基于kiva机器人的“货(架)到人”的拣选系统成为近年来电商物流热点技术之一。kiva机器人通过扫描地面的条码定位,通过无线通信系统接受指令,将货物所在的货架从仓库搬运至拣选站,拣选人员每小时可挑拣、扫描300件商品,效率是传统“人到货”拣选作业的3倍以上,准确率可以达到99.99%。基于kiva机器人的“货(架)到人”的拣选系统给拣选和包装流程带来了进一步优化的空间。在一些电商物流中心里,kiva机器人把货架直接搬到复核包装工作台,由复核打包作业人员完成拣选、二次分拣以及打包复核三项工作。这样的流程优化,不仅减少了物流中心的人员投入,同时也减少了物流中心的内部物流作业量,提高了电商物流中心作业的综合效率,降低了总的运营成本。
在大型物流中心里,多台kiva机器人与多个拣选台的匹配是影响提高拣选效率的关键因素。目前常用的规划方法有动态规划法、博弈算法、合同网法等,未来基于人工智能的规划方法也会有很好的应用前景。
自动化拣选技术也已经在烟草和医药物流领域有了广泛成功的应用。由于包装比较规范,卷烟和部分医药产品适合在A型架拣选系统、通道式拣选系统等进行自动拣选。中国烟草行业物流技术近年来发展迅速,其中条烟拣选设备已经达到全球领先地位。根据补烟填仓方式和烟仓部件结构形式的不同,自动化条烟拣选设备主要分为立式条烟分拣机、卧式条烟分拣机、通道式条烟分拣机和组合式条烟分拣机。立式条烟分拣机的烟仓直立设置,从烟仓侧面人工补烟填仓;卧式条烟分拣机的烟仓倾斜设置,从烟仓端面补烟填仓,一次可实现多条补货;通道式条烟分拣机的烟仓水平设置,从烟仓端面补烟填仓,一次可实现整件的自动补货;组合式条烟分拣机是由上述三种条烟分拣机按一定方式组合构成的条烟分拣线,以实现对不同品规的条烟的自动化拣选。
而“货到机器人”拣选系统则可以说是相对“货(架)到人”的另一项先进技术。随着工业机器人视觉技术和抓取技术的发展,仓储物流作业中最为复杂的拆零拣选环节逐步成为工业机器人技术应用的下一个重要阵地。“货到机器人”拣选系统通常由输送线或AGV连接自动立体库和拣选机器人系统,在自动输送环节,“货到机器人”和“货到人”系统的实现方式相同,即完成货物从立体库到拣选站的自动化搬运。在拣选环节,“货到机器人”拣选系统采用机器人自动拣选,即通过机器人来识别、抓取货物并放在指定的容器内。与“货到人”拣选系统下的人工拣选方式相比,“货到机器人”拣选系统下的机器人不仅能够长时间重复拣选动作,节省人力,还可以大幅度提高拣选效率,保证准确率。因此,在人力成本越来越高的趋势下,“货到机器人”拣选无疑将成为仓储物流系统的下一个热点。目前“货到机器人”拣选技术还存在一些技术瓶颈,应用案例比较少。多数物流中心里货物的品规数量庞大,商品包装各式各样,大小和重量差异很大,对机器人的夹具技术要求很高。在现有技术水平上,“货到机器人”拣选系统还无法满足对这些不规则商品的拣选需求。不过随着行业研发力量的不断投入,不规则物品的全自动拣选技术瓶颈在不久的将来一定能突破。
移动拣选机器人是自动化拣选的最高层次,是世界仓储物流技术领域的重要技术发展方向。移动拣选机器人配备自主导航系统,采用3D视觉和机器深度学习技术,完成移动拣选机器人的精准定位以及货物的智能识别与抓取,并自主将拣选好的货物运送到指定地点。移动拣选机器人能够替代繁重的人工劳动,实现物流中心“机器人到货”的拣选作业方式,目前其应用范围还非常有限,主要用于规范包装货物的拣选。
四、数字化和网络化
进入工业4.0时代,企业要实现数字化转型,应该从物流数字化入手。物流贯穿企业业务全流程,而作为物流核心环节的仓储物流系统,其数字化是企业数字化建设的重中之重。智能传感器技术、赛博物理系统(CPS)、窄带物联网(NB-IoT)和5G技术正不断应用到仓储物流数字化建设中。以下就该方向的四项主要技术逐一介绍。
1.智能物流按钮(iButton)
智能物流按钮是一种仓储物流系统数字化和网络化的创新技术,可以用在货架、拣选小车及其他物流设备上。例如,按下拣选线上补货的智能物流按钮,可以拉通整个物流和供应链流程:自动立体库启动出库作业,AGV小车将货物自动配送到拣选线,同时仓库管理系统可以把需求变动信息自动发送到供应商的物流系统,从而拉动供应链上游企业的物流和生产。
2.智能物流标签(iLabel)
与传统的RFID标签相比,智能物流标签具有更强的功能,它具有一定的自主决策能力,实现报警和控制物流流程功能。智能物流标签可以广泛用在周转箱、托盘、集装箱等物流容器上。
3.智能周转箱技术(inBin)
通过在周转箱上加装感知与智能控制单元,实现了物流单元的智能化。inBin智能箱既能自主管理箱内的货物,又能向上级系统及时报告智能箱的状态,实现自动要货和补货的功能。基于智能箱的输送系统可采用分散控制技术,使智能箱不再是被动单元,可以反向给输送系统下达命令。在智能箱的指挥下,输送系统可以自动地将箱子送达目的地。
4.物联网技术(IoT)
物联网技术能够满足智能物流网络化的需求,同时也是实现物流全流程数字化的关键。相对于基于WiFi和蓝牙技术的物联网数据准确率较低、耗电量较大,窄带物联网技术是一种专为物联网设计的窄带射频技术,支持低功耗设备在广域网的蜂窝数据连接,也被叫作广域网(LPWA),以室内覆盖、低成本、低功耗为特点。窄带物联网支持海量连接,为仓储物流系统的数字化和网络化创新应用带来勃勃生机。窄带物联网技术支持智能物流单元和智能物流装备之间低层面的相互交流和决策,真正实现了仓库内部密集网状连接,提高仓储物流信息交换效率和准确率。中国在5G技术上处于全球领先位置,5G无线空口技术(RIT)方案基于3GPP新空口(NR)和窄带物联网技术。其中,NR重点满足增强型移动宽带(eMBB)、低时延高可靠(URLLC)两个场景的技术需求,NB-IoT满足大规模机器连接(mMTC)场景的技术需求。中国大力发展的新基建项目将进一步推进窄带物联网建设,为中国企业在物流数字化和网络化建设方面打下良好的基础。
五、透明化和可预测性