【原创】智能仓建设要点

来源:物流产品网 | 2023-07-17 11:44 | 作者:科技物语

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  图片来源:网络智慧物流与传统物流最大的差别就在于仓储环节上,智慧物流最核心的环节是什么——是仓储,换句话说,智能仓储的进步就等于是智慧物流的进步。不仅是业内,就是圈外,“智能仓储”这个词被越来越多的提及,我国仓储行业正经历一场智能化大变革,在这一过程中,存在什么问题?从技术角度,应用角度应进行怎样的分析呢?

      一、仓储,供应链的核心

      仓储是物流服务的基础,不难发现,基于仓储的管理正成为供应链管理的核心,因为仓储总是出现在物流各环节的接合部,同时仓储也是解决物流各环节之间不均衡的手段。从物流费用的构成来看,与仓储行业相关的保管费用和管理费用比例占到物流总费用的47%。

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  从产业链角度来看,智能仓储的上游是智能存储设备、智能分拣设备、智能搬运设备等核心硬件及WMS、WCS、MES等核心软件,下游则可以运用在商业、工业、农业等几乎所有具有实物交割需求的领域。智能仓储是供应链中不可或缺的一部分,并贯穿各个行业中的物流环节中,仓储智能化更为被看重的是价值链的延伸,在供应链协同过程中获取更大的蛋糕。从物流运行链角度看,通过智能仓储,把从工厂到用户的全链条打通,实现消费者诉求在整个供应链体系的无缝对接,这是智能仓储的重要任务。例如,京东在东莞的「亚洲一号」智能仓,在美国“洛杉矶3号仓”,多个仓拥有不同的功能定位,让京东物流在中国与美国的供应链服务能力得到进一步提升。在打造敏捷供应链过程中,被大家最为看重两个指标:一是库存周转率,二是订单满意率,都与仓储有关,这无疑是智能化仓库在整个供应链体系中作用的一个有力说明。智能仓库的升级发展需要将目光从单个仓库提升到整个供应链层面,将仓库的建设放到供应链中去考虑。从供应链角度来看,现在有B2C、C2C等模式,将来可能更多的是F2C模式,该模式下仓库如何跟工厂进行关联互动,C端与F端之间需要经过几个仓库,是中央仓、区域仓还是前置仓?需要综合全局来考虑,实现多仓库的协同、多系统的合作。

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  总之,仓储,正是发生变化,从人力密集型走向技术与资本密集型,借助于智能仓储,通过整合人工智能、大数据、云计算、5G等核心技术,把从工厂到用户的全链条打通,实现消费者诉求在整个供应链体系的无缝对接。

        二、无人,智能仓的标配

      自电商兴起以来,智慧化、数字化物流体系成为发展趋势,无人仓模式在其中扮演重要角色,起中流砥柱作用。就目前来说,智慧物流领域“无人化”时代不可避免地来临了,智能化仓储也进入“无人模式”,无人仓将代表着智慧物流的明天。

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  电商规模的快速发展和碎片化的海量订单,依靠传统仓储管理和运作模式难以及时、准确进行处理,从而推动着仓储管理向智慧化、无人化发展。新零售的兴起,差异化服务的普及,对无人仓提出了更高的要求。智慧物流最核心的环节是仓储,无人仓带给智慧物流发展很多想象力。关于未来物流的一切想象,或许都将在各大公司近年推出的无人仓中找到答案。无人仓的最大特点是对于机器人的大规模、多场景的应用。在无人仓的整个流程中,从码垛、供包、分拣,再到集包转运,应用了多种不同功能和特性的机器人,而这些机器人不仅能够依据系统指令处理订单,还可以完成自动避让、路径优化等工作。无人仓中的机器人,已不是传统的工业机器人,而是进行了智慧赋能,包括京东、菜鸟等在内的出身于电商的物流公司,他们在智慧物流的进展中,主要的华章也集中于智慧无人仓储的部分。京东无人仓采用了大量智能物流机器人进行协同与配合,通过人工智能、深度学习、图像智能识别、大数据应用等诸多先进技术,对传统工业机器人赋予了智慧,让它们具备自主的判断和行为,适应不同的应用场景、商品类型与形态,完成各种复杂的任务。视觉技术为机器人装上眼睛。京东分别使用了2D视觉识别、3D视觉识别、以及由视觉技术与红外测距组成的2.5D视觉技术,为这些智能机器人安装了“眼睛”,实现了机器与环境的主动交互,而顺丰、极兔,为了物流的需要,也在布局无人仓储上尽心尽力。智能仓的发展过程,首先降低仓储环节中“人”的参与度,逐渐形成智能过程,直至达到100%无人仓化,在仓库操作场地中将由人工智能结合机器人技术运作,从而实现无员工状态。省时省力是无人仓的优势所在,做到标准化、模块化可以和更复杂的物流系统对接,保证仓储稳定高效的运转同时降低运营成本这是无人仓的目标所在。仓不再是产品的“过路站”,物流也不只意味着“运输线”,而是根据用户需求不断迭代的场景物流,以无人化的仓库,演绎着有情的服务。无人仓代表着全新的第三代物流系统技术,将使物流应用产生质的飞越,其智能化体现为:数据感知、机器人融入、算法指导生产等。其中,数据感知被称为无人仓之眼,机器人则如同无人仓的四肢,人工智能算法相当于无人仓的大脑。

  无人仓并不是简单的机器取代人,无人仓储整体解决方案不是简单的设备组合,而是以系统思维的方式对设备功能的充分应用,实现软硬件接口的无缝对接,是一个全局优化的复杂过程,借助“新基建”带来的技术红利,推动无人仓进入新一轮快速升级。物流行业正处在技术新基建激活物流数字化生命力与产业升级发展的关键节点,随着认知智能技术的加速突破与应用,运算能力、数据量的大幅增长以及算法的提升,人工智能市场将加速爆发,无人仓储将进入另外一个时代。从长远看,无人仓不仅降低管理成本,提升仓储管理智慧度,还将成为一个能够涵盖运营管理、金融监管等服务在内的综合性服务平台。

        三、技术,两大基础

      简单地说,智能仓有两大技术基础:无人装备和智慧大脑。机器人是无人装备的代表,而智慧大脑则是智能仓的中枢。也可以这样说,前者是智能仓的硬件,后者是软件,而硬件是基础、软件是精髓。

      1、机器人是智能仓中的主角

      一般来说,仓储机器人主要负责货物的智能拣选、包装和搬运等工作,从而提高作业效率、降低错误率,减少人工成本。物流机器人有各种类型,如潜伏式移动机器人、搬运机器人、料箱式机器人、分拣机器人、智能无人叉车等等。

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  有专家指出,物流机器人成为一个“移动底盘”,可加载各种各样的设备,形成新的场景应用设备,多样的仓内机器人品类能够匹配更多的仓内应用场景,也是智能仓得以实现的重要支撑。早在2018年,菜鸟未来园里就有近700台机器人,包括机械臂、AGV机器人等自动化设备;京东物流亚洲一号智能仓库中,L4级别自动驾驶智能快递车、搬运型AGV机器人、机械臂拣选系统等智能机器人设备应用也很普遍。仓储机器人技术水平的提高以及实际运行的优化,成为行业未来关注的重中之重,因为智能仓是智慧物流的未来发展方向,仓储机器人是其中的基础。仓储机器人也在发展进步之中,AMR名字与AGV相似,但无论是从核心技术还是运作方式来看,AMR都与AGV有着天壤之别。依托于计算机视觉的智能机器人AMR,类似自动驾驶,在黑夜中,AMR的传感器——摄像头就是它的“眼睛”;其次,不用铺设轨道,不用改造环境,柔性化程度较高。物流机器人系统的应用加速了仓库智能化程度的升级,所谓的“人到货”,就是用速度更快、且不会劳累的机器人运货到人身边,替代人去找货,大大提升了拣货效率。物流机器人基于成本较低、易于部署且极具柔性等特点,成为近几年物流装备领域发展最为快速的技术之一,仓储机器人市场空间巨大,在我国的发展潜力相当可观。

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  智能仓储设备是智能仓储行业的上游,以机器人为代表的智能仓储设备制造为智能仓储提供必要的硬件支持,相比于已经大量使用机器人的制造业客户,当前国内物流行业对机器人的价格承受能力要低很多,而且物流行业目前更青睐替代重体力劳动的、能搬运大件的机器人。

        2、智慧大脑是智能仓的中枢

        智能仓技术除了大量应用领先的智能装备,还需安装一颗智慧的大脑,在这颗大脑的指挥下,所有智能装备从核心系统获取所需要的运营数据,实现所有环节智慧运行和匹配。

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  统慑全仓的环节——仓储管理调度的软件系统,被称作“仓储大脑”,可以拆成两部分:一部分负责记忆和思考——记忆是存储数据,思考是处理数据和做规划,对应WMS(仓储管理系统)系统;另一部分负责“运动”——也就是调配仓储系统的“四肢”,即移动机器人、穿梭车、叉车、堆垛机、分拣带、机械臂等各种设备,对应调度系统,让各种设备协作运转。京东物流在上海亚洲一号搭建的全球首个全流程无人仓,智能控制系统能在0.2秒内计算出300多个机器人运行的680亿条可行路径,并做出最佳选择。从仓储到拣货、打包,再到分拣出仓,所有环节的无人化操作都由这一“智能大脑”自主决策。“智慧大脑”等操作系统以实现智能调度,并与客户的信息系统实现对接,是灵魂、是核心、是中枢系统,它与上下位系统衔接,决定了客户的作业模式、流程,决定了整仓运作效率。因此,有人把智慧大脑命名为决策革命,所谓的决策革命,即通过部署WCS系统,并与WMS、ERP等系统对接,由业务驱动设备,管理智能仓储工具,提升仓储各个环节的效能。具体地说,靠数据+算法的模式代替人工进行决策,即大数据洞察人的决策逻辑,掌握人的算法规律,通过采集、加工、处理数据,然后做出精准、快速、正确的决策。本质上是辅助人的决策、支持人的决策、替代人的决策。也可以这样理解,机器人——工具革命是硬件,而智慧大脑——决策革命是软件这就是软件决定一切吧?只有两者结合起来才能达到智能化存储目标。顺丰,极兔等等,都在实行仓储智能化,并取得了令人瞩目的业绩,已经进入”决策革命“阶段。以算法和数据为支撑的新的决策模式,为仓储智能化提供了无限的想象空间,和其他IT系统一样,仓储软件系统正在经历从信息化到智能化的转型,它正在汇集更多传感器的更多数据,同时更多应用大数据分析、AI等新的数据智能技术,因此要重视仓储过程核心数据的积累和运用。

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  由于数据的全面性、实时性和准确性大大提高了决策时的准确率,智能仓未来的方向,将是构建基于客户洞察的决策体系,京东物流美国“洛杉矶3号仓”,能根据销量预测合理分配库存,控制周转,降低跨区配送比例,提升时效降低成本。

       四、落地,现状与未来

      物流技术是一个实用性很强的技术,来自市场用户的需求,是物流技术发展的源动力,仓储也不例外。目前,仓储物流这些传统劳动密集型行业面临着“无人可用”的困境,企业亟需借助智能化手段实现“货到人”对“人到货”的取代。“货到人”系统因其在提高拣货效率和降低劳动强度等方面的突出优势,越来越受到市场青睐。

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  另一方面,随着我国制造业向高端化转型,生产的柔性化及数字化对仓储物流提出了更高的要求,结合产业链位置和仓储特性两大维度,我们可以得到不同场景的需求侧重。按产业链上的位置,仓内物流场景可分为3大块:工厂仓库、中心仓和快递中转场/前置仓,流程最为复杂的大型电商中心仓,它处理大数量、海量SKU货品的出库和入库,而一体化智能仓储整体解决方案正成为电子制造业市场“破局制胜”的刚需。据资料,2021年,我国智能仓储市场规模达到1145亿,有机构预测,这一数字在2026年将达到2665亿,年复合增长率达到18%。制造业、商贸流通业外包需求的释放和仓储业战略地位的加强,智能仓储存在巨大市场需求。物流业千古不破的底层逻辑就两个:效率最大化,成本最小化。其实,无论是技术的创新、系统的升级,还是仓配的无人化发展、设备的智能化应用,都是为了不断提升物流服务的基础能力。省时省力是智能仓的优势所在,保证仓储稳定高效地运转,同时降低运营成本,这是智能仓的目标所在。成本,始终是行业关注的焦点,智能仓是实现客户价值的手段,而非目的,从客户的业务特点和流程痛点出发,去降本增效。对于智能化仓储项目而言,并非仅仅改变客户仓储及拣选环节的运营模式,也需要对业务模式、操作习惯、管理方式进行整体改善,需要对场景的深刻认识,才能够让仓储各环节合理、经济、有效的运作。

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  仓储行业在这场智能化角逐中,正在经历着新一轮的洗牌和较量,更符合国情的“中国方案”正在占领高地。如何降低运营成本、对消费者进行精准服务,是智能仓应用的制胜关键。降本和增效,其实是一事物的两面。人工成本上升是不争的事实,越来越高的智能化程度必然伴随着越来越少的人力成本,有人预测,在智能仓储中,通过智能机器可以代替约九成的人力,大大节省人工成本。然而,从投资角度考虑,无人并非最佳方案。智能仓储前期设备采购的固定资产投资巨大,综合投入成本也是一个大数目,因此,对于广大仓储企业来说,智能仓储只是一个选择,合适才值得投入,切莫为了追求时髦而盲目跟风,在应用上,应量力而行。技术永远只是商业的一小部分,技术的商用化远比技术本身更有意义。对于智能仓储而言,只有当各类技术不断成熟后,才能大规模地降低其商用的成本。我国各地经济发展水平和物流需求程度差异较大,存在不平衡、不充分等问题,智能仓储的建设不能盲目跟随,必须要深入分析速度、效率、服务和成本,注重需求匹配、实用适度。如今的“智能仓”代表着全新的第三代物流系统技术,实现了从自动化到智慧化的突破,但也有很多的技术因素在制约着它的落地。

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  我们要清醒地认识到,从目前人工智能的应用场景来看,仍是以特定应用领域为主的弱人工智能,而涉及到垂直行业,人工智能多以辅助的角色来辅佐人类进行工作,真正意义上的完全摆脱人类且能达到甚至超过人类的人工智能尚不能实现。作为技术密集型+资本密集型产业,智能仓储在提升技术的同时,真正能普及落地的关键就在于满足“易得性”需求。作为智能仓储方案的提供方,选择尊重客户的消费习惯,针对不同客户需求提供不同服务是正道。

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