圖片來源:網絡倉儲物流業作為服務鏈條上重要的一環,已在探尋持續向前發展的新勢能,在“機器換人”的邏輯下,我國倉儲物流機器人經過了高速發展,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)是倉儲系統中的重中之重,因為傳統撿貨倉一個工人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的區別與聯系。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,搬運路線可以隨著生產工藝流程的調整而及時調整,大大提高了生產力和企業的競爭力。而且,AGV小車要比傳統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分揀系統是屬于二維碼導航,每增加一臺AGV,都必須對環境做出重新布置,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。自主移動機器人統稱為AMR,從技術上說,倉庫機器人逐步從AGV發展為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,集環境感知,動態決策規劃,行為控制與自主執行等多功能于一體的綜合智能機器人系統,也就是說技術進步了許多。AMR不需要一個中央控制系統對它發號施令,而是可以根據周圍環境自主決策。因此,AMR機器人具有高度的智能化及強大的環境適應能力。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,適應多種現場環境。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的應用則更成熟穩定可靠。
2、G2P與T2P
實現“貨到人”揀選是倉儲體系革命性的進步,由機器人替代作業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,都是現階段的熱門方案。
貨架到人,就是移動機器人搬運貨架實現“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方案已經足夠滿足他們的需求。但貨架搬運能耗高一直受到業界的詬病,“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,海柔創新、極智嘉、國自機器人、??禉C器人、快倉智能等多家廠商在原有產品的基礎上進行迭代更新,或者相繼推出新品、優化了解決方案。
3、產品力與技術性
產品力,也可以理解為技術優勢。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。
制造業的場景更為復雜,有時需要移動機器人實現跨廠區、跨樓層的搬運;柔性生產的發展,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、自主導航系統、自動執行能力等越來越重要;更為復雜的倉庫環境、生產環境,對倉儲機器人的技術要求更高,對導航技術和系統方面要求更柔性,更智能。倉儲機器人的技術突破是不封頂的,蘭劍智能最新研發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。倉儲機器人產品最主要的成本與技術集中于減速器、伺服系統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,需要全面提升其質量穩定性和批量生產能力。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,這里還要考慮其續航能力、復雜環境的應對等問題。
對于倉儲物流來說,倉儲機器人成為銜接各環節的關鍵設備,可根據倉儲品類,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勢發展。產品力要求倉儲機器人實行行業規范性和行業標準化,但這不是企業能解決的問題,需要行業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,大多數企業集中在2015-2017年創立,如何從其中找出產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
業界之外的人們理所應當地認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,一旦業務測試通過,才有可能進行大規模的復制。土地成本的增加,人工成本的提高,使很多企業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,產業鏈已經逐漸完成了轉型升級,業內對倉儲機器人的認知更準確,更迫切。在產品的整個生產過程中,物料的加工與檢驗環節用時較少,大量的時間處于存儲、裝卸、輸送和等待加工的狀態。移動機器人能夠實現產線之間、產線與線邊倉之間的自主搬運,同時能與MES等系統對接,從而全面提升生產制造的效率。倉儲機器人應用當追求實用性,而非模擬人類的人,為用戶進行專業的需求分析及評估,逐漸從產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。實用性當然包括穩定性和準確率。在電商倉庫里,在連續的生產作業線上,用戶對于移動機器人的穩定性和準確率要求更高,當前,部分機器人帶載運行穩定性差,容易出現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的過往案例,是否經過極限考驗,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10萬單的良好表現。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“快穩省”,大規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,從研發階段就要針對性地考慮倉儲的痛點與難點。不同的行業、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品直接匹配倉庫。拿AMR來說,不同的行業場景對AMR的技術要求不同,則催生了不同類型的AMR。提升產品與場景的匹配度,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)經過100多萬個生產小時和400萬次試驗才交付,但很多細節考驗會在真正投入使用時才發生。倉儲機器人的應用行業正在拓展中,工業制造已成為倉儲物流機器人的下一個戰場,而制造業包括31個大類,191個中類,525個小類,其中每一類的制造環節及流程又各不相同,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節奏,導致不同細分領域的解決方案,難以相互遷移,工業制造根據產品生產流程的不同,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造了差異化的市場競爭空間,另一方面,要求工業制造企業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領域持續深耕的倉儲機器人企業。各倉儲機器人制造商也在向制造行業開拓,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領域的過渡,產品應用超過50個行業,服務優質客戶超過700家。針對性還表現在針對場景上。為了在不同的作業場景發揮更高效率,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,為了針對更多的業務場景,機器人的載具正變得越來越多樣。針對性還表現在機器人在大型倉、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。從案例看發展,機器人制造商各有優勢,因此,要針對案例中的優勢,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,體現在眾多數量機器人協同作業;倉儲基礎智能硬件產品越來越與物流系統平臺無縫對接,形成業務場景,服務場景的對接,提供整體的解決方案,實現了機器人與倉儲物流業務的融合。
倉儲機器人,要實現其在倉儲中的功能,不是單打獨斗,而是一個系統。智能倉儲機器人須有強大的后臺系統支持,比如極智揀選系統包含極智機器人、極智管理系統、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??低曋悄軅}儲機器人、機器人調度系統(RCS)和智能倉儲管理系統(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,搬運等多個環節,有時智能倉的升級旨在改善人機交互能力。PA-AMR就是人機協作式機器人,與基礎AMR相比,PA-AMR可提供更高柔性的協作、更復雜的系統交互和集群控制、更直觀的現場信息,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、工業等訂單海量化、碎片化、個性化的場景,以及人和機器協作復雜程度較高,如工業線邊倉等場景,國外Locus Robotics能夠與人協同工作,在保證分揀精準性的同時,提高倉庫吞吐量。在國內,人機協作揀選解決方案也已經成熟進入規模復制階段,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,動態分區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,也包括以外的銜接部分,如咨詢規劃、工程實施、服務體系等其他因素,都關系到客戶的綜合體驗。從整個物流閉環來看,庫內功能完善、末端節點建設、智能設備(如機器人)的應用、信息化和智能化(云倉儲、大數據、物聯網)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,通過適應現有的工作流程來提高客戶業務效率,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(WMS)和企業資源計劃(ERP)解決方案無縫集成,是銜接性較好的范例。
4、浸潤性
機器人產業與無人倉儲物流正在通過跨界連結,整合協同更多利益相關方,無限推動物流經濟高質量發展,客戶作為應用方而浸潤其中,共同推動著倉儲發展。隨著傳統分工模式,協作服務模式發生轉變,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商,策劃方案,才能進行決策,甚至為了更好適應產鏈輸出,終端企業用戶成為部分環節的生產者。
產業鏈中的不同角色,結合自身產品架構,建立體系化的服務優勢,更好地服務終端企業用戶。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用戶,并完成相關服務與售后。電商巨頭與制造企業自身需求復雜,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。工業制造廠商自身的定制化需求較強,同時,由于具備生產制造能力,能夠根據自身需求生產和使用相應的倉儲物流機器人。倉儲機器人企業在商業模式上也在不斷探索,原先大部分倉儲機器人企業的業務模式主要有兩種,一是向集成商提供單機設備產品,二是直接面向終端提供提供產品解決方案。現在,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務模式,例如為企業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,幫助企業管理倉庫和負責發送到該倉庫的訂單。機器人廠商負責倉庫的日常運營并按照倉庫的發貨數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。
和國外產品相比,由于國內機器人企業較多,價格內卷,導致中國倉儲物流機器人更具“性價比”優勢,這實際上也是一個大方向,就是國產化問題。我國髙端制造產業持續集群化發展,智能物流設備的國產替代趨勢明顯。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、傳統的倉庫中直接使用。訂單到人系統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。與電商、快遞等對價格和成本敏感的行業相比,制造業對成本回收周期的要求相對較低,因為,機器人替代的是產線工人,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,國內企業第一梯隊是:極智嘉(Geek+)、快倉、??低暼夜?,著眼于優化產品服務,提升用戶體驗,關注機器人系統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