智能倉儲物流機器人時代的來臨

阮曉東

隨著新型機器人技術的不斷涌現，其他物流領域也會出現越來越多的智能機器人應用案例，倉儲物流機器人將對物流運作模式和整個物流體系變革產生深遠影響。

在互聯網經濟及產業互聯網化的趨勢下，倉儲物流業正迎來空前的發展機遇和全新的模式變化。其中機器人技術的應用程度已經成為決定企業間相互競爭和未來發展的重要衡量因素。目前世界領先的各個物流企業都積極開始企業的升級轉型，不斷引進自動化系統、追趕機器換人的潮流，以期提高效率，降低成本，增強企業競爭力。目前，機器人技術在物流中的應用主要集中在包裝碼垛、裝卸搬運兩個作業環節，隨著新型機器人技術的不斷涌現，其他物流領域也會出現越來越多的智能機器人應用案例，倉儲物流機器人將對物流運作模式和整個物流體系變革產生深遠影響。

機器人引發倉儲物流智能化的變革

為了促進技術交流與合作，開創智能物流新生態，推動智能物流技術可持續發展，今年10月14日，2016年京東杯X機器人挑戰賽在北京交通大學啟動。同時，京東發布了物流機器人研發、應用與開放的戰略，希望讓智能倉儲物流機器人的應用場景更加成熟，并希望通過積極提倡并推動智能倉儲物流機器人這一變革，來降低物流運營成本，提升用戶體驗，全面布局智能物流商業化。

京東的智能物流發展戰略，可以說，戳痛了目前倉儲物流行業發展的痛點。

倉儲物流產業需要大量的勞動力資源，且大部分工作屬于非技術性工作。比如煙草、電商、快遞、醫藥、食品飲料、制造業、服裝紡織等行業訂單處理、搬運、碼垛、分揀等崗位需要很多人力，但是傳統的物流模式顯然難以應對目前迅速增長的貨運量。

此外，我國物流成本一直較高，也一直被人詬病。與美國、日本國外發達國家相比，單位GDP中我國的倉儲成本占比是其他國家的2-3倍，并且這一差值近些年來呈現逐步擴大的趨勢，即便與其它“金磚國家”相比也明顯偏高。究其原因，物流產業管理效率底下、管理信息化程度低和管理成本高企也是重要原因。

隨著電子商務高速發展帶來物流業務量大幅攀升，以及土地、人力成本的快速上漲，業內一直在尋找能夠節省倉庫面積、提高物流效率的智能化物流裝備。要把包括運輸、倉儲、裝卸、搬運、包裝、流通加工、配送、信息平臺等物流資源統一起來，除了智能化的管理設施，還需要有能替代人工的裝卸、搬運、包裝設備，其中智能倉儲機器人就是一個典型代表。

之所以這么說，是因為智能倉儲機器人可以承擔著搬運、碼垛、分揀等工作，這就改變了傳統的物流運作模式，其中包括減少從訂單到交貨的時間。比如智能倉儲機器人將會讓訂單從生產設施到貨盤再到包裝，從尺寸定價到裝卸碼頭再到集裝箱的運輸過程更加便利；智能倉儲機器人由于工作精確度高，還可以減少工作失誤和對逆向物流的需要；機器人可以記錄海量數據，并能以精準的精度審查數據尋找錯誤的能力，這還能減少物流過程中訂單信息錯誤的發生，而所產生逆向物流的需求將會減少。最讓人放心的是，智能倉儲機器人可以極大程度減少勞動力的使用，比如可以減輕員工所承擔的體力勞動，例如長時間行走、裝卸和搬運超重產品等等。此外，機器人不需要食物和水，可以全天候工作，并且通過互聯網能與其他設備連接，這些對于傳統的物流模式都將產生重要影響。

無論在發達國家還是發展中國家，在倉儲物流領域都面臨著“機器換人”的熱潮。比如根據Bloomberg的數據，2016年美國的倉儲揀貨和包裝工人接近90萬人可以被物流機器人代替；羅蘭貝格則稱歐元區的15個領先國家有近360萬個與倉儲物流相關的非技術性工作崗位，按照物流業和汽車業的機器人化現狀對比，預計歐洲有近150萬個工作崗位有機會被物流機器人所替代。在我國，根據行業測算，醫藥、乳業、紡織服裝、輪胎、汽車等物流自動化改造空間分別為600、100、200、300、120億，目前倉儲機器人愈發成為現代物流的一個重要組成部分，其應用程度將決定相關企業未來發展的核心競爭力。

智能倉儲物流機器人來勢洶洶

據悉，倉儲物流機器人發展到今天已經有35年左右的歷史，其發展過程大致可分為三代（表1）。其中第一代物流機器人還沒有“機器人的模樣”，它們主要是以傳送帶及相關機械為主的設備，為機器人原型來實現從人工化向自動化的轉變。第二代機器人主要以自動導引車（AGV）為代表的設備，這類導引車裝備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搬運功能。它們中的佼佼者是亞馬遜Kiva機器人，該類型機器人依托AGV小車技術，實質上仍然需要人工完成揀選貨物操作，效率仍有待提升。第三代機器人在第二代基礎上，增加了替換人工的機械手、機械臂、視覺系統、智能系統，提供更友好的人機交互界面，并且與現有物流管理系統對接更完善，具有更高的執行效率和準確性。

讓我們先來了解一下第二代機器人最典型的案例——亞馬遜的Kiva機器人。

應該說，零售業巨頭亞馬遜的眼光非常具有前瞻性，2012年亞馬遜以6.78億美元買下自動化物流提供商Kiva的機器人倉儲業務后，就積極利用機器人來處理倉庫的貨物盤點以及配貨等工作。目前亞馬遜的幾十個倉庫里，有超過15000個Kiva機器人在辛勤工作。亞馬遜因此也被成為全球最高效的倉庫。比如亞馬遜位于美國馬薩諸塞州的物流運營中心有200 臺該類型機器人，每天可以處理超過 1 萬個訂單商品，準確率能達到 99.99%。

在二代倉儲物流機器人中，還包括Swisslog（瑞仕格），這是一家總部位于瑞士的自動化倉庫和配送物流解決方案提供商，其背后是工業機器人“四大天王”之一的KUKA（其持有Swisslog的96%以上股份）。與Kiva等貨架式存儲不同，Swisslog的Click&Pick系統采用的是一種三維的立方體網格架系統，每個立方體內有一個標準尺寸的箱子裝著特定貨物，如果裝著所需貨物的箱子埋在別的箱子下面，機器人會把上面的箱子拿起來堆在旁邊，拿到貨物后再放好。據Sisslog稱，Click&Pick一小時能處理1000張訂單，速度是人類作業的4-5倍。

在第三代物流機器人中，Fetch和Freight是其中的佼佼者。Fetch和Freight是硅谷機器人公司Fetch Robotics生產的倉儲機器人，去年這家硅谷公司在2015年6月獲得了軟銀領投的2300萬美元融資。Fetch和Freight是一組互相配合使用的機器人，其中的Fetch機器人可以根據訂單把貨架上的商品拿下來，放到另一個叫Freight的機器人里運回打包。Fetch相當于Kiva的升級版，Fetch機器人具備自動導航功能，可以在貨架間移動，識別產品并將其取下貨架并運動到Freight里。機器人可以自助規劃路線和充電，從而保證整個倉儲系統的無縫運行。

中國企業爭相創新

盡管我國智能倉儲機器人市場仍處于發展初期，但市場參與者顯然都已看到了潛在的機遇，2016年各方企業都在加緊進行產品研發和推廣，其中既包括等極智嘉、海康威視、阿里巴巴等企業，也包括新松、機科發展等國內領先企業，還有近年來發展迅速的快倉、遠能等新興企業。

其中我國的智能機器人公司Geek+（極智嘉科技）由于專注在倉儲物流領域，獲得了較高的行業認可。Geek+產品對標的是亞馬遜Kiva機器人，由于其可以實現柔性和智能的物流自動化解決方案，應用效果也非常好。據悉，目前應用Geek+機器人系統的倉庫總空間達3萬平方米（單倉最大6，000㎡左右），正式商用的機器人量超過200臺，單倉最大日出貨能力超20，000件。Geek+的機器人揀選系統已經成功的在天貓超市、唯品會等多家知名電商倉庫實現商用。今年10月11日，倉儲機器人創業項目Geek+宣布獲得5000萬元人民幣的A輪融資，投資在五月完成，領投方為前IDG著名投資人章蘇陽創建的火山石投資和知名投資機構高榕資本。

天貓超市的“曹操” 貨品分揀機器人則在貨品分揀領域成為最重要的智能產品之一。這個機器人是一部可承重50公斤，速度達到2米/秒的智能機器人，造價高達上百萬，所用的系統都是由阿里自主研發的。天貓超市華北配送中心位于天津市武清區菜鳥網絡物流園區，而華北配送中心的覆蓋范圍包括京津冀、山東及東北部分城市。為了緩解分揀壓力，在配送中心，倉儲搬運智能機器人“曹操”承擔了重要的任務。曹操”接到訂單后，它可以迅速定位出商品在倉庫分布的位置，并且規劃最優撿貨路徑，揀完貨后會自動把貨物送到打包臺。目前在“曹操”和小伙伴們的共同努力下，天貓超市在北京地區已經可以實現當日達。

此外在今年9月1日，菜鳥網絡還發布了一款名叫“小G”的末端配送機器人。小G身高1米左右，能承載約10～20個包裹，在接受指令后，可自動規劃最優配送路徑，將物品送到指定位置。據悉，小G的能力是基于自主感知、智能識別、運動規劃等多項關鍵技術，采用電動驅動方式。只要通過手機向小G發出服務需求，他便會規劃最優配送路徑，將物品送到指定位置，用戶可通過電子掃描簽收。

從其功能來看，小G已經成為全球物流行業最先進的機器人之一。目前，這款機器人正在阿里巴巴位于杭州西溪濕地的總部熟悉環境，屆時，數臺菜鳥智能配送機器人將協同運作，在數十萬平方米的阿里巴巴園區為上萬名員工提供智能包裹投遞服務。菜鳥小G總設計師陳俊波希望，未來小G能幫助快遞員緩解末端配送壓力。他同時表示，小G將會不斷升級，擁有應變自如能力，拓展更多的功能，引領全球物流配送機器人發展。

中國領先的監控產品供應商海康威視自主也研發了智能倉儲物流機器人“阡陌”。雖然“阡陌”的個頭不大，升舉、搬運、旋轉1000Kg的貨物不在話下，前進、后退、轉彎這種動作更是難不倒它。背上1000Kg的貨物后，運行速度仍然可以達到1米/秒。“阡陌”還可以滿載運行8小時以上，當電量低于一定閾值時，系統就會安排空閑的機器人自己走到充電位進行自主充電，而完全沒電到充滿只需1.5小時以內。

目前經過近一年的調試，“阡陌”智能倉儲系統穩定性不斷提升。根據廠家在總面積達12萬平方米的海康威視安防產業基地內的測試結果，“阡陌”可以滿足海康威視日產值近億元的倉儲及內物流需求，有效節約倉儲、搬運等崗位人工約70%，節約總人力近3成，有效提升訂單處理能力40%。

隨著倉儲物流機器人市場規模日趨擴大，中、重載復合機器人也成為了市場新的需求方向。目前，新松公司物流機器人負載能力能夠達到80噸，工業機器人負載能力能夠達到500公斤。新松基于在重載領域研發優勢，在國內率先推出了采用麥特納姆輪的重載復合型機器人，其車體負責能力能夠達到2噸，機械手負載能力能夠達到50公斤。該重載復合機器人已經在控制系統、運動單元、搬運單元全部實現國產化，可以實現全方位靈活運行。重載復合機器人研制成功國內首創，在國際上也是率先推出的，標志著國產機器人水平再上一個新的臺階。

未來向中高端發展

公開數據顯示，2015年中國日均運送包裹數5700萬，預計2020年，中國日均運送包裹數將達到1.45億，這么大的數量利用人工分揀、運輸和包裝對于任何一家公司都是非常具有挑戰性的。因此智能化的物流模式是解決中國物流復雜問題的終極方案。此背景下，實現大數據驅動的創新性社會化物流協同平臺，充分利用倉儲物流機器人賦能全行業、賦能整個生態系統是實現智能物流發展的先決條件。

根據統計，如果應用倉儲物流機器人，在保證同等儲存能力的條件下，可至少節約70%以上的土地和80%以上的勞動力。目前具備搬運、碼垛、分揀等功能的倉儲物流機器人成為物流行業當中的一大熱點并不奇怪，但在未來要滿足中國物流業從勞動密集型向技術密集型轉變，由傳統模式向現代化、智能化升級，伴隨而來的必然是各種先進技術和裝備的應用，所以在未來需要中國的倉儲物流機器人企業在最大程度提升倉儲管理的準確性，以及識別、分揀、進出貨的處理速度，降低存貨周轉率，適應電商、生鮮配送等現代快速物流的需求。 之所以提高適應電商、生鮮配送等現代快速物流的需求，是因為冷庫物流倉儲機器人對多數生鮮電商解決冷鏈末端“最后一公里”來說，絕對是利好消息。目前冷庫物流倉儲機器人在制冷行業里已經有很多廠家應用。早在 2012 年，思念第二工業園就開始應用德國庫卡倉儲機器人在湯圓倉儲中大顯身手。兩個德國庫卡機器人把包裝好的產品按規格分類擺放好，為它們包上薄膜，碼垛在立式冷庫中。廠家表示，用倉儲物流機器人不僅方便高效，還不會讓人受傷，在工作中還可能噴出冷氣給貨品降溫保鮮，所以在冷庫里，碼垛、搬運都能用機器人來實現，目前機器人參與全程冷鏈已經成為生鮮倉儲中最前沿的技術。

倉儲物流機器人也得到了政策的支持。今年3月工業和信息化部、國家發改委、財政部等三部委聯合印發了《機器人產業發展規劃（2016-2020年）》，指出機器人產業發展要推進重大標志性產品率先突破。其中，“在工業機器人領域，聚焦智能生產、智能物流，攻克工業機器人關鍵技術，提升可操作性和可維護性，重點發展弧焊機器人、真空（潔凈）機器人、全自主編程智能工業機器人、人機協作機器人、雙臂機器人、重載AGV等6種標志性工業機器人產品，引導我國工業機器人向中高端發展。”可以預見，智能機器人在物流行業的應用，未來5年將進入持續穩定發展的新時期。其中智能物流機器人向中高端發展則是今年的方向。

比如開篇介紹的京東，正著力打造的智慧物流中心里，從商品入庫、存儲到揀貨、包裝、分揀、裝車的環節都無需人力參與，形態各異的機器人將成為無人倉的主角。除了布局一系列“無人”技術之外，京東已開始在全球范圍內率先著手布局磁懸浮技術在倉儲物流方面的應用，將進一步提升倉儲運營效率并大幅降低能耗。可以預見，智能機器人的日益普及和高速發展，必將引爆一場倉儲物流智能化的變革，甚至是整個物流行業、制造業、生產和生活方方面面的智能化大革命。