智能仓储物流机器人时代的来临

龙源期刊网智能仓储物流机器人时代的来临作者：阮晓东来源：《新经济导刊》2016年第11期随着新型机器人技术的不断涌现，其他物流领域也会出现越来越多的智能机器人应用案例，仓储物流机器人将对物流运作模式和整个物流体系变革产生深远影响。在互联网经济及产业互联网化的趋势下，仓储物流业正迎来空前的发展机遇和全新的模式变化。其中机器人技术的应用程度已经成为决定企业间相互竞争和未来发展的重要衡量因素。目前世界领先的各个物流企业都积极开始企业的升级转型，不断引进自动化系统、追赶机器换人的潮流，以期提高效率，降低成本，增强企业竞争力。目前，机器人技术在物流中的应用主要集中在包装码垛、装卸搬运两个作业环节，随着新型机器人技术的不断涌现，其他物流领域也会出现越来越多的智能机器人应用案例，仓储物流机器人将对物流运作模式和整个物流体系变革产生深远影响。机器人引发仓储物流智能化的变革为了促进技术交流与合作，开创智能物流新生态，推动智能物流技术可持续发展，今年10月14日，2016年京东杯X机器人挑战赛在北京交通大学启动。同时，京东发布了物流机器人研发、应用与开放的战略，希望让智能仓储物流机器人的应用场景更加成熟，并希望通过积极提倡并推动智能仓储物流机器人这一变革，来降低物流运营成本，提升用户体验，全面布局智能物流商业化。京东的智能物流发展战略，可以说，戳痛了目前仓储物流行业发展的痛点。仓储物流产业需要大量的劳动力资源，且大部分工作属于非技术性工作。比如烟草、电商、快递、医药、食品饮料、制造业、服装纺织等行业订单处理、搬运、码垛、分拣等岗位需要很多人力，但是传统的物流模式显然难以应对目前迅速增长的货运量。此外，我国物流成本一直较高，也一直被人诟病。与美国、日本国外发达国家相比，单位GDP中我国的仓储成本占比是其他国家的2-3倍，并且这一差值近些年来呈现逐步扩大的趋势，即便与其它“金砖国家”相比也明显偏高。究其原因，物流产业管理效率底下、管理信息化程度低和管理成本高企也是重要原因。随着电子商务高速发展带来物流业务量大幅攀升，以及土地、人力成本的快速上涨，业内一直在寻找能够节省仓库面积、提高物流效率的智能化物流装备。要把包括运输、仓储、装卸、搬运、包装、流通加工、配送、信息平台等物流资源统一起来，除了智能化的管理设施，还需要有能替代人工的装卸、搬运、包装设备，其中智能仓储机器人就是一个典型代表。龙源期刊网之所以这么说，是因为智能仓储机器人可以承担着搬运、码垛、分拣等工作，这就改变了传统的物流运作模式，其中包括减少从订单到交货的时间。比如智能仓储机器人将会让订单从生产设施到货盘再到包装，从尺寸定价到装卸码头再到集装箱的运输过程更加便利；智能仓储机器人由于工作精确度高，还可以减少工作失误和对逆向物流的需要；机器人可以记录海量数据，并能以精准的精度审查数据寻找错误的能力，这还能减少物流过程中订单信息错误的发生，而所产生逆向物流的需求将会减少。最让人放心的是，智能仓储机器人可以极大程度减少劳动力的使用，比如可以减轻员工所承担的体力劳动，例如长时间行走、装卸和搬运超重产品等等。此外，机器人不需要食物和水，可以全天候工作，并且通过互联网能与其他设备连接，这些对于传统的物流模式都将产生重要影响。无论在发达国家还是发展中国家，在仓储物流领域都面临着“机器换人”的热潮。比如根据Bloomberg的数据，2016年美国的仓储拣货和包装工人接近90万人可以被物流机器人代替；罗兰贝格则称欧元区的15个领先国家有近360万个与仓储物流相关的非技术性工作岗位，按照物流业和汽车业的机器人化现状对比，预计欧洲有近150万个工作岗位有机会被物流机器人所替代。在我国，根据行业测算，医药、乳业、纺织服装、轮胎、汽车等物流自动化改造空间分别为600、100、200、300、120亿，目前仓储机器人愈发成为现代物流的一个重要组成部分，其应用程度将决定相关企业未来发展的核心竞争力。智能仓储物流机器人来势汹汹据悉，仓储物流机器人发展到今天已经有35年左右的历史，其发展过程大致可分为三代（表1）。其中第一代物流机器人还没有“机器人的模样”，它们主要是以传送带及相关机械为主的设备，为机器人原型来实现从人工化向自动化的转变。第二代机器人主要以自动导引车（AGV）为代表的设备，这类导引车装备有电磁或光学等自动导引装置，能够沿规定的导引路径行驶，具有安全保护以及各种搬运功能。它们中的佼佼者是亚马逊Kiva机器人，该类型机器人依托AGV小车技术，实质上仍然需要人工完成拣选货物操作，效率仍有待提升。第三代机器人在第二代基础上，增加了替换人工的机械手、机械臂、视觉系统、智能系统，提供更友好的人机交互界面，并且与现有物流管理系统对接更完善，具有更高的执行效率和准确性。让我们先来了解一下第二代机器人最典型的案例——亚马逊的Kiva机器人。应该说，零售业巨头亚马逊的眼光非常具有前瞻性，2012年亚马逊以6.78亿美元买下自动化物流提供商Kiva的机器人仓储业务后，就积极利用机器人来处理仓库的货物盘点以及配货等工作。目前亚马逊的几十个仓库里，有超过15000个Kiva机器人在辛勤工作。亚马逊因此也被成为全球最高效的仓库。比如亚马逊位于美国马萨诸塞州的物流运营中心有200台该类型机器人，每天可以处理超过1万个订单商品，准确率能达到99.99%。在二代仓储物流机器人中，还包括Swisslog（瑞仕格），这是一家总部位于瑞士的自动化仓库和配送物流解决方案提供商，其背后是工业机器人“四大天王”之一的KUKA（其持有Swisslog的96%以上股份）。与Kiva等货架式存储不同，Swisslog的Click&Pick系统采用的龙源期刊网是一种三维的立方体网格架系统，每个立方体内有一个标准尺寸的箱子装着特定货物，如果装着所需货物的箱子埋在别的箱子下面，机器人会把上面的箱子拿起来堆在旁边，拿到货物后再放好。据Sisslog称，Click&Pick一小时能处理1000张订单，速度是人类作业的4-5倍。在第三代物流机器人中，Fetch和Freight是其中的佼佼者。Fetch和Freight是硅谷机器人公司FetchRobotics生产的仓储机器人，去年这家硅谷公司在2015年6月获得了软银领投的2300万美元融资。Fetch和Freight是一组互相配合使用的机器人，其中的Fetch机器人可以根据订单把货架上的商品拿下来，放到另一个叫Freight的机器人里运回打包。Fetch相当于Kiva的升级版，Fetch机器人具备自动导航功能，可以在货架间移动，识别产品并将其取下货架并运动到Freight里。机器人可以自助规划路线和充电，从而保证整个仓储系统的无缝运行。中国企业争相创新尽管我国智能仓储机器人市场仍处于发展初期，但市场参与者显然都已看到了潜在的机遇，2016年各方企业都在加紧进行产品研发和推广，其中既包括等极智嘉、海康威视、阿里巴巴等企业，也包括新松、机科发展等国内领先企业，还有近年来发展迅速的快仓、远能等新兴企业。其中我国的智能机器人公司Geek+（极智嘉科技）由于专注在仓储物流领域，获得了较高的行业认可。Geek+产品对标的是亚马逊Kiva机器人，由于其可以实现柔性和智能的物流自动化解决方案，应用效果也非常好。据悉，目前应用Geek+机器人系统的仓库总空间达3万平方米（单仓最大6，000㎡左右），正式商用的机器人量超过200台，单仓最大日出货能力超20，000件。Geek+的机器人拣选系统已经成功的在天猫超市、唯品会等多家知名电商仓库实现商用。今年10月11日，仓储机器人创业项目Geek+宣布获得5000万元人民币的A轮融资，投资在五月完成，领投方为前IDG著名投资人章苏阳创建的火山石投资和知名投资机构高榕资本。天猫超市的“曹操”货品分拣机器人则在货品分拣领域成为最重要的智能产品之一。这个机器人是一部可承重50公斤，速度达到2米/秒的智能机器人，造价高达上百万，所用的系统都是由阿里自主研发的。天猫超市华北配送中心位于天津市武清区菜鸟网络物流园区，而华北配送中心的覆盖范围包括京津冀、山东及东北部分城市。为了缓解分拣压力，在配送中心，仓储搬运智能机器人“曹操”承担了重要的任务。曹操”接到订单后，它可以迅速定位出商品在仓库分布的位置，并且规划最优捡货路径，拣完货后会自动把货物送到打包台。目前在“曹操”和小伙伴们的共同努力下，天猫超市在北京地区已经可以实现当日达。此外在今年9月1日，菜鸟网络还发布了一款名叫“小G”的末端配送机器人。小G身高1米左右，能承载约10～20个包裹，在接受指令后，可自动规划最优配送路径，将物品送到指定位置。据悉，小G的能力是基于自主感知、智能识别、运动规划等多项关键技术，采用电动驱动方式。只要通过手机向小G发出服务需求，他便会规划最优配送路径，将物品送到指定位置，用户可通过电子扫描签收。龙源期刊网从其功能来看，小G已经成为全球物流行业最先进的机器人之一。目前，这款机器人正在阿里巴巴位于杭州西溪湿地的总部熟悉环境，届时，数台菜鸟智能配送机器人将协同运作，在数十万平方米的阿里巴巴园区为上万名员工提供智能包裹投递服务。菜鸟小G总设计师陈俊波希望，未来小G能帮助快递员缓解末端配送压力。他同时表示，小G将会不断升级，拥有应变自如能力，拓展更多的功能，引领全球物流配送机器人发展。中国领先的监控产品供应商海康威视自主也研发了智能仓储物流机器人“阡陌”。虽然“阡陌”的个头不大，升举、搬运、旋转1000Kg的货物不在话下，前进、后退、转弯这种动作更是难不倒它。背上1000Kg的货物后，运行速度仍然可以达到1米/秒。“阡陌”还可以满载运行8小时以上，当电量低于一定阈值时，系统就会安排空闲的机器人自己走到充电位进行自主充电，而完全没电到充满只需1.5小时以内。目前经过近一年的调试，“阡陌”智能仓储系统稳定性不断提升。根据厂家在总面积达12万平方米的海康威视安防产业基地内的测试结果，“阡陌”可以满足海康威视日产值近亿元的仓储及内物流需求，有效节约仓储、搬运等岗位人工约70%，节约总人力近3成，有效提升订单处理能力40%。随着仓储物流机器人市场规模日趋扩大，中、重载复合机器人也成为了市场新的需求方向。目前，新松公司物流机器人负载能力能够达到80吨，工业机器人负载能力能够达到500公斤。新松基于在重载领域研发优势，在国内率先推出了采用麦特纳姆轮的重载复合型机器人，其车体负责能力能够达到2吨，机械手负载能力能够达到50公斤。该重载复合机器人已经在控制系统、运动单元、搬运单元全部实现国产化，可以实现全方位灵活运行。重载复合机器人研制成功国内首创，在国际上也是率先推出的，标志着国产机器人水平再上一个新的台阶。未来向中高端发展公开数据显示，2015年中国日均运送包裹数5700万，预计2020年，中国日均运送包裹数将达到1.45亿，这么大的数量利用人工分拣、运输和包装对于任何一家公司都是非常具有挑战性的。因此智能化的物流模式是解决中国物流复杂问题的终极方案。此背景下，实现大数据驱动的创新性社会化物流协同平台，充分利用仓储物流机器人赋能全行业、赋能整个生态系统是实现智能物流发展的先决条件。根据统计，如果应用仓储物流机器人，在保证同等储存能力的条件下，可至少节约70%以上的土地和80%以上的劳动力。目前具备搬运、码垛、分拣等功能的仓储物流机器人成为物流行业当中的一大热点并不奇怪，但在未来要满足中国物流业从劳动密集型向技术密集型转变，由传统模式向现代化、智能化升级，伴随而来的必然是各种先进技术和装备的应用，所以在未来需要中国的仓储物流机器人企业在最大程度提升仓储管理的准确性，以及识别、分拣、进出货的处理速度，降低存货周转率，适应电商、生鲜配送等现代快速物流的需求。之所以提高适应电商、生鲜配送等现代快速物流的需求，是因为冷库物流仓储机器人对多数生鲜电商解决龙源期刊网