拆零揀選技術創新與發展

拆零揀選是倉儲作業中最復雜、最耗時、占用人力最多的環節，直接決定著物流中心的運營成本和效率。在各行業拆零揀選量越來越大的情況下，拆零揀選技術越來越受到重視。從紙單揀選、亮燈系統、RF揀選等“人到貨”技術，到類Kiva機器人等“貨到人”系統的應用，再到機器人自動揀選系統，多種拆零揀選技術正在不同的場景發揮作用，并迎來持續創新發展。

眾所周知，揀選是整個倉儲作業的核心環節，揀選效率的高低直接決定了整個物流配送中心的運營成本和效率，甚至影響到整個供應鏈的服務能力和服務水平。其中，拆零揀選尤其是重中之重—作業成本最高、人力耗費最大、時間占用最多。電子商務的快速發展，零售模式的創新，以及企業經營模式（如線上線下融合的全渠道模式）的變革，海量碎片化、個性化的訂單，更是顯著提高了拆零揀選作業的占比，物流配送中心拆零揀選作業占比普遍從原來的10%～20%提高為50%左右，部分甚至超過90%。同時，響應時效的加快進一步加大了本就復雜的拆零揀選作業難度。正因為此，拆零揀選技術備受關注，為了提高效率、降低成本、保證準確性，拆零揀選技術也在上述變化過程中不斷創新發展。

豐富的拆零揀選技術

拆零揀選（broken case picking）是物流中心的核心業務形態之一，其概念相對于整箱（件）揀選而言，即當物流中心的訂單數量不滿足整箱包裝（或整箱倍數）時，而進行拆箱揀選并重新包裝（或與訂單其他拆零商品組箱）的全過程。因此，拆零揀選技術并不僅僅指揀選這一個動作，還要考慮上架、補貨、搬運輸送、包裝等一系列復雜流程。

針對Kiva 空間利用率不高，搬運貨架效率低等問題，海柔開發出可自動存取料箱的機器人系統

靈動科技第四代V—AMR機器人

正是因為拆零揀選的重要性和復雜性，催生出了豐富的拆零揀選解決方案，其構成通常包括存儲、輸送、揀選以及訂單處理系統幾部分，技術創新的目的是為了解放揀貨人員的雙手、減少行走距離，提高作業效率和準確率，降低作業成本。

從拆零技術的發展歷程來看，根據自動化程度的高低，或者依賴于“人”的程度，主要可以分為人工揀選和全自動揀選。其中，人工揀選又以人的行走距離或作業方式不同分為“人到貨”拆零揀選、“貨到人”拆零揀選。

1.“人到貨”拆零揀選

這一種人動、貨不動的揀選方式。“人到貨”揀選技術豐富且由來已久，主要包括紙單（揀貨單）揀選、RF/PDA揀選、電子燈光揀選（PTL，pick to light）、語音揀選以及增強現實（AR）智能眼鏡揀選等。據伍強科技董事長尹軍琪介紹，這些技術各有千秋—如紙單揀選成本最低；PDA有效解決了揀選準確性問題和信息流與物流等同步，實現賬實對應；電子燈光揀選速度快，效率最高；語音揀選可以解放雙手等。同時，每種揀選技術均有多種變形且有不同的應用場景，如可佩戴的RF、適用于冷庫的RF、一對多電子標簽等。

2.“貨到人”拆零揀選

與“人到貨”揀選相對應，即貨動，人不動。有關數據顯示，倉庫作業人員揀貨所需時間中，行走時間和尋找儲位的時間占比約75%。“貨到人”技術通過將人的行走距離降低最低而顯著降低了作業強度，提高了揀選效率；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”技術已經成為物流中心非常重要的揀選方式。目前，主流的“貨到人”技術包括Miniload輕型堆垛機系統、穿梭車系統、類Kiva機器人系統、Autostore系統、旋轉貨架系統等。

據尹軍琪介紹，早在2002年前后，歐洲和日本便已經有基于多層穿梭車的“貨到人”應用案例。2010年前后，“貨到人”拆零揀選開始嶄露頭角。得益于電商的高速發展，大量資本進入物流領域，以Kiva為代表的“貨到人”拆零揀選系統開創了一個新的時代，并在2015年后得到迅猛發展。目前，“貨到人”技術已經普遍應用于電商、圖書、醫藥、服裝、工業制造等領域。

3.全自動拆零揀選

全自動拆零揀選技術完全脫離了人的束縛，較早的代表性技術是以A字架為基本原理的自動拆零揀選技術，但因為其應用范圍受到限制，所以只在有限的場合得到應用，目前主要在煙草、醫藥、化妝品等領域有較為成熟的應用。此外，還有用機器人代替人的“貨到機器人”全自動拆零揀選技術。

主要拆零揀選技術創新與發展

“人到貨”拆零揀選技術是目前倉庫與物流中心應用最廣泛的揀選技術，既可以單獨使用，也可與其他“貨到人”技術相結合應用（如電子燈光揀選技術配合Kiva系統應用等），近年來在技術成熟度上有所提升，但整體而言技術進步較慢。

據行業專家介紹，語音揀選作為一種成熟的揀選方式在國外應用廣泛，但國內應用相對較少。有觀點認為，這種技術對于出貨量小、訂單深度小、每個SKU只出一件或者一個中型包裝的服裝企業整體適用性較高。與語音揀選一樣可以“解放雙手”的增強現實智能眼鏡揀選，是近幾年隨著增強現實技術的發展在國外投入應用的一種較新的揀選方式，增強現實眼鏡具有導航功能，同時可以自動掃描貨位與商品條形碼，只需要揀選員語音確認揀選數量即可，所有作業信息全部投影在眼鏡上。但由于技術成熟度等原因，目前應用該揀選技術的企業有限。

“貨到人“技術近幾年得到市場的廣泛關注，其中尤以靈活性高、柔性好，能夠適應訂單的彈性需求的類Kiva技術和在空間利用率和揀選效率方面更具優勢的穿梭車技術最為突出。

1.類Kiva拆零揀選技術創新及發展

尹軍琪分析稱，在資本市場的追捧下，類Kiva技術成為當前國內發展最迅速的物流拆零揀選技術，大量的新興公司相繼誕生，各種應用被開發出來。

如針對Kiva空間利用率不高，搬運貨架效率低的問題，海柔率先開發出可自動存取料箱（貨箱）的機器人系統庫寶HAIPICK，由庫寶機器人、多功能操作臺、智能充電樁、貨物存儲裝置以及智慧管理平臺HAIQ組成，可助力倉庫進行自動化管理，實現智能搬運、揀選、分揀等。

目前，行業內眾多類Kiva機器人企業均推出了料箱機器人產品及系統解決方案。在今年的工博會上，極智嘉便全新發布了一款雙伸位貨箱機器人，在兼顧揀選效率的同時將提高存儲能力。為了滿足部分客戶對拆零揀選效率極高的需求，極智嘉推出了“揀選+分揀”的方案，尤其適合揀選面積大或訂單重合度高的場景。針對越庫的場景，對于品類大小適宜的標準品類，可通過分揀機器人實現快速準確地分揀，一改人工邊揀邊分效率低、差錯率高的狀況；針對非標品類，可通過“訂單到人”的方式來解決人工使用叉車進行商品播種遇到的瓶頸。同時，針對客戶在有限的空間里有整托存取和拆零揀選的需求，可通過“貨到人”拆零揀選產品與四向穿棱車的“上存下揀”方案來實現。據介紹，該方案已經得到商超行業的認可，且很快將落地實施。

除了應用的拓展外，從目前的發展態勢看，基于Kiva的進一步研發方向將聚焦于導航技術等方面，如將自動駕駛技術引入Kiva之中，使其具備更靈活廣闊的應用場景。今年8月，靈動科技發布第四代V-AMR（Vision Autonomous Mobile Robot，視覺自主移動機器）系列產品，其拆零揀選解決方案可支持邊揀邊分、先揀后分、整單揀選等多種不同模式。其他類Kiva機器人企業也在紛紛推出AMR新品，AMR技術如何幫助“貨到人”技術提高拆零揀選效率，值得進一步關注。

2.穿梭車拆零揀選技術創新及發展

除了類Kiva機器人以外，穿梭車系統在拆零揀選環節的應用也備受重視，穿梭車也是最近幾年各類物流設備展會中的明星產品之一，足見其市場熱度。據尹軍琪介紹，不僅穿梭車的充電方式發生了重大改變，其它方面也在不斷快速迭代，如換層多層穿梭車解決了穿梭車靈活性問題；四向穿梭車的研發成功，則將穿梭車的靈活性提升到一個新的高度；此外，可在地面行走的穿梭車，則將AGV技術與穿梭車技術融為一體。總的來看，穿梭車在拆零揀選領域的前景不可限量。

在2020工博會上，瑞仕格首次展示小件商品拆零揀選自學習型機器人ItemPiQ

華章多穿系統應用于線邊庫

江蘇華章物流科技股份有限公司資深物流專家華聚良博士表示，多層穿梭車技術可以為拆零揀選提供非常高的吞吐能力，盡管其存儲密度不及托盤穿穿梭車系統和Miniload系統，單憑借速度和效率優勢，的確是最佳的“貨到人”拆零揀選作業方式。。近幾年，多穿系統正向更高密度、更高效率、更特殊場合應用（如冷庫、懸掛版多穿等）三大需求轉變。華章開發了密度最大為15深位的立庫，單巷道超過2000箱/小時的超高速立庫，最低適應-30°C的多穿立庫以及適應懸掛物品的懸掛版多穿系統。在CeMAT Asia 2019展會現場，華章就展示了一套懸掛分揀系統，該技術主要針對于服裝行業以及小件商品的拆零揀選。華聚良強調，懸掛分揀技術是一種嶄新的拆零揀選技術理念。懸掛分揀技術還可以與機器人揀選技術相結合，實現全自動拆零揀選。

在應用擴展方面，穿梭車也有突破。據尹軍琪介紹，最典型的應用是線邊庫和發貨暫存區的應用。線邊庫采用穿梭車可以大幅度提高線邊庫的靈活性；而發貨暫存區的應用，可以大幅度減少集貨區的面積，實現發貨的有序可控，更為驚喜的是，它在一定場合下可以取代分揀系統的功能。

3.機器人拆零揀選技術

幾年前，“貨到機器人”開始進入大眾視野，但由于機器人夾具（端拾器）的限制（如難以兼顧所有貨物的抓取）等，行業內只有針對部分商品的小范圍應用。2018年來，隨著機器人、3D自動識別和無人化技術的快速發展，機器人自動揀選被提上議程。設備商不斷在夾具的適應性方面進行嘗試，特別是3D識別技術的突破，消除了貨物不規則和位置不確定等帶來的各種限制。

在日前結束的工博會上，瑞仕格便首次展示了號稱目前行業最先進的小件商品拆零揀選自學習型機器人ItemPiQ。據介紹，ItemPiQ集庫卡機器人技術和瑞仕格物流經驗于一身，應用智能視覺識別系統和多功能夾具，結合軟件算法，可以自動確定新產品的抓取點，選擇不同的吸取方式并結合機械抓取方法，使其具備高度靈活性，可以保障高峰期大量訂單履約的精準揀選，能以高達1000件/小時的速度全天候運行，幫助企業應對季節性訂單高峰。

盡管越來越多的全自動拆零揀選技術開始出現，但要進入實用階段，除了3D識別技術和夾具技術外，還有很多難關需要突破，如揀選效率、揀選準確性和可靠性、系統成本等。

拆零揀選技術未來發展方向

近年來，拆零揀選在各行業物流配送中心的比重越來越高，拆零比例最高的B2C電商，其快速增長的態勢和海量的包裹數在全世界絕無僅有；B2B行業的業務量也在不斷增長，并且訂單越來越小，越來越趨于零散，典型的如實施兩票制之后的醫藥行業，向線上發力的零售連鎖行業等。拆零揀選量越來越大，也意味著拆零技術愈發受到重視。

“毋庸置疑，未來的物流系統中，拆零揀選會變得越來越重要。”尹軍琪肯定到。由于“貨到人”技術已日臻成熟，會成為今后十年的最關鍵發展方向，并將向著速度更快、更加柔性化發展。人機交互技術將會是“貨到人”技術中，未來很長一段時間關注的焦點。而與之相應的升級技術——“貨到機器人”揀選技術，現在已經初現端倪，隨著機械臂及機器視覺的發展和成本的逐步下降，必將迎來廣泛的應用，成為下一個技術熱點，拆零揀選進入全自動化時代變得指日可待。

總的來看，如何在更快的速度、更高的效率、更低的成本之間尋求平衡，是物流永遠追求的目標，當拆零成為影響物流速度的主要瓶頸環節之后，對拆零技術的研究將成為重中之重。當設備自動化和無人化問題解決以后，各種以“算法”為基礎的軟件，將會發揮更大的作用，傳統的技術也將因此而顯示出強大的生命力。