核心觀點:
全球范圍技術進步將開啟智能物流新時代:智能物流是利用集成智能化技術、智能設備等使物流系統能模仿人的智能,具有思維,感知,學習,推理判斷和自行解決物流中某些問題的能力。在世界范圍內,隨著物聯網、機器視覺、倉儲機器人、無人機等新技術的應用,物流自動化技術正在以較快的速度發生變革。我們認為,物流領域是自動化技術發展最活躍、進步最迅速的板塊之一,并且海外先進技術正在向國內外溢,進一步刺激國內物流自動化率快速提升。近年來,物流自動化主要技術創新包括三大方向:KIVA式“貨到人”揀選,高效分揀抓取和無人貨物配送;
“貨找人”訂單揀選:實現對傳統倉儲作業的顛覆:電商快遞業的迅速發展將帶動“貨到人”智能設備的需求。我們認為如何實現訂單的高效精準揀選和快速響應,是電商倉儲物流發展所面臨的關鍵問題。近兩年來以亞馬遜為主的主流電商快遞龍頭企業紛紛加大對倉儲自動化技術的投入,不斷加大創新,如亞馬遜推出的KIVA機器人,實現貨找人的訂單揀選,國內外一些企業紛紛在KIVA的基礎上陸續推出“貨找人”訂單揀選系統,如海康威視最近推出的阡陌系統,以達到成本的節約和效益的提升;
分揀抓取機器人:實現無人倉儲的重要一步:機器人揀選作業是由機器人來進行品種揀選,如果品種多,形狀各異,機器人需要帶有圖象識別系統和多功能機械手,機器人每到一種物品托盤就可根據圖象識別系統“看到”的物品形狀,采用與之相應的機械手抓取,然后放到搭配托盤上。分揀抓取機器人要進入市場仍需一段時間,一旦這些智能化的分揀機器人應用于電子商務、工廠、物流等行業,將極大地提高倉儲管理的工作效率,壓縮人工成本;
貨物配送:無人機及機器人都將成為可能:無人機送貨可以實現同城物流的加急業務和偏遠地區快遞業務,進一步開辟物流行業的細分市場,使物流網點、終端之間的流轉獲得更高效率,提升企業在配送領域的競爭能力。另一方面,龐大的快遞隊伍以及用工難已經成為眾多快遞企業發展的一大障礙。而無人機送貨,在運營成本大幅降低后,可以實現大量人力的節約。近兩年來,亞馬遜、順豐、京東、淘寶等主流電商快遞企業紛紛開始進行無人機配送的實地測試。機器人送貨,2015年11月,Skype旗下的Starship公司推出了一種專門用來小件貨物配送的“盒子機器人”。“機器人盒子”配置了一系列攝像頭和傳感器,99%都是的自動操作,能夠安全行走在人行道上,會在指定時間從物流中心出發,穿越大街小巷,來到顧客家門口完成快遞任務。經過3000小時的測試之后,2016年3月,該種機器人將首先在紐約實現交付使用,計劃在2017年啟動全面商業運作。
一、新技術新應用 - 開啟智能物流新時代
從全球來看,自動化物流系統的產生和發展是社會生產和科研技術發展的結果,并伴隨著勞動力成本、土地成本的增加等而得到迅速發展。與傳統物流系統相比,新技術新應用大大提升企業經營效益與效率,形成對傳統生產作業模式的一種顛覆:
1)提高生產與配送的效率和準確性。自動化物流系統采用先進的信息管理系統、自動化物料存儲、分揀和搬運設備等,使貨物在倉庫內按需要自動存取與分揀。
2)實現企業信息一體化。物流信息化是企業信息化重要組成部分,物流信息管理系統通過與企業其他管理系統無縫對接,實現信息在企業的各個系統之間自動傳遞與接收,使企業實現信息一體化,避免物流系統成為“信息孤島”,對供產銷全過程進行計劃、控制和物料跟蹤。
3)提高空間利用率,降低土地成本;減少人工需求,降低人工成本。
4)提高物流管理水平。自動化物流系統可以對庫存的入庫、出庫、移庫、盤點等操作進行全面的控制和管理,不但反映了物品進銷存的全過程,而且可對物品進行實時分析與控制,為企業管理者作出正確決策提供依據,平衡企業生產、儲存、銷售各個環節。
未來新技術新應用的普及將帶動物流從自動化走向智能化。智能物流是利用集成智能化技術、智能設備等使物流系統能模仿人的智能,具有思維,感知,學習,推理判斷和自行解決物流中某些問題的能力。智能物流的未來發展將會體現出四個特點:智能化,一體化和層次化,柔性化與社會化。
隨著中國物流應用市場的不斷拓展,包含物流機器人在內的細分市場得到更大的關注。搬運、碼垛、分揀、AGV等均屬于物流機器人行業,它們已經在為工廠的自動化物流倉儲改造貢獻力量。而在世界范圍內,隨著物聯網、機器視覺、倉儲機器人、無人機等新技術的應用,物流自動化技術正在以較快的速度發生變革。
目前來看自動化領域巨頭們紛紛加大在物流自動化的創新,為新的制造和物流應用場景提供解決方案,加入人工智能、數據分析等新的技術提升,主要出現三類創新方向:
1)“貨找人”訂單揀選:隨著物流業的發展,物件的位置、擺放方向、種類、形狀和大小也越來越多樣,通過采用視覺識別技術給機器人 “裝上眼睛”,實現貨架找人的訂單揀選,如亞馬遜的KIVA機器人。
2)分揀抓取機器人。機器人依據訂單完成物品的揀選,這一方向對機器人視覺識別技術要求非常高,目前這一方向也面臨著一些挑戰和機遇,主要體現為是否能為客戶提供達標的識別準確度和精度以及滿意的性價比。
3)無人送貨系統,主要分為無人機和機器人系統,解決物流最后一公里問題。目前亞馬遜、谷歌、京東等紛紛加大在一方向的投入。
二、“貨找人”訂單揀選:對傳統倉儲作業的顛覆
電商快遞業的迅速發展將帶動“貨到人”智能設備的需求:首先,電商配送中心的業務特點為以分揀為主、以存儲為輔,難點在于大規模的高效精準拆零揀選。其次,電商配送中心目前主要采用“人到貨”分區組合揀選的方式,即作業人員穿越倉庫訪問某個區域的相關貨位進行貨物揀選和合單。這種作業方式占地面積大、揀選效率低、人員數量多。
部分電商配送中心也采用了半自動化系統,借助電子標簽、PDA、輸送設備等輔助揀選,使用自動分揀機分撥。半自動化物流設備的使用有助于提高訂單分揀的效率和準確性,但隨著人工成本的不斷上升和倉庫租金的持續增長,配送中心運營成本高的問題并沒有從根本上得到解決。
針對以上問題,業內也有其他嘗試。例如,集中式自動化物流系統,采用堆垛機及輸送設備實現貨物的集中連續處理,這一模式對單一設備的依賴性比較大,適用于以倉儲為主、分揀為輔的倉庫。我們認為如何實現訂單的高效精準揀選和快速響應,是電商倉儲物流發展所面臨的關鍵問題。
近兩年來以亞馬遜為主的主流電商快遞龍頭企業紛紛加大對倉儲自動化技術的投入,不斷加大創新,如亞馬遜推出的KIVA機器人,實現“貨找人”的訂單揀選,是對傳統倉儲“人找貨”揀選方式的顛覆,國內外一些企業紛紛在KIVA的基礎上陸續推出“貨找人”訂單揀選系統,如海康威視最近推出的阡陌系統,以達到成本的節約和效益的提升。
2.1亞馬遜KIVA機器人:實現“貨找人”的訂單揀選
2.1.1 收購Kiva Systems,提升倉儲配送中心自動化率
2012年,亞馬遜以7.75億美元收購了自動化物流提供商Kiva的機器人倉儲業務。Kiva Systems公司整合硬件及軟件,使整個取貨,包裝,運輸產品的過程更加流暢,公司利用自制移動機器人及精密的控制軟件,為零售商提供一套完整系統。
Kiva systems成立于2003年1月, 首席執行官Mick Mountz 曾先后在CIM系統公司、蘋果電腦公司、Webvan公司工作。雖然Webvan公司由于物流自動化搬運系統使用的復雜性及訂單執行系統的高成本性而最終破產,但正是因為在Webvan公司工作,Mick獲得了物料處理和分配的寶貴經驗,從而創立了Kiva Systems公司。
公司成立之初,Kiva Systems就致力于打造一個“貨到人”系統來優化揀選、包裝、配送等流程,并且它能夠根據指令在任何時間內提供任何物品給任何操作人員。在兩位自動化領域專家的協助下,公司正式成立并在20個月內提出了第一套原型方案。公司瞄準千億美元的電商市場,在網絡零售市場快速增長的帶動下,到2009年,在美國成長最快的公司排名中公司位居第六名,并且公司的高增速仍在持續。
目前亞馬遜第八代配貨中心:1.5萬臺Kiva機器人成主角。2012年,亞馬遜以7.75億美元收購了自動化物流提供商Kiva的機器人倉儲業務,這家初創企業專注于如何利用機器人在倉庫里完成網上巨量訂單的分配工作。通過使用KIVA機器人,亞馬遜改變了貨物配貨和包裝的方式,從原來的“人到貨物”變成“貨物到人”,試圖提高倉庫運行速度。亞馬遜目前有1.5萬臺Kiva機器人被部署在全美的10家配貨倉庫,負責管理、分配數量龐大的庫存產品,成為亞馬遜倉庫中最忙的“員工”。
2.1.2 Kiva系統實現“貨到人”揀選,大幅提升倉儲效率
KIVA機器人實現“貨找人、貨架到人”的機器人揀選:Kiva倉管機器人呈方形,頂部中間有一個可以升降的圓盤,可抬起重達750磅(340千克)的貨物。Kiva機器人的“眼睛”位于頂部中央位置,它可以識別出貨架,之后與“眼睛”平齊的黑色平面將會上升,將貨架舉起來并交付給工作人員。Kiva倉管機器人能根據訂單找到合適的產品,將貨物所在的貨架從巨大的倉庫存儲區搬運至員工處理區,大大提高處理效率。之后分檢人員能夠從Kiva搬運過來的貨架中挑選客戶訂單要求的貨物,進行處理分發。
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