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倉儲物流領域普及自動化智能裝備還要多久?

作者:久威倉儲日期:2019年10月11日 10:46



    說到倉儲設備,早已不是之前的“叉車+托盤+傳送帶”,2009年,“智慧物流”概念被提出,物聯網、大數據、云計算等技術將物流這個傳統行業“拽”入科技快車道。

  據了解,2016年智慧物流市場規模超過2000億元,預計到2025年,智慧物流市場規模將超過萬億。在此背景下,智慧物流倉儲設備應用愈加廣泛,各個倉儲也變得“熱鬧”起來,叉車、機械手、立體貨架、AGV、AMR、倉儲無人機等紛紛流行普及。

  為了方便區別,我們把物流硬件裝備大致分類,包括由立體貨架、輸送帶系統、高速分揀系統等組成的智能倉儲基本骨架;由AGV、AMR、叉車、機械手、倉儲無人機等組成的各種自動化設備系統。

  倉儲的基本骨架

  按照高度來分,高5米以下、5-15米、15米以上分別被稱為低、中、高層貨架。1963年,美國發明了自動化立體庫;60年代中期,日本開始興建高架倉庫;1980年,中國第一座自動化立體庫投入運行,這個由北京起重運輸機械設計研究負責研制的立體庫在當時高度已達15米。

  早期,立體貨架主要應用在制造業、港口等場景,由于貨物多為大件物品,為了節省倉庫空間,降低成本,貨架設計的較為高大,直沖庫頂。后因電子商務的發展,貨架的高度也發生了變化。

  2000年至2009年,電子商務逐漸進入可持續性發展的穩定期,其中2003年淘寶網創立,由于電商、零售場景的倉庫貨品大多為小件,以往高大的貨架,貨物擺放過高,不能滿足這類倉庫“推陳出新”的速度,于是貨架的高度大幅下降至5米以下,以適應電商平臺訂單量的暴增。

  貨架是倉庫的基礎必備設施之一,而除了貨架外,輸送機、高速分揀系統也在倉庫中占據重要地位。

  輸送機可以按照有無重力輔助分類,重力式輸送機因滾動體的不同,可分為滾輪式,滾筒式及滾珠式三種型式;動力輸送機一般以電動機為動力,根據其驅動介質的不同,可以分為滾筒輸送機、皮帶輸送機、鏈條式輸送機等。

  需要注意的是,輸送機雖然能夠輸送大件物品,但也存在運輸路線不易變更,且占地面積過大等問題。

  高速分揀系統一般由控制裝置、分類裝置、輸送裝置及分揀道口組成。通過控制裝置識別、接收和處理分揀信號,對主傳送帶上的商品進行自動分類,然后根據控制裝置發出的分揀指示,分類裝置可以改變貨物在輸送裝置上的運行方向。

  值得一提的是,分類裝置的種類很多,一般有推出式、浮出式、傾斜式等幾種,隨便打開關于自動分揀機的視頻,放置在傳送帶上的浮塊輕輕一撥弄,主傳送帶上的物品就迅速滑入下一個分揀道口。

  據了解,人工每小時只能分揀150件左右,而純人工分揀勞動強度極高,而自動分揀系統可以連續運行100個小時以上,每小時可分揀7,000件包裝商品,效率的提升、人力成本的降低不言而喻。


  自動化設備的智能化之路

  AGV機器人裝有電磁或光學等自動導引裝置,能夠沿規定的導引路徑行駛,具有安全保護以及各種移載功能的運輸車。它的興起是源于Kiva機器人。Kiva機器人,2003年開始運用二維碼導航。2012年,Kiva被亞馬遜以7.75億元收購,此后,這一十多年前的技術開始在中國普及起來,成為如今AGV最為流行的導航方式。

  AGV以輪式移動為特征,類似軌道交通。雖然現在AGV存在價格昂貴等痛點,但如今隨著5G商用的普及化,使用成本將大大降低。目前每臺AGV機器人都有自己的“大腦”(芯片),價格約在8萬元左右,若5G技術成熟,未來可通過集約化方式統一管理,通過“中央大腦”管理上百臺AGV機器人來減少費用。

  2016年,機器視覺、人臉識別開始進入商用化,依托于計算機視覺的智能機器人AMR逐漸為人熟知,AMR名字與AGV相似,但無論是從核心技術還是運作方式來看,AMR都與AGV有著天壤之別。

  首先,AMR類似自動駕駛,在黑夜中,AMR的傳感器——攝像頭就是它的“眼睛”;其次,不用鋪設軌道,不用改造環境,柔性化程度較高,因此倉庫的部署成本較低。如今5G進入商用化階段,在5G的加持下,通信帶寬更大,數據反饋的實時性更強,未來將在秒級或者毫秒級實現同步。

  智能AGV叉車包含托盤叉車式AGV、寬腳堆高式叉車AGV、無腳堆高式叉車AGV。用于堆棧托盤類貨物的物流周轉,由液壓升降系統、差速驅動系統、PLC控制系統、導引系統、通信系統、警示系統、操作系統和動力電源組成,是集液壓升降和PLC控制的可編程無線調度的自動導引小車。

  目前我國叉車銷量排名前列,進入2018年后,叉車行業依舊保持旺盛景氣趨勢,2018年1-4月累計叉車銷量19.66萬臺,同比增加21.42%。

  由于工人揀選、堆放貨物是一個機械性、重復性動作,上文提到的自動揀選系統便大大提高了揀選效率。同樣,在科技日新月異的進展之下,機械臂也在演變,相比于人類的手臂而言,機械臂最大區別就在于靈活度與耐力度。

  目前,倉儲物件在進行轉移搬運時大多還是人工搬運,尤其是在運輸車上將貨物卸下時缺少一種快速裝卸貨物的倉儲機械手,因此,針對上述問題有些企業就有了在倉儲中運用智能機械手的想法。但從整體市場來看,倉儲內運用機械手還需要經過一段時間的發展,在精準度和柔性化上做進一步的提高。

  無人機,目前在物流領域中應用的不是特別廣泛,主要集中在末端配送環節,倉儲環節中。

  在倉儲中,無人機小巧靈活,可以在貨架中間來回穿梭,并且自身配備有攝像設備與控制中心連接,將資料傳回控制中心,控制中心的工作人員可根據無人機傳回的顏色分辨貨架商品是否放置準確,這種方式不僅準確率高、效率高,還節省了大量的人力。

  此外,除了巡檢功能,倉儲無人機也有搬運貨物的作用,以及很好的完成收集數據、監控庫存、操作叉車、更新公司的倉庫管理系統等任務。但現在,我國倉儲巡檢無人機的應用還處于初級階段。

  小結

  物流行業屬于勞動力需求高,且是需要重復體力勞動的行業。然而,據公開數據表明,我國勞動力人口已連續5年下降,勞動力的供不應求倒逼傳統的倉儲業向無人化、智能化轉型,這也在很大程度上助推智慧倉儲企業異軍突起。

  數據還顯示,智慧物流企業的融資事件在不斷增長,2010-2018年融資事件總計403起,據已公開的具體融資計算,總額高達711.6億元。市場需求的倒逼與資本的追逐讓物流裝備愈加數字化、智能化。未來,關于物流裝備如何提升自動化、穩定性、柔性化還有一段路要走。
 

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