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仓储机器人在菜鸟惠阳智慧仓的应用

2017/10/24 10:38:24来源:物流技术与应用作者:

[导读]  菜鸟惠阳仓是我国目前建成的机器人应用规模最大的智慧仓库,所采用的移动机器人技术先进、运行稳定,系统柔性较强。该项目自6月份正式运营以来在较短时间内取得显著成效,为提高天猫物流时效做出重要贡献,成为移动机器人在仓储领域成功应用的典范。本期专题以案例形式对该项目进行了报道,以飨读者。

  菜鸟惠阳仓是我国目前建成的机器人应用规模最大的智慧仓库,所采用的移动机器人技术先进、运行稳定,系统柔性较强。该项目自6月份正式运营以来在较短时间内取得显著成效,为提高天猫物流时效做出重要贡献,成为移动机器人在仓储领域成功应用的典范。本期专题以案例形式对该项目进行了报道,以飨读者。

  近年来,物流机器人公司大量涌现,机器人在物流仓库内的应用越来越广泛。日前,由菜鸟网络携手上海快仓智能科技有限公司(简称“快仓”)、深圳市北领科技物流有限公司(简称“北领”)共同打造的广东惠阳智慧仓正式上线投入使用,一时间引起业界高度关注。该仓库内运行着近百台移动机器人,可谓目前国内机器人应用规模最大的智慧仓库;这些移动机器人技术先进、系统稳定、柔性较强,几乎代表着中国智慧仓库的最高水平,在助力天猫超市高效送达同时的,也为消费者带来极佳的购物体验。

  日前,本刊记者在惠阳智慧仓现场采访了项目经理李希迎,请他就该项目的建设运营情况以及移动机器人的应用特点等做了深入介绍,以为业内同行提供一定的参考。

  项目概况

  当前,随着国内土地、人口红利逐渐消失,电商仓储运营面临成本越来越高的挑战;与此同时,电商之间竞争日益激烈,迫切需要从劳动密集型向自动化、智能化方向转型,以提升核心竞争力;另外,消费者越来越重视购物体验,希望更快收到商品,这要求电商提高物流时效以更好地满足消费者需求。

  在多方因素驱动下,2017年,天猫在全国多地实现“当日达”、“次日达”,这无疑对整个物流环节提出了更高要求。为此,今年3月,菜鸟携手快仓、北领,对菜鸟惠阳仓库(建于去年6月份,建筑面积96000平方米)进行升级改造,引入移动机器人系统打造国内顶级智慧物流仓库,为天猫极速送货保驾护航。在本项目中,快仓是机器人系统提供商,北领主要承担物流中心运营商的角色。

  据介绍,菜鸟之所以选择在广东惠阳建设智慧仓,是因为惠阳的地理位置优越,距离上海、广州、深圳、香港等一线城市较近,能够很好地保障天猫的物流时效,给消费者最快捷的购物体验;另外,菜鸟惠阳仓库自去年建设运营以来,运作质量和运营效率都提升非常快,这为智慧仓的打造奠定了有利基础。

  而本项目之所以选择机器人系统而非其他自动化物流装备,主要在于:一方面,本项目的建设初衷主要是为了减少拣货、上下架、盘点等环节的人力,提升仓库运营效率,提高天猫物流时效。通过移动机器人来实现的“货到人”模式在本项目中更加适用;另一方面,机器人系统更具柔性化,可以根据不同时段订单量的多少随时增减设备数量,在提高运营效率的同时,还可以减少冗余成本。

  经过三个月的系统建设、测试与磨合,惠阳智慧仓一期项目终于在6月5日正式亮相。该仓库面积为数千平方米,商品种类上万个,主要是进口食品、居家商品等。仓库内采用了近百台物流机器人,每个拣选工作站拣选效率达到400件/每小时,是人工作业效率的3倍以上。据悉,项目二期正在建设中,将于9月底正式上线,智慧仓进一步扩容。

  系统构成与衔接

  在惠阳智慧仓里,菜鸟的大宝WMS系统和快仓智能仓储系统分工合作并紧密衔接,实现了订单快速处理。

  1.大宝WMS系统

  大宝WMS系统负责管理收货入库、货物上架、补货下架、补货上架、制单打单、订单分拣、质检包装、交接出库等所有物流环节,不仅对作业结果进行记录、核对,更对作业过程进行指导和规范,以提高仓库管理运作效率和透明度,从而降低成本。

  李希迎介绍,大宝系统有两大特点:一是高度的稳定性。当应对高峰订单流量时,一般的仓储管理系统容易出现卡顿、延迟等问题,对作业流程影响很大。但大宝WMS系统能很好地满足类似“双11”这样的高峰流量需求,保障流程稳定运行;另一个特点就是能够智能地满足各种订单处理需求。大宝WMS系统可以精准匹配订单和预包装商品,针对爆款商品进行智能化的订单合单处理,秒杀单品订单、一单秒杀多品进行合单批量生产,拣选、包装后快速出库。

  2. 快仓智能仓储系统

  快仓智能仓储系统侧重于移动机器人(AGV)的智能调度,以移动机器人实现“货到人”作业方式,以集成众多人工智能算法的软件系统为核心,达到硬件和软件的高度整合。整个系统由近百台移动机器人、可移动货架、工作站等硬件设备组成,通过自主研发的WMS系统进行管控,使用WCS调度系统对各种物流设备进行最合理的调度,快速安全地完成商品上架、拣选、补货、退货、盘点等作业流程。

 

  工作站接收任务指令后,由大宝系统将指令传达给快仓系统,快仓系统再将指令下发给机器人

  大宝系统与快仓系统连接。当智慧仓的工作站接到任务指令后,由大宝系统将指令传达给快仓系统,快仓系统再将指令下发给AGV小车,小车接收指令后将装有相应商品的货架搬运到工作站,员工只需在工作站里根据订单完成上下架、拣选等工作,物流效率大幅提升。

 

  机器人单独或者共同执行任务

  主要工作流程

  惠阳智慧物流仓内主要完成上架、下架、拣货、盘点四个物流环节。

  1.上架

  AGV工作站主要完成补货上架、收货上架、移库上架,主要路径是“库内”—“移位”。该工作由补货上架员完成。

  操作步骤:打开WMS系统上架界面,扫描上架单据,可选择推荐和自主类型进行系统操作;大宝系统完成数据分析推送指令集至关联LPN货柜,货柜依据最优路径运行至工作站,上架员依据系统显示界面指示,扫描条码和件数放至对应货位,按货位标识附近触摸屏按钮完成数据上架动作;货柜对应的货位SKU上架完成后,货柜会自动离开该工作站,下一货柜进驻继续上架操作;货柜组完成上架后系统点击“上架确认”完成,上架单据完成系统操作;收集托盘放至一旁,继续开始另一张上架单,商家收货单据全部完成后打开“入库”—“到货通知”界面,输入查询条件,完成收货。

  2.下架

  该模块下架单来源主要包括补货下架、移库下架、退供下架、加工下架等。如退供下架,当天猫超市上一些商家的商品不打算售卖准备下架时,仓库内的商品也要相应下架。引入移动机器人,通过“货到人”模式,可以大大提升下架效率。

  下架的具体路径是“库内”—“移位”—“下架单管理”。该工作由下架员完成。具体操作步骤:打开系统操作界面,输入查询条件,打印下架指引;下架人员根据系统指引进行下架作业;随后,下架人员需要在PC端或者RF端输入实际下架数量,完成下架。

  3.拣货

  拣选工作站模式为先拣货后分播,采用“货到人”拣货模式,路径是“出库”—“订单处理”。该工作由拣选人员完成。

 

  机器人将货架载到拣货工人面前,省去拣货工人满仓库找货的烦恼

  操作步骤:拣货人员在工作站打开大宝系统界面“出库”—“订单处理”,生成系统虚拟拣选单;AGV系统衍生虚拟AGV拣货单并创建调度指令,货架依据指令由AGV以最短路径送到目标工作站。

  在拣货工作站,打开大宝系统“出库”—“播种”界面,扫描拣选单号、容器号,找出对应货位拿出正确商品并扫描商品条码,通过灯光按钮的指引,放入系统指定的分播箱(容器)内,数码管提示数量;当前货柜内商品完成拣货后,货柜自动出站,下一货柜自动进站,继续循环完成上序动作直至当前拣选单完成作业;分播箱(容器)内商品达到订单预计存放值,点击灯光按钮操作流到下一站,并生成纸质拣选单。

 

  分播工作站

  在分播工作站,扫描分播箱号(容器号)或者拣选单号,并依次扫描箱内商品条码放入拣选车标识的天猫配送箱内,同时系统自动生成装箱清单,将其放入箱内,等容器内商品播种完毕后释放容器号。整张拣选单或者容器号内的商品分播完成,拣货工作结束。

  4.盘点

  盘点是仓库内一个非常重要的环节,通过盘点可以更好地了解库存状况,为采购提供参考数据,有利于物流成本的控制,进而保证整个供应链的通畅。将机器人应用到盘点环节,同样是出于提高工作效率、降低运营成本的考虑。

  在本项目中,盘点单来源主要有盘点计划、 RF随机盘点、上架和拣货差异与下架和质检差异汇总、手工录入等。RF随机盘点和手工录入的盘点单采用三盘确认,其它的盘点单需要初盘、复盘、差异复盘(系统配置);盘点分为明盘(显示数量)和暗盘(不显示数量),采用RF盘点和纸质盘点,根据系统参数设置。

  项目亮点

  1.专业项目实施
 
  快仓作为本项目的解决方案和主要设备供应商,提供的搬运机器人全部是自主研发、生产,混合导航性能强大,有自己的控制系统、决策系统以及软件系统,能够自主地运行。机器人可以实现800小时无故障运营,电力不足时也会自动归巢充电。每一台机器人能顶起的重量可达到500公斤,同时还能灵活旋转,将货架的四面均调配到拣货员的跟前,方便拣货员工作。

 

  而北领是菜鸟网络的战略合作者。目前,北领在华南、华北、华东、华中、西南、西北、东北、中南八大区域的仓储面积已达到70万平方米,拥有超过4000余名服务人员,经验丰富,实力雄厚。

  因此,三方优势互补,可以保证惠阳智慧仓项目做到专业高效。

  2.持续优化升级

  对于仓储管理系统来说,没有最优只有更优。自惠阳智慧仓启动以来,北领针对运营过程中出现的问题,从硬件、软件、服务等多方面不断提出建议,优化流程。据李希迎介绍,他所在团队曾针对系统运营提出过50多条建议,如今已有80%左右得以解决,大大优化了物流运作流程。

  作为机器人系统提供商,快仓也根据本项目中出现的问题,对机器人产品以及快仓智能仓储系统不断优化升级,以更好地与菜鸟的大宝系统无缝对接,保障整个项目的稳定运行。

  3.各方高效协同

  电商企业的前置仓有着共同的痛点:业务流程复杂,客户比较分散,管理难度较大。这意味着仓库要实现系统有序运转,就需要参与各方做到无缝对接,高效协同。在这方面,菜鸟惠阳智慧仓的做法值得借鉴。

  据介绍,5-6月期间,快仓投入了7位软件工程师进行大宝WMS系统接口开发,其中在杭州和惠阳出差近一个月进行系统联调,最终确保6月3日完成现场实施,6月4日完成项目初验,达到交付运营要求,保障项目按时完成,并交付给客户。

  北领方面,在项目正式上线前期,为保障硬件的顺利实施以及系统的有效对接,与菜鸟、快仓多次开会沟通协调,不断地对项目各环节做数据演算,不断地做系统测试并及时反馈,经过两个多月的紧张奋战,最终确保项目顺利上线运行。

  同时,菜鸟网络高级算法团队也对整个项目给予了大力支持和帮助。因为更多的机器人意味着分配任务难度大大增加,要合理地将每个任务分配给对应的机器人,从而实现整体任务完成效率的最优,还要防止机器人之间可能的碰撞,防止部分区域出现机器人拥堵、死锁等,最大程度上保证了仓库内的运作效率。

  实施效果与未来挑战

  惠阳智慧仓正式上线虽然不足两个月,但已取得明显成效。

  一是相比传统人工仓,智慧仓运作效率提升2倍。快仓系统单台工作站拣选效率可达400件/小时,以应对“双11”期间订单。

  二是相比传统货架,空间利用率明显提升。在智慧仓内,一个货架四个面都能存储商品,空间利用率提升12%,仓库储量提升了1倍多。

  三是大大解放了人力,员工流失率降低15%。据调研,在传统仓库内工作的拣货员最多时一天要走六七万步,相当于跑了一个马拉松。而在智能仓库内,移动机器人代替人行走,拣货员只需要在拣货台作业,一天下来步数只在2000步左右。

  四是客户体验大大提升。目前惠阳智慧仓实现了配送时效大幅提升,做到“当日达”、“次日达”、“深圳达” (夜间配送)、“香港达” (出海订单)。据了解,香港市内的配送效率较低,而惠阳智慧仓能够助力香港市民体验到天猫购物当日达的高效。

  成绩值得肯定,挑战更需直视。在李希迎看来,惠阳智慧仓未来的运营工作中仍有很多问题需要面对:系统仍有优化的空间,需要不断升级。

  李希迎表示,随着电商的飞速发展,机器人在电商仓储领域的应用有着巨大的发展空间。未来,在仓储机器人的应用方面,北领将与菜鸟、快仓及其他合作伙伴有着更深入的合作,不局限于“货到人”拣选,将在质检包装、货物输送、交接出库等环节都会应用到机器人,全面提高仓库智能化程度。

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