文/新戰(zhàn)略機(jī)器人全媒體 黃滿婷
據(jù)統(tǒng)計(jì)，產(chǎn)品從原材料到成品，生產(chǎn)加工所占用的時(shí)間僅僅只有10%，而90%消耗在倉(cāng)儲(chǔ)、搬運(yùn)、包裝、運(yùn)輸、配送等物流環(huán)節(jié)中。揀選作業(yè)作為物流作業(yè)的重要內(nèi)容，也是生產(chǎn)制造及其供應(yīng)鏈過(guò)程中的重要作業(yè)形式。隨著制造方式和組織形態(tài)的變化，自動(dòng)化揀選技術(shù)也在不斷推陳出新。
貨架到人——Kiva引發(fā)的機(jī)器人揀選革命
物流機(jī)器人的揀選方式引起企業(yè)的高關(guān)注度還要從亞馬遜收購(gòu)Kiva systems公司后大量引入Kiva機(jī)器人實(shí)現(xiàn)揀選開(kāi)始，以“貨架到人”方式揀選的Kiva揀選技術(shù)一經(jīng)推出，由于其大幅的效率提升，很快便得到市場(chǎng)的廣泛認(rèn)可，成為過(guò)去數(shù)年中最熱的應(yīng)用技術(shù)之一。
Kiva揀選技術(shù)是利用機(jī)器人頂部升降圓盤(pán)將貨物舉起，根據(jù)無(wú)線指令的訂單將貨物所在的貨架從倉(cāng)庫(kù)搬運(yùn)至員工處理區(qū)，從而實(shí)現(xiàn)其獨(dú)特的“貨到人”揀選優(yōu)勢(shì)。使用Kiva機(jī)器人后工作人員每小時(shí)可挑揀、掃描300件商品，效率是之前的三倍，并且Kiva揀選的準(zhǔn)確率達(dá)到了99.99%。
在Kiva面世后幾年，出現(xiàn)了不少類似Kiva技術(shù)路線的企業(yè)，尤其是在國(guó)內(nèi)，從2014年開(kāi)始，以Kiva機(jī)器人為技術(shù)雛形的類Kiva產(chǎn)品出現(xiàn)井噴式發(fā)展，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，中國(guó)前后出現(xiàn)了 50 余家倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人公司，除了極智嘉、快倉(cāng)等創(chuàng)業(yè)公司，海康海康、新松、大華等老牌企業(yè)也在該領(lǐng)域布局。
目前來(lái)說(shuō)，類Kiva式的“貨架到人”機(jī)器人仍然是倉(cāng)儲(chǔ)物流領(lǐng)域應(yīng)用的主力，同時(shí)隨著導(dǎo)航技術(shù)的不斷升級(jí)，類Kiva技術(shù)也從傳統(tǒng)的二維碼導(dǎo)航發(fā)展到激光導(dǎo)航、視覺(jué)SLAM導(dǎo)航為基礎(chǔ)的類Kiva型倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人。
“貨箱到人”——揀選浪潮來(lái)襲
隨著倉(cāng)儲(chǔ)物流行業(yè)的加速發(fā)展與不斷迭代，類Kiva技術(shù)的揀選效率與運(yùn)用場(chǎng)景的局限性很快受到物流機(jī)器人企業(yè)的重視。在“貨架到人”的基礎(chǔ)上，“貨箱到人”應(yīng)運(yùn)而生。與類Kiva式移動(dòng)機(jī)器人相比，“貨箱到人”機(jī)器人可準(zhǔn)確地搬運(yùn)所需貨箱到揀選工位，適合多SKU的存儲(chǔ)和揀選場(chǎng)景，效率進(jìn)一步提高。
國(guó)自機(jī)器人——picking AGV
國(guó)自機(jī)器人在2017年推出Picking AGV及揀選系統(tǒng)。Picking AGV一次可直接鎖定5個(gè)目標(biāo)SKU箱，且從貨架區(qū)到工作站只需走一次，Picking AGV還具有一個(gè)自由旋轉(zhuǎn)的裝載平臺(tái)，在叉卸貨時(shí)無(wú)需轉(zhuǎn)彎，極大降低了存儲(chǔ)貨架區(qū)巷道寬度的要求。2020年，國(guó)自將Picking AGV升級(jí)到多層料箱揀貨機(jī)器人，該產(chǎn)品適用于SKU品類多、訂單分散度高的BC類貨到人場(chǎng)景，單次可實(shí)現(xiàn)5~8個(gè)料箱的同步作業(yè)。工作效率比傳統(tǒng)人工提升3-4倍，投資回比周期平均1.5-2年。Picking AGV 至今已在美國(guó)史泰博各倉(cāng)庫(kù)穩(wěn)定運(yùn)行超千臺(tái)，其使用的穩(wěn)定性和方案的先進(jìn)性已充分得到市場(chǎng)的驗(yàn)證和肯定。
海柔創(chuàng)新——紙箱倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人/雙深位箱式倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人
海柔創(chuàng)新是國(guó)內(nèi)率先發(fā)布料箱機(jī)器人的企業(yè)之一，2015年，海柔團(tuán)隊(duì)開(kāi)始正式研發(fā)倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人，2016年3月，庫(kù)寶1.0完成開(kāi)發(fā)和測(cè)試，庫(kù)寶“料箱到人”機(jī)器人正式面世，隨后，海柔一直不斷升級(jí)迭代其產(chǎn)品。近期，海柔發(fā)布了其全球首創(chuàng)紙箱倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人庫(kù)寶A42N及雙深位箱式倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人庫(kù)寶A42D。
庫(kù)寶A42D箱式倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人支持倉(cāng)庫(kù)采用4.5m雙深位貨架，至多減少50%巷道面積，較傳統(tǒng)人工倉(cāng)提升130%存儲(chǔ)密度。庫(kù)寶A42D機(jī)器人配置可定制化伸縮貨叉，對(duì)深淺貨位的實(shí)現(xiàn)智能存取。
極智嘉——雙伸位貨箱到人機(jī)器人
極智嘉憑借“貨架到人”揀選系統(tǒng)的出色表現(xiàn)，曾一度走在電商倉(cāng)儲(chǔ)的風(fēng)口浪尖，其“貨箱到人”技術(shù)也在不斷更新。2019年，其適合多SKU的存儲(chǔ)和揀選場(chǎng)景的C200“貨箱到人”機(jī)器人亮相CeMAT展。近期極智嘉又推出了C200M雙伸位機(jī)器人。C200M采用1.4米伸縮叉，機(jī)器人在貨架單側(cè)即可完成兩列貨箱的縱深存取，庫(kù)區(qū)內(nèi)的整體通道面積最多可節(jié)省50%。機(jī)器人的貨箱存取范圍低至0.215米、最高達(dá)5米，將立體存儲(chǔ)空間最大化。C200M僅需1米窄巷道，進(jìn)一步壓縮機(jī)器人作業(yè)時(shí)所需通道面積，提升存儲(chǔ)空間，C200M機(jī)器人倉(cāng)的存儲(chǔ)能力較人工倉(cāng)提升2.5倍。
揀選方式的多樣化發(fā)展
除了目前應(yīng)用較多的“貨架到人”及“料箱到人”揀選外，伴隨著倉(cāng)儲(chǔ)自動(dòng)化的不斷發(fā)展，揀選方式也在不斷創(chuàng)新。
“箱到箱”揀選初顯雛形
“箱到箱”機(jī)器人揀選系統(tǒng)來(lái)自于美國(guó)InVia Robotics公司。其創(chuàng)建是為了改變電子商務(wù)提供商和倉(cāng)庫(kù)的履行和物料搬運(yùn)操作，由兩個(gè)箱式機(jī)器人 GrabIt和TransIt配合完成揀選。通常情況機(jī)器人解決方案只能處理重約3到6磅的物品，并且進(jìn)入貨架空間的范圍有限。而InVia Robotics的GrabIt機(jī)器人可以舉起重達(dá)30磅，寬達(dá)24英寸的物品，大小從一副紙牌到24包蘇打水不等，揀選產(chǎn)品后，GrabIt可以將商品卸載到其同伴TransIt中，TransIt可以累積訂單并將其壓縮到等待發(fā)貨的盒子中。“箱到箱”機(jī)器人揀選系統(tǒng)最大的突破點(diǎn)在于他們的系統(tǒng)基本上可以在任何工廠中使用，而無(wú)需通過(guò)包括不同的貨架或更多裝配線來(lái)重新設(shè)計(jì)物理環(huán)境，這對(duì)于物流機(jī)器人的揀選技術(shù)后期發(fā)展方向起到了很好的借鑒作用。
吸盤(pán)抓取——輪腿式機(jī)器人 Handle
2017 年，波士頓動(dòng)力推出輪腿式機(jī)器人 Handle，后經(jīng)改裝，將原來(lái)的雙臂被換成了機(jī)器人頭頂?shù)拇笮臀P(pán)式抓器。它將原版機(jī)器人變成了真正可用的機(jī)器——可以自動(dòng)裝載和卸載倉(cāng)庫(kù)中的貨物箱。波士頓動(dòng)力表示，從技術(shù)層面來(lái)看，Handle 可以搬動(dòng) 30 磅重的箱子（視頻中搬了約 12 磅重的箱子），并且可以把托盤(pán)堆疊到大約 1.2 米深和 1.68 米高。
攀爬抓取——BionicHive
BionicHive機(jī)器人是在貨架最外沿憑借單個(gè)軌道移動(dòng)，機(jī)器人配備有小型機(jī)械臂，機(jī)械臂依靠吸盤(pán)吸取貨物。機(jī)械人接收訂單，攀爬至貨架，用機(jī)械臂上的吸盤(pán)直接將貨物平移到機(jī)器人的載貨平臺(tái)上，然后返回地面。
“手腳”配合——Fetch & Freight
FetchRobotics的機(jī)器人系統(tǒng)使用了相對(duì)同類產(chǎn)品比較大的移動(dòng)機(jī)械臂平臺(tái)Fetch，用于將指定貨架上的貨物取下來(lái)，放到Freight上。Fetch可以進(jìn)行連續(xù)的貨物抓取工作，它不必停下，因?yàn)橐魂?duì)Freight將及時(shí)地將貨物送到它們?cè)撊サ母鱾€(gè)地方。
跟隨揀貨——Locus Robotics
Locus內(nèi)置的軟件系統(tǒng)會(huì)指導(dǎo)Locus走到特定物品的貨架位置。在那里會(huì)有專門的工作人員，他通過(guò)iPad讀取貨物的描述，然后將該貨物放到機(jī)器人身上的塑料籃子里。在整個(gè)運(yùn)送過(guò)程中，工作人員只是在特定的巡視區(qū)拿貨，檢查貨物是否有損壞，不用搬著貨物走動(dòng)。
相對(duì)于Kiva式和料箱機(jī)器人，這些揀選方式相對(duì)來(lái)說(shuō)更加復(fù)雜，市場(chǎng)上能模仿并沿用的企業(yè)并不多，有些也還在驗(yàn)證階段。不過(guò)從整體上來(lái)說(shuō)，隨著揀選技術(shù)的多樣化發(fā)展，倉(cāng)庫(kù)將會(huì)更易找到適合自身特點(diǎn)的揀選方案，得到效率的最大化提升。
倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人揀選方式的“創(chuàng)新”不僅豐富了應(yīng)用場(chǎng)景的選擇，許多產(chǎn)品引領(lǐng)、改變甚至創(chuàng)造了整個(gè)生產(chǎn)制造乃至社會(huì)消費(fèi)的變革。
為了鼓勵(lì)創(chuàng)新力量與技術(shù)變革，記錄與回望2019-2020對(duì)我們生產(chǎn)物流搬運(yùn)方式產(chǎn)生重大變革的力量，中國(guó)移動(dòng)機(jī)器人（AGV）產(chǎn)業(yè)聯(lián)盟發(fā)起兩年一屆的年度創(chuàng)新產(chǎn)品評(píng)選，向行業(yè)征集最新、最具代表性、最具實(shí)用性的創(chuàng)新產(chǎn)品及創(chuàng)新行業(yè)和創(chuàng)新應(yīng)用，獲獎(jiǎng)產(chǎn)品將優(yōu)先推薦給需求應(yīng)用廠商，歡迎大家積極報(bào)名參與！
