在物流中心內(nèi),揀選作業(yè)是最重要也是最難解決的環(huán)節(jié)之一,尤其拆零揀選往往會(huì)耗費(fèi)更大成本、人力和時(shí)間,其工作量可占到整個(gè)倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)的40%以上。與整件(箱)揀選相比,拆零揀選的作業(yè)難度更大,對(duì)人的依賴性更強(qiáng),而根據(jù)人員行走距離或作業(yè)方式的不同,拆零揀選主要存在著“人到貨”和“貨到人”兩大模式。
傳統(tǒng)的“人到貨”揀選是貨物在貨架上以固定貨位存儲(chǔ),由操作人員到達(dá)貨位進(jìn)行揀選,主要包括紙單揀選、RF揀選、電子標(biāo)簽揀選、語(yǔ)音揀選、AR眼鏡揀選等不同技術(shù)方案?!柏浀饺恕蹦J絼t是由自動(dòng)化物流設(shè)備或系統(tǒng)將整托盤或料箱的貨物搬運(yùn)至固定地點(diǎn)(揀選站),再由人員進(jìn)行揀選。除AS/RS自動(dòng)立庫(kù)、Miniload堆垛機(jī)系統(tǒng)、穿梭車系統(tǒng)等技術(shù)方案外,利用移動(dòng)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)大規(guī)?!柏浀饺恕狈謷惨殉蔀榻陣?guó)內(nèi)市場(chǎng)的亮點(diǎn)。
隨著生產(chǎn)制造模式和零售業(yè)態(tài)改變,需求端變得更加個(gè)性化與零散化,對(duì)物流時(shí)效和準(zhǔn)確率的要求越來(lái)越高。為提升揀選效率、降低成本、減少作業(yè)人員和提高揀選準(zhǔn)確性,各種自動(dòng)化、智能化技術(shù)得到更大范圍應(yīng)用,拆零揀選尤其是“貨到人”揀選正變得更加高效、柔性和適應(yīng)更多場(chǎng)景。接下來(lái),我們就對(duì)拆零揀選技術(shù)與解決方案的新發(fā)展與新應(yīng)用進(jìn)行梳理盤點(diǎn)。
在對(duì)物流中心的拆零揀選環(huán)節(jié)進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)時(shí),大多會(huì)將貨物分類處理,有時(shí)還會(huì)根據(jù)貨物外形和物理特性選擇不同的揀選策略,如將尺寸、形狀、重量、種類等不同的貨物進(jìn)行區(qū)別對(duì)待,從而達(dá)到合理利用資源和提升綜合揀選效率的目的。然而,隨著零售電商全渠道發(fā)展,在SKU量大、商品數(shù)量多、有多品規(guī)訂單的場(chǎng)景下,如何綜合處理多種規(guī)格的貨物成為現(xiàn)實(shí)需求,也激發(fā)許多企業(yè)進(jìn)行探索創(chuàng)新。
例如,牧星智能推出的全能型貨到人解決方案MIX,就可同時(shí)滿足大、中、小件商品的揀選需求。在該方案中,料箱存于可移動(dòng)貨架,借助Mushiny T系列潛伏頂升機(jī)器人搬運(yùn)至MIX工作站,通過(guò)AI自動(dòng)識(shí)別命中并抓取料箱,再輸送至揀選人員面前完成料箱揀貨。并且,支持結(jié)合普通潛伏托盤與貨架,是一種可實(shí)現(xiàn)同一場(chǎng)景中托盤、貨架、料箱全品類存儲(chǔ)、揀選的綜合解決方案。值得一提的是,該方案還具有高優(yōu)化設(shè)計(jì)等優(yōu)勢(shì),工作站設(shè)有42個(gè)緩存貨位,用以存儲(chǔ)熱銷商品,從而減少5%的搬運(yùn)任務(wù),提高運(yùn)行效率;并設(shè)有10個(gè)等待位,可雙側(cè)操作,確保連續(xù)作業(yè)。
牧星智能全能型貨到人解決方案MIX
極智嘉也在2021年推出了一站式貨到人揀選方案PopPick,不僅支持大中小件、不同尺寸貨物揀選,而且支持整托、整箱和拆零揀選;2022年極智嘉再度發(fā)布“大中小件全兼容料箱機(jī)器人方案RoboShuttle Plus”,通過(guò)組合使用料箱機(jī)器人RS在5至10米的貨架上進(jìn)行小件料箱的垂直轉(zhuǎn)移,貨架機(jī)器人P系列在地面進(jìn)行小件料箱及中大件貨架的水平搬運(yùn)和揀選,以“高矮組合”的多機(jī)協(xié)作實(shí)現(xiàn)大中小件貨物的一站式存揀。這一方案,使不同機(jī)器人共用同一揀選停靠點(diǎn),讓揀選員可在同一揀選點(diǎn)完成大中小件混合揀選,使人效更高;同時(shí)也使傳統(tǒng)的多區(qū)操作、分區(qū)合流作業(yè)方式得以改變,從而大幅縮短作業(yè)流程、提升揀選效率。
按照各行業(yè)的業(yè)務(wù)特點(diǎn)來(lái)看,電商、醫(yī)藥、快消品、汽車制造等行業(yè)的拆零揀選業(yè)務(wù)較多,尤其是以電商為代表的商業(yè)形態(tài)異軍突起,使商品流通呈現(xiàn)小批量、多品種、高頻次、短周期等特點(diǎn),拆零揀選在物流配送中的占比逐步提升,在商超、醫(yī)藥等行業(yè)甚至超過(guò)90%。在這些熱門領(lǐng)域之外,其他行業(yè)的拆零揀選需求和技術(shù)水平也在提升。如今年2月海柔創(chuàng)新攜手京東物流在鞋服、3C制造、圖書等行業(yè)場(chǎng)景推出ACR+分播墻組合解決方案。據(jù)介紹,ACR系統(tǒng)具有高效、易用和柔性可拓展等特點(diǎn),可使用戶更好地應(yīng)對(duì)促銷高峰期的考驗(yàn),減少人員管理成本;合流分播環(huán)節(jié)搭配自動(dòng)分播墻,使得系統(tǒng)組單不受播種格口限制,命中率可進(jìn)一步提升3倍以上。
海柔創(chuàng)新攜手京東物流推出ACR+分播墻組合解決方案
近年來(lái),低溫冷鏈行業(yè)增速明顯,但在揀選環(huán)節(jié)依然大多依靠人工完成。為此,立鏢機(jī)器人曾將旗下的小黃人系列分揀機(jī)器人在冷鏈物流中心內(nèi)進(jìn)行測(cè)試,表現(xiàn)出良好的耐久性,可實(shí)現(xiàn)與常溫環(huán)境下相同的分揀效果。據(jù)悉,小黃人的電池可以在冷庫(kù)內(nèi)自動(dòng)充放,無(wú)需加熱,針對(duì)冷庫(kù)內(nèi)部冰霧水汽對(duì)導(dǎo)航攝像頭精度的影響問(wèn)題,立鏢機(jī)器人采用了獨(dú)立開發(fā)的“魔毯”導(dǎo)航技術(shù)來(lái)解決——即在分揀作業(yè)區(qū)內(nèi)鋪設(shè)一層采用特殊材料制作的機(jī)器人專用跑道,機(jī)器人只需在這種塑料塊類的專用跑道上運(yùn)行,就能解決冷庫(kù)內(nèi)導(dǎo)航和易結(jié)冰打滑的問(wèn)題。
因業(yè)務(wù)性質(zhì)、行業(yè)特點(diǎn)等各不相同,企業(yè)對(duì)于拆零揀選的關(guān)注點(diǎn)也有所差異,但高效與柔性無(wú)疑是核心點(diǎn)之一。通過(guò)移動(dòng)機(jī)器人實(shí)現(xiàn)的“貨到人”揀選,在施工部署、擴(kuò)充升級(jí)等方面更加便利,儼然成為柔性方案的首選。如,慧倉(cāng)科技在2022年推出的全新一代存儲(chǔ)揀選解決方案“慧倉(cāng)穿云箭”,是可根據(jù)倉(cāng)庫(kù)高度和面積進(jìn)行靈活定制的大型高速立體存儲(chǔ)系統(tǒng),適用于大型倉(cāng)儲(chǔ)物流中心的拆零揀選、整箱緩存及智能制造廠區(qū)的半成品及成品存儲(chǔ)等應(yīng)用。該系統(tǒng)的安裝部署邊界、地面改造小,貨架采用標(biāo)準(zhǔn)安裝工藝,導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,無(wú)需高安裝精度即可保障機(jī)器人順暢攀爬;可隨業(yè)務(wù)訂單情況靈活增減儲(chǔ)位和機(jī)器人,具備最大柔性化。
在綜合因素考慮之下,采用穿梭車、Miniload等系統(tǒng)同樣具有優(yōu)勢(shì)。例如,華章智能的SLS600型四向多層穿梭車系統(tǒng)就具有極高的可靠性和兼容性,在業(yè)內(nèi)形成差異化競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)。該系統(tǒng)具有良好的庫(kù)間共享特性,能讓穿梭車的作業(yè)能力既滿足總體效率需求同時(shí)又能應(yīng)對(duì)普遍存在局部短時(shí)高峰,可很好地解決某些效率要求不高場(chǎng)景下配置富余導(dǎo)致的投資浪費(fèi)問(wèn)題。
據(jù)介紹,華章智能SLS600四向穿梭車系統(tǒng)可滿足高和低流量的高效率要求,具有允許夾抱車和固定寬穿梭車共巷道運(yùn)行,以及允許雙向和四向穿梭車共巷道運(yùn)行的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),對(duì)于倉(cāng)庫(kù)的新建及改造都具有較大的靈活性;具有集成度最高的高效的換層提升機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),允許在較小空間內(nèi)實(shí)現(xiàn)交換站臺(tái)、貨物提升機(jī)、換層提升機(jī)的集成布局應(yīng)用。
無(wú)論是傳統(tǒng)的“人到貨”還是自動(dòng)化程度更高的“貨到人”揀選,目前都離不開人員的參與,因此如何與人更好地配合,使效率發(fā)揮到最大,并保障身體健康與安全,也是拆零揀選升級(jí)的重點(diǎn)之一。例如,靈動(dòng)科技、Syrius炬星等企業(yè)推出的“訂單到人”揀選模式,就使機(jī)器與人實(shí)現(xiàn)了高效協(xié)同。在該模式下,移動(dòng)機(jī)器人不會(huì)挪動(dòng)貨架,而是根據(jù)訂單任務(wù)智能規(guī)劃路徑,從而在貨架間穿梭,到達(dá)儲(chǔ)位后,指引附近的揀貨員將貨物直接放進(jìn)載具內(nèi),再自動(dòng)送往打包臺(tái);揀貨員只需在一定區(qū)域內(nèi)配合機(jī)器人進(jìn)行揀貨,避免長(zhǎng)距離行走和尋找貨物,不僅可以大幅降低勞動(dòng)強(qiáng)度,也能有效提升揀選準(zhǔn)確率。
在“貨到人”揀選方式中,揀選員從事的是大量重復(fù)性勞動(dòng),長(zhǎng)時(shí)間作業(yè)難免對(duì)自身健康帶來(lái)影響,或是因身體疲勞降低揀選效率,因此在揀選臺(tái)的設(shè)計(jì)中也在充分考慮人的因素。牧星智能的貨到人解決方案MIX中,工作站特別設(shè)置有雙重光柵防護(hù),會(huì)自動(dòng)檢測(cè)料箱是否超高,自動(dòng)檢測(cè)手部是否伸入,從而保障人機(jī)安全。
德馬泰克在波司登項(xiàng)目中也很注重“貨到人”揀選站的人體工程學(xué)設(shè)計(jì),操作員無(wú)需二次分撥,在“黃金區(qū)”可快速準(zhǔn)確地完成分揀作業(yè),按照屏幕指示進(jìn)行揀選,再按確認(rèn)鍵即可完成門店“同款同箱”的配送要求,省去重復(fù)的人工取貨流程,大幅度提高配送中心的工作效率,減輕大量而繁復(fù)的門店理貨困擾。
五,自動(dòng)揀選系統(tǒng)加速發(fā)展
隨著自動(dòng)化、智能化技術(shù)發(fā)展,“貨到人”正向“貨到機(jī)器人”躍升,如在京東物流的無(wú)人倉(cāng)訂單揀選系統(tǒng)中,“貨到機(jī)器人”揀選工作站可同時(shí)進(jìn)行批量揀貨和單件揀貨的作業(yè),系統(tǒng)會(huì)先將工作站需求的周轉(zhuǎn)箱輸送到揀選位,機(jī)器人模塊通過(guò)視覺掃描識(shí)別周轉(zhuǎn)箱內(nèi)的商品情況,輔助機(jī)械手定位抓取位置,然后機(jī)械手根據(jù)需求將商品從存儲(chǔ)周轉(zhuǎn)箱揀選出來(lái),并放到對(duì)接單件的皮帶輸送線上。抓取出現(xiàn)異常情況時(shí),會(huì)通過(guò)再次視覺識(shí)別,實(shí)現(xiàn)再次抓取,如果出現(xiàn)多次抓取失敗,該任務(wù)掛起移交至工作人員進(jìn)行處理。
此外,A字架揀選系統(tǒng)、機(jī)械臂等自動(dòng)揀選系統(tǒng)也逐步受到重視與推廣應(yīng)用。例如,伍強(qiáng)智能科技的A字架分揀系統(tǒng)已在多個(gè)項(xiàng)目中得到應(yīng)用,并成功申報(bào)國(guó)家實(shí)用新型專利《一種新型A字分揀機(jī)及自動(dòng)投箱拆零揀選系統(tǒng)》。在廣東速倉(cāng)科技項(xiàng)目中,伍強(qiáng)A字架分揀系統(tǒng)通過(guò)A字架設(shè)備、揀選輸送系統(tǒng)及信息系統(tǒng)的完美配合,可實(shí)現(xiàn)訂單商品的自動(dòng)彈射和投箱,從而實(shí)現(xiàn)商品的自動(dòng)拆零揀選,揀選效率可達(dá)每小時(shí)1500至2000箱,其中A字架彈射系統(tǒng)、輸送系統(tǒng)及多穿機(jī)器人補(bǔ)貨系統(tǒng),均為模塊化設(shè)計(jì),可實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目的快速部署和落地。
在新技術(shù)加持下,機(jī)械手的靈活性、準(zhǔn)確性在快速提升。如瑞仕格的全自動(dòng)機(jī)器人拆零揀選解決方案ItemPiQ,得益于其多功能抓手,該機(jī)器人可以處理重量不超過(guò)1.5kg的電商、零售和醫(yī)藥行業(yè)中的各種常見產(chǎn)品,從而快速、準(zhǔn)確地實(shí)現(xiàn)訂單履約。
國(guó)內(nèi)同樣在加大相關(guān)研究和推進(jìn)工作。為了擺脫抓取任務(wù)對(duì)物體形態(tài)、尺度和硬度等信息的依賴,降低自動(dòng)化抓取的軟硬件成本,實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單高效的自適應(yīng)抓取,北京科技大學(xué)張建華教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合清華大學(xué)孫富春教授和日本立命館大學(xué)王忠奎教授,通過(guò)深入探索獵食時(shí)變色龍舌頭的生物組織機(jī)理,研究了一種新型仿生自適應(yīng)抓持器。通過(guò)設(shè)計(jì)獨(dú)特的陣列式彈性體內(nèi)腔單元,抓持器可以在充氣時(shí)通過(guò)單元膨脹實(shí)現(xiàn)內(nèi)空間增大,在抽氣時(shí)通過(guò)單元收縮實(shí)現(xiàn)內(nèi)空間縮小,而內(nèi)空間的變化可以驅(qū)動(dòng)抓持器內(nèi)壁自適應(yīng)變形來(lái)完全包覆不同形狀的物體。同時(shí),研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)轉(zhuǎn)印技術(shù),在抓持器內(nèi)表面添加了一層仿生壁虎剛毛微結(jié)構(gòu),通過(guò)界面間范德華力的作用,將負(fù)載提高數(shù)倍。
張建華教授團(tuán)隊(duì)研究了一種新型仿生自適應(yīng)抓持器
從傳統(tǒng)的人工揀選階段,到依靠移動(dòng)終端、電子標(biāo)簽等輔助的半自動(dòng)化階段,再到移動(dòng)機(jī)器人、穿梭車等設(shè)備與系統(tǒng)的自動(dòng)化階段,以及正在快速發(fā)展的智能無(wú)人化階段,業(yè)界的相關(guān)探索從未停止。新技術(shù)的發(fā)展,為拆零揀選技術(shù)的改善與升級(jí)提供了源源動(dòng)力,企業(yè)除了硬件的研發(fā)創(chuàng)新外,還在努力推進(jìn)智能算法、集群調(diào)度、3D圖像處理等軟件的應(yīng)用,從而使拆零揀選效率和準(zhǔn)確率得到進(jìn)一步飛躍。
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