“貨到人”揀選方案及其創新發展

本刊記者 任 芳/文

“貨到人”揀選方案及其創新發展

本刊記者 任 芳/文

現階段，具有較高的揀選效率和存儲效率，同時又能大幅減少人工、降低勞動強度的“貨到人”揀選系統正成為行業主流，越來越多地應用于以拆零揀選作業。本文介紹了幾種主流“貨到人”揀選方案的特點及能力，以期為用戶提供更加全面的參考。對于物流中心而言，無論從作業成本、人力耗費還是時間占用角度來看，揀選作業歷來都是重中之重。特別是隨著電子商務的迅猛發展以及消費習慣和消費模式的改變，拆零揀選作業量越來越大，要求也越來越高。揀貨作業的速度與準確性往往決定著訂單履行效率與客戶服務質量，因此如何加快揀貨速度越來越受到企業的關注。為了應對多品種、小批量、多批次的海量訂單揀選挑戰，以及越來越明顯的人力成本壓力，采用自動化物流系統成為大勢所趨。

華章多層穿梭車系統

盡管電商巨頭正在朝著機器人全自動揀選努力，但是要真正實現規模化商業應用，還需突破技術瓶頸以及成本較高等制約因素。因此，現階段具有較高的揀選效率和存儲效率，同時又能大幅減少人工、降低勞動強度的“貨到人”揀選系統正成為行業主流，越來越多地應用于以拆零揀選作業為主的電商、醫藥、服裝、日化等行業。

表1：幾種主流的“貨到人”揀選方案

大福在2016 CeMAT Asia上展示的DUOSYS系統備受關注

快倉智能機器人系統在菜鳥網絡惠陽倉內大規模應用

一、“貨到人”系統及其優勢

所謂“貨到人”揀選系統，簡單來說就是在物流中心的揀選作業過程中，由自動化物流系統將貨物搬運至固定站點以供揀選，即，貨動，人不動。

“貨到人”系統大幅度減少了揀選作業人員的行走距離，不僅實現了高于“人到貨”模式數倍的揀選效率，大幅度降低了勞動強度，同時在存儲密度、節省人力等方面擁有突出優勢。因此，“貨到人”系統已經成為物流配送中心非常重要的揀選方式。

據北京伍強科技有限公司董事長尹軍琪介紹，一般“貨到人”系統主要由儲存系統、輸送系統、揀選工作站三大部分組成。儲存系統是基礎，其自動化水平決定了整個“貨到人”系統的存取能力，隨著拆零揀選作業越來越多，貨物存儲單元也由過去的以托盤為主轉向紙箱/料箱；輸送系統負責將貨物自動送到揀貨員面前，它需要與快速存取能力相匹配，簡化輸送系統、降低成本是目前的研究重點；揀選工作站完成按訂單揀貨，其設計非常重要，揀貨人員借助電子標簽、RF、稱重、掃描等一系列技術，提高揀貨速度與準確率。

二、主流的“貨到人”揀選方案

（1） Miniload“貨到人”解決方案

Miniload輕型堆垛機系統，與托盤式立體倉庫ASRS結構相似，但存儲貨物單元為料箱/紙箱，因此也被稱為料箱式立體倉庫。該系統早在上世紀八九十年代便已推出并在歐洲得到廣泛應用，目前技術相對成熟。由于堆垛機的貨叉和載貨臺形式多達數十種，Miniload系統具有廣泛的適應性，是最重要的“貨到人”拆零揀選解決方案之一。目前，國內外多家物流裝備企業均可提供Miniload系統，堆垛機運行速度普遍能達到300m/min，部分產品能達到360m/min及以上。

在技術創新方面，Robot Miniload智能快存系統是一個典型代表。2016年“雙11”期間，Robot Mini-load系統憑借其高效率、低成本、易于維護等特點受到業內普遍關注。該系統由德馬與菜鳥網絡聯合打造，包括機器人料箱暫存系統、3D自動識別揀選機器人、智能分揀機器人，并配備德馬最新一代高模組化輸送系統。整個系統在無人操作環境下自行完成整箱入庫、緩存、取貨出庫、拆零揀選、貨物分揀、輸送出庫的整個作業流程。

此外，大福在2008年東京國際物流綜合展上首次推出的DUOSYS系統也是非常具有創新性的箱式超高速自動倉庫系統。該系統的最大特點是將立體庫設計成上下兩層結構，在單巷道中同時設置2 X 2臺堆垛機，運用先進的同步協調控制技術，使4臺堆垛機可以獨立作業、互不干涉；其效率非常高，出入庫處理能力達到2200箱/小時，適用于多品種、小批量、多批次的應用場景。

（2）穿梭車“貨到人”解決方案

穿梭車系統以能耗低、效率高、作業靈活等突出優勢成為“貨到人”拆零揀選的最佳方式，近兩年得到快速發展和大范圍應用。

德馬與菜鳥網絡聯合打造的Robot Mini-load智能快存系統

鯨倉科技推出的自動貨架系統兼具密集存儲和“貨到人”揀選功能

據尹軍琪介紹，穿梭車系統根據作業對象的不同主要分為托盤式穿梭車系統和箱式穿梭車系統，前者主要用于密集存儲，后者則用于“貨到人”揀選。箱式穿梭車系統包括收貨系統，貨架及軌道、穿梭車、提升機等組成的儲存與搬運系統，揀選與包裝工作站和輸送系統等發貨系統，主要有以下幾種形式。

多層穿梭車系統

隨著多層穿梭車系統技術的不斷成熟，拆零揀選作業需求的增加和作業難度的加大，近兩年多層穿梭車系統得到了大量的應用，是高速存儲揀選解決方案的典型代表。多層穿梭車系統作業效率非常高，揀貨效率是傳統作業方式的5～8倍，一般可以達到1000次/小時以上，同時還可以大量節省人力成本。因此，多層穿梭車非常適用于電商等拆零揀選需求巨大的行業。

四向穿梭車系統

凱樂士四向穿梭車系統

Swisslog針對中小件商品揀選推出的AutoStore系統

隨著物流中心業務類型的多樣化、復雜化，四向穿梭車作為新的自動化存儲技術逐漸走進人們的視野。從某種意義上說，四向穿梭車系統是多層穿梭車系統的升級，可以多向行駛，跨巷道高效、靈活地作業，并且可以充分利用空間。同時，還可以按照作業流量來配置小車數量，減少設備能力的浪費，穿梭車與提升機的配合也更加靈活、柔性。近兩年，越來越多的四向穿梭車項目得到成功應用。

四向穿梭車系統也正不斷被創新，如凱樂士推出的A-Frame揀選型四向穿梭車系統，其原理如同摘果式揀選系統，一臺A-Frame穿梭車相當于一個揀貨工人，在一個作業循環內可以完成一個訂單的多個訂單行的揀選，而且運行速度更快，達到5m/s；同時借助精確定位技術，節省了找貨位的時間；揀選動作也更快捷。

由于四向穿梭車系統的能力可以線性調節，因此其適合的行業范圍非常廣，如圖書館等流量較低、出貨效率要求較高的行業；電商等高流量、高存儲量行業；以及制造業線邊物流等。

子母穿梭車系統

子母穿梭車系統，由穿梭子車、穿梭母車、行走軌道、巷道貨架、垂直提升機、輸送系統、自動控制系統、倉儲控制系統及倉儲管理軟件等組成，其原理為穿梭母車在貨架主巷道內行駛，完成x方向的運動，到達特定支巷道時釋放穿梭子車并繼續在x方向運動，穿梭子車完成y方向的運動，從而節約揀選時間，加快作業速度，使用方便靈活，效率高。子母穿梭車系統為全自動密集式倉儲，對倉庫空間的要求較低，可以實現非連續樓層、多區域布局的全自動化存儲。需要指出的是，這種“貨到人”系統主要用于存儲及整箱出貨揀選。

（3）類Kiva機器人“貨到人”解決方案

從市場熱度來看，隨著亞馬遜Kiva機器人的大規模應用，類Kiva機器人（也稱為智能倉儲機器人）得到越來越多的關注和追捧。該系統高度自動化，可以大幅度替代人工；同時項目實施速度快，交付周期短；并且系統投資相對固定式自動化系統更低；更重要的是靈活性非常強，易于擴展，非常適用于SKU量大、商品數量多、有多品規訂單的場景。目前，類Kiva機器人系統在電商、商超零售、醫藥、快遞等多個行業實現了成功應用。

正是由于該系統的諸多優點，越來越多的企業進入該行業并對產品進行創新。例如，自動跟隨機器人（行業內無標準叫法），或者訂單到人揀選解決方案，即機器人跟隨揀貨人員完成揀貨，并搬運訂單商品；此外還有一種形式，即以機器人替代人進行長距離的行走，揀選人員只在局部區域內行走并完成揀貨。除了在揀貨方面的創新，國外移動機器人公司Fetch還與以可視化技術及自動控制公司Surgere合作推出了可以自動優化和清點庫存的移動機器人。

（4）Autostore“貨到人”解決方案

AutoStore系統是由Swisslog針對中小件商品存儲揀選而推出的“貨到人”解決方案，將貨物放到標準的料箱里面，通過料箱堆疊的方式進行存儲，可以有效利用倉庫上部空間，在很小的空間內實現高密度存儲。

AutoStore系統還可以將高流動量的商品分配在離揀選站臺更近的區域存儲，低流動量的商品分配在遠離揀選站臺區域進行存儲，從而實現揀選效率的最優。商品的屬性會隨著正常揀選作業的觸發頻率慢慢地分化出來，從而實現動態存儲，提高揀選效率。

（5）旋轉貨架“貨到人”解決方案

旋轉貨架系統與Miniload系統一樣，均是非常成熟的貨到人揀選解決方案，適合存儲小件商品。隨著對旋轉貨架系統的技術創新，其效率得到了大幅度提高。例如，南京蘇寧云倉采用勝斐邇的SCS旋轉貨架貨到人系統，可以實現每個揀選工作站每小時500-600個訂單行的揀選效率。此外，旋轉貨架系統還具備高密度存儲功能，可以實現自動存儲、自動盤點、自動補貨、自動排序緩存等一系列分揀動作。

“貨到人”系統將朝著自動化、智能化、標準化方向發展，并且將最終由機器人替代現有人工完成揀貨作業，實現真正的自動揀選和智能揀選。

此外，鯨倉科技也利用回轉式貨架原理推出了一套兼具密集存儲和“貨到人”揀選功能的自動貨架系統。即驅動貨品向揀選面流轉，當訂單商品到達揀選口時，系統自動識別停止運轉的設備，揀貨員看到燈光提示即過去揀貨。該系統可以實現貨品邊進邊出。值得一提的是，該系統用更加柔性的工作面替代揀選工作臺，如此一來可以在訂單高峰期為臨時增加的工人預留足夠多的操作界面。盡管該系統單次揀選效率不高，但是非常適合于大型、SKU 數量多的場景，如電商倉庫。

鯨倉科技推出的自動貨架系統兼具密集存儲和“貨到人”揀選功能

三、選擇適用方案是關鍵

尹軍琪表示，“貨到人”系統因其在提高揀貨效率和降低勞動強度等方面的突出優勢，越來越受到市場青睞，未來將具有更加廣闊的發展空間，特別是以拆零揀選為主的電商行業，對揀選效率和準確性要求更高的醫藥行業，以及有特殊需求的冷鏈行業等領域將得到大范圍應用。在技術方面，“貨到人”系統也將朝著自動化、智能化、標準化方向發展，并且將最終由機器人替代現有人工完成揀貨作業，實現真正的自動揀選和智能揀選。

但在現階段，要從以上幾種各具特色的主流“貨到人”解決方案中找到最適合企業特點，最能滿足需求的解決方案卻絕非易事。通常來說，企業選擇“貨到人”解決方案的目的主要有兩點：一是提高物流作業效率；二是降低物流作業成本。因此，對“貨到人”系統非常了解的蘇州牧星智能科技有限公司創始人劉明建議，企業在選擇適合的解決方案之前，除了要對自身的業務類型特點及需求有非常明確的認識，還要平衡好效率與成本之間的關系。此外，企業在考慮“貨到人”系統時，還需要準確預測未來幾年公司的業務量變化情況，但要保證預測的準確性同樣非常之難，這也為系統選型帶來困難。

此外，他分析認為，未來企業不必自己建設物流系統，可以采用自動化物流系統租賃模式，甚至要求物流地產商將倉庫與設備進行整套租賃，隨著專業化分工細化，物流系統租賃市場會有更大需求。同時他還建議，隨著業務規模的不斷擴大，未來建立大型倉庫的趨勢將更加明顯，企業在進行物流自動化設備投資時，需要做好整體規劃設計，再分步實施，柔性化的解決方案將有更大市場空間。