以智能倉儲機器人應對智慧倉儲行業發展難題

馬榮

摘 要：具備揀選、分揀功能的智能倉儲機器人按其運行的內在邏輯不同，可分為貨架機器人、訂單機器人和SKU機器人。由立鏢機器人首創的SKU機器人，通過設備租賃方式降低經營者應對峰值需求所導致的階段性浪費，通過標準化模塊化設計大幅度縮短交付周期，通過超多格口處理能力填補退貨處理領域無自動化分揀設備的空白，從而有效應對智慧倉儲行業發展的難題。

關鍵詞：貨架機器人;訂單機器人;SKU機器人;立鏢方案

引言

智慧倉儲是物流人的努力方向。受益于煙草、醫藥、電商、汽車、家電、新能源、商超、快消品以及部分制造業輪動發展和投資拉動的影響，智慧倉儲行業在過去10年快速發展，市場規模逐步擴大，預計到2022年將超過1200億元。

不過在智慧倉儲行業，普通的叉車、托盤、貨架、輸送機、分揀機等設備的組合應用能滿足用戶基本需求，因此技術創新需要突破上述框架。有兩個方向可考慮：1）通過技術創新創造低成本核心產品，能夠在某一環節上形成優勢，使得倉儲企業在同等投入水平下有更高的收益;2）物流集成方案能夠科學合理地集成各種低成本產品。

智能倉儲機器人正是在這一背景下獲得突破，并為集成方案規劃設計提供更多可能。智能倉儲機器人門類眾多，定義不一，本文所探討的智能倉儲機器人，限于分揀、揀選機器人。

一、智能倉儲機器人應用比較

放眼全球，無論機器人的外形如何變化、宣傳多豐富，其完成的工作無非是倉庫內貨物的搬運與歸類，通過按訂單、按門店、按SKU、按地址或其他標準進行歸類后進入下一工序。按其揀選的內在邏輯不同，現有智能倉儲機器人中，具備分揀或揀選功能的有三個應用方向：

1.1 貨架機器人。貨架機器人的原創者是KIVA，該公司于2012年被亞馬遜收購。其初衷在于降低人在倉庫內行走的時間，通過機器人將待揀選的商品搬運至人工處理區，由人工按訂單進行分揀和復核，因此也被形象地稱為“貨架到人”。目前智能倉儲機器人企業中，80%以上的企業都能找到幾款貨架機器人。貨架機器人系統，除了對機器人進行各種改進外，對貨架要求較高，且貨架在應用驅動下變形為一個貨架只有1個SKU、一個貨架多個SKU、或者對貨架的設計做調整便于更好地存取等。據了解，相比傳統人工作業方式，該系統能夠大幅度提高人的分揀效率，降低勞動強度。

在實際運營中，貨架到人揀選模式并不理想，業界戲稱該系統是“為了喝杯牛奶，拉來一頭奶牛”，人的勞動強度降低了，但增加了操作環節，坪效和人效沒有大的提升，能耗卻大幅度提高。

1.2 訂單機器人。由于貨架機器人適用的場景有限，且綜合效率不理想，因此有企業研發訂單機器人，也稱“訂單到人”機器人。該系統工作原理為，一個機器人根據上位系統的指令馱單個或幾個訂單到訂單商品所在貨架，人工將該商品投放到訂單框中，隨后機器人將訂單送至打包區進行人工打包處理。按一般理解，只要控制系統成熟，相關配套體系協調到位，訂單到人有一定的應用場景，而且有比較高的效率。費解的是除了早期報道，該類機器人實際上并沒有更多應用案例，不知是基于保密需要，還是因為控制系統不成熟。相信在行業的共同努力下，未來會有更多的應用案例出現。

1.3 SKU機器人。這里SKU是相對概念，核心在于機器人每次出發時是單一任務，或是屬于某個地址的包裹、或是某個訂單或門店的商品、或者是某一SKU。通過控制系統、運行速度和整體任務對流量的要求綜合規劃，并根據上位系統目的指令將商品以最優的路徑送至目的格口。SKU機器人原創者是浙江立鏢機器人有限公司，該公司基于長期的自動控制系統與精密伺服經驗于2016年創立。其工作原理是機器人每次出發完成單一任務，或包裹、或商品，

SKU機器人首先用于快遞包裹分揀，占地面積小、分揀效率高，隨著研發深入和市場需求推動，該機器人不僅工作效率在原有基礎上提升了20%，而且應用場景也得到快速拓展，已經在電商訂單揀選、門店補貨、退貨處理、圖書館、餐飲以及生產物流等領域形成規模化部署，其中在美國部署14個倉庫，在日本部署5個倉庫。

鑒于其獨創性、新穎性、柔性以及高效率等特征，引來大批跟進者，發展出滾筒式、皮帶式、高脖子等各種形態。遺憾的是，跟進者在形式上能做很多翻新，但在效率和運行穩定性上始終無法達到經濟水平，以至于在SKU機器人領域，立鏢機器人出貨量遙遙領先。

得益于資本、政策和企業的共同推動，智能倉儲機器人在過去幾年得到了巨大發展，并有廣泛的嘗試性應用，但行業原創者少，跟隨者眾，能夠稱得上技術根本創新的核心產品屈指可數，以至于大量機器人產品供應商加碼轉型為設備運營商，以完成對資本的業績承諾，而智慧倉儲行業卻面臨更多問題，需要更穩定、更柔性和更高性價比的機器人產品來緩解行業痛點。

二、智能倉儲行業痛點

智能倉儲有諸多難題需要克服，如基礎信息采集困難、各主體信息系統間對接無標準、各行業各環節各場景需求高度差異化、電商的發展導致對物流流程的重構等。智能倉儲機器人作為智慧倉儲的重要組成部分和新的解決方案，既需要解決自身發展的瓶頸，更需要協助智慧倉儲行業客戶其發展過程中的固有難題。

2.1應對峰值需求進行的投資導致設備階段性浪費

物流行業峰值特別明顯，以“618”、“雙11”購物節等為主要特征的電子商務，鞋服換季、零售促銷等等，都會形成高峰需求。峰值的過度夸張以及年均20%左右的業務增長，對相對剛性的智慧物流系統而言是非常大的挑戰。為遷就峰值和增長需求，在集成方案設計時往往需要放較大余量。理想的設計是平時少加班，高峰加人加時能滿足平時2-3倍業務量的處理，這就需要方案設計時按平時的1.3至1.5倍設計，其結果是設備需要2年左右時間才達到滿負荷運行，既增加期初投入，而且由于設備的不可分性，又增加平時的運營成本，拉長投資回收期。

2.2 智能倉儲機器人交付周期不穩定

相比成熟的自動化設備，智能倉儲機器人還屬新鮮事物，涉及到機器人本體內部各驅動之間的集成與協調，控制系統、導航、通訊以及與WMS、WCS等的對接與協同，還有很多需要完善之處，會大大地影響交付周期，尤其是需要定制化的項目，交期更不確定。行業實踐顯示，智能倉儲機器人承諾的交期一般在3-9個月，但實際情況要差很多。福建某分揀機器人項目，約定的項目交付周期2個月，從2018年8月上旬到10月上旬，要求達到的生產效率為1萬件/小時，然而直到2019年的雙十一，項目實際產能仍只有4000多件/小時，無法實際交付。雖然這只是個例，但部分智能倉儲機器人廠家交付困難確實是行業發展之痛。

2.3 退貨大幅上升呼喚新的解決方案

隨著傳統電商發展和直播電商興起，各個領域的退貨率持續飆升，部分行業退貨率已經超過60%，退貨處理水平的高低在一定程度上決定著這些企業的生死。相比物流其他環節，退貨處理更復雜和傳統：具有量大、多SKU和自動化程度低等特點。在量少、SKU不多的情況下，人工分揀還能應付，一旦上量，其揀選復雜程度會幾何級數上升，對于好幾千SKU、上萬件每小時的揀選量，人工模式就是不可能任務，需要新的解決方案來緩解行業之痛。

三、立足行業痛點的立鏢方案

3.1以高峰租賃模式緩解行業過度備份之痛，即初期投入滿足平時作業需要，在高峰期向設備廠家租賃機器人及配套設施，以高效率渡過高峰期。相比流水線邏輯下的剛性設備，智能倉儲機器人具備更大的柔性空間，每個機器人相互獨立，方便移動和臨時增加。廣東某電商倉即采用這種模式，每年“618”和“雙十一”來臨，客戶即向廠家租賃80-100臺機器人，加入到原有場地，大大緩解高峰期用人需求，機器人租賃成本僅相當于臨時增加8個工人。

3.2以標準化、模塊化產品突破行業交付難、交付周期不確定的硬傷。立鏢產品設計立足于使客戶投入最少、見效最快，以能模塊化運行作為核心關注點，目前其產品的各個組成部分都已實現模塊化。

模塊化和穩定的產品極大地縮短機器人交付周期。江蘇某項目，占用倉庫面積1400平米，分揀目的地254個，投入機器人350臺，如此大的項目，傳統設備交付至少需要3個月時間，立鏢產品從產品進場到正式運營，整個交付周期只有10天，當年9月27日進場，10月8號交付撤場，大幅度降低無效資金時間。值得一提的是，該設備當年雙十一分揀量在江蘇省所有自動分揀設備中排名第一。

模塊化設計還有利于遠程交付，在交付領域實現客戶DIY。立鏢機器人廣東某項目，占地面積100平米左右，42個格口，20個機器人。該項目即由客戶按照安裝手冊自行部署，從設備進場到正式運行不超過1周，打破同行6個月不能交付的記錄。

3.3以系統優勢填補退貨處理無自動化設備的行業缺口，滿足客戶按SKU分揀上架需要。立鏢機器人主控系統可同時控制1-1000個機器人且效率不降，可根據客戶分揀需要設置10-2000個格口，對有大量退貨的行業而言是福音，提高效率和準確率，降低勞動強度。立鏢機器人韓國某客戶，每天退貨量7萬件。在此之前，需要6500多平米的處理場地，將近100人才能完成如此復雜的分揀。得益于SKU機器人高效揀選至多格口的能力，為客戶設計了新方案，占地面積僅需要850平米，設置580個格口，以比較低的投入實現退貨處理的智能化，人工需要量只有原來的60%，處理量比原來高一倍，極大地提高效率、分揀準確率和降低勞動強度。

四、結語

智慧倉儲行業經過長期持續的發展，取得了令人稱道的成績，尤其是智能倉儲機器人的出現，為倉儲設備組合增加了新選項和可能。

在具有分揀、揀選功能的智能倉儲機器人這一領域，有貨架機器人、訂單機器人和SKU機器人之分，盡管部分產品不穩定，但都有試用場景。未來，只有更成熟、更穩定、更高性價比、并經過市場持續驗證的產品，才能緩解行業因峰值需求形成的投資浪費、才能有更短的交付周期、才能滿足因退貨大增而形成的新需求。

對于每一個應用智能倉儲機器人的企業來說，不僅需要準確表達自己的所需，更多地了解各類產品的實際應用，還需要擦亮自己的眼睛，找到真正成熟的智能倉儲機器人產品，才能真正解決實際問題，提高人效和坪效。

參考文獻：

[1]新型智能倉儲機器人及其應用[J]，任芳，物流技術與應用，2018年（8），第28-31頁.

[2]百度百科，KIVA機器人https：//baike.baidu.com/item/kiva%E6%9C%BA%E5%99%A8%E4%BA%BA/16343581？fr=aladdin

[3]《智能倉儲的獨角獸邏輯》，https：//baijiahao.baidu.com/s？id=1642340627556812841&wfr=spider&for=pc

[4]物流倉儲自動化發展現狀，https：//www.sohu.com/a/327387984_100048981

[5]中國倉儲物流機器人發展現狀及前景分析，http：//www.cnelc.com/text/1/190319/AD100893618_1.html