企业案例|唯品会（五期项目）超大型蜂巢式电商系统——兰剑智能科技股份有限公司

01项目背景

　　近年来，我国互联网电子商务产业飞速发展，引发了相关配套产业的发展和变革，物流系统能力正成为电商平台的核心竞争力之一。特别是“双十一”等重大购物节出现严重爆仓后，物流行业发展滞后与电子商务发展过快的矛盾日益凸显，传统的仓储物流模式已不能满足物品快速周转的需求，如何适应市场变化、创新仓储物流运作模式才是大势所趋。精准库存控制、运用大数据平台的调度、满足各类订单需求、提高消费者购物体验的物流服务已成为电商发展至关重要的一环。

02项目介绍

（一）项目概况

　　唯品会是全球的特卖电商，主营业务为互联网在线销售品牌折扣商品，注册会员超2亿，已在美国纽约证券交易所上市。为提升用户的消费体验,保持平台的长久竞争力，唯品会致力于物流系统建设、提高仓储自动化和智能化。截至目前，唯品会在全国范围内共设立了七大物流仓储中心，管理的仓库面积超300万平方米。

　　唯品会是兰剑智能在电商行业的代表性客户，双方共合作5期项目，第一次合作可追溯到2015年。多年来，蜂巢系统成功应用于唯品会西南、华南、华东等多个物流中心。其中，二期项目（华南物流中心）在2017年“双十一”期间，仅依靠8名拣选人员，以12000箱/小时的超高效率，处理货物近15万件；三期项目（西南物流中心）周转箱数量达到41万个，存储量高达800万件，最大处理能力可以达到90万件/天。项目重点介绍的五期项目（华东物流中心），拣选模式再度颠覆，体现了我国储分一体技术的前沿水平！

　　唯品会华东物流中心集存储、拣选、分拨等于一体，服务长三角，贯通东中西，对接“一带一路”，辐射整个华东区域。兰剑智能蜂巢系统应用于该中心A5库1&2分区，占地面积1.15万平方米，包含165600个存储货位、360台智能视觉穿梭车、81个智能拣选工位、48台双工位料箱提升机、24个巷道单元。

（二）项目实施

1.作业流程

　　入库流程：商品到货后，先在收货暂存区暂存，由入库人员拆箱逐件扫描商品或整箱批量扫描，放置于料箱内。料箱经输送线输送至系统分配的巷道，通过提升机提升到指定层，经由动力站台交接给穿梭机器人，再由穿梭机器人搬运至指定的库位存放，完成入库作业。

图1 入库流程

　　拣选流程：系统获取拣货任务，通过订单优化模块完成订单聚集后，生成出库任务序列，系统通过调度智能化设备，依次通过穿梭机器人搬运到动力站台交接，并通过提升机提升到输送线，将存储料箱送至货到人拣选台。拣选人员根据提示屏提示，拣选指定数量的待出库商品，放置于订单箱中。当订单箱满箱或拣货批次完成后，拣货人员进行关箱操作，订单箱经过输送线输送至分拣库。当存储料箱的拣选任务完成后，由系统智能调配输送至下一个拣选台或者返回存储库区。

图2 拣选流程

　　盘点流程：系统获取到盘点任务后，生成盘点任务序列。待盘点商品所在的料箱，经由穿梭机器人搬运至动力站台交接，再由提升机提升至输送线搬运到拣选站台，操作人员扫码盘点。盘点完成后料箱入库。

图3 盘点流程

　　合箱流程：系统获取到整理任务后，生成整理任务序列。待整理商品所在的料箱，经由穿梭机器人搬运到动力站台交接，再由提升机提升至输送线搬运到拣选站台，操作人员扫码合箱。合箱完成后料箱入库。

图4 合箱流程

2.布局模式

　　该项目按照一层入库、二层拣选进行布局。

　　一楼入库区：入库站台43个。实现空、实周转箱自动补给到每个操作工位。以6个巷道为一个模组进行工作站设置。

　　输送线分三层，各层功能如下。

　　（1）一层空订单箱线：空周转箱补给到各操作工位的线体。

　　（2）二层订单出库线、拣货料箱回库线：储存料箱满箱或拣选后回库，订单箱满箱输送出库线。

　　（3）三层拣货料箱出库线：储存料箱从蜂巢库补到入库站台，输送调拨箱，输送补货入库储存料箱。

　　二楼拣选区：拣选站台38个。实现空、实周转箱自动补给到每个操作工位。以6条巷道为一个模组进行工作站设置。

　　输送线分四层，各层功能如下。

　　（1）一层空订单箱线：空周转箱补给到各操作工位的线体。

　　（2）二层拣货料箱出库线：储存料箱从蜂巢库补到拣选站台。

　　（3）三层拣货料箱回库线：储存料箱拣选后回库。

　　（4）四层订单出库线：订单箱满箱输送出库线。

　　拣选台配备电子标签提示系统。每个拣选台配备4个订单箱位。同时每个拣选站台配备2组订单缓存货架，每组4层，每层可放置4个订单箱，共计32个订单箱。为了提高拣选人员操作的舒适性，拣选人员下方配备脚垫。

3.设计特点

　　该项目综合考虑唯品会的物流战略、仓储布局、业务流程、现场管理、成本管理、绩效考核、人员队伍、项目建设等因素，设计上满足以下特点。

　　实用性：输送系统设备和WCS系统软件追求性价比最高，技术水平定位为国内领先水平。

　　先进性：整体方案、WCS系统软件具有先进的设计思想和设计理念。

　　适用性：所设计系统不仅能够满足现有的业务需求，并在今后一段时间内能够适应企业发展的需求。

　　灵活性：所设计的系统能够根据业务的需求，在管理上具有增、删、改等功能，对计算机系统维护灵活方便，并为系统提供可进行二次开发的平台。

　　高效性：所设计的系统能够安全、稳定、高效地完成所需要的工作，并对用户的需求即时响应。

　　扩充性：所设计的系统预留拓展接口，具备扩展性;所设计的系统提供通用的程序接口，能够与WMS系统或其他上位系统等进行无缝连接，以完成相应的数据传输。

4.软件技术

　　（1）兰剑孔明分拣优化系统 Pro_OOS

　　兰剑孔明分拣优化系统 Pro_OOS核心算法是整个蜂巢系统的大脑和指挥中心，管控着所有流程和设备的顺畅进行，除了常规的控制管理功能，孔明系统最大价值体现在可以调度立体库里的每一个周转箱，根据每个拣选站台的拣选效率和流量进行实时优化和随机均衡（如图5所示）。

图5 兰剑孔明分拣优化系统 Pro_OOS

　　（2）数字孪生技术

　　采用数字孪生技术，实现动态建模、虚拟仿真、离线调试、3D-SCADA在线监控、主动性运维、预防性维护等高阶应用。

　　方案规划设计阶段应用系统仿真软件，将规划方案转变为业务实体模型，1∶1的高精度等比例建模，导入真实的出入库等数据，在软件上连续地模拟运行并输出仿真报告，通过离线调试和三维可视化展现，找出方案效率瓶颈及物流环节的死锁点从而有效优化，大幅度缩短现场实施调试周期。

　　结合IoT技术，使设备实现全方位多维感知，构建万物互联的智能化、数字化世界。不仅提供设备参数的数据精细化展示，构建设备全生命周期的管理，而且能使设备具备基于寿命预测模型及故障自诊断模型的自学习预测性维护的能力。同时，3D-SCADA以三维方式直观展示整个运作场景全局，实时监控所有任务的当前运作状态，便于及时发现设备和各个环节存在的问题，保证作业效率和货物的安全性。

5.核心设备

　　（1）穿梭机器人

　　该系统中应用的穿梭机器人能够根据不同的工作环境将其细分为若干品类，只需将数据输入预先编辑好的产品货架设计系统中，便能够自动生产图纸，大大提升了满足不同客户定制化需求的能力。这种先行导入数据、设计研发装备的模式，极大地避免了客户的生产效益受到损失，也减少了客户后期因为设备改造而形成的二次投入。该机器人还可自动根据料箱的位移或变形情况动态调整货叉间距及定位位置，具备了更高的处理异常情况的能力。

　　兰剑智能穿梭机器人具备以下优势。

　　①品质（Superior），核心元件使用寿命超百万次。

　　②精准（Sharp），“编码器+定位孔”的双重校验定位技术。

　　③顺畅（Smooth），全伺服驱动与总线控制。

　　④稳定（Stable），设备可靠性≥99.95%。

　　⑤安全（Safe），满足欧盟最新标准的CE安全规范。

　　⑥智能（Smart），“可变尺寸+位移自调”的柔性智能。

图6 穿梭机器人

　　（2）往复式提升机

　　该系统中应用的提升机采用框架式结构和配重块形式，保证加减速过程和高速运行情况下的稳定性。相比无配重机构的提升机，可以在同样的提升速度和加速度条件下降低电机的功率，或同样电机功率条件下获得更高的提升速度与加速度。提升机底盘模组配有高性能伺服电机，驱动提升模组的同步带带动载货台上下高速移动，速度更快、效率更高。伺服电机与同步带传动的配置，使定位更精准。

图7 往复式提升机

　　（3）分布式输送线

　　该系统中应用的输送线采用分布式设计，将传统的集中式控制，以模块化的形式化整为零，分布到每一个最小输送单元，让搭建输送线像搭积木一样简单、易变、多选择。采用分布式设计后，现场线缆敷设数量及类型大大减少，仅需要在输送线一侧边敷设一组通信线和一组辊筒动力供电线，输送线另一侧边敷设一组强电线即可；大型控制柜数量、桥架敷设数量等也都相应减少，极大缩减安装阶段的人工成本和时间成本。整个线路仅一组通讯控制线缆和一组辊筒供电线缆，每一组I/O信号就近安装在控制设备附近，实时响应快，设备作业效率更高。并实现智能故障检测，通过PLC读取模块故障代码，迅速查找故障原因，使检修维护更加便捷。

图8 分布式输送线

6.系统整体能力

　　（1）采用3D密集存储技术，对仓库的空间利用更加充分，占地面积较传统仓储系统大幅度减少。

　　（2）创新性地采用双伸位穿梭车、双工位提升机等组成双工位系统，通过孔明系统算法逻辑，实现更高的吞吐能力。

　　（3）全流程自动化作业，减少劳动力的使用，节省人工成本。

　　（4）实现了存储货物的快进快出，并且十分精准。

　　（5）采用处理海量订单、优化作业流程的高级软件系统，使小车少跑路、少动，减少设备损耗，降低运维成本。

　　（6）灵活应对季节性和促销高峰，即使库存量不断增加，依然能实现更快、更高效的处理。

03项目优势

　　本项目为交钥匙工程，提供与系统相关的设计、制造、运输（含与运输相关的报关等）、安装、测试、验收、培训和后期质保等全流程一体化服务。

　　（1）兰剑智能对整个项目负责，在设计阶段预先考虑了施工、运维等因素的影响，显著降低项目成本、缩短工期，提高系统稳定性与可靠性，对唯品会而言省时、省力、省钱。

　　（2）兰剑智能在软硬件研发与生产方面，拥有完整的产业链。在提供智能仓储物流自动化系统时，能做到在基于系统仿真优化形成完善的方案规划的基础上，依靠自主研发生产的物流装备和物流软件进行系统集成，实现软硬件的无缝对接。

　　（3）以定制化全流程解决方案、强大高效的研发设计能力、科学规范的生产管理能力、经验丰富的软件开发和调试能力、完善的3D SOP/VI/TPM主动维护技术为依托，保证兰剑智能提供整体服务的高质量。

企业简介

兰剑智能科技股份有限公司（以下简称“兰剑智能”）始建于1993年，是集咨询规划、软件开发、设备制造、系统集成、自动化代运营为一体的全流程智慧物流系统解决方案提供商，是目前少数能做到将成套高端物流装备出口海外发达国家的中国品牌，已登陆上交所科创板上市。兰剑智能是我国较早一批涉足物流领域提供整体物流解决方案的高新技术企业，主要从事以物流机器人为核心的智能仓储物流自动化系统的研发、设计、生产、销售及服务，拥有由多名专业博士带领的研发团队，自建高科技物流装备与技术产业园区，取得了近200项有效授权专利，是该领域的优势企业。多年来，兰剑智能先后承担了多项国家和省市级研发项目，被工信部评定为“新一代人工智能产业创新重点任务揭榜优胜单位”。

兰剑智能在智能仓储物流自动化系统领域以前瞻性思维较早布局料箱级全流程解决方案，典型代表是蜂巢系统。蜂巢系统是由兰剑智能自主研发出的储分一体的分布式自动化物流系统，由兰剑孔明分拣优化系统 Pro_OOS核心算法和穿梭机器人、提升机、拣选台、输送线等主要核心设备构成。基于三维“货到人”的运作模式，该系统可以优化整合质检、入库、存储、分拣、集货、分拨、复核、包装、交接等作业环节，实现货物在配送中心的一次落地，减少作业人员、降低差错率、节省仓储面积，提高物流运作效率及整个物流中心的运作水平。蜂巢系统能够满足大规模、高效率、高准确性的拆零拣选需求，应用3D密集存储技术提高仓储利用率，节省项目用地；更能提升订单拣选效率，使单个订单履行成本更低，可有针对性地解决电商物流难题。该系统目前已在烟草、医药、汽车、鞋服、日化、食品等众多行业的大型物流中心应用。