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自動(dòng)化技術(shù)在京東無(wú)人倉(cāng)庫(kù)中的應(yīng)用分析論文
隨著社會(huì)的發(fā)展和科技的進(jìn)步， 智能化城市已經(jīng)不僅僅是夢(mèng)想。近年來(lái)， 物流行業(yè)發(fā)展勢(shì)頭非常迅猛， 自動(dòng)化技術(shù)在智能物流系統(tǒng)中得以廣泛應(yīng)用， 對(duì)物流服務(wù)效率的提升起到非常重要的作用。一方面， 自動(dòng)化設(shè)備代替人類勞動(dòng)， 可以解放更多地勞動(dòng)力， 降低人力成本支出；另一方面， 自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展可以降低差錯(cuò)率并極大地提高工作效率。本文以京東無(wú)人倉(cāng)庫(kù)為例對(duì)智能物流系統(tǒng)中應(yīng)用的自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行分析， 并與傳統(tǒng)物流系統(tǒng)進(jìn)行對(duì)比分析， 使得自動(dòng)化技術(shù)能夠更好地服務(wù)于智能物流系統(tǒng)的發(fā)展。
關(guān)鍵詞：自動(dòng)化技術(shù)； 智能物流系統(tǒng)； 京東無(wú)人倉(cāng)庫(kù)；
一、引言
物流作為一種服務(wù)業(yè)， 根據(jù)實(shí)際的需要負(fù)責(zé)將物品從供貨方搬運(yùn)到接受方， 其中， 包括倉(cāng)儲(chǔ)、運(yùn)輸、配送、裝卸、流通加工、包裝以及信息處理等環(huán)節(jié)。近年來(lái)， 隨著國(guó)家經(jīng)濟(jì)的發(fā)展以及人們生活水平的提高， 電子商務(wù)迅速發(fā)展、電商訂單數(shù)量急速增長(zhǎng)， 面對(duì)如此多的任務(wù)量， 如何根據(jù)客戶的需求將商品快速、準(zhǔn)確的發(fā)送到客戶手中， 是物流亟待解決的問(wèn)題之一。智能物流系統(tǒng)是將自動(dòng)化技術(shù)引入到傳統(tǒng)的人工物流系統(tǒng)中， 從降低差錯(cuò)率、提高物流服務(wù)效率以及減少人力成本等方面， 提高物流服務(wù)質(zhì)量。
京東商城對(duì)物流服務(wù)非常重視， 拋開(kāi)與第三方物流公司合作的模式開(kāi)啟自建物流系統(tǒng)的模式， 率先提出“夜間配”、“極速達(dá)”、“限時(shí)達(dá)”等物流配送服務(wù)。京東自2011年以來(lái)不斷加大對(duì)倉(cāng)儲(chǔ)物流后臺(tái)的擴(kuò)建自動(dòng)化技術(shù)在物流中的應(yīng)用， 在物流服務(wù)效率上占據(jù)明顯的優(yōu)勢(shì)， 特別是2016年京東無(wú)人倉(cāng)庫(kù)的首次亮相， 更是實(shí)現(xiàn)了物流行業(yè)的無(wú)人化和智能化， 這一舉措的實(shí)施極大的加快了商品的物流服務(wù)速度， 也為特殊節(jié)日 （如618、雙11等） 中物流訂單暴漲提供了支持與保障。
二、自動(dòng)化技術(shù)在京東無(wú)人倉(cāng)庫(kù)中的應(yīng)用分析
京東的無(wú)人倉(cāng)庫(kù)公司， 是全球首個(gè)全流程的無(wú)人倉(cāng)庫(kù)公司， 全流程無(wú)人倉(cāng)庫(kù)可以實(shí)現(xiàn)貨物從入庫(kù)、分揀、包裝、存儲(chǔ)以及配送等環(huán)節(jié)的無(wú)人化和智能化。無(wú)人倉(cāng)庫(kù)的作業(yè)環(huán)節(jié)主要包括入庫(kù)作業(yè)、存儲(chǔ)作業(yè)、訂單揀選作業(yè)以及打包作業(yè)等， 其中涉及的自動(dòng)化設(shè)備主要有物流機(jī)器人、機(jī)械臂、自動(dòng)穿梭車(chē)等。
（一） 自動(dòng)化入庫(kù)作業(yè)
（1） 自動(dòng)化運(yùn)輸系統(tǒng)。自動(dòng)化輸送系統(tǒng)在入庫(kù)作業(yè)中連通自動(dòng)化立體庫(kù)， 可以實(shí)現(xiàn)貨物的高效入庫(kù)。在無(wú)人倉(cāng)庫(kù)系統(tǒng)中， 以感知技術(shù)為基礎(chǔ)， 自動(dòng)化運(yùn)輸系統(tǒng)與機(jī)器人系統(tǒng)需要進(jìn)行有效的配合方可實(shí)現(xiàn)無(wú)人倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的自動(dòng)化。目前京東的昆山無(wú)人倉(cāng)中， 自動(dòng)化運(yùn)輸系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)卸車(chē)、自動(dòng)供包與自動(dòng)分離的功能。在自動(dòng)卸車(chē)系統(tǒng)中， 卸車(chē)運(yùn)輸方式為籠箱運(yùn)輸， 在該運(yùn)輸方式下， 快遞包裹運(yùn)至無(wú)人分揀中心；在自動(dòng)供包系統(tǒng)中， 籠箱內(nèi)的貨物通過(guò)自動(dòng)傾倒設(shè)備放置在輸送線上， 然后將貨物隨輸送至單件分離區(qū)。
（2） 自動(dòng)化入庫(kù)機(jī)器人。在入庫(kù)裝箱中， 京東還采用了六軸機(jī)器人6-AXIS進(jìn)行入庫(kù)作業(yè)， 六軸機(jī)器人的特點(diǎn)是適用于拾取大件物品， 六軸機(jī)器人高兩米左右， 最大的臂展2.7米左右， 重約1.7噸， 可搬運(yùn)貨物的重量在165公斤以內(nèi)， 搬運(yùn)效率較高， 搬運(yùn)單次的動(dòng)作8到12秒， 相比于人工作業(yè)， 效率方面可以提高30%.
（二） 自動(dòng)化存儲(chǔ)系統(tǒng)
在京東的自動(dòng)化無(wú)人倉(cāng)中， 其自動(dòng)化存儲(chǔ)系統(tǒng)是多層穿梭車(chē)自動(dòng)化立體庫(kù)， 由8組穿梭車(chē)立庫(kù)系統(tǒng)組成， 可同時(shí)存儲(chǔ)商品6萬(wàn)箱， 穿梭車(chē)速度最大為6m/s, 吞吐量高達(dá)1600箱/小時(shí)， 可大大節(jié)省人力成本和空間成本， 取貨的時(shí)候可以實(shí)現(xiàn)從“人到貨”到“貨到人”的轉(zhuǎn)變， 同時(shí)解決了跨通道作業(yè)以及作業(yè)節(jié)奏不均衡等問(wèn)題。
（三） 自動(dòng)化訂單挑選作業(yè)系統(tǒng)
（1） 自動(dòng)化搬運(yùn)機(jī)器人。坐落在上海的京東無(wú)人倉(cāng)中， 京東使用了3種不同型號(hào)的智能搬運(yùn)機(jī)器人執(zhí)行任務(wù)， 分別為SHUTTLE貨架穿梭機(jī)器人， 智能搬運(yùn)機(jī)器人AGV, ELTA型分揀機(jī)器人。其中， SHUTTLE貨架穿梭車(chē)可高速行走在貨架間并進(jìn)行貨架間的貨物存取， 其空載峰值速度為6m/s, 且具有根據(jù)貨物大小進(jìn)行自動(dòng)適配的功能；AGV智能搬運(yùn)機(jī)器人的特點(diǎn)是靈活小巧， 具有電量低自動(dòng)充電的功能， 所以能夠?yàn)榫〇|的倉(cāng)儲(chǔ)貨架釋放更多的有效利用空間。；另外， 防撞傳感器和無(wú)線通訊模塊嵌入到AGV車(chē)身中， 因此AGV可在京東倉(cāng)庫(kù)復(fù)雜的工況環(huán)境里面輕松自如的工作。DELTA型分揀機(jī)器人是京東無(wú)人倉(cāng)中的重要設(shè)備， 適用于小件商品的分揀， 為了對(duì)新商品進(jìn)行高效的識(shí)別， 在DELTA機(jī)器人中配備了圖像識(shí)別設(shè)備。
（2） 自動(dòng)化識(shí)別技術(shù)。在京東物流昆山無(wú)人分揀中心， RFID電子標(biāo)簽技術(shù)也應(yīng)用在其中， 可進(jìn)行發(fā)貨訂單的識(shí)別， 保障了發(fā)貨準(zhǔn)確性， 該技術(shù)是一種非接觸式自動(dòng)識(shí)別技術(shù)。RFID電子標(biāo)簽技術(shù)可以存儲(chǔ)相關(guān)數(shù)據(jù)的標(biāo)簽， 通過(guò)RFID讀寫(xiě)裝置對(duì)標(biāo)簽進(jìn)行讀取數(shù)據(jù)， 也可以寫(xiě)入數(shù)據(jù)。相比于條碼信息， RFID電子標(biāo)簽技術(shù)讀取距離遠(yuǎn)， 而且不受障礙物影響， 但其標(biāo)簽成本抑制應(yīng)用場(chǎng)景。
坐落在上海的京東無(wú)人倉(cāng)中， 采用了機(jī)器視覺(jué)識(shí)別模式， 2D視覺(jué)識(shí)別、3D視覺(jué)識(shí)別、以及由視覺(jué)技術(shù)與紅外測(cè)距組成的2.5D視覺(jué)技術(shù)應(yīng)用在其中， 實(shí)現(xiàn)了機(jī)器與環(huán)境的主動(dòng)交互。
由此可見(jiàn)， 機(jī)器人的大規(guī)模、多場(chǎng)景的應(yīng)用是京東自動(dòng)化無(wú)人倉(cāng)的最大特點(diǎn)， 在整個(gè)流程中， 從入庫(kù)、供包、分揀， 再到集包轉(zhuǎn)運(yùn)， 多種不同功能和特性的機(jī)器人相互合作， 依據(jù)系統(tǒng)指令處理訂單， 同時(shí)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)避讓、路徑優(yōu)化等功能。與此同時(shí)物聯(lián)網(wǎng)中的傳感器技術(shù)、智能識(shí)別技術(shù)也起到了關(guān)鍵作用。
另外， 由自動(dòng)化技術(shù)在京東無(wú)人倉(cāng)庫(kù)中的應(yīng)用可以看出， 自動(dòng)化技術(shù)的應(yīng)用提高了京東的物流效率及質(zhì)量。隨著時(shí)代的發(fā)展， 倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的無(wú)人化將會(huì)是必然的趨勢(shì)， 而在無(wú)人倉(cāng)儲(chǔ)中， 自動(dòng)化技術(shù)將會(huì)逐漸得到廣泛應(yīng)用。未來(lái)的倉(cāng)庫(kù)不僅是簡(jiǎn)單的自動(dòng)運(yùn)行， 其智能化的程度必定會(huì)越來(lái)越高， 自動(dòng)化、智能化設(shè)備將會(huì)取代大部分倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)備， 而且智能化的機(jī)器人將會(huì)更加高端。
三、以自動(dòng)化技術(shù)為主的智能物流系統(tǒng)與以人工作業(yè)為主的傳統(tǒng)物流系統(tǒng)的對(duì)比分析
（一） 不同的貨物的存儲(chǔ)方式會(huì)導(dǎo)致倉(cāng)庫(kù)的面積利用率的不同
以人工作業(yè)為主的傳統(tǒng)物流系統(tǒng)， 為了滿足客戶多樣化的需求， 往往需要建立比較大的面積進(jìn)行貨物的存放， 但仍然存在存貨種類和數(shù)量受限的情況時(shí)有發(fā)生。一方面， 為了能夠更多了利用倉(cāng)儲(chǔ)面積， 貨物的存儲(chǔ)方式一般是采用存儲(chǔ)區(qū)和揀配區(qū)域共用的模式；另一方面， 考慮到訂單的揀貨方式主要依靠人海戰(zhàn)術(shù)， 所以倉(cāng)庫(kù)類型為平面庫(kù)， 這將導(dǎo)致倉(cāng)庫(kù)在空間上的利用率下降。智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)在倉(cāng)儲(chǔ)利用率上具有明顯的優(yōu)勢(shì)， 各種自動(dòng)化設(shè)備的發(fā)展為密集存儲(chǔ)提供了條件， 立體貨架的發(fā)展可以有效地節(jié)省倉(cāng)庫(kù)空間利用率。
（二） 不同的物流作業(yè)模式會(huì)導(dǎo)致物流服務(wù)質(zhì)量的不同
傳統(tǒng)的物流系統(tǒng)主要采用的是人工作業(yè)， 首先， 由于物流作業(yè)具有多個(gè)業(yè)務(wù)流程組成， 只有工作人員之間具有無(wú)縫銜接的協(xié)調(diào)能力才能最高效率地調(diào)動(dòng)工作人員， 但往往人為因素是有很大的幅度變動(dòng)的， 這會(huì)導(dǎo)致作業(yè)效率的降低。針對(duì)這一問(wèn)題， 智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)中自動(dòng)化設(shè)備之間具有更好地匹配能力， 可以真正做到無(wú)縫銜接， 最大的發(fā)揮設(shè)備的能力；然后， 在特殊節(jié)日中， 像雙11、618等節(jié)日， 經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)貨物爆倉(cāng)的情況， 這個(gè)時(shí)候是對(duì)物流服務(wù)的最大挑戰(zhàn)， 而光依靠人海戰(zhàn)術(shù)是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的， 智能物流系統(tǒng)可以很好的滿足物流效率的需求， 像京東無(wú)人倉(cāng)預(yù)計(jì)日處理訂單量可以達(dá)到20萬(wàn)。最后， 在差錯(cuò)率和損耗方面， 智能物流系統(tǒng)相比于傳統(tǒng)的人工物流系統(tǒng)具有明顯優(yōu)勢(shì)。
（三） 不同的物流作業(yè)模式會(huì)導(dǎo)致物流成本的不同
傳統(tǒng)物流系統(tǒng)在技術(shù)力量、管理水平以及服務(wù)范圍上能力較弱， 信息化程度較低， 人工作業(yè)成本較大， 這些將會(huì)限制物流行業(yè)的發(fā)展， 也同樣會(huì)導(dǎo)致物流成本的增加。雖然現(xiàn)在智能物流系統(tǒng)還沒(méi)有普及應(yīng)用， 自動(dòng)化設(shè)備相對(duì)比較昂貴， 但是從長(zhǎng)遠(yuǎn)利益來(lái)看， 自動(dòng)化設(shè)備可以提高物流效率、降低工作人員的勞動(dòng)強(qiáng)度、增加倉(cāng)庫(kù)的利用率、降低差錯(cuò)率、有效避免貨物的遺失及損壞等諸多優(yōu)點(diǎn)， 所有從總體來(lái)看智能物流倉(cāng)儲(chǔ)最終會(huì)降低物流成本。
四、結(jié)語(yǔ)
高科技高速發(fā)展的今天， 國(guó)家要在世界具有一席之地， 產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)是必不可少的。自動(dòng)化技術(shù)在物流行業(yè)的應(yīng)用效果越來(lái)越顯著， 物流產(chǎn)業(yè)從低端的人工作業(yè)到現(xiàn)在應(yīng)用大量自動(dòng)化技術(shù)的智能物流系統(tǒng)， 這是一個(gè)質(zhì)的飛躍， 這也為中國(guó)物流技術(shù)行業(yè)在世界保持領(lǐng)先地位奠定了基礎(chǔ)。因此， 我們應(yīng)該大力的推廣自動(dòng)化技術(shù)在智能物流系統(tǒng)中的應(yīng)用， 鼓勵(lì)并促進(jìn)智能物流系統(tǒng)相關(guān)自動(dòng)化技術(shù)和設(shè)備的技術(shù)創(chuàng)新和進(jìn)步， 國(guó)家應(yīng)該提升物流業(yè)集約化、信息化、標(biāo)準(zhǔn)化、智能化、加大智能物流管理出色人才的培養(yǎng)力度， 從而提高經(jīng)濟(jì)整體運(yùn)行效率和效益。
參考文獻(xiàn)
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