文/新戰(zhàn)略機(jī)器人全媒體 黃滿婷
據(jù)統(tǒng)計，產(chǎn)品從原材料到成品，生產(chǎn)加工所占用的時間僅僅只有10%，而90%消耗在倉儲、搬運、包裝、運輸、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Kiva systems公司后大量引入Kiva機(jī)器人實現(xiàn)揀選開始，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，很快便得到市場的廣泛認(rèn)可，成為過去數(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)器人頂部升降圓盤將貨物舉起，根據(jù)無線指令的訂單將貨物所在的貨架從倉庫搬運至員工處理區(qū)，從而實現(xiàn)其獨特的“貨到人”揀選優(yōu)勢。使用Kiva機(jī)器人后工作人員每小時可挑揀、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)，尤其是在國內(nèi)，從2014年開始，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，中國前后出現(xiàn)了 50 余家倉儲機(jī)器人公司，除了極智嘉、快倉等創(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。
目前來說，類Kiva式的“貨架到人”機(jī)器人仍然是倉儲物流領(lǐng)域應(yīng)用的主力，同時隨著導(dǎo)航技術(shù)的不斷升級，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SLAM導(dǎo)航為基礎(chǔ)的類Kiva型倉儲機(jī)器人。
“貨箱到人”——揀選浪潮來襲
隨著倉儲物流行業(yè)的加速發(fā)展與不斷迭代，類Kiva技術(shù)的揀選效率與運用場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)運而生。與類Kiva式移動機(jī)器人相比，“貨箱到人”機(jī)器人可準(zhǔn)確地搬運所需貨箱到揀選工位，適合多SKU的存儲和揀選場景，效率進(jìn)一步提高。
國自機(jī)器人——picking AGV
國自機(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還具有一個自由旋轉(zhuǎn)的裝載平臺，在叉卸貨時無需轉(zhuǎn)彎，極大降低了存儲貨架區(qū)巷道寬度的要求。2020年，國自將Picking AGV升級到多層料箱揀貨機(jī)器人，該產(chǎn)品適用于SKU品類多、訂單分散度高的BC類貨到人場景，單次可實現(xiàn)5~8個料箱的同步作業(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 至今已在美國史泰博各倉庫穩(wěn)定運行超千臺，其使用的穩(wěn)定性和方案的先進(jìn)性已充分得到市場的驗證和肯定。
海柔創(chuàng)新——紙箱倉儲機(jī)器人/雙深位箱式倉儲機(jī)器人
海柔創(chuàng)新是國內(nèi)率先發(fā)布料箱機(jī)器人的企業(yè)之一，2015年，海柔團(tuán)隊開始正式研發(fā)倉儲機(jī)器人，2016年3月，庫寶1.0完成開發(fā)和測試，庫寶“料箱到人”機(jī)器人正式面世，隨后，海柔一直不斷升級迭代其產(chǎn)品。近期，海柔發(fā)布了其全球首創(chuàng)紙箱倉儲機(jī)器人庫寶A42N及雙深位箱式倉儲機(jī)器人庫寶A42D。
庫寶A42D箱式倉儲機(jī)器人支持倉庫采用4.5m雙深位貨架，至多減少50%巷道面積，較傳統(tǒng)人工倉提升130%存儲密度。庫寶A42D機(jī)器人配置可定制化伸縮貨叉，對深淺貨位的實現(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)，曾一度走在電商倉儲的風(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的存儲和揀選場景的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)時所需通道面積，提升存儲空間，C200M機(jī)器人倉的存儲能力較人工倉提升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，伴隨著倉儲自動化的不斷發(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)來自于美國InVia Robotics公司。其創(chuàng)建是為了改變電子商務(wù)提供商和倉庫的履行和物料搬運操作，由兩個箱式機(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)最大的突破點在于他們的系統(tǒng)基本上可以在任何工廠中使用，而無需通過包括不同的貨架或更多裝配線來重新設(shè)計物理環(huán)境，這對于物流機(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。
吸盤抓取——輪腿式機(jī)器人 Handle
2017 年，波士頓動力推出輪腿式機(jī)器人 Handle，后經(jīng)改裝，將原來的雙臂被換成了機(jī)器人頭頂?shù)拇笮臀P式抓器。它將原版機(jī)器人變成了真正可用的機(jī)器——可以自動裝載和卸載倉庫中的貨物箱。波士頓動力表示，從技術(shù)層面來看，Handle 可以搬動 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軌道移動，機(jī)器人配備有小型機(jī)械臂，機(jī)械臂依靠吸盤吸取貨物。機(jī)械人接收訂單，攀爬至貨架，用機(jī)械臂上的吸盤直接將貨物平移到機(jī)器人的載貨平臺上，然后返回地面。
“手腳”配合——Fetch & Freight
FetchRobotics的機(jī)器人系統(tǒng)使用了相對同類產(chǎn)品比較大的移動機(jī)械臂平臺Fetch，用于將指定貨架上的貨物取下來，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，因為一隊Freight將及時地將貨物送到它們該去的各個地方。
跟隨揀貨——Locus Robotics
Locus內(nèi)置的軟件系統(tǒng)會指導(dǎo)Locus走到特定物品的貨架位置。在那里會有專門的工作人員，他通過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。在整個運送過程中，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。
相對于Kiva式和料箱機(jī)器人，這些揀選方式相對來說更加復(fù)雜，市場上能模仿并沿用的企業(yè)并不多，有些也還在驗證階段。不過從整體上來說，隨著揀選技術(shù)的多樣化發(fā)展，倉庫將會更易找到適合自身特點的揀選方案，得到效率的最大化提升。
倉儲機(jī)器人揀選方式的“創(chuàng)新”不僅豐富了應(yīng)用場景的選擇，許多產(chǎn)品引領(lǐng)、改變甚至創(chuàng)造了整個生產(chǎn)制造乃至社會消費的變革。
為了鼓勵創(chuàng)新力量與技術(shù)變革，記錄與回望2019-2020對我們生產(chǎn)物流搬運方式產(chǎn)生重大變革的力量，中國移動機(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)品評選，向行業(yè)征集最新、最具代表性、最具實用性的創(chuàng)新產(chǎn)品及創(chuàng)新行業(yè)和創(chuàng)新應(yīng)用，獲獎產(chǎn)品將優(yōu)先推薦給需求應(yīng)用廠商，歡迎大家積極報名參與！
