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P80 “货到人”拣选方案及其创新发展

来源:2017年第10期(总第210期) 作者:本刊记者 任 芳/文 浏览:

         对于物流中心而言,无论从作业成本、人力耗费还是时间占用角度来看,拣选作业历来都是重中之重。特别是随着电子商务的迅猛发展以及消费习惯和消费模式的改变,拆零拣选作业量越来越大,要求也越来越高。拣货作业的速度与准确性往往决定着订单履行效率与客户服务质量,因此如何加快拣货速度越来越受到企业的关注。为了应对多品种、小批量、多批次的海量订单拣选挑战,以及越来越明显的人力成本压力,采用自动化物流系统成为大势所趋。
 
         尽管电商巨头正在朝着机器人全自动拣选努力,但是要真正实现规模化商业应用,还需突破技术瓶颈以及成本较高等制约因素。因此,现阶段具有较高的拣选效率和存储效率,同时又能大幅减少人工、降低劳动强度的“货到人”拣选系统正成为行业主流,越来越多地应用于以拆零拣选作业为主的电商、医药、服装、日化等行业。
 
一、“货到人”系统及其优势
          所谓“货到人”拣选系统,简单来说就是在物流中心的拣选作业过程中,由自动化物流系统将货物搬运至固定站点以供拣选,即,货动,人不动。
 
         “货到人”系统大幅度减少了拣选作业人员的行走距离,不仅实现了高于“人到货”模式数倍的拣选效率,大幅度降低了劳动强度,同时在存储密度、节省人力等方面拥有突出优势。因此,“货到人”系统已经成为物流配送中心非常重要的拣选方式。
 
        据北京伍强科技有限公司董事长尹军琪介绍,一般“货到人”系统主要由储存系统、输送系统、拣选工作站三大部分组成。储存系统是基础,其自动化水平决定了整个“货到人”系统的存取能力,随着拆零拣选作业越来越多,货物存储单元也由过去的以托盘为主转向纸箱/料箱;输送系统负责将货物自动送到拣货员面前,它需要与快速存取能力相匹配,简化输送系统、降低成本是目前的研究重点;拣选工作站完成按订单拣货,其设计非常重要,拣货人员借助电子标签、RF、称重、扫描等一系列技术,提高拣货速度与准确率。
 
二、主流的“货到人”拣选方案
(1) Miniload“货到人”解决方案
         Miniload轻型堆垛机系统,与托盘式立体仓库ASRS结构相似,但存储货物单元为料箱/纸箱,因此也被称为料箱式立体仓库。该系统早在上世纪八九十年代便已推出并在欧洲得到广泛应用,目前技术相对成熟。由于堆垛机的货叉和载货台形式多达数十种,Miniload系统具有广泛的适应性,是最重要的“货到人”拆零拣选解决方案之一。目前,国内外多家物流装备企业均可提供Miniload系统,堆垛机运行速度普遍能达到300m/min,部分产品能达到360m/min及以上。
 
          在技术创新方面,Robot Mini-load智能快存系统是一个典型代表。2016年“双11”期间,Robot Mini-load系统凭借其高效率、低成本、易于维护等特点受到业内普遍关注。该系统由德马与菜鸟网络联合打造,包括机器人料箱暂存系统、3D自动识别拣选机器人、智能分拣机器人,并配备德马最新一代高模组化输送系统。整个系统在无人操作环境下自行完成整箱入库、缓存、取货出库、拆零拣选、货物分拣、输送出库的整个作业流程。
 
         此外,大福在2008年东京国际物流综合展上首次推出的DUOSYS系统也是非常具有创新性的箱式超高速自动仓库系统。该系统的最大特点是将立体库设计成上下两层结构,在单巷道中同时设置2 X 2台堆垛机,运用先进的同步协调控制技术,使4台堆垛机可以独立作业、互不干涉;其效率非常高,出入库处理能力达到2200箱/小时,适用于多品种、小批量、多批次的应用场景。
 
(2)穿梭车“货到人”解决方案
         穿梭车系统以能耗低、效率高、作业灵活等突出优势成为“货到人”拆零拣选的最佳方式,近两年得到快速发展和大范围应用。
 
        据尹军琪介绍,穿梭车系统根据作业对象的不同主要分为托盘式穿梭车系统和箱式穿梭车系统,前者主要用于密集存储,后者则用于“货到人”拣选。箱式穿梭车系统包括收货系统,货架及轨道、穿梭车、提升机等组成的储存与搬运系统,拣选与包装工作站和输送系统等发货系统,主要有以下几种形式。
 
多层穿梭车系统
        随着多层穿梭车系统技术的不断成熟,拆零拣选作业需求的增加和作业难度的加大,近两年多层穿梭车系统得到了大量的应用,是高速存储拣选解决方案的典型代表。多层穿梭车系统作业效率非常高,拣货效率是传统作业方式的5~8倍,一般可以达到1000次/小时以上,同时还可以大量节省人力成本。因此,多层穿梭车非常适用于电商等拆零拣选需求巨大的行业。
 
四向穿梭车系统
         随着物流中心业务类型的多样化、复杂化,四向穿梭车作为新的自动化存储技术逐渐走进人们的视野。从某种意义上说,四向穿梭车系统是多层穿梭车系统的升级,可以多向行驶,跨巷道高效、灵活地作业,并且可以充分利用空间。同时,还可以按照作业流量来配置小车数量,减少设备能力的浪费,穿梭车与提升机的配合也更加灵活、柔性。近两年,越来越多的四向穿梭车项目得到成功应用。
 
         四向穿梭车系统也正不断被创新,如凯乐士推出的A-Frame拣选型四向穿梭车系统,其原理如同摘果式拣选系统,一台A-Frame穿梭车相当于一个拣货工人,在一个作业循环内可以完成一个订单的多个订单行的拣选,而且运行速度更快,达到5m/s;同时借助精确定位技术,节省了找货位的时间;拣选动作也更快捷。
 
         由于四向穿梭车系统的能力可以线性调节,因此其适合的行业范围非常广,如图书馆等流量较低、出货效率要求较高的行业;电商等高流量、高存储量行业;以及制造业线边物流等。
 
子母穿梭车系统
        子母穿梭车系统,由穿梭子车、穿梭母车、行走轨道、巷道货架、垂直提升机、输送系统、自动控制系统、仓储控制系统及仓储管理软件等组成,其原理为穿梭母车在货架主巷道内行驶,完成x方向的运动,到达特定支巷道时释放穿梭子车并继续在x方向运动,穿梭子车完成y方向的运动,从而节约拣选时间,加快作业速度,使用方便灵活,效率高。子母穿梭车系统为全自动密集式仓储,对仓库空间的要求较低,可以实现非连续楼层、多区域布局的全自动化存储。需要指出的是,这种“货到人”系统主要用于存储及整箱出货拣选。
 
(3)类Kiva机器人“货到人”解决方案
         从市场热度来看,随着亚马逊Kiva机器人的大规模应用,类Kiva机器人(也称为智能仓储机器人)得到越来越多的关注和追捧。该系统高度自动化,可以大幅度替代人工;同时项目实施速度快,交付周期短;并且系统投资相对固定式自动化系统更低;更重要的是灵活性非常强,易于扩展,非常适用于SKU量大、商品数量多、有多品规订单的场景。目前,类Kiva机器人系统在电商、商超零售、医药、快递等多个行业实现了成功应用。
 
         正是由于该系统的诸多优点,越来越多的企业进入该行业并对产品进行创新。例如,自动跟随机器人(行业内无标准叫法),或者订单到人拣选解决方案,即机器人跟随拣货人员完成拣货,并搬运订单商品;此外还有一种形式,即以机器人替代人进行长距离的行走,拣选人员只在局部区域内行走并完成拣货。除了在拣货方面的创新,国外移动机器人公司Fetch还与以可视化技术及自动控制公司Surgere合作推出了可以自动优化和清点库存的移动机器人。
 
(4)Autostore“货到人”解决方案
         AutoStore系统是由Swisslog针对中小件商品存储拣选而推出的“货到人”解决方案,将货物放到标准的料箱里面,通过料箱堆叠的方式进行存储,可以有效利用仓库上部空间,在很小的空间内实现高密度存储。
 
         AutoStore系统还可以将高流动量的商品分配在离拣选站台更近的区域存储,低流动量的商品分配在远离拣选站台区域进行存储,从而实现拣选效率的最优。商品的属性会随着正常拣选作业的触发频率慢慢地分化出来,从而实现动态存储,提高拣选效率。
 
(5)旋转货架“货到人”解决方案
          旋转货架系统与Miniload系统一样,均是非常成熟的货到人拣选解决方案,适合存储小件商品。随着对旋转货架系统的技术创新,其效率得到了大幅度提高。例如,南京苏宁云仓采用胜斐迩的SCS旋转货架货到人系统,可以实现每个拣选工作站每小时500-600个订单行的拣选效率。此外,旋转货架系统还具备高密度存储功能,可以实现自动存储、自动盘点、自动补货、自动排序缓存等一系列分拣动作。
 
          此外,鲸仓科技也利用回转式货架原理推出了一套兼具密集存储和“货到人”拣选功能的自动货架系统。即驱动货品向拣选面流转,当订单商品到达拣选口时,系统自动识别停止运转的设备,拣货员看到灯光提示即过去拣货。该系统可以实现货品边进边出。值得一提的是,该系统用更加柔性的工作面替代拣选工作台,如此一来可以在订单高峰期为临时增加的工人预留足够多的操作界面。尽管该系统单次拣选效率不高,但是非常适合于大型、SKU 数量多的场景,如电商仓库。
 
 
 鲸仓科技推出的自动货架系统兼具密集存储和“货到人”拣选功能
 
三、选择适用方案是关键
         尹军琪表示,“货到人”系统因其在提高拣货效率和降低劳动强度等方面的突出优势,越来越受到市场青睐,未来将具有更加广阔的发展空间,特别是以拆零拣选为主的电商行业,对拣选效率和准确性要求更高的医药行业,以及有特殊需求的冷链行业等领域将得到大范围应用。在技术方面,“货到人”系统也将朝着自动化、智能化、标准化方向发展,并且将最终由机器人替代现有人工完成拣货作业,实现真正的自动拣选和智能拣选。
 
         但在现阶段,要从以上几种各具特色的主流“货到人”解决方案中找到最适合企业特点,最能满足需求的解决方案却绝非易事。通常来说,企业选择“货到人”解决方案的目的主要有两点:一是提高物流作业效率;二是降低物流作业成本。因此,对“货到人”系统非常了解的苏州牧星智能科技有限公司创始人刘明建议,企业在选择适合的解决方案之前,除了要对自身的业务类型特点及需求有非常明确的认识,还要平衡好效率与成本之间的关系。此外,企业在考虑“货到人”系统时,还需要准确预测未来几年公司的业务量变化情况,但要保证预测的准确性同样非常之难,这也为系统选型带来困难。
 
        此外,他分析认为,未来企业不必自己建设物流系统,可以采用自动化物流系统租赁模式,甚至要求物流地产商将仓库与设备进行整套租赁,随着专业化分工细化,物流系统租赁市场会有更大需求。同时他还建议,随着业务规模的不断扩大,未来建立大型仓库的趋势将更加明显,企业在进行物流自动化设备投资时,需要做好整体规划设计,再分步实施,柔性化的解决方案将有更大市场空间。



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