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乘風(fēng)破浪的智能倉儲，只是一個選擇

時間：2020-07-21 15:00:23 類型：瀏覽量：6129

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行業(yè)巨頭亞馬遜在 2012 年以 7.75 億美元收購倉儲機(jī)器人公司 Kiva 以提高其物流倉儲效率。隨后國內(nèi)電商巨頭例如阿里，京東等也開始布局智能倉儲。

菜鳥網(wǎng)絡(luò)在 2017 年宣布未來 5 年內(nèi)投入 1000 億元與物流伙伴合作建立智能倉儲、智能配送及全球物流樞紐等，以搭建全球物流網(wǎng)絡(luò)。

而京東一直將物流視為戰(zhàn)略發(fā)展重點?！竵喼抟惶枴怪悄軅}儲系列是京東重金打造的大型物流樞紐。2019 年底，東莞「亞洲一號」建成投入使用。目前全國已有 25 座該類智能倉儲。此外，京東物流聯(lián)合八家單位共同發(fā)起成立城市智能物流研究院(雄安)，服務(wù)雄安新區(qū)智能物流和智能城市建設(shè)，進(jìn)行地下物流探索和前瞻研究。

政策方面，以智能倉儲為代表的新興物流科技已經(jīng)成為中國智能制造關(guān)鍵技術(shù)裝備之一。

工信部 2017 年底下發(fā)的《促進(jìn)新一代人工智能產(chǎn)業(yè)發(fā)展三年行動計劃》明確指出：「提升高速分揀機(jī)、多層穿梭車、高密度存儲穿梭板等物流裝備的智能化水平，實現(xiàn)精準(zhǔn)、柔性、高效的物料配送和智能化智能倉儲?！?/p>

多重因素影響下，截至 2018 年底，全國累計建成的自動化立體庫已經(jīng)超過 4000 座。至 2022 年，預(yù)計每年將新增建成各類智能倉儲約在 400 座。

根據(jù) GGII 發(fā)布的數(shù)據(jù)顯示，2018 年中國智能倉儲市場規(guī)模 797.69 億元，同比增長 16.45%。2014-2018 年智能倉儲市場規(guī)模年均復(fù)合增長率 18.81%。預(yù)測到 2023 年，智能倉儲市場規(guī)模將達(dá) 1975 億元。

智能倉儲能夠幫助企業(yè)解決倉儲效率、人力成本、空間利用、用戶體驗等諸多問題。智能倉儲如何處理這些問題呢？智能倉儲與普通倉儲之間的區(qū)別是什么？

何謂「智能倉儲」

倉庫的日常作業(yè)可以被分解為：收貨&卸載——入庫——分揀&出庫三個步驟。如果人工完成，其工作內(nèi)容大致如下：

收貨&卸載：卡車?？總}庫門口，門衛(wèi)核對并登記車牌，然后人工檢索月臺，指引司機(jī)開到空置月臺準(zhǔn)備卸貨。之后，工作人員操作叉車，將貨物逐一搬運至卸貨區(qū)，人工清點完畢后，卡車方可開走；

入庫：工作人員將貨品放入料箱或托盤，根據(jù)記錄找到空位，將料箱/托盤放上，放置好貨品后再記錄「此處已占」。由于倉庫面積巨大，「找空位」是耗時的。為此，每一個商品需要編號，每一個倉儲位置也需要編號。同時，由于人員身高和叉車起重高度的限制，貨架只能堆疊 3-5 層，造成存儲空間只能在水平方向延伸；

分揀&出庫：常用的重力式貨架帶有一定坡度，并在每一層貨架底部裝有滾輪，以便料箱滾動。因此，存放時工作人員必須從高的一端放入新的料箱，揀取時則必須按照「先存先取」的順序。根據(jù)目的地從倉庫的不同位置搜集商品后，才能將其一起打包。在巨大的倉庫中尋找特定的貨品需要消耗大量的時間和人力。因此，此環(huán)節(jié)是所有作業(yè)環(huán)節(jié)中耗時的。打包完成后，工作人員操作叉車將貨品運送至卡車上，并登記出庫。

分揀&出庫

重力式貨架：揀取貨品的順序必須是先存先取

那么智能化倉儲又是怎樣的呢？

收貨&卸載：通過智能攝像頭自動識別車牌號，然后連接到月臺管理系統(tǒng)，自動給出近的閑置月臺。

卸載：主要有兩種卸載方案。方案一、多臺叉車 AGV（auto guided vehicle）自動往返卡車及倉庫之間，并將貨物放置于指定地點，以便碼垛機(jī)器人抓取及記錄商品數(shù)量；方案二、通過可伸縮皮帶及皮帶末端的夾抱機(jī)器人，將貨物從卡車內(nèi)直接運送至碼垛機(jī)器人，碼垛機(jī)器人將貨物放置整齊以備入庫。

而在入庫以及之后的步驟，智能化設(shè)備的作用得到更大的體現(xiàn)。

入庫：此環(huán)節(jié)發(fā)揮功能大的是立體倉庫及高速碼垛機(jī)。立體倉庫一般可以建到 20m 以上的高度，有些甚至可以到達(dá) 40m，這大大提高了單位面積儲存貨品的數(shù)量。建筑的部分支撐結(jié)構(gòu)也被設(shè)計整合進(jìn)立體倉庫，減小了結(jié)構(gòu)對倉庫使用率的影響，進(jìn)一步增多了貨位。應(yīng)對龐大的貨物數(shù)量，需要更為高效的碼垛機(jī)。

同時，結(jié)合信息技術(shù)及數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，實現(xiàn)貨物單元的全自動進(jìn)出庫和自動化信息管理。一般來說，每兩排立體倉庫需要一臺穿梭車，穿梭車只能在豎直平面內(nèi)運動。如此布局的好處是入出庫的效率較高，但成本也較高。

如果對效率要求不那么高，可以使用四向穿梭車。其移動范圍兼具橫向平面和豎向平面，所需數(shù)量少于普通穿梭車，可以降低初期一次性投入成本。大化利用存儲空間的方案則是把貨架間的巷道完全去除，抓取商品的機(jī)器人被放置在貨架頂端。這是目前存儲密度高的方案，但主要適用于料箱的存放。

分揀&出庫：早期比較出名的智能化嘗試是 kiva 公司的移動貨架機(jī)器人。人工分揀時是「人找貨」，需要消耗大量時間。而 kiva 則是「貨到人」。在 kiva 的系統(tǒng)中，每個貨架都可以被底部的機(jī)器人抬起移動。人不用移動，在原地挑揀貨品即可，通過提升移動速度提高分揀效率。

此方法的缺點在于貨架高度必須適應(yīng)人的身高，同時依然需要人工揀選。碼垛機(jī)器人可以很好的解決個問題。而解決第二個問題則借助具有人工智能和視覺識別攝像頭的揀選機(jī)器人，讓機(jī)器人可以代替人完成識別和抓取工作。

分揀完成后，將商品配對到月臺。此時需要第二類揀選機(jī)器人的加入，將上一步挑出的商品運送至不同的導(dǎo)軌，再由導(dǎo)軌輸送至月臺。第二類機(jī)器人可以自動排隊、充電，完成對商品的掃碼和稱重，運行速度可達(dá) 3m /秒。平均一臺機(jī)器人一秒鐘即可完成一件商品的投遞，平均一個中型智能倉儲一小時可以應(yīng)對超過 2 萬件商品。

智能倉儲的每一個環(huán)節(jié)都必須實現(xiàn)一定程度的「無人化」和「智能化」，否則整個效率會因為單個環(huán)節(jié)而拖延。

京東「亞洲一號」智能倉儲

“亞洲一號”

物流一直是京東重點布局的板塊，也是其核心優(yōu)勢。近幾年更是將智能化做到極致。

2019 年 12 月 18 日，位于東莞的京東「亞洲一號」智能倉全面投入使用。其建筑面積 50 萬㎡，日訂單處理能力達(dá) 160 萬件。內(nèi)有 78 臺 22 米高的高價貨架及堆垛機(jī)，可同時儲存 2000 萬件商品，而且全流程自動化作業(yè)。由此，大灣區(qū)「睡前下單、醒來收貨」的「半日達(dá)」輻射范圍被擴(kuò)大，「24 小時內(nèi)抵達(dá)」服務(wù)可以覆蓋約一億人。

而位于上海嘉定的「亞洲一號」則是整個系列的開端。

上海嘉定「亞一」項目于 2012 年啟動，2014 年投入使用。項目共分兩期建設(shè)，建筑總面積 20 萬㎡。一期定位在中件商品倉庫，面積 10 萬㎡，擁有大 10 萬中件 SKU 的庫存量，支持 430 萬件商品的存儲需求。

整個項目線性排布三棟建筑。

棟為 24 米高的立體倉庫區(qū)域，內(nèi)含存儲區(qū)和碼垛區(qū)。存儲區(qū)有14個巷道，12層，36288個貨位。碼垛區(qū)有 8 個巷道，8 層，17280 個貨位。貨物以托盤形式存方，托盤尺寸為 L1200*W1000*H1350；

第二棟樓一層為人工作業(yè)區(qū)。第二層內(nèi)擺放著 4 層的閣樓貨架區(qū)，分擔(dān)少部分存儲需求，主要由人工分揀。其貨品由提升機(jī)從立體倉庫補(bǔ)貨；

第三棟樓為分揀車間。層為分揀發(fā)貨車間，內(nèi)有 6 個供包臺，135 個分揀口，300 個分揀機(jī)器人。二層為復(fù)合打包區(qū)，共有 6 個包裝區(qū)（與一樓供包臺對應(yīng)）。三層為促銷品臨時存放區(qū)。

作業(yè)流程方面，收獲&卸載的工作主要在一號樓完成。TMS 系統(tǒng)根據(jù)供貨商信息提前預(yù)約月臺，貨物由人工搬運至卸貨區(qū)。1 條自動纏膜流水線對貨物經(jīng)行裹膜。急件直接送至二號樓閣樓貨架等待后續(xù)分揀出庫。非急件將被存入一號樓的立體倉庫。促銷品則被直接運至三號樓的促銷品存放區(qū)。

入庫階段，貨品被環(huán)形輸送線及碼垛機(jī)運至一號樓的立體倉庫儲存。

分揀&出庫的工作則貫穿在三座建筑中。其中，分揀主要在一號樓及二號樓。一號樓主要從立體倉庫中取下托盤，再人工分揀貨品。這里就用到了前文說到的高速碼垛機(jī)。貨品經(jīng)過三號樓的打包區(qū)后，在三號樓按照目的地分類，經(jīng)由分揀機(jī)器人送至高速皮帶。二號樓為人工揀貨，主要負(fù)責(zé)退貨及特殊尺寸商品的挑揀包裝，再運輸至三號樓的一樓出庫。三號樓一樓采用交叉皮帶系統(tǒng)，速度為 2.2m/s，每小時可處理 20000 件中件包裹，分揀準(zhǔn)確率 99.99%。135 個滑道直接連接月臺，方便貨品裝載上發(fā)貨車輛。月臺分兩種，分別對應(yīng)配送上海市內(nèi)的小型車和周邊區(qū)域的板車。

上海「亞一」日處理訂單量可達(dá) 10 萬單。假設(shè)平均每個訂單含有 5 個商品，按照一天 86400 秒計算，平均一秒鐘需要處理 6 個商品。這 6 個商品需要完成包括卸貨、認(rèn)證、暫存、入庫、揀選、打包、貼標(biāo)、裝車等 8 個步驟。也就是說，一秒鐘必須完成 48 個步驟。這 48 個步驟在 20 萬㎡的空間完成。人工根本無法企及。

同時，若采用人工方式，人工工作高度為 1.4m，而一層貨架高為 1.35m。也就是說人工揀選，貨架多能堆疊 2 層。若采用機(jī)器，貨柜可堆疊到 8 層。占地面積減少為人工方式的 1/4。

第三，在揀選階段，上?！竵喴弧沟牟⒙?lián)機(jī)器人單機(jī)揀選速度為 3600 次/小時，相當(dāng)于1秒鐘揀選一個商品，是傳統(tǒng)人工的 5-6 倍。以上只是日訂單處理量為 10 萬單的上?！竵喴弧沟拇致怨浪恪Ｐ陆ǔ傻臇|莞「亞一」日處理訂單量為 160 萬單，是上海「亞一」的 16 倍。同時其智能化程度也遠(yuǎn)超上海。其效率提升更是不可想象。

目前京東已經(jīng)在全國布局 25 座「亞洲一號」智能倉儲。所有「亞洲一號」日均處理訂單能力都在 10 萬單以上?！竵喼抟惶枴瓜盗惺蔷〇|的智能倉儲大系統(tǒng)的一部分，整個大系統(tǒng)運營效率可以提升到傳統(tǒng)倉庫的 3 倍以上。某些流程（例如打包機(jī)）則是傳統(tǒng)倉庫的 5 倍。而京東物流通過位于 8 座城市的物流樞紐，推動物流成本降低 50% 以上，流通效率提升 70%。為此，京東共培養(yǎng)近 500 名技術(shù)人才及工程師。物流配送也成為京東電商的護(hù)城河。

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(文章來源：億歐網(wǎng) 侵刪)

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