Geek+的無(wú)人倉(cāng)WMS構(gòu)建邏輯

時(shí)間：2023-03-14 20:14:01 | 來(lái)源：電子商務(wù)

時(shí)間：2023-03-14 20:14:01 來(lái)源：電子商務(wù)

WMS系統(tǒng)是決定無(wú)人倉(cāng)作業(yè)效率的關(guān)鍵因素之一。由于現(xiàn)階段的無(wú)人倉(cāng)是人與機(jī)器人協(xié)同作業(yè)，這就意味著，新的WMS系統(tǒng)不僅要實(shí)現(xiàn)對(duì)人員和流程的管理，同時(shí)還要管理大量的機(jī)器人以及數(shù)據(jù)，更多的維度和需求對(duì)無(wú)人倉(cāng)環(huán)境下的WMS系統(tǒng)也提出了更高的要求。

Geek+機(jī)器人家族

　　隨著各種類(lèi)型不同程度無(wú)人倉(cāng)項(xiàng)目的逐步落地，具備移動(dòng)搬運(yùn)、分揀、揀選、存取等不同功能的機(jī)器人得到了越來(lái)越多的應(yīng)用。機(jī)器人系統(tǒng)成為無(wú)人倉(cāng)的重要實(shí)現(xiàn)形式和組成部分。Geek+作為中國(guó)機(jī)器人領(lǐng)域的領(lǐng)軍者，也是無(wú)人化、智能化物流科技的探索者和先行者，不僅為各行業(yè)客戶(hù)提供柔性、靈活、高效、準(zhǔn)確的機(jī)器人智能物流解決方案，助力倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)無(wú)人化;他們還在全國(guó)重點(diǎn)城市打造機(jī)器人自營(yíng)倉(cāng)，實(shí)踐最先進(jìn)的機(jī)器人物流方案，加速無(wú)人倉(cāng)的落地。

　　在以機(jī)器人為主角的無(wú)人倉(cāng)環(huán)境下，WMS(倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng))作為無(wú)人倉(cāng)的“大腦”具有哪些特點(diǎn)，面臨哪些挑戰(zhàn)和變化?在本專(zhuān)題中，北京極智嘉科技有限公司聯(lián)合創(chuàng)始人、產(chǎn)品副總裁劉凱憑借對(duì)物流機(jī)器人軟硬件的深入了解和豐富項(xiàng)目經(jīng)驗(yàn)，對(duì)此進(jìn)行了詳細(xì)的分享。

他表示，無(wú)人倉(cāng)WMS系統(tǒng)的功能更加復(fù)雜，既要管理人，又要管理機(jī)器人，同時(shí)還要管理流程和數(shù)據(jù)。WMS的能力與機(jī)器人系統(tǒng)甚至整個(gè)無(wú)人倉(cāng)的運(yùn)營(yíng)效率息息相關(guān)。

　　記者：首先請(qǐng)問(wèn)您是如何理解“無(wú)人倉(cāng)”的?機(jī)器人無(wú)人倉(cāng)具有哪些特點(diǎn)?

　　劉凱：我認(rèn)為從目前行業(yè)發(fā)展和實(shí)踐來(lái)看，“無(wú)人倉(cāng)”還處在概念階段，難以做到完全無(wú)人化。這一點(diǎn)通過(guò)對(duì)比工廠(chǎng)自動(dòng)化和物流自動(dòng)化的發(fā)展歷程便不難發(fā)現(xiàn)，工廠(chǎng)自動(dòng)化要早于物流自動(dòng)化很多年，但迄今為止盡管很多工廠(chǎng)已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)的高度自動(dòng)化，但是真正的無(wú)人工廠(chǎng)卻不曾見(jiàn);相應(yīng)地，現(xiàn)階段的“無(wú)人倉(cāng)”旨在減少用人數(shù)量，提高設(shè)備效率，優(yōu)化作業(yè)流程，同時(shí)針對(duì)必須由人工操作的崗位，提高人員的作業(yè)效率;并且，無(wú)人倉(cāng)比無(wú)人工廠(chǎng)對(duì)成本的要求更高，設(shè)備的使用率也是無(wú)人倉(cāng)非常重要的考量因素。因此，綜合行業(yè)本身的發(fā)展以及客戶(hù)需求來(lái)看，真正的無(wú)人倉(cāng)還尚待時(shí)日。

日本 ACCA 項(xiàng)目機(jī)器人倉(cāng)

　　從無(wú)人化的實(shí)現(xiàn)路徑來(lái)看，工廠(chǎng)自動(dòng)化是通過(guò)大量機(jī)械臂的投用實(shí)現(xiàn)的，機(jī)械臂是標(biāo)準(zhǔn)化的機(jī)器人，可以由多臺(tái)標(biāo)準(zhǔn)機(jī)械臂組成一條生產(chǎn)線(xiàn)來(lái)實(shí)現(xiàn)規(guī)?；a(chǎn)。但是在物流場(chǎng)景中，我們通過(guò)將原本AGV使用較為零散的場(chǎng)景標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化，使更多的機(jī)器人實(shí)現(xiàn)集群工作，從而形成生產(chǎn)力。無(wú)人倉(cāng)與人工倉(cāng)庫(kù)在功能上并無(wú)二致，都包含貨物入庫(kù)、上架、庫(kù)內(nèi)管理、訂單揀選、復(fù)核包裝、打包、搬運(yùn)等作業(yè)流程，無(wú)人倉(cāng)就是通過(guò)在每個(gè)流程里使用自動(dòng)化設(shè)備替代人工。物流無(wú)人化應(yīng)該分階段實(shí)現(xiàn)，目前主要聚焦在最耗費(fèi)人力的揀選環(huán)節(jié)，通過(guò)柔性自動(dòng)化的機(jī)器人系統(tǒng)大約節(jié)省2/3的人工。

　　總的來(lái)看，機(jī)器人無(wú)人倉(cāng)具備四大特點(diǎn)，即模塊化、標(biāo)準(zhǔn)化、柔性化，以及低成本、高效率，其中，柔性化是無(wú)人倉(cāng)最重要的特點(diǎn)之一。傳統(tǒng)自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)一旦規(guī)劃建設(shè)完成，就很難突破設(shè)計(jì)產(chǎn)能;但是機(jī)器人倉(cāng)庫(kù)可以通過(guò)增加機(jī)器人數(shù)量，增加臨時(shí)工位，來(lái)擴(kuò)大產(chǎn)能;而標(biāo)準(zhǔn)化、模塊化則意味著機(jī)器人無(wú)人倉(cāng)可以快速地批量復(fù)制，這些都是傳統(tǒng)自動(dòng)化倉(cāng)庫(kù)所不具備的優(yōu)勢(shì)。

　　記者：請(qǐng)介紹下Geek+目前有哪些典型的無(wú)人倉(cāng)項(xiàng)目?

　　劉凱：Geek+作為國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的機(jī)器人公司，我們也在積極幫助客戶(hù)布局無(wú)人倉(cāng)或者機(jī)器人倉(cāng)，目前我們的客戶(hù)覆蓋電商、制造、郵政快遞、快消、零售、3PL等十多個(gè)行業(yè);同時(shí)在北京、杭州、昆山、成都、廣州、上海、南京、武漢等打造了自營(yíng)倉(cāng)，一方面為客戶(hù)提供多樣化的物流服務(wù)，另一方面為機(jī)器人的加速迭代提供更加豐富的場(chǎng)景。

中國(guó)郵政武漢處理中心內(nèi) Geek+ 機(jī)器人正在分揀

　昆山機(jī)器人倉(cāng)

　　正是因?yàn)閾碛写罅康捻?xiàng)目和豐富的應(yīng)用場(chǎng)景作為支撐，目前，Geek+的機(jī)器人產(chǎn)品已經(jīng)迭代至第五代，WMS系統(tǒng)升級(jí)至第三代，從而更好地助力了客戶(hù)提高作業(yè)效率，同時(shí)降低運(yùn)營(yíng)成本。從Geek+完成的上百個(gè)機(jī)器人項(xiàng)目來(lái)看，均取得了不錯(cuò)的應(yīng)用效果。在獲得客戶(hù)認(rèn)可的同時(shí)，我們也始終處于資本的關(guān)注之下，2018年11月21日，Geek+ B輪融資全部完成交割，融資總額高達(dá)1.5億美元, 成為全球物流機(jī)器人領(lǐng)域B輪融資額最高的公司，這說(shuō)明業(yè)界對(duì)物流無(wú)人化技術(shù)的市場(chǎng)前景看好。

　　記者：請(qǐng)結(jié)合案例說(shuō)明WMS系統(tǒng)對(duì)于無(wú)人倉(cāng)而言具有何重要性?

　　劉凱：在我看來(lái)，無(wú)人倉(cāng)實(shí)際上就是“流程+算法+設(shè)備”。目前機(jī)器人技術(shù)，以及各類(lèi)導(dǎo)航技術(shù)相對(duì)比較成熟，算法毫無(wú)疑問(wèn)是無(wú)人倉(cāng)的核心;這也意味著，WMS系統(tǒng)是決定整個(gè)無(wú)人倉(cāng)作業(yè)效率的關(guān)鍵。

　　以剛過(guò)去不久的2018“雙11”來(lái)說(shuō)，在訂單量呈5~10倍增長(zhǎng)的巨大壓力下，如果沒(méi)有強(qiáng)大系統(tǒng)的支撐，是不可能高效完成訂單處理作業(yè)的。WMS系統(tǒng)可以通過(guò)算法把更多的訂單組合在一起，實(shí)現(xiàn)批量揀選，使平時(shí)300件/時(shí)/工位的出貨效率上升到1000～2000件/時(shí)/工位;同時(shí)還可以通過(guò)預(yù)測(cè)數(shù)據(jù)預(yù)先做好商品揀選、出庫(kù)等;基于此，2018“雙11”期間，在采用了機(jī)器人系統(tǒng)的Geek+自營(yíng)倉(cāng)里，單個(gè)倉(cāng)庫(kù)訂單處理峰值能力達(dá)到2萬(wàn)單/小時(shí)，訂單導(dǎo)入速度達(dá)到10萬(wàn)單/小時(shí)，平均揀選效率達(dá)到1000件/時(shí)/工位，WMS系統(tǒng)從接收訂單到貨物發(fā)運(yùn)平均只需要30分鐘。

云集機(jī)器人倉(cāng)內(nèi) Geek+ 機(jī)器人正在高效作業(yè)

　　記者：無(wú)人倉(cāng)的WMS系統(tǒng)與傳統(tǒng)WMS系統(tǒng)相比有何不同?應(yīng)該如何構(gòu)建無(wú)人倉(cāng)環(huán)境下的WMS系統(tǒng)?

　　劉凱：由于現(xiàn)階段的無(wú)人倉(cāng)是人與機(jī)器人協(xié)同作業(yè)，這就意味著，新的WMS系統(tǒng)不僅要具備傳統(tǒng)WMS系統(tǒng)的功能，實(shí)現(xiàn)對(duì)人員和流程的管理，同時(shí)還要管理大量的機(jī)器人，以及數(shù)據(jù)。其中對(duì)機(jī)器人的管理主要包括機(jī)器人調(diào)度以及機(jī)器人效率分析，對(duì)人的管理則體現(xiàn)在更加關(guān)注人工效率，如工位貢獻(xiàn)率，機(jī)器人作業(yè)節(jié)奏能否滿(mǎn)足工位操作效率需求等;對(duì)數(shù)據(jù)的管理主要是指通過(guò)分析倉(cāng)庫(kù)運(yùn)行數(shù)據(jù)，找到效率及算法的瓶頸所在，從而反向改進(jìn)、優(yōu)化機(jī)器人系統(tǒng)算法，提升效率，并不斷分析、驗(yàn)證、優(yōu)化提升，形成優(yōu)化閉環(huán)。此外，隨著無(wú)人倉(cāng)的規(guī)模越來(lái)越大，WMS也會(huì)管理更多的物流設(shè)備實(shí)現(xiàn)高效集成，例如多個(gè)分區(qū)揀選情況下的產(chǎn)能匹配優(yōu)化，前后作業(yè)流程節(jié)奏的控制等。

WMS系統(tǒng)通過(guò)數(shù)據(jù)分析，盡可能地減少操作人員，減少設(shè)備，用更少的設(shè)備替換更多的人工，這也是最優(yōu)化的邏輯，具體包括多種算法;如，在規(guī)劃層，做好倉(cāng)庫(kù)布局規(guī)劃，使機(jī)器人的路徑最優(yōu);在調(diào)度層，通過(guò)對(duì)機(jī)器人路徑的預(yù)估和合理調(diào)度減少交通擁堵，從而提高機(jī)器人執(zhí)行每一條路徑的效率，降低機(jī)器人的使用數(shù)量;調(diào)度層之上則是訂單的處理，通過(guò)數(shù)據(jù)分析訂單結(jié)構(gòu)，把多個(gè)訂單結(jié)合在一起使得機(jī)器人搬運(yùn)路徑最短;以及將多個(gè)類(lèi)型的商品存儲(chǔ)在同一個(gè)貨架， 即盡可能從一個(gè)貨架中揀出更多的訂單商品，這也能夠降低貨架搬運(yùn)次數(shù)，減少機(jī)器人的使用數(shù)量。

WMS系統(tǒng)是多種邏輯的疊加和需求的滿(mǎn)足。首先，分析客戶(hù)場(chǎng)景的需求，如以整箱揀選還是拆零揀選為主，或者整箱與拆零混合揀選。其次，驅(qū)動(dòng)算法進(jìn)行相應(yīng)地配置;例如根據(jù)訂單結(jié)構(gòu)中整箱存儲(chǔ)于拆零存儲(chǔ)區(qū)所占的比例，推薦不同的上架策略。第三，訂單揀選，根據(jù)不同的場(chǎng)景得到不同的命中算法;如訂單需求量是100件(一箱的容量)，那么系統(tǒng)會(huì)優(yōu)先命中整箱出貨。

　　盡管人工作業(yè)也涉及算法，但是機(jī)器人無(wú)人倉(cāng)中的算法更多、更復(fù)雜，并且靈活性更強(qiáng)。除以上算法之外還有一些通用的算法，比如人、庫(kù)存、機(jī)器人、貨架等設(shè)備均被視為資源池，如何通過(guò)算法以最少的資源(指人的揀貨動(dòng)作最少，機(jī)器人搬運(yùn)貨架的次數(shù)最少，同時(shí)機(jī)器人搬運(yùn)的距離最短)去匹配訂單池中所有的訂單，即三個(gè)節(jié)點(diǎn)組成一個(gè)最優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)的過(guò)程。可見(jiàn)，由于WMS既要管理人員，還要管理設(shè)備和流程，整個(gè)系統(tǒng)資源分配的難度會(huì)更大，如每個(gè)分區(qū)機(jī)器人的數(shù)量分配，訂單比例分配，以及二者的關(guān)系等等，均需要算法策略來(lái)優(yōu)化。無(wú)疑，更多的維度和需求對(duì)無(wú)人倉(cāng)環(huán)境下的WMS系統(tǒng)也提出了更高的要求。

　　記者：您如何看待未來(lái)市場(chǎng)對(duì)無(wú)人倉(cāng)的需求?無(wú)人倉(cāng)的實(shí)現(xiàn)還面臨哪些挑戰(zhàn)?

　　劉凱：無(wú)人倉(cāng)主要是由電商迅猛發(fā)展下的訂單揀選巨大需求所拉動(dòng)的，現(xiàn)在無(wú)人倉(cāng)已經(jīng)應(yīng)用到各個(gè)行業(yè)，包括無(wú)人化倉(cāng)儲(chǔ)、無(wú)人化分揀、無(wú)人化線(xiàn)邊庫(kù)等物流環(huán)節(jié)?？偟膩?lái)說(shuō)，我認(rèn)為目前市場(chǎng)對(duì)于無(wú)人倉(cāng)的需求還是非常實(shí)在的，因?yàn)樗拇_能夠幫助企業(yè)解決很多問(wèn)題。

　不過(guò)，如前面提到的，目前在揀選環(huán)節(jié)，已經(jīng)有2/3的作業(yè)由機(jī)器人替代了人力，但是剩下的作業(yè)仍需要人工完成，利用機(jī)械臂實(shí)現(xiàn)完全自動(dòng)化揀貨是行業(yè)發(fā)展的必然趨勢(shì)，但是在感知技術(shù)等方面目前尚待突破。此外，盡管機(jī)器人無(wú)人倉(cāng)的柔性化程度大大提高，但是仍不及人工靈活，在面積非常狹小卻對(duì)柔性要求很高的環(huán)境下，還是人工操作更加適合。將機(jī)器人方案與人工方案結(jié)合能夠更好地應(yīng)對(duì)爆款訂單和訂單波峰，比如設(shè)置人工爆款區(qū)人工揀選，再到機(jī)器人區(qū)接力揀選或者合并訂單。

　　記者：未來(lái)在物流無(wú)人化領(lǐng)域，Geek+有何進(jìn)一步發(fā)展計(jì)劃?

　　劉凱：Geek+一直在不斷追求技術(shù)和模式上的創(chuàng)新。例如，針對(duì)某快遞分撥中心面積不大的局限，我們提出了三層閣樓式機(jī)器人系統(tǒng)解決方案，頂層做小件分揀;中間層做大件分揀以及頂層分流下來(lái)的包裹集包;一層則是收發(fā)貨區(qū)。還有基于S20機(jī)器人的落地式的柔性分揀方案，這兩種創(chuàng)新方案均是全球首創(chuàng)。

　　未來(lái)，Geek+還將基于已推出的揀選、存取、搬運(yùn)、分揀四大機(jī)器人系統(tǒng)，并與行業(yè)更多的伙伴進(jìn)行生態(tài)合作，比如機(jī)械臂揀貨，為物流服務(wù)商或終端客戶(hù)提供一整套的智慧物流解決方案。在具體產(chǎn)品上，高位無(wú)人叉車(chē)將是我們計(jì)劃推出的新產(chǎn)品。

Geek+ 無(wú)人叉車(chē)

　　此外，隨著末端配送需求的大幅增加以及人力成本的持續(xù)上升，Geek+也將充分利用在機(jī)器人和AI技術(shù)上的優(yōu)勢(shì)，向無(wú)人配送領(lǐng)域拓展。總的來(lái)說(shuō)，Geek+的愿景是成為全球領(lǐng)先的AI公司，提供AI機(jī)器人解決方案和服務(wù)，打造智慧物流，為客戶(hù)和合作伙伴創(chuàng)造價(jià)值。

來(lái)源：鴻鏈，http://www.5156yun.com