圖片來源:網(wǎng)絡倉儲物流業(yè)作為服務鏈條上重要的一環(huán),已在探尋持續(xù)向前發(fā)展的新勢能,在“機器換人”的邏輯下,我國倉儲物流機器人經(jīng)過了高速發(fā)展,但賽道競爭激烈,真正的競爭格局尚未定型,這為應用企業(yè)的選型增加了難度。倉儲機器人的推廣應用,付費買單的當然是企業(yè)級客戶,這里所說的選型,是從用戶角度,來談幾點看法。
一、準確認識倉儲機器人
倉儲機器人是實現(xiàn)全流程無人倉管理的重要一份子,也是近年來智慧物流領域的明星,但對于用戶來說,對于倉儲機器人的認知與需求還未十分清晰,為了更好的選型,我們需要對倉儲機器人有準確的認識。
1、AGV與AMV
根據(jù)應用場景的不同,倉儲物流機器人可分為AGV機器人、碼垛機器人、分揀機器人、AMR機器人、RGV穿梭車五大類,以適應不同場景的應用,確保倉儲流程的完成。
就應用來說,移動機器人(AGV/AMR)是倉儲系統(tǒng)中的重中之重,因為傳統(tǒng)撿貨倉一個工人70%的時間其實都在走路上面,只有30%的時間是在做撿貨工作,而應用AGV/AMR代替工人走路,則撿貨的時間可提高到 60% 以上,可見移動機器人(AGV/AMR)的重要性,所以,我們在這里主要談AGV與AMV的區(qū)別與聯(lián)系。我們認為,從技術角度說,AGV與AMR是迭代的關系;但對用戶來說,AGV與AMR卻是互補的關系,是場景互補的關系。AGV(Automated Guided Vehicle),又叫自動導引小車,作為成熟度最高的品類,在倉儲與生產(chǎn)線中高效、準確、靈活地完成物料的搬運任務,并且可由多臺AGV組成柔性的物流搬運系統(tǒng),搬運路線可以隨著生產(chǎn)工藝流程的調整而及時調整,大大提高了生產(chǎn)力和企業(yè)的競爭力。而且,AGV小車要比傳統(tǒng)的叉車需要的巷道寬度要窄得多,從而提高倉儲的利用率。但是,AGV分揀系統(tǒng)是屬于二維碼導航,每增加一臺AGV,都必須對環(huán)境做出重新布置,改造費用前期投入和后期疊加成本使得其回本周期遭受考驗,且有一個瓶頸:AGV小車越多,其處理量反而會下降。自主移動機器人統(tǒng)稱為AMR,從技術上說,倉庫機器人逐步從AGV發(fā)展為AMR(能自主定位、自主導航,自主移動的機器人),AMR是基于AI智能算法,集環(huán)境感知,動態(tài)決策規(guī)劃,行為控制與自主執(zhí)行等多功能于一體的綜合智能機器人系統(tǒng),也就是說技術進步了許多。AMR不需要一個中央控制系統(tǒng)對它發(fā)號施令,而是可以根據(jù)周圍環(huán)境自主決策。因此,AMR機器人具有高度的智能化及強大的環(huán)境適應能力。雖然AGV是更成熟的技術,但AMR具備更“智能化”的特點,避免了安裝導軌、貼二維碼等改造,無需其他定位設施,路徑可靈活多變,適應多種現(xiàn)場環(huán)境。但是當前在倉儲搬運機器人的使用上AGV并不遜于AMR,原因是,從用戶角度看,不同類型的AGV和AMR都有他們適用的場景,只是AMR適用的場景會比AGV更多,而AGV的應用則更成熟穩(wěn)定可靠。
2、G2P與T2P
實現(xiàn)“貨到人”揀選是倉儲體系革命性的進步,由機器人替代作業(yè)人員進行長距離行走,其中又分為兩種:貨架到人(G2P)和貨箱到人(T2P)方案,都是現(xiàn)階段的熱門方案。
貨架到人,就是移動機器人搬運貨架實現(xiàn)“貨到人”揀選,是市場上較為成熟的物流機器人方案,對很多客戶來說,目前的G2P方案已經(jīng)足夠滿足他們的需求。但貨架搬運能耗高一直受到業(yè)界的詬病,“為了喝一口牛奶,把整只奶牛搬過來了”,于是以貨箱或訂單箱為運載單位的“貨到人”或“訂單到人”倉儲機器人解決方案應運而生。貨箱到人機器人技術是傳統(tǒng)貨架到人方案的一種新變體,機器人將單個貨箱而非整個貨架帶到揀選員工面前,關鍵優(yōu)勢在于保持主貨架不動,從而可以將貨架存儲空間擴展至更高,顯著提升倉儲空間利用率。具體地說,箱式倉儲機器人存儲密度更高、改造難度更小、柔性和兼容性更好,能提高80%-130%的立體儲存密度,可以幫助終端用戶節(jié)省倉租,也更符合SKU多元化。對于倉儲來說,存儲能力的提升和出庫效率的高要求通常是相互矛盾的,即高密度的存儲方式可能較難支撐高速的出庫要求,箱式倉儲機器人可以將兩者平衡起來,一方面通過縱向空間的充分利用和箱式存儲的高密度優(yōu)勢,保障了客戶的存儲空間最大化;另一方面能夠支撐貨箱到人的高效的揀選方式,實現(xiàn)快速高效的庫存周轉。2021年以來,市場對箱式倉儲機器人的認知程度不斷提高,海柔創(chuàng)新、極智嘉、國自機器人、海康機器人、快倉智能等多家廠商在原有產(chǎn)品的基礎上進行迭代更新,或者相繼推出新品、優(yōu)化了解決方案。
3、產(chǎn)品力與技術性
產(chǎn)品力,也可以理解為技術優(yōu)勢。當前,倉儲綜合性的門檻越來越高,有些倉儲機器人智能化程度不夠,導致在多場景運行下反應能力不足,功能不全,障礙物識別存在盲區(qū)等等,也就是說,有些設備廠商的能力尚未能達到終端用戶的實際需求。
制造業(yè)的場景更為復雜,有時需要移動機器人實現(xiàn)跨廠區(qū)、跨樓層的搬運;柔性生產(chǎn)的發(fā)展,對移動機器人的柔性也提出了較高的要求,從而對倉儲機器人的技術和服務能力要求更高。所以,倉儲機器人不僅需要硬的品質,更需要軟的功能,其中,指揮調度系統(tǒng)、自主導航系統(tǒng)、自動執(zhí)行能力等越來越重要;更為復雜的倉庫環(huán)境、生產(chǎn)環(huán)境,對倉儲機器人的技術要求更高,對導航技術和系統(tǒng)方面要求更柔性,更智能。倉儲機器人的技術突破是不封頂?shù)模m劍智能最新研發(fā)的超高堆垛機提升高度可超過40m,達到了國際前沿技術水平;倉儲機器人技術需要不斷的進步,比如,目前市場上就提出了采用吸力的倉儲機器人手臂,不僅可取堅硬耐用的物品,而且需要"柔軟的手臂"用于管理精致的商品,如水果和蔬菜。倉儲機器人產(chǎn)品最主要的成本與技術集中于減速器、伺服系統(tǒng)和運動控制器等核心零部件身上,關鍵單元始終是技術突破的難點。關鍵零部件性能、可靠性、使用壽命都是很重要的參數(shù),需要全面提升其質量穩(wěn)定性和批量生產(chǎn)能力。倉儲機器人的拓展方向,大概歸為這么幾個方向。一是更抗干擾的機器人,二是重型倉儲機器人,為了滿足大件重物倉儲的需求,倉儲機器人要變得更強壯,更能負載,這里還要考慮其續(xù)航能力、復雜環(huán)境的應對等問題。
對于倉儲物流來說,倉儲機器人成為銜接各環(huán)節(jié)的關鍵設備,可根據(jù)倉儲品類,排列方式,搬運要求定制屬于自己的個性化倉儲機器人。當然,倉儲機器人的總體呈現(xiàn)向部件更高度集成、組裝使用更加便捷、總體造價更平民化的態(tài)勢發(fā)展。產(chǎn)品力要求倉儲機器人實行行業(yè)規(guī)范性和行業(yè)標準化,但這不是企業(yè)能解決的問題,需要行業(yè)與政府相關部門的努力。
二、選型需要考慮的幾個原則
倉儲機器人使倉儲的工作模式發(fā)生了巨大的變化,提高了效率,降低了運營成本,但當前中國共有約30-50家倉儲物流機器人廠商,大多數(shù)企業(yè)集中在2015-2017年創(chuàng)立,如何從其中找出產(chǎn)品與服務更貼合用戶的實際物流需求的機器人,是一個重要的事情,需要考察等一系列的程序,但下列原則或多或少地可提供參考。
1、實用性
業(yè)界之外的人們理所應當?shù)卣J為智能倉儲應該是全自動、100%無人值守,很多媒體也或多或少地向讀者展示了這種并不全面的新聞,其實,物流倉儲機器人應用,不追求網(wǎng)紅效應,而更重在實用性。
早期會有一些吃螃蟹的用戶開展倉儲機器人項目,并非完全為了實用和效率,然而,今天客戶回歸冷靜和理性,通常都會從試點項目開始進行測試,一旦業(yè)務測試通過,才有可能進行大規(guī)模的復制。土地成本的增加,人工成本的提高,使很多企業(yè)的倉儲面臨著艱難困境,合理利用倉庫空間,增加空間利用率以節(jié)省成本,使人們選擇倉儲機器人動機,特別是箱式倉儲機器人的解決方案提高揀選效率和擴充倉儲密度。制造變智造已初步落地,產(chǎn)業(yè)鏈已經(jīng)逐漸完成了轉型升級,業(yè)內(nèi)對倉儲機器人的認知更準確,更迫切。在產(chǎn)品的整個生產(chǎn)過程中,物料的加工與檢驗環(huán)節(jié)用時較少,大量的時間處于存儲、裝卸、輸送和等待加工的狀態(tài)。移動機器人能夠實現(xiàn)產(chǎn)線之間、產(chǎn)線與線邊倉之間的自主搬運,同時能與MES等系統(tǒng)對接,從而全面提升生產(chǎn)制造的效率。倉儲機器人應用當追求實用性,而非模擬人類的人,為用戶進行專業(yè)的需求分析及評估,逐漸從產(chǎn)品視角切入到用戶的角度,力求提高用戶實用性與體驗度,才是贏得用戶訂單的正途。實用性當然包括穩(wěn)定性和準確率。在電商倉庫里,在連續(xù)的生產(chǎn)作業(yè)線上,用戶對于移動機器人的穩(wěn)定性和準確率要求更高,當前,部分機器人帶載運行穩(wěn)定性差,容易出現(xiàn)無法舉升貨架或行駛軌跡偏移等嚴重問題。因此,在選型中,要參考被選機器人企業(yè)的過往案例,是否經(jīng)過極限考驗,比如2018年快倉機器人在菜鳥無錫倉庫揀選單日峰值達到40萬件,而Geek+也披露出單倉單班次實現(xiàn)10萬單的良好表現(xiàn)。更要注意的是,在一定場景下,缺乏人類思維技能的機器人在速度和/或靈活性方面仍不如人類操作員有效,有限倉儲場景,人工更合適。
總之,倉儲機器人不應“高大上” 而應“快穩(wěn)省”,大規(guī)模落地的倉儲機器人可能并不高大上,但必須實用。無論機器人有什么尖端功能,或背負著什么偉大理想,如果它不能經(jīng)濟高效地做枯燥或危險的工作,就沒有投資人和用戶會為此付錢。
2、針對性
傳統(tǒng)倉儲最酷炫的裝備是叉車和輸送機,叉車雖然解決了較重物料的搬運問題,但是也只能將物料保持在3米高度空間內(nèi)周轉使用,導致倉儲占用大面積的土地,造成人工大量行走和搜索物料的工作,從而使倉庫效率低下,于是,倉儲機器人便有了用武之地,這是客戶選用機器人的初衷。
倉庫的核心功能是儲存,但關鍵功能是吞吐,出入庫效率是一個倉庫價值的關鍵指標,機器人要聚焦場景,要突出工具屬性,從研發(fā)階段就要針對性地考慮倉儲的痛點與難點。不同的行業(yè)、不同的倉庫都有不同的難點,需求也不盡相同,這就意味著很難通過一兩款標準產(chǎn)品直接匹配倉庫。拿AMR來說,不同的行業(yè)場景對AMR的技術要求不同,則催生了不同類型的AMR。提升產(chǎn)品與場景的匹配度,是終端用戶使用機器人的考量要素之一,自主移動機器人(AMR)經(jīng)過100多萬個生產(chǎn)小時和400萬次試驗才交付,但很多細節(jié)考驗會在真正投入使用時才發(fā)生。倉儲機器人的應用行業(yè)正在拓展中,工業(yè)制造已成為倉儲物流機器人的下一個戰(zhàn)場,而制造業(yè)包括31個大類,191個中類,525個小類,其中每一類的制造環(huán)節(jié)及流程又各不相同,因此對倉儲機器人的需求存在差異。不同的制作工序與生產(chǎn)節(jié)奏,導致不同細分領域的解決方案,難以相互遷移,工業(yè)制造根據(jù)產(chǎn)品生產(chǎn)流程的不同,又可分為許多細分領域,每個細分領域需采取不同的解決方案, 行業(yè)應用針對性強,也可以說是定制性高。這一方面,為倉儲物流機器人廠商創(chuàng)造了差異化的市場競爭空間,另一方面,要求工業(yè)制造企業(yè)在選型中要有針對性,針對各自的流程選擇相應的倉儲機器人,找到對自己從事工業(yè)領域持續(xù)深耕的倉儲機器人企業(yè)。各倉儲機器人制造商也在向制造行業(yè)開拓,例如,至2022年,快倉智能已初步完成了從零售領域到市場空間更廣闊的制造業(yè)領域的過渡,產(chǎn)品應用超過50個行業(yè),服務優(yōu)質客戶超過700家。針對性還表現(xiàn)在針對場景上。為了在不同的作業(yè)場景發(fā)揮更高效率,同時進一步降低成本,不同的智能倉儲機器人解決方案開始涌現(xiàn),為了針對更多的業(yè)務場景,機器人的載具正變得越來越多樣。針對性還表現(xiàn)在機器人在大型倉、小型倉應用不同上,對一些大型的中心倉而言,一次性搬運多個物體可能會比較省成本,但對更多的小倉庫而言,會造成了巨大的能源浪費,因此,小倉庫在使用“類 Kiva”的倉儲機器人時,將面臨巨大的成本壓力。從案例看發(fā)展,機器人制造商各有優(yōu)勢,因此,要針對案例中的優(yōu)勢,選擇適應于用戶需求的方案。
倉儲物流集成商,包括中國和外資集成商,具有服務大型國企和跨國外企的經(jīng)驗,能夠完成大型自動化倉庫的建設;而有的機器人制造商,針對新零售的發(fā)展,推出下一級倉庫/門店的倉儲機器人的分揀、揀選方案。針對性,也是差異性,一些進展較快的倉儲物流機器人廠商已經(jīng)走出了自己的差異化競爭道路。
3、銜接性
倉儲機器人應用的擴張,體現(xiàn)在眾多數(shù)量機器人協(xié)同作業(yè);倉儲基礎智能硬件產(chǎn)品越來越與物流系統(tǒng)平臺無縫對接,形成業(yè)務場景,服務場景的對接,提供整體的解決方案,實現(xiàn)了機器人與倉儲物流業(yè)務的融合。
倉儲機器人,要實現(xiàn)其在倉儲中的功能,不是單打獨斗,而是一個系統(tǒng)。智能倉儲機器人須有強大的后臺系統(tǒng)支持,比如極智揀選系統(tǒng)包含極智機器人、極智管理系統(tǒng)、標準揀選工位和充電站;海康威視-大型舉升式倉儲機器人涉及海康威視智能倉儲機器人、機器人調度系統(tǒng)(RCS)和智能倉儲管理系統(tǒng)(iWMS)三大核心模塊。銜接性,既包括多個機器人同時運行時使其井然有序,盡量避免交叉碰撞等狀況,也包括人機協(xié)作,移動機器人可以和人配合完成貨物的分揀,運輸,搬運等多個環(huán)節(jié),有時智能倉的升級旨在改善人機交互能力。PA-AMR就是人機協(xié)作式機器人,與基礎AMR相比,PA-AMR可提供更高柔性的協(xié)作、更復雜的系統(tǒng)交互和集群控制、更直觀的現(xiàn)場信息,包括有關揀貨任務訂單信息的操作員界面等。PA-AMR更適用于倉儲、工業(yè)等訂單海量化、碎片化、個性化的場景,以及人和機器協(xié)作復雜程度較高,如工業(yè)線邊倉等場景,國外Locus Robotics能夠與人協(xié)同工作,在保證分揀精準性的同時,提高倉庫吞吐量。在國內(nèi),人機協(xié)作揀選解決方案也已經(jīng)成熟進入規(guī)模復制階段,采用少量人員與多輛AMR自主移動機器人配合,形成一人揀多車,一車對多人,人車相匯,動態(tài)分區(qū)智能接力揀貨的模式。進一步來說,銜接性,不僅包括機器人和系統(tǒng),也包括以外的銜接部分,如咨詢規(guī)劃、工程實施、服務體系等其他因素,都關系到客戶的綜合體驗。從整個物流閉環(huán)來看,庫內(nèi)功能完善、末端節(jié)點建設、智能設備(如機器人)的應用、信息化和智能化(云倉儲、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng))提升等需要全盤考慮。
國外inVia Robotics提供了一個自動化的交鑰匙系統(tǒng),通過適應現(xiàn)有的工作流程來提高客戶業(yè)務效率,而無需公司重新配置地板或更改貨架,它的機器人與倉庫管理系統(tǒng)(WMS)和企業(yè)資源計劃(ERP)解決方案無縫集成,是銜接性較好的范例。
4、浸潤性
機器人產(chǎn)業(yè)與無人倉儲物流正在通過跨界連結,整合協(xié)同更多利益相關方,無限推動物流經(jīng)濟高質量發(fā)展,客戶作為應用方而浸潤其中,共同推動著倉儲發(fā)展。隨著傳統(tǒng)分工模式,協(xié)作服務模式發(fā)生轉變,終端用戶成為解決方案的參與者與決策者。用戶引入機器人進行任務工作,但落地應用需要與機器人供應商之間不斷協(xié)商,策劃方案,才能進行決策,甚至為了更好適應產(chǎn)鏈輸出,終端企業(yè)用戶成為部分環(huán)節(jié)的生產(chǎn)者。
產(chǎn)業(yè)鏈中的不同角色,結合自身產(chǎn)品架構,建立體系化的服務優(yōu)勢,更好地服務終端企業(yè)用戶。無論是核心零部件制造商、機器人本體制造商、倉儲解決方案集成商,還是其他自動化設備制造商都可以垂直對接終端企業(yè)用戶,并完成相關服務與售后。電商巨頭與制造企業(yè)自身需求復雜,通過投資/合作/自研等方式應用倉儲物流機器人,建設自動化倉庫。工業(yè)制造廠商自身的定制化需求較強,同時,由于具備生產(chǎn)制造能力,能夠根據(jù)自身需求生產(chǎn)和使用相應的倉儲物流機器人。倉儲機器人企業(yè)在商業(yè)模式上也在不斷探索,原先大部分倉儲機器人企業(yè)的業(yè)務模式主要有兩種,一是向集成商提供單機設備產(chǎn)品,二是直接面向終端提供提供產(chǎn)品解決方案。現(xiàn)在,伴隨著倉儲機器人應用的不斷成熟,機器人廠商們也開始探索一些新的業(yè)務模式,例如為企業(yè)運營一個智能化倉庫,由倉儲機器人廠商提供設備、人員和運營服務,幫助企業(yè)管理倉庫和負責發(fā)送到該倉庫的訂單。機器人廠商負責倉庫的日常運營并按照倉庫的發(fā)貨數(shù)量收取一定的服務費用等等。
5、成本性
成本性,即成本的敏感性,也就是投資回報期。相較于倉儲傳統(tǒng)自動化剛性裝備一次性投入較大,部署時間較長,投資成本昂貴,物流機器人解決方案成本的低的、部署是快的,靈活性更強,成為替代剛性自動化的主力軍。
和國外產(chǎn)品相比,由于國內(nèi)機器人企業(yè)較多,價格內(nèi)卷,導致中國倉儲物流機器人更具“性價比”優(yōu)勢,這實際上也是一個大方向,就是國產(chǎn)化問題。我國髙端制造產(chǎn)業(yè)持續(xù)集群化發(fā)展,智能物流設備的國產(chǎn)替代趨勢明顯。面對智慧倉儲自動化升級改造,要遵循一個原則:在解決問題的基礎上盡可能控制成本。有句話叫:最適用的就是最好的,就當前大部分用戶來說,實現(xiàn)完全無人化的倉儲建設成本太高,從投資回報的角度來說是不劃算的,因此,如何通過人到貨、貨到人、訂單到人的有機結合,盡可能提升倉庫效率且控制投資成本,即最大化性價比,是客戶需要考慮的重要因素。傳統(tǒng)的倉儲機器人需要對倉庫進行一系列整體的改造,無法在已存的、傳統(tǒng)的倉庫中直接使用。訂單到人系統(tǒng)不需要對倉庫進行太大的改造,更容易分階段應用,成本在可控之內(nèi)。與電商、快遞等對價格和成本敏感的行業(yè)相比,制造業(yè)對成本回收周期的要求相對較低,因為,機器人替代的是產(chǎn)線工人,而其招工及培訓等難度較大,成本可能更高,所以,在倉儲機器人的選型上,把智能化放在首位。資料顯示,國內(nèi)企業(yè)第一梯隊是:極智嘉(Geek+)、快倉、海康威視三家公司,著眼于優(yōu)化產(chǎn)品服務,提升用戶體驗,關注機器人系統(tǒng)能否真正有效降低客戶運營成本,提高倉儲智能化。
隨著技術和應用的不斷沉淀,移動機器人的售價明顯下降,終端客戶購入成本降低,企業(yè)投資回報周期在縮短。結語:就未來而說,用戶關注的核心在于倉儲機器人存儲能力的進一步提升,出庫效率的最大化以及整體方案的高柔性,這成為倉儲機器人制造廠商追求的目標。
新時代鞋服物流與供應鏈面臨的變革和挑戰(zhàn)03月07日 20:38
點贊:這個雙11,物流大佬一起做了這件事11月22日 21:43
物流管理機構及政策分布概覽12月04日 14:10
盤點:2017中國零售業(yè)十大事件12月12日 13:57
2017年中國零售電商十大熱點事件點評12月28日 09:58