一直以来,各个行业的仓储客户有着不同诉求,但绕不开的都是更高的存储密度、更快的拣货效率、更大的出入流量、更低的投资成本等。
比如,以前料箱货到人方案更多采用miniload和Multishuttle多穿的形式,前者致力于实现更高的存储,后者则是在前者的基础上做优化,在保证存储的同时兼顾出入;后来又出现了像Autostore这样的方案,在存储密度上创下新高。这三者被认为是一个流派,将存储做到了极致。
近些年使用较多的传输线料箱方案,本质上属于miniload的升级版,这一升级在于将原本需要轨道支持的miniload演进为无需轨道的机器人系统,但两者均保持了外部传输线的构造。
以上这些刚性方案部署实施需要一两年,可以使用较长时间,能适应变化没有那么快的年代。
而在如今的时代,前端线下业务碎片化、线上业务飞速发展,社交电商、直播电商、社区团购等新模式崛起,给仓库运营带来了极大的不确定性和前所未有的复杂挑战,柔性对于新时代来说至关重要。很快,传统的传输线料箱方案、料箱机器人+卸箱机等都暴露出效率、柔性等方面的问题,怎样能够摆脱刚性设备的束缚,实现高柔性呢?近两年,与上述方案底层思路截然不同的料箱大小车方案开始大放异彩。
料箱大小车方案的底层思路是让不同的机器人干自己最擅长的事、路径分开、化整为零,实现了“又高又贵”的料箱机器人与“矮而灵活且便宜”的拣选机器人相结合的“高矮配”“大小配”。物流沙龙注意到,近两年头部移动机器人企业纷纷抛弃传统的传输线料箱方案,转而研发和推广料箱大小车方案,并已取得了很好的落地应用。
2023年8月16日,海柔创新发布标准化系统产品解决方案HaiPick System 3,该解决方案由勾取式ACR(箱式仓储机器人)、极速潜伏式顶升机器人K50、配套的工作站和货架料箱、HaiQ智慧仓储管理平台等软硬件组成,具备高密度、多设备高效协同、高柔性的优势。
此前在2022年年底,海柔创新曾发布HaiPick系统的ACR+潜伏式顶升AMR组合方案,当时采用的是大载重潜伏式顶升AMR,而这次采用的是个头小、载重小、速度快的潜伏式顶升机器人K50,是实打实的“小车”。能看出来,曾经常使用料箱机器人与输送线、自动装卸机相连接的海柔创新,已经抛弃了传输线料箱方案,转而推出料箱大小车方案了。
自此,极智嘉、快仓、海柔创新三家最主要的料箱机器人解决方案提供商,都在大力研发和推广料箱大小车方案,而且前两家已有诸多成功落地应用。
2021年,极智嘉推出RS+P40大小车货箱方案,使用P40拣选机器人替代输送线等刚性设备的方案,柔性更高、投入成本更低、项目部署更快、仓库可扩展性更强。RS+P40大小车货箱方案特别适用于体积小、SKU多、柔性要求高的料箱到人拆零拣货场景和零售MFC(多渠道配送)场景,适用行业包括服装、大零售、五金制造、海外电商等。
快仓先推出了QuickBin,实现了料箱式机器人和潜伏式机器人在智能操作系统指挥下协同作业,运用“大工盖楼,小工搬砖”逻辑实现了“密集存储+货到人拣选”的协作。2021年,QuickBin升级到2.0版。如今,QuickBin可以有效解决企业“超高出入库流量”要求下“拆零拣选及海量SKU退货”人工作业效率低的痛点,使用行业包括海外仓、第三方物流、电商、服装等。
除了上面三家头部移动机器人企业以外,柔性物流自动化解决方案提供商壹悟科技自2022年起也在大力推广多机调度智能解决方案,区别于之前客户需要分别对接多家软件系统的模式,壹悟科技集成对接多个机器人厂商的系统,可以实现对不同品牌、种类、功能机器人的便捷管理,实现了自己调度,使用的是其他家的机器人。
正如上文所说,料箱大小车方案与传输线料箱方案的底层思路截然不同,在如今这个快速变化的时代,两种方案体现出了不同的优劣势。
1、传输线料箱方案
传输线、卸箱机等刚性强的设备,由于故障率高、成本昂贵、灵活性差、容易造成拥堵等缺点,已经逐渐被传输线料箱方案甩到身后。
以“料箱机器人+卸箱机”为例:
· “高个子”的料箱机器人需要负责在多巷道取箱、搬运至工作站排队卸载并返回多个巷道还箱等全流程,效率不高。
· 料箱机器人在巷道内运行,占用了巷道空间。
· 除了料箱机器人以外,方案还需要卸箱机和输送线等设备,硬件成本高,尤其在海外市场需要巨额的前期一次性投入,不利于市场开发。
· 如今订单碎片化、随机化的趋势愈加明显,订单不断波动,而“料箱机器人+卸箱机”不易拓展及实施部署,拓展需要大量的工作,比如重新设计输送线及调试等,对现有系统运行影响很大,搬仓也非常不便;
· 当卸箱机或输送线异常时,单点故障容易造成整个系统不能正常工作。
2、料箱大小车方案
料箱大小车方案几乎可以解决上述传输线料箱方案的所有问题。
· 各司其职:料箱机器人负责料箱在存储位和缓存位间的上下转移;拣选机器人将料箱从货架缓存架搬运至工作站拣选位置,人工拣选完成后,再将料箱从工作站搬运至货架缓存架。
· 交通顺畅、井然有序:料箱仅负责在固定巷道内移动,拣选机器人主要在货架底部运行,互相不干扰。
· 硬件成本低、投资风险较低:除了机器人以外,无需其他刚性设备,硬件成本低;可以根据业务规划渐进式投入,投资风险较低。
· 部署、拆卸、搬仓都很灵活:可基于业务需求分阶段部署实施,可以自由增减机器人工作站,满足客户峰值需求;可快速拆卸与部署,快速搬仓。
· 鲁棒性更强:如果单台设备出现故障,只维修单台设备即可,不影响总体业务运行。
料箱大小车方案并不是很复杂,客户的痛点也差不多,能将料箱大小车方案做深、做精的企业才能脱颖而出。
料箱大小车方案最重要的不是料箱机器人最高有多高、拣选机器人最快有多快、深位有多少个……而是如何调度好“交通”,让料箱机器人(大车)和潜伏式机器人(小车)各司其职、井然有序、协同作业,这也是难点和挑战所在。繁忙的仓库中,小车的数量将达到数百台以上,有的企业预计很快可以突破一千台,这样大规模的复杂“车队”,要求极强的大规模机器人调度能力、极出色的调度优化算法能力。
比如,料箱-货位热度优化策略可以通过料箱与货位的智能匹配,缩短机器人的搬运路径,减少任务耗时,保证机器人能够高效完成搬运任务;料箱-货位热度匹配优化策略,可以让系统在上架时或者闲时进行料箱货位的匹配与调整,也可以利用实时闲置资源进行动态的调整。
如今混场调度、跨场景混合导航已成为发展趋势,料箱大小车方案中,最擅长类Kiva的货架到人解决方案的极智嘉和快仓具有先天优势,积淀多年的AGV经验非常宝贵;而一上来就专攻AMR产品的新兴智能物流机器人厂商,由于对二维码、高密度存储场景涉猎较少,他们在集群调度的发展将遇到一些波折和壁垒,面临着较大的挑战。
快仓在企业定位中就提到了集群——定位为提供智能物流机器人、集群操作系统和解决方案的厂商,曾创造亚洲首个“单仓千台级”纪录。2023年7月,快仓发布“凤凰3.0”系统,实现了系统更稳定、界面操作更人性化、开仓操作更简单、机器人调度更智能、现场调试问题追溯更精准、适配场景更丰富等目标。
以快仓QuickBin解决方案应用于虹迪科技的案例为例,其仓库的路径规划采用综合环境信息的多车路径规划算法,通过灵活切换中心化和去中心化控制,实现了基于真实物理环境信息的高效道路规划。
极智嘉拥有大规模多源异构机器人集群调度能力,极智嘉机器人管理系统RMS是一套同时支持云端部署和本地部署的多智能体调度和任务管理平台化系统,实时处理大规模移动机器人集群的路径规划、交通管理、任务分配、产能优化、可视化状态监控、地图维护和共享、多机型协同调度、安全急停等任务,高并发,高可靠。
沙特阿拉伯领先的物流与供应链解决方案供应商Starlinks与极智嘉联合落地的沙特阿拉伯首个机器人订单履行中心,部署超250台AMR机器人,通过极智嘉大小组合的RS8+P40货箱方案及智能分拣方案,实现拣选及分拣智能化升级。该中心预计将处理超1200万件SKU,平均每月履行360万个订单。
如今,仓储场景中用户最关心的两个问题——存储能力和拣货效率,料箱大小车方案都可以高效解决。由于全流程均采用机器人进行物料搬运,料箱大小车方案可以实现项目短期的快速部署,企业可以根据业务需求灵活增减机器人,敏捷应对需求变化,实现柔性供应链管理;并且通过智能化集群调度,最大化机器人效率,满足业务量的快速增长需求。
越来越多的企业在经过柔性、存储力、可扩展性以及综合成本等多维度考察后,放弃了料箱机器人配合卸箱机和输送线方案,转而选择料箱大小车方案,以配合业务的高速发展。相信随着技术进一步成熟,料箱大小车方案将为众多行业带来更多存储、效率方面的提升,更深层次地满足新时代的仓储需求。
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