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无人仓技术要点、实现形式与市场分析

2019-03-08 09:08 性质:转载 作者: 王继祥 来源: 王继祥
无人仓 是一个包含多个子系统的复杂工程,需要各 参与方密切配合、高效协同,实现物 流系统的有机集成和逐步优化。随着机器人、自动化 设备技术的提升,大数据技术、人工智 能和运筹学相关算法的应用...

无人仓 是一个包含多个子系统的复杂工程,需要各 参与方密切配合、高效协同,实现物 流系统的有机集成和逐步优化。随着机器人、自动化 设备技术的提升,大数据技术、人工智 能和运筹学相关算法的应用,在需求、技术、资本的多方促进下,我国无 人仓技术发展迅速,应用逐步落地,未来市场前景广阔。



春秋时 期的管仲曾提出“积于不涸之仓,藏于不竭之府”,指的是 那个年代老百姓的需求是吃饱,仓库主要功能是存储。到了电 商迅速发展的今天,分拣、流通加工、包装等 更多的仓库功能被挖掘出来,随着机器人、自动化、信息系 统等技术全方位的创新与提升,使仓储 作业变得更流程化、专业化和精细化,各类智 能设备更便捷地投入到各作业环节中,仓库里的人越来越少。


所谓无人仓,不是为了“无人”而不要人,而是上 述需求功能实现后,设备的 作业效率已经大大超越了人所能达到的效率,无法再用人了。也就是说,随着机器人、自动化 设备的技术提升,大数据技术、人工智 能和运筹学相关算法的应用,在需求、技术、资本的多方促进下,我国无 人仓技术提升迅速,应用逐步落地。


一、无人仓核心技术&主要实现形式


1.无人仓 主要构成及核心技术



无人仓 的目标是实现入库、存储、拣选、出库等 仓库作业流程的无人化操作,这就需 要具备自主识别货物、追踪货物流动、自主指 挥设备执行生产任务、无须人工干预等条件;此外还要有一个“智慧大脑”,针对无 数传感器感知的海量数据进行分析,精准预测未来的情况,自主决 策后协调智能设备的运转,根据任 务执行反馈的信息及时调整策略,形成对 作业的闭环控制,即具备智能感知、实时分析、精准预测、自主决策、自动控制、自主学习的特征。


2.无人仓 的构成包括硬件与软件两大部分


硬件:对应存储、搬运、拣选、包装等 环节有各类自动化物流设备,其中,存储设 备典型代表是自动化立体库;搬运典 型设备有输送线、AGV、穿梭车、类kiva机器人、无人叉车等;拣选典 型设备有机械臂、分拣机(不算自动化设备)等;包装典 型设备有自动称重复核机、自动包装机、自动贴标机等。


软件:主要是仓库控制系统WCS和仓库管理系统WMS。


WMS——时刻协调存储、调拨货物、拣选、包装等各个业务环节,根据不 同仓库节点的业务繁忙程度动态调整业务的波次和业务执行顺序,并把需 要做的动作指令发送给WCS,使得整 个仓库高效运行;此外,WMS记录着 货物出入库的所有信息流、数据流,知晓货 物的位置和状态,确保库存准确。



WCS——接收WMS的指令,调度仓 库设备完成业务动作。WCS需要支 持灵活对接仓库各种类型、各种厂家的设备,并能够 计算出最优执行动作,例如计 算机器人最短行驶路径、均衡设备动作流量等,以此来 支持仓库设备的高效运行。WCS的另一 个功能是时刻对现场设备的运行状态进行监控,出现问 题立即报警提示维护人员。


此外,支撑WMS、WCS进行决策,让自动 化设备有条不紊地运转,代替人进行各类操作(行走、抓放货物等),背后依 赖的是智慧大脑,运用人工智能、大数据、运筹学 等相关算法和技术,实现作业流、数据流 和控制流的协同。智慧大 脑既是数据中心,也是监控中心、决策中心和控制中心,从整体 上对全局进行调配和统筹安排,最大化 设备的运行效率,充分发 挥设备的集群效应。


总之,无人仓 是在整合仓库业务、设备选型定制化、软件系 统定制化前提下实现仓库作业无人化的结果。理论上来说,仓库内 的每个业务动作都可以用机器替代人,关键是 要把所有不同业务节点的设备连通,形成一 套完整高效的无人仓解决方案。



3.无人仓 的主要实现形式


无人仓 虽然代表了物流技术发展趋势,但真正 实现仓储作业全流程无人化并不容易,从仓储作业环节来看,当前无人仓的主要实ww现形式如下:


自动化存储:


卸货机 械臂抓取货物投送到输送线,货物自 动输送到机械臂码垛位置,自动码垛后,系统调 度无人叉车送至立体库入口,由堆垛 机储存到立体库中。需要补 货到拣选区域时,系统调 度堆垛机从立体库取出货物,送到出库口,再由无 人叉车搬运货物到拣选区域。


类Kiva机器人拣选:


类Kiva机器人 方案完全减去补货、拣货过 程中员工行走动作,由机器 人搬运货物到指定位置,作业人 员只需要在补货、拣选工 作站根据电子标签灯光显示屏指示完成动作,省人、效率高、出错少。类Kiva机器人方案分“订单到人”和“货到人”两种模式。



输送线自动拣选:


货物在 投箱口自动贴条码标签后,对接输送线投放口,由输送 线调度货物到拣选工作站,可通过 机械臂完全无人化拣选,或者人 工根据电子标签灯光显示屏进行拣货。


自动复核包装分拨:


拣选完 成的订单箱子输送到自动包装台,通过重量+X光射线 等方式进行复核,复核成 功由自动封箱机、自动贴标机进行封箱、贴面单,完成后 输送到分拣机自动分拨到相应道口。


无人仓 主要应用领域及实践


随着各 类自动化物流设备的快速普及应用,机器代 人的成本越来越低,各行各 业对于无人仓的需求越来越强烈。


二、具备如 下几个特征的行业对无人仓需求更加突出:



(1)劳动密 集型且生产波动比较明显的行业,如电商仓储物流,对物流 时效性要求不断提高,受限于 企业用工成本的上升,尤其是 临时用工的难度加大,采用无 人技术能够有效提高作业效率,降低企业整体成本。


(2)劳动强 度比较大或劳动环境恶劣的行业,如港口物流、化工企业,通过引 入无人技术能够有效降低操作风险,提高作业安全性。

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