貨架在倉儲自動化中的應用
在復雜的倉儲場景中,孕育著諸多自動化、智能化的“尋寶機會”。
以SKU最多、業務流程最復雜的電商中心倉為例,主要作業流程有收貨、存取、揀選、質檢、打包、分揀、配送等十余個環節。
聽起來非常復雜?
其實翻譯一遍,商品在倉庫中的一生可以被主要劃分為進、存、出三個階段。
其中“存”的環境,直接決定了商品“進”和“出”的方式,因此我們從“存”開始講解。
商品在倉庫中的存放環境通常為貨架,而貨架又分為兩類:
一是輕型隔板式貨架,它常見于普通超市,在傳統的人工揀選倉庫中也被大量使用。
傳統的人工揀選電商倉庫,其中有大量輕型隔板式貨架,揀貨員推著車走到各個貨架前根據訂單進行揀貨。
二是高位貨架,也就是立庫、閣樓。這類貨架對很多人來說也并不陌生,在宜家、麥德龍等倉儲式賣場里都能見到。
宜家高位貨架圖
而倉庫里的貨品在大部分情況下并不是直接放在貨架上,而是放在標準化的存儲單元中。常見的存儲單元包括托盤和料箱。
人工揀選的優化
先講一個近年來曝光率很高的明星方案——類Kiva方案。
此方案由物流機器人公司Kiva System首創,它以貨架搬運AGV(Automatic Guided Vehicle,移動機器人)為核心,主要的作用是優化人工揀選環節的效率。
以往電商倉的揀貨方式是揀貨員人工推著小車或開著拖車到各個貨架拿貨,再將不同的商品組成一個個訂單。
京東618期間,一個揀貨員一天要走60000步,約數十公里,占了揀貨環節6到7成的勞動時間。
亞馬遜在美國羅密歐維爾的倉庫
而如下圖所示的Kiva方案,則是讓長得像掃地機器人一樣的AGV鉆到貨架下面,通過頂升結構將貨架抬起,然后托著貨架移動到揀貨員身邊——這就是“貨架到人”。
它可拖著輕型貨架在倉庫中移動
它實際上是“貨到人”對“人到貨”的取代——用速度更快、且不會勞累的機器人運貨到人身邊,替代人去找貨,大大提升了揀貨效率。
機器人能通過激光導航或視覺導航技術,在無需軌道的情況下靈活移動。部署方案時也不涉及土木工程改建,周期較短,并可動態加減機器人數量。
其中,最常見和成熟的導航方式是“特征點圖片對比”,所以如下圖所示,這種方案在運行時,地面上貼了很多供機器人識別的二維碼。
可以看到地面上設置有用于導航的二維碼
“貨架到人”的缺點則是影響了存儲密度——由于需要預留較大空間供貨架移動,其存儲密度甚至可能低于過去使用固定貨架的倉庫。
近年來,這一路線上也發展出了變種,一個代表是變“貨架到人”為“料箱到人”。“料箱到人”方案中,機器人不再是搬運整個貨架,而是從貨架上成批取出料箱。
該方案的缺點則是一次拿貨的種類比“貨架到人”要少,但這可以通過一次操作多個料箱或優化調度算法來處理,提升作業效率。
人工揀選的替代
目前揀選、分揀環節的新趨勢是更直接的“機器換人”。
其實直到今天,在自動化已搞了快100年里的倉庫里,大部分針對具體商品的“細活兒”——如把某盒面膜、某瓶化妝水從同類貨品中挑出放到分揀帶、組貨箱或分撥機器人上——還是要靠人。
揀選、分揀、組貨、打標簽、理貨等流程也因而成了最耗勞動力的倉儲環節。