仓储物流技术6大发展趋势:拣选作业的无纸化和自动化

小雨虫实名认证 发表于 2021-02-23 21:53 | 显示全部楼层 | 复制链接分享      上一主题  翻页  下一主题
拣选是仓储物流中劳动密集的作业环节,在一些电商物流中心里,拣选作业甚至占仓库运营成本的50%。为了提高拣选效率、降低仓储物流总成本,近年来拣选方式和技术不断创新,拣选作业更加动态化,部分领域还实现了拣选的自动化。

传统的“人到货”(PTG)拣选仍然是常见的拣选方式,尤其是在产品种类众多的电商物流中心里,“人到货”拣选是客户订单履行的重要组成部分。为了提高拣选效率、降低差错率,无纸化拣选已经成为大趋势,常见方式如下:

1.PDA手持扫描器
2.灯光拣选系统 Pick-to-Light(电子标签拣选系统)
3.语音拣选系统Pick-by-Voice (声控拣选系统)
4.增强视觉拣选系统Pick-by-Vision(增强现实拣选系统)

灯光拣选系统是一种主要依靠电子数字显示牌和各种指示灯来显示拣选信息的拣选方式,应用最为广泛。其常规模式为:在订单驱动下,系统在需拣选商品的货位上的电子标签亮起,指示操作员到准确的货位拣取准确的数量。操作员通过确认将拣选信息实时传送回系统,使拣选作业方便、高效和无误。灯光拣选系统除了用在固定货架上,还可以配备在拣选小车上。灯光拣选车一般还会配备车载平板电脑和扫描枪,能够引导操作人员同时拣选多个订单,正确选择货架上的货物,并放在拣选车上指定的容器里。灯光拣选车还可加装扬声器系统,用语音引导人员拣货。

PDA手持扫描器应用广泛,是实现出入库和拣选作业无纸化和信息实时化的重要技术。然而在大件物品拣选时,操作员需要双手拣取货物,手持扫描器会影响作业。语音拣选系统便可以很好地解决双手作业的问题,通过语音识别和合成技术,使仓库作业人员可以直接与仓库管理系统(WMS)进行对话沟通。作业员无需观看PDA手持扫描器的屏幕,直接按照语音指令到指定区域库位拣选货物,并通过语音进行动作确认。仓库管理系统直接识别作业人员语音,进行相应的数据处理。语音拣选系统可将多个订单放在一起批处理,提高拣选效率。在商品周转慢的仓库区域(C类商品拣选区),也可将多个订单批处理到一个语音拣选小车,以提高综合作业效率,降低仓库运营成本。
增强视觉拣选系统配备有智能数据眼镜和相关控制软件,该系统与仓库管理系统实时无缝交互。根据拣选策略制定的拣选列表和优化后的行走路径将被实时发送到作业人员佩戴的智能数据眼镜上,引导作业人员拣选。订单完成后,增强视觉拣选系统会进行确认,同时索取下一个新的拣选列表。

随着仓储物流技术的发展,“货到人”(GTP)拣选系统的应用越来越广泛。“货到人”拣选系统最早与传统自动立体库(ASRS / Miniload)对接,主要用于供应产线的原材料的拣选作业。堆垛机将需要拣选的托盘/周转箱从立体库中自动取出,交到连续输送机或其他搬运设备上,货物被送到拣选站,由操作工人完成拣选后再次存入自动立体库。这种“货动,人不动”的拣选方式,大幅度减少了拣选人员的行走距离,可以实现高于“人到货”模式数倍的拣选效率,并且按照人体工程学设计的拣选站可以大幅度降低劳动强度和拣选差错率。

随着四向穿梭车自动立体库的推广,“货到人”拣选系统的效率和灵活性得到大幅度提升,初步往智能化方向发展。高端的四向穿梭车运行速度超过4m/s,可以为拣选站快速补给和运回系统所需的周转箱。基于四向穿梭车的“货到人”拣选系统不仅适用于制造企业,在电商和商超物流中心的应用也日益普及。

基于kiva机器人的“货(架)到人”的拣选系统成为近年来电商物流热点技术之一。kiva机器人通过扫描地面的条码定位,通过无线通信系统接受指令,将货物所在的货架从仓库搬运至拣选站,拣选人员每小时可挑拣、扫描300件商品,效率是传统“人到货”拣选作业的3倍以上,准确率可以达到99.99%。基于kiva机器人的“货(架)到人”的拣选系统给拣选和包装流程带来了进一步优化的空间。在一些电商物流中心里,kiva机器人把货架直接搬到复核包装工作台,由复核打包作业人员完成拣选、二次分拣以及打包复核三项工作。这样的流程优化,不仅减少了物流中心的人员投入,同时也减少了物流中心的内部物流作业量,提高了电商物流中心作业的综合效率,降低了总的运营成本。
在大型物流中心里,多台kiva机器人与多个拣选台的匹配是影响提高拣选效率的关键因素。目前常用的规划方法有动态规划法、博弈算法、合同网法等,未来基于人工智能的规划方法也会有很好的应用前景。

自动化拣选技术也已经在烟草和医药物流领域有了广泛成功的应用。由于包装比较规范,卷烟和部分医药产品适合在A型架拣选系统、通道式拣选系统等进行自动拣选。中国烟草行业物流技术近年来发展迅速,其中条烟拣选设备已经达到全球领先地位。根据补烟填仓方式和烟仓部件结构形式的不同,自动化条烟拣选设备主要分为立式条烟分拣机、卧式条烟分拣机、通道式条烟分拣机和组合式条烟分拣机。立式条烟分拣机的烟仓直立设置,从烟仓侧面人工补烟填仓;卧式条烟分拣机的烟仓倾斜设置,从烟仓端面补烟填仓,一次可实现多条补货;通道式条烟分拣机的烟仓水平设置,从烟仓端面补烟填仓,一次可实现整件的自动补货;组合式条烟分拣机是由上述三种条烟分拣机按一定方式组合构成的条烟分拣线,以实现对不同品规的条烟的自动化拣选。

而“货到机器人”拣选系统则可以说是相对“货(架)到人”的另一项先进技术。随着工业机器人视觉技术和抓取技术的发展,仓储物流作业中最为复杂的拆零拣选环节逐步成为工业机器人技术应用的下一个重要阵地。“货到机器人”拣选系统通常由输送线或AGV连接自动立体库和拣选机器人系统,在自动输送环节,“货到机器人”和“货到人”系统的实现方式相同,即完成货物从立体库到拣选站的自动化搬运。

在拣选环节,“货到机器人”拣选系统采用机器人自动拣选,即通过机器人来识别、抓取货物并放在指定的容器内。与“货到人”拣选系统下的人工拣选方式相比,“货到机器人”拣选系统下的机器人不仅能够长时间重复拣选动作,节省人力,还可以大幅度提高拣选效率,保证准确率。

因此,在人力成本越来越高的趋势下,“货到机器人”拣选无疑将成为仓储物流系统的下一个热点。目前“货到机器人”拣选技术还存在一些技术瓶颈,应用案例比较少。多数物流中心里货物的品规数量庞大,商品包装各式各样,大小和重量差异很大,对机器人的夹具技术要求很高。在现有技术水平上,“货到机器人”拣选系统还无法满足对这些不规则商品的拣选需求。不过随着行业研发力量的不断投入,不规则物品的全自动拣选技术瓶颈在不久的将来一定能突破。

移动拣选机器人是自动化拣选的最高层次,是世界仓储物流技术领域的重要技术发展方向。移动拣选机器人配备自主导航系统,采用3D视觉和机器深度学习技术,完成移动拣选机器人的精准定位以及货物的智能识别与抓取,并自主将拣选好的货物运送到指定地点。移动拣选机器人能够替代繁重的人工劳动,实现物流中心“机器人到货”的拣选作业方式,目前其应用范围还非常有限,主要用于规范包装货物的拣选。

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