目前智能倉儲機(jī)器人系統(tǒng)已經(jīng)開始在電商、鞋服、圖書、快遞、制造等行業(yè)得到越來越廣泛的應(yīng)用。為了更好滿足不同行業(yè)不同客戶的要求,使系統(tǒng)在不同的作業(yè)場景發(fā)揮更高效率,同時進(jìn)一步降低成本,不同的智能倉儲機(jī)器人解決方案開始涌現(xiàn)。
自亞馬遜于2012年收購Kiva systems公司的機(jī)器人項(xiàng)目以來,以新型智能倉儲機(jī)器人幫助完成倉庫揀選作業(yè)的方式開始在全世界范圍內(nèi)引起關(guān)注。隨后幾年時間,亞馬遜不斷擴(kuò)大Kiva機(jī)器人的使用規(guī)模,其成功應(yīng)用迅速助推這種新型的“貨到人”解決方案項(xiàng)目在中國市場落地。這期間,正好是中國電商、快遞行業(yè)迅猛發(fā)展時期,為智能倉儲機(jī)器人提供了市場空間。在資本助力下,以Geek+、快倉等代表的一大批國內(nèi)智能倉儲機(jī)器人公司開始涌現(xiàn)。
隨著中國人口紅利的逐漸消失,人力成本不斷上升,物流自動化成為行業(yè)發(fā)展必然趨勢。為了實(shí)現(xiàn)更高作業(yè)效率,適應(yīng)滿足更多應(yīng)用場景的物流需要,同時降低作業(yè)成本,很多公司均加大力度對倉儲機(jī)器人解決方案進(jìn)行創(chuàng)新研發(fā),多種形式的智能倉儲機(jī)器人系統(tǒng)走進(jìn)大眾視野。
智能倉儲機(jī)器人及其特點(diǎn)
盡管目前智能倉儲機(jī)器人的概念非?;鸨切袠I(yè)內(nèi)并沒有形成標(biāo)準(zhǔn)的定義。從物流領(lǐng)域應(yīng)用的機(jī)器人其實(shí)現(xiàn)的功能來看,主要包括搬運(yùn)、拆垛、碼垛、揀選、分揀等作業(yè),因此智能倉儲機(jī)器人也可以視為以上不同類型物流機(jī)器人的總稱。本文探討的對象則主要聚焦于后兩類——具有揀選、分揀功能的智能倉儲機(jī)器人,即類Kiva機(jī)器人。
實(shí)際上,這類機(jī)器人也被稱為新型AGV(自動導(dǎo)引小車),導(dǎo)航方式更加先進(jìn),包括行業(yè)主流的二維碼導(dǎo)航、激光導(dǎo)航、SLAM導(dǎo)航等,行駛路徑不受限制,機(jī)器人可以自由行走。此外,智能倉儲機(jī)器人擁有更加強(qiáng)大的上位軟件系統(tǒng),可以對多臺機(jī)器人的混合作業(yè)實(shí)現(xiàn)控制和調(diào)度。更為重要的是,智能倉儲機(jī)器人可以不依靠人工,自動完成搬運(yùn)、分揀等作業(yè),非常適用于SKU量大、商品數(shù)量多的隨機(jī)存儲與拆零揀選場景。
據(jù)北京極智嘉科技有限公司(Geek+)CEO鄭勇介紹,與其他貨到人系統(tǒng)相比,除了同樣具備高度自動化,可以大幅度降低人工成本,提高揀貨效率和準(zhǔn)確率等特點(diǎn)外,智能倉儲機(jī)器人系統(tǒng)還具有諸多優(yōu)勢,如:
(1)項(xiàng)目實(shí)施速度非???,交付周期短,通常3個月內(nèi)即可完成項(xiàng)目部署,且現(xiàn)場安裝調(diào)試簡單。這對于電商等業(yè)務(wù)發(fā)展較快的行業(yè)來說,是巨大的優(yōu)勢;
(2)系統(tǒng)柔性強(qiáng)。智能倉儲機(jī)器人系統(tǒng)可根據(jù)業(yè)務(wù)需要隨時增減機(jī)器人的用量,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的靈活部署與擴(kuò)展,貨架布局同樣也可以根據(jù)商品揀選頻率實(shí)現(xiàn)靈活調(diào)整;
(3)投資低、回報(bào)周期短。由于人工成本及管理成本得到大幅度降低,使得整個項(xiàng)目投資回報(bào)期較傳統(tǒng)自動化項(xiàng)目更短。
智能倉儲機(jī)器人主要創(chuàng)新方向
憑借以上諸多優(yōu)勢,目前智能倉儲機(jī)器人系統(tǒng)已經(jīng)開始在電商、鞋服、圖書、快遞、制造等行業(yè)得到了越來越多的應(yīng)用。為了更好地滿足不同行業(yè)不同客戶的要求,使系統(tǒng)在不同的作業(yè)場景發(fā)揮更高的效率,同時進(jìn)一步降低成本,不同的智能倉儲機(jī)器人解決方案開始涌現(xiàn),這些創(chuàng)新主要表現(xiàn)在以下幾個方面。
1.分揀機(jī)器人載具多樣化
分揀機(jī)器人目前主要應(yīng)用于電商、郵政、快遞等行業(yè)的包裹快速分揀,具有大規(guī)模調(diào)度能力和智能路徑規(guī)劃能力,但是處理對象的類型、重量、尺寸等均受到一定程度的限制。為了適應(yīng)更多的業(yè)務(wù)場景,機(jī)器人的載具正變得越來越多樣化。
翻板:以申通“小黃人”、京東“小紅人”為典型代表,該解決方案已經(jīng)在多個快遞轉(zhuǎn)運(yùn)中心及電商分揀中心內(nèi)得到應(yīng)用。公開資料顯示,在2017年“雙11”業(yè)務(wù)高峰期間,京東無人倉內(nèi)共有330臺(平常作業(yè)規(guī)模為300臺)“小紅人”在1000平方米的場地上作業(yè),運(yùn)行速度達(dá)到3m/s,效率大幅提升。
皮帶:即將翻板結(jié)構(gòu)替換為皮帶結(jié)構(gòu),通過這一改造可以突破翻板分揀機(jī)器人對包裹重量的限制,一般來說,這種機(jī)器人可以分揀20公斤以上的包裹。目前,Geek+、快倉、牧星等企業(yè)均已經(jīng)推出了該類型產(chǎn)品,范德蘭德(Vanderlande)計(jì)劃將在機(jī)場行李分揀場景下應(yīng)用。
值得一提的是,普通的分揀機(jī)器人需要搭建二層鋼平臺,而鋼平臺造價不菲,高達(dá)3000元/㎡,并且搭建耗時,工期較長,改造成本高,不易于搬遷。為了解決上述問題,Geek+、快倉等企業(yè)推出了無需鋼平臺的落地式分揀系統(tǒng),可以和籠車接駁完成包裹分揀。這也意味著,一個2000m2的分揀場地如果使用落地式分揀系統(tǒng),建設(shè)成本可以節(jié)省數(shù)百萬元。
輥筒:部分企業(yè)將翻板替換為輥筒結(jié)構(gòu),這種類型的機(jī)器人不僅用于分揀環(huán)節(jié),同時也較為廣泛地與移動機(jī)器人結(jié)合應(yīng)用于物料輸送,如制造業(yè)的生產(chǎn)物流,以及倉庫中將貨物從存儲系統(tǒng)轉(zhuǎn)移到輸送系統(tǒng)。在今年的LET China上,井松就展示了這種可升降的智能倉儲機(jī)器人。
2.揀選機(jī)器人解決方案多樣化
(1)類Kiva機(jī)器人“貨到人”解決方案
這種機(jī)器人解決方案是目前提供商最多、應(yīng)用最多、最為主流的解決方案,即機(jī)器人將訂單商品所在貨架運(yùn)送至揀選站,由機(jī)器人代替人工在倉庫中行走找貨,不僅大大節(jié)省了人力,同時有效提高效率和準(zhǔn)確率。但是,由于機(jī)器人需要潛入貨架底部,因此對機(jī)器人導(dǎo)航精度要求較高。由于業(yè)內(nèi)對這種解決方案的分析較多,本文不再贅述。
(2)“訂單到人”解決方案
據(jù)浙江國自機(jī)器人技術(shù)有限公司總設(shè)計(jì)師譚文哲介紹,自Kiva機(jī)器人推出后,其搬運(yùn)能耗高一直受到業(yè)界的詬病,“為了喝一口牛奶,把整只奶牛搬過來了”是對這種問題的形象比喻。為了提升商品搬運(yùn)的精準(zhǔn)度,節(jié)約運(yùn)力,減少無效物流,需要倉儲機(jī)器人能夠搬運(yùn)更小的庫存單元而不是整個貨架,從而進(jìn)一步提高系統(tǒng)效率,降低運(yùn)營成本。因此在Kiva機(jī)器人之后,國內(nèi)外出現(xiàn)了以貨箱或訂單箱為運(yùn)載單位的“貨到人”或“訂單到人”倉儲機(jī)器人解決方案。即貨架固定,由機(jī)器人替代作業(yè)人員進(jìn)行長距離行走,揀選人員在一定區(qū)域內(nèi)作業(yè)。
據(jù)鄭勇介紹,由于該系統(tǒng)需要機(jī)器人與作業(yè)人員,作業(yè)環(huán)境更為復(fù)雜,因此導(dǎo)航方式一般采用更新的SLAM技術(shù)(即時定位與地圖構(gòu)建)。對比這兩種解決方案,“貨到人”方案節(jié)省人力更加明顯,隨著無人倉需求的不斷擴(kuò)大,該系統(tǒng)更具優(yōu)勢?!坝唵蔚饺恕毕到y(tǒng)不需要對倉庫進(jìn)行太大的改造,更容易分階段應(yīng)用,相對而言其在工業(yè)制造等領(lǐng)域的應(yīng)用空間更大。
(3)其他組合解決方案
例如國自機(jī)器人推出的Star System揀選解決方案。2017年,該系統(tǒng)獲得世界五百強(qiáng)的辦公文具巨頭史泰博公司(Staples,Kiva的全球第一個用戶)大額國際訂單而備受行業(yè)關(guān)注。據(jù)譚文哲介紹,新一代倉儲機(jī)器人解決方案Star System主要面向SKU數(shù)量大的整進(jìn)零出倉庫,根據(jù)貨物被揀頻率對倉庫進(jìn)行智能分區(qū),采用“人到貨”+“貨到人”的方式,“動靜結(jié)合”履行訂單揀選流程,在商品搬運(yùn)效率、機(jī)器人存取效率、系統(tǒng)揀選效率等方面均要大幅度優(yōu)于Kiva系統(tǒng),能廣泛適應(yīng)現(xiàn)代倉庫的揀選需求。目前,Star System在Staples的倉庫中已經(jīng)完全實(shí)現(xiàn)了對Kiva系統(tǒng)的升級替代,未來將在Staples全美超過50個倉庫陸續(xù)上線。
幾種代表性新型智能倉儲機(jī)器人
1.京東飛馬機(jī)器人
飛馬機(jī)器人系統(tǒng)由京東集團(tuán)X事業(yè)部美國硅谷與北京的研發(fā)團(tuán)隊(duì)合力打造。飛馬采用SLAM導(dǎo)航,可以實(shí)現(xiàn)無軌自主移動,最高速度可達(dá)到3m/s。
該系統(tǒng)具體作業(yè)流程為:接到揀選任務(wù)后,飛馬機(jī)器人將按照倉庫布局自動計(jì)算最優(yōu)路徑,前往目標(biāo)商品區(qū)域;揀貨員根據(jù)指令將貨品放置在機(jī)器人自帶的貨筐內(nèi);飛馬機(jī)器人按照系統(tǒng)指示將貨筐送至傳輸帶,并繼續(xù)執(zhí)行下一次任務(wù)。為了保證系統(tǒng)高效流暢運(yùn)行,飛馬后臺系統(tǒng)可以進(jìn)行大量機(jī)器人的實(shí)時調(diào)度,還可以實(shí)現(xiàn)任務(wù)動態(tài)分配,提高揀選效率。從實(shí)際效果來看,采用飛馬系統(tǒng)可以節(jié)省作業(yè)人員40%左右的行走距離。目前,該系統(tǒng)應(yīng)用于京東“亞洲一號”倉庫中,適用于中、小件倉的入庫上架、揀選、合流及搬運(yùn)場景。
目前,很多倉儲機(jī)器人已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)人員跟隨、障礙閃避等功能,飛馬機(jī)器人也能夠根據(jù)實(shí)際揀選需求實(shí)現(xiàn)“車隨人走”,并且不需要人工佩戴跟蹤設(shè)備,而是通過應(yīng)用飛馬系統(tǒng)對跟隨人員進(jìn)行視覺識別,實(shí)現(xiàn)機(jī)器人的“實(shí)時響應(yīng)”。
2.國自Star System系統(tǒng)
Star System是國自基于GRACE平臺開發(fā)出的一套完整的創(chuàng)新物流解決方案,可調(diào)度超過1200臺機(jī)器人同時高效運(yùn)行,實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動對接、訂單需求分析、最優(yōu)任務(wù)指派、路徑規(guī)劃等功能。
國自 Star System 系統(tǒng)中的 Cart AGV
國自 Star System 系統(tǒng)中的 Picking AGV
Star System由Cart AGV、Picking AGV兩款機(jī)器人以及相關(guān)控制軟件組成,Picking AGV是典型的“訂單到人”解決方案,一個Pikcing AGV一趟可以搬運(yùn)五個貨箱。經(jīng)實(shí)際運(yùn)行效果測算,它的綜合效率(包括單車效率、站臺揀貨效率、坪效)相較類Kiva機(jī)器人有顯著提升;同等揀貨效率下系統(tǒng)整體運(yùn)營成本更低,并且倉庫面積越大,效果越明顯。
3.Geek+分揀機(jī)器人 S20
S20機(jī)器人是Geek+針對自動分揀場景打造的國內(nèi)首款無需鋼平臺的分揀產(chǎn)品,成本可節(jié)省30%~40%。S20機(jī)器人本體搭配較高的輥道載具,可直接將包裹傳送到籠車之中。
據(jù)介紹,該系統(tǒng)非常靈活,既可助力人工分揀效率提升,也可作為全自動化分揀系統(tǒng)實(shí)施,同時,進(jìn)一步降低了智能倉儲機(jī)器人的部署實(shí)施難度,減少工程量及成本,且標(biāo)準(zhǔn)化程度高,施工周期短,20天即可以完成整套系統(tǒng)上線。
4.快倉智能分揀機(jī)器人系統(tǒng)
快倉智能分揀機(jī)器人分為大皮帶和小皮帶兩種,可以實(shí)現(xiàn)邊走邊投,滿足大小包裹的快速、高效的分揀需求。據(jù)快倉市場部總監(jiān)孫迪介紹,與交叉帶分揀機(jī)相比,快倉智能分揀系統(tǒng)解決方案具有實(shí)施周期短、改造成本低、高柔性、可擴(kuò)充等特點(diǎn),通過以人工智能算法為核心的智能調(diào)度及路徑規(guī)劃,可同時調(diào)度近千臺機(jī)器人,其處理能力最高可以達(dá)到1.5萬件/小時。
目前,該方案已經(jīng)在某快遞郵件分揀中心實(shí)現(xiàn)了成功應(yīng)用,處理的郵件類型覆蓋鞋服、食品、體育用品(分類標(biāo)準(zhǔn)不是一個)等,分揀效率達(dá)到1.2萬件/小時。主要流程為:包裹經(jīng)輸送線進(jìn)入分揀區(qū),由快倉小型皮帶機(jī)器人自動接收包裹,經(jīng)掃描稱重門獲取信息,并按照指令將包裹投入指定籠車,再由小型搬運(yùn)機(jī)器人將滿載的籠車送到封包區(qū)/總包供包區(qū)。基于良好的應(yīng)用效果,未來該物流中心還將進(jìn)一步擴(kuò)大機(jī)器人的使用規(guī)模。
此外,在2018全球智慧物流峰會上,快倉和菜鳥聯(lián)合展示的智能揀選機(jī)器人系統(tǒng)打破了單區(qū)作業(yè)的局限,通過創(chuàng)新模式實(shí)現(xiàn)了“貨到人”和“車到人”的聯(lián)動揀選,大幅提高自動化水平和揀選效率,成為菜鳥無人倉內(nèi)的關(guān)鍵技術(shù)。
智能倉儲機(jī)器人市場寒冬將至?
除以上提到的機(jī)器人產(chǎn)品及解決方案以外,智能倉儲機(jī)器人還有很多種不同的結(jié)構(gòu)和形式,如帶貨叉的智能倉儲機(jī)器人等,由于篇幅所限未能一一列舉。不難看出,為更好地適配客戶不同的要求,機(jī)器人公司、AGV公司、物流設(shè)備商及集成商均在紛紛布局該市場,為用戶提供各種不同的機(jī)器人產(chǎn)品及解決方案。
記者在采訪過程中了解到,2017年Geek+、快倉的智能倉儲機(jī)器人出貨量大約均在2000臺左右,行業(yè)整體出貨量預(yù)計(jì)超過5000臺,2018年有望突破1萬臺。但是,這是否意味著智能機(jī)器人行業(yè)的春天將要到來,市場即將爆發(fā)呢?
鄭勇不以為然。他認(rèn)為,目前智能機(jī)器人解決方案并非市場主流,項(xiàng)目也鮮有“回頭客”,該行業(yè)能否在短期內(nèi)迎來迅速改變的機(jī)會還是未知數(shù),這在很大程度上取決于資本的態(tài)度。根據(jù)資本市場走向,今年下半年到明年或?qū)⑦M(jìn)入寒冬期,這對行業(yè)無疑會是巨大的考驗(yàn)。如果資本寒冬真的到來,機(jī)器人企業(yè)應(yīng)該如何應(yīng)對,值得深思。
但可以肯定的是,持續(xù)提升技術(shù)水平,創(chuàng)新解決方案以實(shí)現(xiàn)更高的效率和更低的成本,是機(jī)器人行業(yè)發(fā)展的重點(diǎn)所在。在技術(shù)方面,鄭勇認(rèn)為室內(nèi)機(jī)器人視覺導(dǎo)航技術(shù)會與室外的無人駕駛有越來越多的重合,這也意味著對機(jī)器人的智能化程度以及安全性等要求都會越來越高,需要能夠?qū)崿F(xiàn)更加靈活順暢地避障。
孫迪也表示,未來智能倉儲機(jī)器人的技術(shù)核心,一定是基于倉內(nèi)無人駕駛技術(shù)平臺的,平臺擁有機(jī)器視覺、多傳感器融合、多車協(xié)同、機(jī)器學(xué)習(xí),環(huán)境感知等技術(shù),讓倉儲機(jī)器人可以睜開眼,能思考,會溝通,有靈魂,通過擁有這樣基礎(chǔ)能力的技術(shù)平臺,賦予不同產(chǎn)品形態(tài),運(yùn)用到整個倉儲物流每個環(huán)節(jié),包括智能分揀、智能搬運(yùn)、智能揀選業(yè)務(wù)場景中去,真正實(shí)現(xiàn)倉庫作業(yè)省力化乃至無人化。
在解決方案方面,譚文哲表示,隨著電商、物流行業(yè)的迅猛發(fā)展以及人工成本的逐年增加,無人倉庫、無人配送成為大勢所趨。在機(jī)械手能夠代替人工完成貨物拿取和包裝作業(yè)后,倉庫將徹底實(shí)現(xiàn)無人化。但就現(xiàn)階段來說,實(shí)現(xiàn)完全無人化的倉庫建設(shè)成本太高,從投資回報(bào)的角度來說是不劃算的。因此如何通過“人到貨”、“貨到人”、“訂單到人”的有機(jī)結(jié)合,盡可能提升倉庫效率且控制投資成本,即最大化性價比,是目前所有倉儲機(jī)器人解決方案需要考慮的重要因素。
此外,鄭勇認(rèn)為,智能倉儲機(jī)器人解決方案的標(biāo)準(zhǔn)化對于行業(yè)未來的發(fā)展也非常重要,因?yàn)槎ㄖ苹途植孔顑?yōu)的解決方案事實(shí)上并不利于整個物流系統(tǒng)的有效性,或者說長時間最優(yōu)的投入產(chǎn)出比。這也是為什么亞馬遜在其物流中心大規(guī)模應(yīng)用Kiva機(jī)器人解決方案替代傳統(tǒng)作業(yè)模式。因此,未來物流自動化系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)大規(guī)模推廣,標(biāo)準(zhǔn)化是很重要的前提,并且只有實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化以后才能夠大幅度降低機(jī)器人成本。
貨之家—是一家跨境運(yùn)輸、報(bào)關(guān)報(bào)檢、倉儲物流等綜合性國際物流公司,專業(yè)提供:跨境電商倉儲,保稅倉,保稅倉庫,電商倉庫,保稅物流,第三方倉儲,跨境電商BBC,進(jìn)口報(bào)關(guān),進(jìn)口清關(guān),進(jìn)口報(bào)檢,保稅進(jìn)口,包稅進(jìn)口清關(guān),進(jìn)口清關(guān)代理。服務(wù)熱線:020-36551359