供应链视角下的仓储自动化革新与展望

随着工业4.0随着计划和中国制造2025的推进，中国已进入产业全面升级改造时期。随着人工智能、大数据、物联网等技术手段的广泛应用，智能已成为物流业不可避免的发展方向。随着智能物流的升级，仓储技术还将升级管理模式、智能、绿色等，促进数字供应链的转型升级，这是社会物流业的一个深刻的变革过程。

仓储自动化智能化和三大竞争力

物流业被称为企业的第三利润来源，但当前行业的快速发展已经失去了以往的重要性，随着越来越多的企业认识到供应链物流管理的重要性，在物流环节和供应链环节有更多的精益、精细的管理来实现成本降低和效率。目前，随着物流供应链和智能物流的技术，价值链上的许多成本点将面临新一轮向利润点转型的机会。本文将这一机会分为三个方面：整体竞争力、成本竞争力和服务竞争力。

l 整体竞争力：仓储自动化的价值链维度

从具体的智能仓储技术热点和发展趋势到仓储在供应链整个过程中的作用和思维，越来越多的企业开始关注物流协调，无论是新物流概念和协作网络效应，还是京东物流提出的短链、智能、共生，都是从整体价值链的角度来看待物流和供应的两个环节和要素。仓储作为货物流通的节点，具有收集、发行、转移和存储的功能。无论是仓库干配送协调还是仓库配送一体化协调，还是一盘货物的全渠道管理模式，智能仓储和智能仓储在支持整个过程中都起着关键作用。从本报告开头提到的智能仓储转型可以看出，仓储管理已经从被动响应和解决问题转变为适应消费者新需求和挖掘潜在需求的阶段，需要仓储等供应链的协调才能完成，整体供应链的竞争体现在这里。

l 成本竞争力：仓储自动化带来的新利润来源

技术更新和应用的本质是更好地追求利润，降低成本，提高效率。目前，人工成本、设备设施维护/折旧成本、管理成本、供应链协调成本等消费项目可能在未来为未来智能存储的新利润点。随着人口结构的变化、消费理念的多样化和物流就业差距的不断扩大，商业，特别是电子商务，对整个社会的物流服务能力提出了更高的要求；从长远来看，投资物流仓储机器人有利于应对人口老龄化和劳动力成本增加的人口发展趋势。

此外，随着人工智能技术的发展和工业互联网的兴起，硬件设施和设备的物联网和智能化也在普及和应用。仓储中智能设备和设施的使用和运行数据将实现实时监控和预警，使管理者能够提前发现设备存在的问题并进行维护。这种智能设备管理大大降低了传统操作中的设备维护和更换成本，数据管理和决策支持显著提高了管理效率和上下游协同效应，成为企业新的利润点之一。

l 服务竞争力：新商业模式下的仓储自动化

在商业驱动转型升级的商业驱动下，仓储角色、功能和特点也发生了相应的变化，从原始的离线节点，到供应链网络链接，到数字供应链数字体，转型主要是由服务竞争力驱动的。

图:仓储角色和功能的转换和演变

技术的发展使服务更加个性化和人性化。在新的零售和新的商业模式下，服务竞争力越来越成为企业和品牌建立自身差异化竞争力的重要组成部分。例如，个性化定制、需求预测和及时响应、售后服务等，智能存储和消费者的生活越来越融合，不仅是线下距离的持续推广，而且反映在在线数据对接和服务反馈方面。目前，许多新的物流技术趋势和应用热点都在这个方向上努力工作。以下结合国内典型的电子商务平台京东物流在智能存储机器人中的应用和发展趋势，具体说明了存储自动化和智能化的未来发展。

5.2以京东物流为例5.2.1 京东智能仓储机器人应用场景及系统架构

京东X事业部是是专注于智能物流技术研发与应用的重要部门。无人仓-智能存储机器人是其智能存储的典型代表部分。在京东智能存储机器人方案的应用中，有五个典型场景：

l 场景一:存储&拣选

多层穿梭车立库、多层穿梭车立库、AGV货到人等柔性存储方案，并配合设计Delta并联机器人、六轴机械臂等机器人或人工选择工作站。

l 场景二:仓库搬运

通过激光导航的无人叉车或二维码导航的地狼在室内规划人机合作的搬运路线AGV，或视觉导航飞马机器人将整托货物或装载在货架、周转容器中的货物搬运。

l 场景3：分拣

根据客户的商品属性和分拣规模，规划设计平台运行分拣AGV”或者“交叉皮带分拣线”等自动化方案。

l 场景4：拆码垛

六轴机械臂配备视觉技术，实现整个托盘货物的独立拆卸和堆放操作。

l场景五：室内智能巡逻

京东智能巡逻机器人系统主要用于夜间室内巡逻，结合定位独立导航、视频热成像、温度、烟雾、拾取、无线传输、语音交互技术，通过短信报警技术与人防系统联动，夜间8小时连续运行，辅助或替代夜间巡逻工作的安全人员。

   京东智能仓储机器人的系统架构主要分为五个层次：一是由京东自营或开放业务和外部客户系统组成的业务系统层，包括WMS系统、DMS系统、ERP系统和EMS系统等。；在集成层集成外部系统，然后将业务逻辑层转换为文件中心和库存处理，然后在智能调度层安排任务中心和订单生产，最后实施设备执行层分类处理操作，如下图所示：

图：京东X 智能仓储机器人系统架构5.2.2 京东X业务部智能仓储机器人介绍

（1）地狼AGV

l 地狼D500

适用场景：小件到人挑选

应用说明:地狼仓采用货到人存储拣选作业，通过二维码导航AGV汽车将被挑选的货架运送给拣货员。操作过程包括货架上的小型存储和拣选，解决了仓储人员运行时间长、攻击路径长的问题，大大提高了生产效率，节省了劳动力成本。从计划规划到项目着陆周期3-4个月。

l 地狼D1000

适用场景：中货到人选

场景描述：D1000地狼AGV承载能力高，适用于商品重量大的仓库，如水饮、粮油仓等。D1000地狼AGV货架可用作 D500机器人的储存位置。常与机械臂组合使用，用于重型件的原包装和出库选择。

（2）分拣AGV以及交叉带分拣机

l 分拣AGV

适用场景：分拣中心、大型配送站小包装分拣

场景描述：适用于分拣重量小于5kg、最长边小于500mm的包裹

l 交叉带分拣机

以京东为基础的交叉带分拣机CS600小型交叉带分拣机系统分拣能力16万件/天，供应效率2200万件/小时。设备占地面积约2000㎡，运行速度为2米/秒，有效格数为140格，环长约104米，可供件台数为6台。

图：交叉带分拣机示意图

在操作效果方面，CS600小型交叉带分拣机的施工周期为4个月，平均日产能为3万件，其中可覆盖所有小件，高峰时产能可达7600件/小时，满负荷运行时耗电0.01元/件。解决了劳动强度高、员工流动率高、单量高等痛点。

(3)京东天狼系统

       天狼系统是典型的货物到达系统。拣货人员不需要行走。货物通过运输系统到达拣货人员进行拣货操作。通过电子标签指示系统，每人每小时可完成1000件拣货。与传统的手动拣货效率相比，它可以提高4~5倍。

图：Shuttle货架穿梭车

天狼系统由多层货架、穿梭车和输送系统组成。每层每条巷道都有一辆汽车可以完成仓储和仓储任务。巷道一端的货物升降机将货物送至输送系统。三维仓库采用双伸设计，一次处理两箱，可满足大流量的需要。该系统具有吞吐量高、占地面积小、集成度高、吞吐量大、储存品种多、员工动线短、采摘效率高的特点3C、电子商务、美容护理、文具、休闲食品、医药、生鲜食品等行业的需求。

(4)京东无人叉车

l T20型AGV叉车

适用场景：仓库内各种托盘搬运场景

场景描述：托盘在库内从A点到B点的搬运可以通过AGV完成自动搬运；可应用于收货后的仓储搬运，货物挑选后的托盘搬运出库，TC仓库内的托盘按路向分拣。

l L14型AGV叉车

适用场景：仓库托盘搬运和堆放场景

场景描述:托盘在库中有平面和高度的位移，可以通过L14型AGV 完成自动搬运和堆高。

(5)飞马机器人

京东飞马系统主要适用于中小型仓库、工厂、仓库、餐厅等搬运场景的仓储和上架、拣选、合流。提货可支持人到货或人到机器人的操作模式。提货人员只需在小逻辑区域工作，减少人员行走。飞马机器人根据提货任务自动到达相应的提货点。提货人员接收/接收提货任务并到相应位置提货。提货完成后，飞马机器人将自动到下一个提货点，依次完成提货任务。

图：飞马机器人

l 小件出库选择:飞马机器人根据拣选任务自动导航至拣选位置，储区拣选员可根据拣选任务自动导航至拣选位置PDA/屏幕提示前往选择目的存储位置，完成选择任务。

l 合流：飞马机器人手动选择后待合流 ** 单料箱送往 ** 单暂存区，然后 ** 单集料箱送至空闲复核站。

l 小件入库：飞马机器人将货物自动从入库区搬运至待上架储位旁辅助人工上架。

(6)智能巡逻机器人

京东智能巡逻机器人是一种基于自动驾驶核心技术，满足夜间巡逻安全需求的特殊机器人。指定区域可进行全面、三维监控，有效协助安全人员完成常规检查任务，及时了解防治区域情况，准确、实时锁定关键防治部位，帮助用户防止威胁，改进安全计划，加强整体安全。

图：京东智能巡检机器人：5.3 技术授权时代：物流机器人的发展前景5.3.1 AI 物流 物联网

在 ** 物流3S在短链、智能、共生的指导下，京东认为未来 ** 零售基础设施也有3S的特征：

l 可塑化 (Scalable) :零售基础设施适应性强，能满足不同合作伙伴的不同需求。

l 智能化 (S ** rt) :零售基础设施要依靠数据、数据算法、智能解决方案输出，不断提高零售系统的整体效率

l 协同化 (Synergetic) :信息、商品、资金流服务的结合可以相互加强，形成合力

基于此，京东物流在当前新的商业变革和零售革命消费环境下提出AI在泛零售领域，京东长期以来一直用于提高需求预测和运营效率。例如，在大数据应用的帮助下，实现基于图像的产品搜索，通过销售、库存管理、客户分析，预测商品需求，优化定价和促销。

人工智能、物联网和物流机器人的整合趋势越来越明显，从以上可以看出，现代物流机器人设备需要具备状态感知（机器人本身及周围状态）、实时决策（在特定场景下应采取行动）、准确执行（根据决策结果采取准确行动）三种能力。因此，物联网技术、人工智能技术和机器人技术正好对应于感知、决策和执行三个方面。未来的高性能机器人设备不能是简单的硬件，而是上述三种技术的综合体，使数据自由流动，使算法指挥硬件发挥最大的效率。

另一方面，行业专家认为，人工智能、机器人和其他技术2020-2030自然语言处理、认知推理、区块链等技术有望克服当前应用中的困难（性能瓶颈、安全问题等）5G技术成本也会降低，达到商业范围。这使得人们能够以相对较低的成本获得物联网/人工智能/机器技术的帮助，从而真正促进智能设备的普及，迎来机器人应用的下一个高峰。

5.3.2 场景互动和自主感知

未来，物流机器人不仅将增加在仓库中的应用，而且还将大规模应用于其他场景，如配送。因此，场景将更加复杂和多样化。机器人需要识别环境中更多的元素并与之互动。在这种需求下，激光导航技术正在兴起。在该技术出现之前，物流机器人主要沿固定路径行走（如埋在地下的磁导轨），但显然缺乏灵活性。

激光导航技术可分为激光挡板导航和激光挡板导航SLAM导航。激光挡板导航需要在周围环境中设置反光板来辅助激光定位，因此会影响导航效果。SLAM（Simultaneous Locating and Mapping）这意味着在行驶过程中定位自己并绘制地图。它不需要在周围的环境中设置大量的硬件设施，只需要机器人自己的激光发射到四面八方，就可以通过反射的结果实时描述周围的环境。该技术已应用于各种物流机器人和无人驾驶车辆。

5.3.3 智能仓储解决方案

       智能仓储产业链主要分为上、中、下游三部分。上游为设备提供商和软件提供商（输送机、分拣机、AGV、堆垛机、穿梭车、叉车等。)及相应的软件系统（WMS、WCS系统等）；中游是智能仓储系统集成商，根据行业的应用特点使用多种设备和软件，设计建造智能仓储物流系统；下游是应用智能仓储系统的各个行业，包括烟草、医药、汽车、零售、电商等诸多行业。

当前，无论是工业机器人还是服务机器人领域，许多硬件制造商和系统集成商正在朝智能物流整体解决方案提供商转型，如快仓、Geek+、牧星智能等，为电商、物流 ** L、零售、服装、制造、医药、汽车等行业分别提供定制化解决方案。仓储物流机器人在实际应用需要与装卸、输送、分拣、补货等环节协同，这方面应用不是一个环节的部署就可以的，未来各行业会有专业化的仓储物流机器人解决方案提供商出现是大势所趋。

来源：链仓研究院（报告节选）

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