以智能倉儲機(jī)器人應(yīng)對智慧倉儲行業(yè)發(fā)展難題

馬榮

摘 要：具備揀選、分揀功能的智能倉儲機(jī)器人按其運(yùn)行的內(nèi)在邏輯不同，可分為貨架機(jī)器人、訂單機(jī)器人和SKU機(jī)器人。由立鏢機(jī)器人首創(chuàng)的SKU機(jī)器人，通過設(shè)備租賃方式降低經(jīng)營者應(yīng)對峰值需求所導(dǎo)致的階段性浪費(fèi)，通過標(biāo)準(zhǔn)化模塊化設(shè)計(jì)大幅度縮短交付周期，通過超多格口處理能力填補(bǔ)退貨處理領(lǐng)域無自動化分揀設(shè)備的空白，從而有效應(yīng)對智慧倉儲行業(yè)發(fā)展的難題。

關(guān)鍵詞：貨架機(jī)器人;訂單機(jī)器人;SKU機(jī)器人;立鏢方案

引言

智慧倉儲是物流人的努力方向。受益于煙草、醫(yī)藥、電商、汽車、家電、新能源、商超、快消品以及部分制造業(yè)輪動發(fā)展和投資拉動的影響，智慧倉儲行業(yè)在過去10年快速發(fā)展，市場規(guī)模逐步擴(kuò)大，預(yù)計(jì)到2022年將超過1200億元。

不過在智慧倉儲行業(yè)，普通的叉車、托盤、貨架、輸送機(jī)、分揀機(jī)等設(shè)備的組合應(yīng)用能滿足用戶基本需求，因此技術(shù)創(chuàng)新需要突破上述框架。有兩個方向可考慮：1）通過技術(shù)創(chuàng)新創(chuàng)造低成本核心產(chǎn)品，能夠在某一環(huán)節(jié)上形成優(yōu)勢，使得倉儲企業(yè)在同等投入水平下有更高的收益;2）物流集成方案能夠科學(xué)合理地集成各種低成本產(chǎn)品。

智能倉儲機(jī)器人正是在這一背景下獲得突破，并為集成方案規(guī)劃設(shè)計(jì)提供更多可能。智能倉儲機(jī)器人門類眾多，定義不一，本文所探討的智能倉儲機(jī)器人，限于分揀、揀選機(jī)器人。

一、智能倉儲機(jī)器人應(yīng)用比較

放眼全球，無論機(jī)器人的外形如何變化、宣傳多豐富，其完成的工作無非是倉庫內(nèi)貨物的搬運(yùn)與歸類，通過按訂單、按門店、按SKU、按地址或其他標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行歸類后進(jìn)入下一工序。按其揀選的內(nèi)在邏輯不同，現(xiàn)有智能倉儲機(jī)器人中，具備分揀或揀選功能的有三個應(yīng)用方向：

1.1 貨架機(jī)器人。貨架機(jī)器人的原創(chuàng)者是KIVA，該公司于2012年被亞馬遜收購。其初衷在于降低人在倉庫內(nèi)行走的時間，通過機(jī)器人將待揀選的商品搬運(yùn)至人工處理區(qū)，由人工按訂單進(jìn)行分揀和復(fù)核，因此也被形象地稱為“貨架到人”。目前智能倉儲機(jī)器人企業(yè)中，80%以上的企業(yè)都能找到幾款貨架機(jī)器人。貨架機(jī)器人系統(tǒng)，除了對機(jī)器人進(jìn)行各種改進(jìn)外，對貨架要求較高，且貨架在應(yīng)用驅(qū)動下變形為一個貨架只有1個SKU、一個貨架多個SKU、或者對貨架的設(shè)計(jì)做調(diào)整便于更好地存取等。據(jù)了解，相比傳統(tǒng)人工作業(yè)方式，該系統(tǒng)能夠大幅度提高人的分揀效率，降低勞動強(qiáng)度。

在實(shí)際運(yùn)營中，貨架到人揀選模式并不理想，業(yè)界戲稱該系統(tǒng)是“為了喝杯牛奶，拉來一頭奶牛”，人的勞動強(qiáng)度降低了，但增加了操作環(huán)節(jié)，坪效和人效沒有大的提升，能耗卻大幅度提高。

1.2 訂單機(jī)器人。由于貨架機(jī)器人適用的場景有限，且綜合效率不理想，因此有企業(yè)研發(fā)訂單機(jī)器人，也稱“訂單到人”機(jī)器人。該系統(tǒng)工作原理為，一個機(jī)器人根據(jù)上位系統(tǒng)的指令馱單個或幾個訂單到訂單商品所在貨架，人工將該商品投放到訂單框中，隨后機(jī)器人將訂單送至打包區(qū)進(jìn)行人工打包處理。按一般理解，只要控制系統(tǒng)成熟，相關(guān)配套體系協(xié)調(diào)到位，訂單到人有一定的應(yīng)用場景，而且有比較高的效率。費(fèi)解的是除了早期報道，該類機(jī)器人實(shí)際上并沒有更多應(yīng)用案例，不知是基于保密需要，還是因?yàn)榭刂葡到y(tǒng)不成熟。相信在行業(yè)的共同努力下，未來會有更多的應(yīng)用案例出現(xiàn)。

1.3 SKU機(jī)器人。這里SKU是相對概念，核心在于機(jī)器人每次出發(fā)時是單一任務(wù)，或是屬于某個地址的包裹、或是某個訂單或門店的商品、或者是某一SKU。通過控制系統(tǒng)、運(yùn)行速度和整體任務(wù)對流量的要求綜合規(guī)劃，并根據(jù)上位系統(tǒng)目的指令將商品以最優(yōu)的路徑送至目的格口。SKU機(jī)器人原創(chuàng)者是浙江立鏢機(jī)器人有限公司，該公司基于長期的自動控制系統(tǒng)與精密伺服經(jīng)驗(yàn)于2016年創(chuàng)立。其工作原理是機(jī)器人每次出發(fā)完成單一任務(wù)，或包裹、或商品，

SKU機(jī)器人首先用于快遞包裹分揀，占地面積小、分揀效率高，隨著研發(fā)深入和市場需求推動，該機(jī)器人不僅工作效率在原有基礎(chǔ)上提升了20%，而且應(yīng)用場景也得到快速拓展，已經(jīng)在電商訂單揀選、門店補(bǔ)貨、退貨處理、圖書館、餐飲以及生產(chǎn)物流等領(lǐng)域形成規(guī)?；渴?，其中在美國部署14個倉庫，在日本部署5個倉庫。

鑒于其獨(dú)創(chuàng)性、新穎性、柔性以及高效率等特征，引來大批跟進(jìn)者，發(fā)展出滾筒式、皮帶式、高脖子等各種形態(tài)。遺憾的是，跟進(jìn)者在形式上能做很多翻新，但在效率和運(yùn)行穩(wěn)定性上始終無法達(dá)到經(jīng)濟(jì)水平，以至于在SKU機(jī)器人領(lǐng)域，立鏢機(jī)器人出貨量遙遙領(lǐng)先。

得益于資本、政策和企業(yè)的共同推動，智能倉儲機(jī)器人在過去幾年得到了巨大發(fā)展，并有廣泛的嘗試性應(yīng)用，但行業(yè)原創(chuàng)者少，跟隨者眾，能夠稱得上技術(shù)根本創(chuàng)新的核心產(chǎn)品屈指可數(shù)，以至于大量機(jī)器人產(chǎn)品供應(yīng)商加碼轉(zhuǎn)型為設(shè)備運(yùn)營商，以完成對資本的業(yè)績承諾，而智慧倉儲行業(yè)卻面臨更多問題，需要更穩(wěn)定、更柔性和更高性價比的機(jī)器人產(chǎn)品來緩解行業(yè)痛點(diǎn)。

二、智能倉儲行業(yè)痛點(diǎn)

智能倉儲有諸多難題需要克服，如基礎(chǔ)信息采集困難、各主體信息系統(tǒng)間對接無標(biāo)準(zhǔn)、各行業(yè)各環(huán)節(jié)各場景需求高度差異化、電商的發(fā)展導(dǎo)致對物流流程的重構(gòu)等。智能倉儲機(jī)器人作為智慧倉儲的重要組成部分和新的解決方案，既需要解決自身發(fā)展的瓶頸，更需要協(xié)助智慧倉儲行業(yè)客戶其發(fā)展過程中的固有難題。

2.1應(yīng)對峰值需求進(jìn)行的投資導(dǎo)致設(shè)備階段性浪費(fèi)

物流行業(yè)峰值特別明顯，以“618”、“雙11”購物節(jié)等為主要特征的電子商務(wù)，鞋服換季、零售促銷等等，都會形成高峰需求。峰值的過度夸張以及年均20%左右的業(yè)務(wù)增長，對相對剛性的智慧物流系統(tǒng)而言是非常大的挑戰(zhàn)。為遷就峰值和增長需求，在集成方案設(shè)計(jì)時往往需要放較大余量。理想的設(shè)計(jì)是平時少加班，高峰加人加時能滿足平時2-3倍業(yè)務(wù)量的處理，這就需要方案設(shè)計(jì)時按平時的1.3至1.5倍設(shè)計(jì)，其結(jié)果是設(shè)備需要2年左右時間才達(dá)到滿負(fù)荷運(yùn)行，既增加期初投入，而且由于設(shè)備的不可分性，又增加平時的運(yùn)營成本，拉長投資回收期。

2.2 智能倉儲機(jī)器人交付周期不穩(wěn)定

相比成熟的自動化設(shè)備，智能倉儲機(jī)器人還屬新鮮事物，涉及到機(jī)器人本體內(nèi)部各驅(qū)動之間的集成與協(xié)調(diào)，控制系統(tǒng)、導(dǎo)航、通訊以及與WMS、WCS等的對接與協(xié)同，還有很多需要完善之處，會大大地影響交付周期，尤其是需要定制化的項(xiàng)目，交期更不確定。行業(yè)實(shí)踐顯示，智能倉儲機(jī)器人承諾的交期一般在3-9個月，但實(shí)際情況要差很多。福建某分揀機(jī)器人項(xiàng)目，約定的項(xiàng)目交付周期2個月，從2018年8月上旬到10月上旬，要求達(dá)到的生產(chǎn)效率為1萬件/小時，然而直到2019年的雙十一，項(xiàng)目實(shí)際產(chǎn)能仍只有4000多件/小時，無法實(shí)際交付。雖然這只是個例，但部分智能倉儲機(jī)器人廠家交付困難確實(shí)是行業(yè)發(fā)展之痛。

2.3 退貨大幅上升呼喚新的解決方案

隨著傳統(tǒng)電商發(fā)展和直播電商興起，各個領(lǐng)域的退貨率持續(xù)飆升，部分行業(yè)退貨率已經(jīng)超過60%，退貨處理水平的高低在一定程度上決定著這些企業(yè)的生死。相比物流其他環(huán)節(jié)，退貨處理更復(fù)雜和傳統(tǒng)：具有量大、多SKU和自動化程度低等特點(diǎn)。在量少、SKU不多的情況下，人工分揀還能應(yīng)付，一旦上量，其揀選復(fù)雜程度會幾何級數(shù)上升，對于好幾千SKU、上萬件每小時的揀選量，人工模式就是不可能任務(wù)，需要新的解決方案來緩解行業(yè)之痛。

三、立足行業(yè)痛點(diǎn)的立鏢方案

3.1以高峰租賃模式緩解行業(yè)過度備份之痛，即初期投入滿足平時作業(yè)需要，在高峰期向設(shè)備廠家租賃機(jī)器人及配套設(shè)施，以高效率渡過高峰期。相比流水線邏輯下的剛性設(shè)備，智能倉儲機(jī)器人具備更大的柔性空間，每個機(jī)器人相互獨(dú)立，方便移動和臨時增加。廣東某電商倉即采用這種模式，每年“618”和“雙十一”來臨，客戶即向廠家租賃80-100臺機(jī)器人，加入到原有場地，大大緩解高峰期用人需求，機(jī)器人租賃成本僅相當(dāng)于臨時增加8個工人。

3.2以標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化產(chǎn)品突破行業(yè)交付難、交付周期不確定的硬傷。立鏢產(chǎn)品設(shè)計(jì)立足于使客戶投入最少、見效最快，以能模塊化運(yùn)行作為核心關(guān)注點(diǎn)，目前其產(chǎn)品的各個組成部分都已實(shí)現(xiàn)模塊化。

模塊化和穩(wěn)定的產(chǎn)品極大地縮短機(jī)器人交付周期。江蘇某項(xiàng)目，占用倉庫面積1400平米，分揀目的地254個，投入機(jī)器人350臺，如此大的項(xiàng)目，傳統(tǒng)設(shè)備交付至少需要3個月時間，立鏢產(chǎn)品從產(chǎn)品進(jìn)場到正式運(yùn)營，整個交付周期只有10天，當(dāng)年9月27日進(jìn)場，10月8號交付撤場，大幅度降低無效資金時間。值得一提的是，該設(shè)備當(dāng)年雙十一分揀量在江蘇省所有自動分揀設(shè)備中排名第一。

模塊化設(shè)計(jì)還有利于遠(yuǎn)程交付，在交付領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)客戶DIY。立鏢機(jī)器人廣東某項(xiàng)目，占地面積100平米左右，42個格口，20個機(jī)器人。該項(xiàng)目即由客戶按照安裝手冊自行部署，從設(shè)備進(jìn)場到正式運(yùn)行不超過1周，打破同行6個月不能交付的記錄。

3.3以系統(tǒng)優(yōu)勢填補(bǔ)退貨處理無自動化設(shè)備的行業(yè)缺口，滿足客戶按SKU分揀上架需要。立鏢機(jī)器人主控系統(tǒng)可同時控制1-1000個機(jī)器人且效率不降，可根據(jù)客戶分揀需要設(shè)置10-2000個格口，對有大量退貨的行業(yè)而言是福音，提高效率和準(zhǔn)確率，降低勞動強(qiáng)度。立鏢機(jī)器人韓國某客戶，每天退貨量7萬件。在此之前，需要6500多平米的處理場地，將近100人才能完成如此復(fù)雜的分揀。得益于SKU機(jī)器人高效揀選至多格口的能力，為客戶設(shè)計(jì)了新方案，占地面積僅需要850平米，設(shè)置580個格口，以比較低的投入實(shí)現(xiàn)退貨處理的智能化，人工需要量只有原來的60%，處理量比原來高一倍，極大地提高效率、分揀準(zhǔn)確率和降低勞動強(qiáng)度。

四、結(jié)語

智慧倉儲行業(yè)經(jīng)過長期持續(xù)的發(fā)展，取得了令人稱道的成績，尤其是智能倉儲機(jī)器人的出現(xiàn)，為倉儲設(shè)備組合增加了新選項(xiàng)和可能。

在具有分揀、揀選功能的智能倉儲機(jī)器人這一領(lǐng)域，有貨架機(jī)器人、訂單機(jī)器人和SKU機(jī)器人之分，盡管部分產(chǎn)品不穩(wěn)定，但都有試用場景。未來，只有更成熟、更穩(wěn)定、更高性價比、并經(jīng)過市場持續(xù)驗(yàn)證的產(chǎn)品，才能緩解行業(yè)因峰值需求形成的投資浪費(fèi)、才能有更短的交付周期、才能滿足因退貨大增而形成的新需求。

對于每一個應(yīng)用智能倉儲機(jī)器人的企業(yè)來說，不僅需要準(zhǔn)確表達(dá)自己的所需，更多地了解各類產(chǎn)品的實(shí)際應(yīng)用，還需要擦亮自己的眼睛，找到真正成熟的智能倉儲機(jī)器人產(chǎn)品，才能真正解決實(shí)際問題，提高人效和坪效。

參考文獻(xiàn)：

[1]新型智能倉儲機(jī)器人及其應(yīng)用[J]，任芳，物流技術(shù)與應(yīng)用，2018年（8），第28-31頁.

[2]百度百科，KIVA機(jī)器人https：//baike.baidu.com/item/kiva%E6%9C%BA%E5%99%A8%E4%BA%BA/16343581？fr=aladdin

[3]《智能倉儲的獨(dú)角獸邏輯》，https：//baijiahao.baidu.com/s？id=1642340627556812841&wfr=spider&for=pc

[4]物流倉儲自動化發(fā)展現(xiàn)狀，https：//www.sohu.com/a/327387984_100048981

[5]中國倉儲物流機(jī)器人發(fā)展現(xiàn)狀及前景分析，http：//www.cnelc.com/text/1/190319/AD100893618_1.html