以信息系统、云平台形式整合控制各智慧物流装备，如智慧物流云计算平台、供应链控制塔等。

智慧物流信息装备可以划分为智慧物流识别与追溯装备、智慧物流定位与跟踪装备和智慧物流监控与控制装备等。

智慧物流识别与追溯的实现源于自动识别技术的发展与应用，智慧物流系统中使用的自动识别技术主要有条码技术、射频识别技术、生物识别技术、图像识别技术等，其中以条码技术和射频识别技术的应用最为广泛。

物流定位与跟踪是智慧物流系统中两项重要的服务与功能。物流定位是基于位置的服务（LBS）在物流领域应用的结果，是物流跟踪的重要基础，而物流跟踪是物流定位的最终目的。智慧物流系统中的定位与跟踪装备主要表现为综合应用定位与跟踪技术的各种智能终端或系统。

智慧物流监控与控制装备是智慧物流系统用于解决物流作业场所的环境监测、安防监控以及物流作业自动化等问题的装备。此类装备具有很强的通用性，一般以信息采集终端或控制终端集成在智慧物流的各个应用系统中，主要包括仓储环境监测系统、视频监控系统、入侵报警系统和出入口管理系统等。