機器人智能物流解決方案的應用

為了更好地服務客戶，盛世云倉決定改變人工揀選模式，引入機器人智能物流解決方案，與Geek+合作部署智能機器人倉庫，通過機器人搬運指定貨架到揀選工作站完成“貨到人”揀選，有效提高倉儲作業效率。

湖北盛世云倉供給鏈治理有限公司（以下簡稱“盛世云倉”）作為3PL，為多家大型電商平臺提供倉儲物流服務。2017年8月，由Geek+部署實施的位于武漢的盛世云倉“貨到人”倉庫正式投入運營。該項目從系統部署到投入運營僅耗時55天，創造了“貨到人”系統建設的很快紀錄。

盛世云倉所處的電商行業倉儲物流面臨兩大主要挑戰，一是訂單處理難度大，二是訂單響應時效高。在此基礎上又細分為多個難點，包括：以分為主，以存為輔，訂單履行效率要求越來越高；海量SKU，存儲深度淺且有波動；海量訂單，但訂單行少且深度淺；訂單量存在波動，促銷季達到峰值；出入庫流量大，要求作業效率高、差錯率低。因此，大電商倉配規模高效精準拆零揀選成為倉儲作業的重點與難點。

為了更好地服務客戶，盛世云倉決定改變人工揀選模式，引入機器人智能物流解決方案，與北京極智嘉科技有限公司Geek+合作部署智能機器人倉庫，通過機器人搬運指定貨架到揀選工作站完成“貨到人”揀選，有效提高倉儲作業效率。

此次部署的整套機器人系統主要由四部分組成：極智機器人、極智治理系統、標準揀選工位和機器人充電站。此外，還有與系統相匹配的機器人貨架。

1、極智機器人

該項目使用的Geek+研發生產的P500機器人，自重130kg，很大舉升重量500kg，運行速度平均1.5m/s，使用二維碼導航視覺導航方式，紅外避障方式，并可選配激光雷達和超聲避障。機器人采用鋰離子電池38.5Ah，可自動充電并實現24小時無間斷運行。

2、極智治理系統

極智治理系統是整個機器人系統的大腦，負責調度機器人根據指令完成工作。系統架構主要分為機器人調度平臺、智能倉儲治理系統以及算法仿真平臺，包含多個系統層級和功能模塊，根據客戶系統傳送的訂單自動分配機器人搬運貨架。

極智治理系統包含多種精密邏輯算法，例如，機器人貨架可根據商品熱銷程度來進行合理排布，機器人路徑規劃及規避擁堵，以保證機器人選擇很優路徑，提高作業效率。

3、標準揀選工位

揀選工位可完成上架、揀選、盤點等多種功能，每個工位只需要配備1人，大幅節省人力。

4、機器人充電站

Geek+機器人采用“淺充淺放”模式，充電5分鐘可持續工作1小時，以滿足很大數量機器人同時工作的需求。機器人會根據自身的剩余電量自動安排充電時間，無需人工干預。

此次部署的盛世云倉倉庫總面積超過3000平方米，以泛生活類目平價商品為北京儲存倉庫主，日均活躍SKU有5500個。整個倉庫共1185組貨架，30810個儲位，50臺機器人，7個揀選工位，3個上架工位。整倉使用“貨到人”智能揀選系統，通過移動機器人搬運貨架實現“貨到人”揀選，揀選人員只需根據顯示屏和播種墻電子標簽的提示，從指定貨位取出相應數量的商品放入訂單箱即可，揀選效率可達到600件/h，上架效率達到800件/h。

1、貨架改良

盛世云倉倉庫原來采用的輕型隔板貨架，高度為1.8m。在部署“貨到人”倉庫后，貨架統一更換為機器人貨架，高度提升至2.2m，存儲能力比普通隔板貨架高約35%以上，大大提升了倉庫的存儲容量。整個倉庫沒有揀貨員行走，無需設立過多主通道，而且貨架擺放密度高，使得倉庫面積利用率大大提升。另外，“分散存儲+隨機存儲”的方式將同一種商品分散到不同貨架的不同貨位，令同一個貨架上的SKU組合盡可能多，可大大提升庫位利用率。

2、退供貨流程優化

電商將商品存入盛世云倉倉庫，通過各自平臺進行優惠特賣，銷售周期為7～14天。特賣期結束后，如有剩余庫存，盛世云倉倉庫則進行退供流程，將存貨原路退給相應的供給商。

“貨到人”系統可通過優化上架策略，將同一品牌商品上至同一貨架或貨位，并根據商品銷售熱度合理安排貨架排布。在特賣期結束后，可直接按品牌將商品退回至供給商，大大節省時間和成本。

3、軟件算法策略完善

機器人由后臺治理系統調度來完成揀貨任務，因此完善的系統架構和算法就顯得尤為重要。Geek+后臺治理系統分為5大主要功能模塊。

軟件系統的架構主要包括：

①機器人調度平臺：可與客戶WMS/MES對接，根據客戶業務特點靈活拓展各種揀選、搬運和分揀的解決方案。

②智能倉庫治理模塊：可獨立作為WMS幫助客戶治理庫存、訂單，并實現各種優化策略。

③算法仿真平臺：驗證各種算法效率及對業務場景的適配性，確保系統效率很優。

在系統算法層面采用四種優化策略：a.關聯挖掘+聚類分析；b.熱度分析+動態調整；c.波次優化+任務均衡；d.很優路徑+交通治理。根據門店訂單波次以及業務特性，可以動態調整貨位位置，根據不同SKU的熱銷度來安排貨架位置，以很大程度優化機器人搬運距離。

4、業務流程可根據實際作業情況靈活調整

機器人系統具有高度的靈活性，可根據不同作業的業務點切換為不同流程；工位模塊可在上架、揀貨、盤點中切換；流程可切換為日常流程和促銷流程；貨架的尺寸和形式也可以根據業務特性進行調整。

1、“貨到人”系統的優勢

①揀選高效

以拆零揀選為例，“貨到人”揀選系統每小時可以大約完成800～1000訂單行，是傳統拆零揀選（包括紙單揀選、RF揀選）的8～15倍。這對于大型電子商務物流配送中心動輒數百人的揀選隊伍來說，無疑具有巨大的優勢。

高效的另一個指標是正確性。配合電子標簽、RF終端、稱重系統等輔助揀選系統，“貨到人”揀選系統具有非常高的正確性。傳統揀選系統的正確率一般徘徊在99.5%～99.9%，而“貨到人”揀選系統的誤差可控制在萬分之五以內。由此，可以從根本上去掉復核環節，進一步減少作業人員。

②存儲高效

“貨到人”揀選系統的存儲密度大大提高。以拆零揀選為例，傳統的揀選方式作業空間很多維持在2米以內，即使采用閣樓貨架系統，其空間利用率也非常有限，大致在25%以下，有的系統空間利用率甚至在15%以下。而“貨到人”系統采用立體存儲方式，空間利用率可以達到45%以上；假如采用密集存儲技術，空間利用率更是可以達到60%以上，是傳統方式的4～5倍?？紤]到大型物流配送中心的作業面積可達5萬平方米以上，空間利用率的大幅度提升，其經濟效益將非常顯著。

③降低勞動強度

“貨到人”揀選的另一重要優勢是大幅度降低作業人員的勞動強度，是物流系統“以人為本”設計理念的具體體現。

傳統的“人到貨”拆零揀選作業，由于作業場地很大，完成一個班次的作業往往需要揀貨員走很長的路程，員工苦不堪言。而“貨到人”拆零揀選作業幾乎沒有行走路程，其揀選工位充分考慮人體的舒適度，有的對平臺高度可以做到隨意調節，以適應不同身高作業人員的需求，使勞動強度大大降低。

此外，“貨到人”揀選系統還具有安全存儲、快速存儲等諸多優勢，是傳統揀選系統所不可比擬的。

2、項目效果

物流追求的目標是快捷和正確，而企業關注的卻是利潤和成本，物流技術的發展無不圍繞這些目標和需求推進?！柏浀饺恕奔夹g的發展，正是體現了這一根本需求，從而具有很強的實用性。

Geek+在此次項目部署過程中充分了解客戶原有作業模式的痛點，即人工揀貨行走距離長。因此從海量SKU中選擇適合的品類放入機器人區，減少人工區揀貨范圍，提高整體出庫效率。

在盛世云倉實際倉儲環境中，相比傳統人工作業方式，機器人系統在上架、理貨、訂單揀選的環節中都大幅度提升了作業效率。在上架/理貨環節，機器人系統通過“貨到人”方式將作業效率提高至人工的1.5倍；在訂單揀選環節，將效率提高至人工揀貨的2～3倍。

3、未來發展

“貨到人”揀選系統具有十分明顯的優勢，以前限于自動化實現的難度大和成本高而難以推廣。隨著人工成本的不斷攀升，以及實現自動化作業的難度和成本的逐漸降低，“貨到人”揀選技術有了全面應用的現實基礎。

此次Geek+與盛世云倉聯手打造的電商倉配3PL的機器人倉庫，無論是從雙方的配合度、系統部署實施的時效以及系統上線后運營所帶來的效率提升等方面來看，都標志著“貨到人”系統在電商倉配場景的應用已日臻成熟。未來，隨著電商行業的不斷發展，客戶對于訂單時效的要求提升將促使倉儲物流作業不斷提高效率。在新零售的大趨勢下，電商行業面臨轉型期，物流倉儲的效率也成為新時代企業競爭力的重要體現之一，倉儲機器人系統和電商倉配將會有更加緊密的合作以及更廣泛的應用。