金賢勇 /文

配送中心自動揀選分揀解決方案解析

金賢勇 /文

隨著電商業(yè)務蓬勃發(fā)展、揀選分揀工作強度不斷增加，發(fā)展高度自動化的揀選分揀技術(shù)，采取先進的揀選分揀解決方案成為必然趨勢。本文針對當前配送中心常采用的一系列自動揀選分揀解決方案進行解析，以供業(yè)界借鑒。

配送中心、自動化、揀選分揀、貨到人

隨著全球商品經(jīng)濟以及電商業(yè)務蓬勃發(fā)展，對于配送中心而言，不僅配送訂單量急劇增加，而且訂單需求呈現(xiàn)出小批量、多品種的發(fā)展趨勢，這意味著配送商品的種類和數(shù)量急劇增加，極大地增加了揀選分揀的工作強度。而揀選分揀是配送中心作業(yè)中最繁瑣、工作量最大的環(huán)節(jié)，也是配送中心作業(yè)系統(tǒng)的核心，因此發(fā)展高度自動化的揀選分揀技術(shù)，采取先進的揀選分揀解決方案成為必然趨勢。

配送中心揀選分揀方案按照貨物處理方式屬性劃分為兩類，一類是整箱揀選，另一類是拆零揀選，其對應的解決方案會有所差異；按照目標客戶屬性劃分為兩類，一類是門店客戶，另一類是電商客戶，其對應的末端轉(zhuǎn)運方式有所不同；按照貨物類型屬性大體分為三類，一類是大件，一類是中件，另一類是小件。不同行業(yè)不同場景有著不同特點，下面針對大眾行業(yè)通用環(huán)節(jié)分析適用的先進自動化揀選分揀方案。

一、整箱自動揀選+自動組盤解決方案

機器人拆垛

緩存區(qū)

自動分箱

自動碼垛

垂直升降柜

揀選面

整箱自動揀選+自動組盤解決方案適用于食品飲料行業(yè)門店配送整箱揀選業(yè)務，系統(tǒng)通過機器人、輸送緩存系統(tǒng)、視覺識別系統(tǒng)、堆垛處理軟件實現(xiàn)自動化托盤卸垛、緩沖、訂單揀選和混托盤碼垛功能。拆垛機器人用于將整托來貨的貨物整層拆垛至托板；輸送緩存系統(tǒng)用于緩存托板并按需輸出整箱；視覺識別系統(tǒng)用于實現(xiàn)垛型以及箱型識別；堆垛處理軟件用于優(yōu)化單個訂單揀選順序，優(yōu)化體積，穩(wěn)定垛型；碼垛機械人用于將訂單紙箱碼盤。

該方式的解決方案可以實現(xiàn)整箱完全自動化揀選以及自動化碼垛，大幅度降低工作人員勞動強度，提高門店配送訂單揀選效率。

二、拆零半自動揀選解決方案

拆零半自動揀選解決方案，即通常所說的“貨到人”揀選，在物流揀選過程中，人不動，貨物被自動輸送到揀選人面前，供人揀選。由于在配送中心拆零揀選作業(yè)環(huán)節(jié)中，約70%的作業(yè)時間用于人員走行，因此采用“貨到人”的揀選方式，能夠大大提高揀選效率。

1．垂直升降貨柜揀選解決方案

垂直升降貨柜揀選解決方案適用于航空、汽車備件等行業(yè)，其特點是貨物為小或特小件，存儲屬性為小批量、多SKU，諸如工具、量具、刀具、緊固件等。采用該方式入庫時，空貨位自動到達操作位置，作業(yè)人員將物料放入即可；出庫時，相應的貨位自動到達操作位置帶來需要的物料，作業(yè)人員將物料從相應貨位取出即可。

整體布局

龍門機械手

GTP揀選站

揀選機器人系統(tǒng)

揀選工作站

該方式解決方案很大程度上降低了作業(yè)人員的勞動強度，配合設備的物料管理系統(tǒng)可大大提高物料存儲的準確性，提高對存儲物料的防護程度。

2．龍門機械手+GTP揀選站解決方案

龍門機械手+GTP揀選站解決方案，適用于食品等中物動量拆零揀選應用場景。通過三維龍門機械手實現(xiàn)周轉(zhuǎn)箱的自動入庫與自動出庫。由于該方式存儲環(huán)節(jié)料箱采用疊垛方式，無需貨架，可大幅提高空間利用率，且降低存儲硬件投入成本。在取貨時當某一類SKU出貨量大時，可整垛出庫，因此能大幅度提升出庫效率。

3．AGV揀選機器人+揀選站解決方案

AGV揀選機器人+揀選站解決方案，采用AGV和智能后臺管理系統(tǒng)實現(xiàn)“貨到人”的揀選。移動機器人在智能后臺管理系統(tǒng)的調(diào)度下，從倉庫內(nèi)把有待揀選貨物的貨架送到揀選工位，揀選人員根據(jù)系統(tǒng)視覺提示進行揀選作業(yè)，當揀選人員完成揀選作業(yè)以后，移動機器人會自動把貨架放到不妨礙其他貨架運輸?shù)拇鎯ξ恢谩?/p>

這種揀選解決方案具有柔性高、適應性強、揀選效率高、起步門檻低、系統(tǒng)可拓展性極強等優(yōu)點。

4．PERFECT-PICK+GTP揀選站

PERFECT-PICK+GTP揀選站解決方案適用于中高物品量拆零揀選應用場景。

PERFECT系統(tǒng)由存儲貨架以及一定數(shù)量的IBOT機器組成，通過IBOT機器將待揀選料框輸送到揀選站進行揀選。由于IBOT機器可以自由在各層進行取貨，相對于Multishuttle系統(tǒng)靈活性更高，并且可以通過增加小車數(shù)量提升系統(tǒng)能力，因此系統(tǒng)可拓展性極高。

其實許仙不算是個好父親。妻子被鎮(zhèn)壓雷峰塔下，孩子嗷嗷待哺，姐姐勸他：“當務之急是好好帶大孩子，這樣才不辜負你娘子?！钡牪贿M去。

這種揀選解決方案適用于中高物動量的拆零揀選解決方案，系統(tǒng)可拓展性較強。

5．3D-MATRIX+GTP揀選站解決方案

3D-MATRIX+GTP揀選站解決方案適用于超高物動量拆零揀選應用場景。對于單個巷道而言，3D-MATRIX系統(tǒng)在X軸、Y軸和Z軸方向上的搬運設備彼此是獨立的，在X軸采用穿梭堆垛小車，實現(xiàn)水平方向移動并可多層取放貨；在Y軸采用提升機，實現(xiàn)垂直方向移動將不同層貨物搬運至揀選層；在Z軸使用輸送線系統(tǒng)，實現(xiàn)垂直于X軸方向的貨物搬運。對于單巷道而言，X軸穿梭堆垛小車、Y軸提升機、Z軸輸送系統(tǒng)在理論上可以無限配置，因此在空間不限的情況下單巷道理論能力可以無限增加。

Perfectpick系統(tǒng)

IBOT機器

揀選站

3D-MATRIX系統(tǒng)

X軸穿梭堆垛小車

Y軸提升機

輕型輸送系統(tǒng)

由于不同行業(yè)不同規(guī)模下的項目應用場景有著不少差異，解決方案與物流技術(shù)也需針對不同場景有所差異化。

GTP揀選站

該方式解決方案可實現(xiàn)其他系統(tǒng)難以達到的超高物動量需求，但是相對成本較高。

6．其他方式

三、拆零自動揀選解決方案

拆零自動揀選解決方案與“貨到人”揀選方案在前半部分處理流程類似，在最終揀選環(huán)節(jié)采用機器人替代人工完成揀選作業(yè)，即在物流揀選過程中，貨物被自動輸送到機器人面前，供機器人揀選。目前采用的揀選機器人有并聯(lián)機器人、關節(jié)機器人等。

1.并聯(lián)機器人揀選解決方案

并聯(lián)機器人揀選解決方案適用于輕、小型貨物且中、高物動量的訂單揀選。并聯(lián)機器人屬于高速、輕載機器人，通過視覺系統(tǒng)捕捉目標物體，由三個并聯(lián)的伺服軸確定抓具中心（TCP）的空間位置，實現(xiàn)目標物體的搬運。在該系統(tǒng)中，前端存儲、輸送系統(tǒng)將待揀選周轉(zhuǎn)箱或紙箱輸送到并聯(lián)機器人作業(yè)區(qū)域，由其完成單件貨物的抓取并投入訂單箱。并聯(lián)機器人的揀選效率可以高達3600件/時。

該方式解決方案可以大幅提高揀選效率，降低勞動強度，但是同時具有揀選貨物尺存、重量較小的局限性。

2.關節(jié)機器人揀選解決方案

關節(jié)機器人揀選解決方案適用于中小型貨物且中、低物動量的訂單揀選，其揀選效率可達600次/時，揀選貨物重量相對并聯(lián)機器人可以大較多。

該方式解決方案可大幅度降低勞動強度，并提升揀選效率。

3.AGV揀貨機器人揀選解決方案

AGV揀貨機器人揀選解決方案適用于直接從貨架揀貨、低物動量的訂單揀選應用場景。該機器人由AGV、智能識別系統(tǒng)和精準爪手構(gòu)成，能夠獨立行走于倉儲區(qū)域，直接自動從貨架上準確揀出指定的貨物。機器人行走路線可實時調(diào)整，并且可以很好地與人類一起協(xié)同作業(yè)。

該方式解決方案對于物動量相對較低、貨物尺寸范圍較大的應用場景，在實現(xiàn)自動揀選的同時能夠保證較好的性價比。

輸送系統(tǒng)

并聯(lián)機器人

關節(jié)機械手

AGV揀選機器人

交叉帶分揀機

叉式AGV

四、自動分揀+自動集貨解決方案

自動分揀+自動集貨解決方案用于訂單復核打包以后按路徑進行分揀、集貨的場景。該方案采用交叉帶分揀機進行自動分揀，單箱從復核包裝區(qū)域過來的訂由輕型輸送設備自動逐件輸送至自動導入臺，用籠車做為存貨單元，采用AGV進行自動換籠并且自動搬運至集貨區(qū)，整個過程實現(xiàn)完全自動化。

總體而言，隨著全球商品經(jīng)濟、電商業(yè)務蓬勃發(fā)展，以及人力成本逐年上升，全球市場環(huán)境對自動化程度更高的新興自動物流技術(shù)需求越來越多，也越來越急迫。同時，由于不同行業(yè)不同規(guī)模下的項目應用場景有著不少差異，解決方案與物流技術(shù)也需針對不同場景差異化。相信隨著科技不斷發(fā)展，未來會涌現(xiàn)更多顛覆式創(chuàng)新的物流技術(shù)及解決方案，進一步提升效率，創(chuàng)造價值。

作者單位為青島科捷物流科技有限公司