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自動(dòng)化技術(shù)在京東無(wú)人倉庫中的應用分析論文
隨著(zhù)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)展勢頭非常迅猛， 自動(dòng)化技術(shù)在智能物流系統中得以廣泛應用， 對物流服務(wù)效率的提升起到非常重要的作用。一方面， 自動(dòng)化設備代替人類(lèi)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)展可以降低差錯率并極大地提高工作效率。本文以京東無(wú)人倉庫為例對智能物流系統中應用的自動(dòng)化技術(shù)進(jìn)行分析， 并與傳統物流系統進(jìn)行對比分析， 使得自動(dòng)化技術(shù)能夠更好地服務(wù)于智能物流系統的發(fā)展。
關(guān)鍵詞：自動(dòng)化技術(shù)； 智能物流系統； 京東無(wú)人倉庫；
一、引言
物流作為一種服務(wù)業(yè)， 根據實(shí)際的需要負責將物品從供貨方搬運到接受方， 其中， 包括倉儲、運輸、配送、裝卸、流通加工、包裝以及信息處理等環(huán)節。近年來(lái)， 隨著(zhù)國家經(jīng)濟的發(fā)展以及人們生活水平的提高， 電子商務(wù)迅速發(fā)展、電商訂單數量急速增長(cháng)， 面對如此多的任務(wù)量， 如何根據客戶(hù)的需求將商品快速、準確的發(fā)送到客戶(hù)手中， 是物流亟待解決的問(wèn)題之一。智能物流系統是將自動(dòng)化技術(shù)引入到傳統的人工物流系統中， 從降低差錯率、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)啟自建物流系統的模式， 率先提出“夜間配”、“極速達”、“限時(shí)達”等物流配送服務(wù)。京東自2011年以來(lái)不斷加大對倉儲物流后臺的擴建自動(dòng)化技術(shù)在物流中的應用， 在物流服務(wù)效率上占據明顯的優(yōu)勢， 特別是2016年京東無(wú)人倉庫的首次亮相， 更是實(shí)現了物流行業(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)人倉庫中的應用分析
京東的無(wú)人倉庫公司， 是全球首個(gè)全流程的無(wú)人倉庫公司， 全流程無(wú)人倉庫可以實(shí)現貨物從入庫、分揀、包裝、存儲以及配送等環(huán)節的無(wú)人化和智能化。無(wú)人倉庫的作業(yè)環(huán)節主要包括入庫作業(yè)、存儲作業(yè)、訂單揀選作業(yè)以及打包作業(yè)等， 其中涉及的自動(dòng)化設備主要有物流機器人、機械臂、自動(dòng)穿梭車(chē)等。
�。ㄒ唬� 自動(dòng)化入庫作業(yè)
�。�1） 自動(dòng)化運輸系統。自動(dòng)化輸送系統在入庫作業(yè)中連通自動(dòng)化立體庫， 可以實(shí)現貨物的高效入庫。在無(wú)人倉庫系統中， 以感知技術(shù)為基礎， 自動(dòng)化運輸系統與機器人系統需要進(jìn)行有效的配合方可實(shí)現無(wú)人倉儲系統的自動(dòng)化。目前京東的昆山無(wú)人倉中， 自動(dòng)化運輸系統可實(shí)現自動(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)系統中， 卸車(chē)運輸方式為籠箱運輸， 在該運輸方式下， 快遞包裹運至無(wú)人分揀中心；在自動(dòng)供包系統中， 籠箱內的貨物通過(guò)自動(dòng)傾倒設備放置在輸送線(xiàn)上， 然后將貨物隨輸送至單件分離區。
�。�2） 自動(dòng)化入庫機器人。在入庫裝箱中， 京東還采用了六軸機器人6-AXIS進(jìn)行入庫作業(yè)， 六軸機器人的特點(diǎn)是適用于拾取大件物品， 六軸機器人高兩米左右， 最大的臂展2.7米左右， 重約1.7噸， 可搬運貨物的重量在165公斤以?xún)龋?搬運效率較高， 搬運單次的動(dòng)作8到12秒， 相比于人工作業(yè)， 效率方面可以提高30%.
�。ǘ� 自動(dòng)化存儲系統
在京東的自動(dòng)化無(wú)人倉中， 其自動(dòng)化存儲系統是多層穿梭車(chē)自動(dòng)化立體庫， 由8組穿梭車(chē)立庫系統組成， 可同時(shí)存儲商品6萬(wàn)箱， 穿梭車(chē)速度最大為6m/s, 吞吐量高達1600箱/小時(shí)， 可大大節省人力成本和空間成本， 取貨的時(shí)候可以實(shí)現從“人到貨”到“貨到人”的轉變， 同時(shí)解決了跨通道作業(yè)以及作業(yè)節奏不均衡等問(wèn)題。
�。ㄈ� 自動(dòng)化訂單挑選作業(yè)系統
�。�1） 自動(dòng)化搬運機器人。坐落在上海的京東無(wú)人倉中， 京東使用了3種不同型號的智能搬運機器人執行任務(wù)， 分別為SHUTTLE貨架穿梭機器人， 智能搬運機器人AGV, ELTA型分揀機器人。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, 且具有根據貨物大小進(jìn)行自動(dòng)適配的功能；AGV智能搬運機器人的特點(diǎn)是靈活小巧， 具有電量低自動(dòng)充電的功能， 所以能夠為京東的倉儲貨架釋放更多的有效利用空間。；另外， 防撞傳感器和無(wú)線(xiàn)通訊模塊嵌入到AGV車(chē)身中， 因此AGV可在京東倉庫復雜的工況環(huán)境里面輕松自如的工作。DELTA型分揀機器人是京東無(wú)人倉中的重要設備， 適用于小件商品的分揀， 為了對新商品進(jìn)行高效的識別， 在DELTA機器人中配備了圖像識別設備。
�。�2） 自動(dòng)化識別技術(shù)。在京東物流昆山無(wú)人分揀中心， RFID電子標簽技術(shù)也應用在其中， 可進(jìn)行發(fā)貨訂單的識別， 保障了發(fā)貨準確性， 該技術(shù)是一種非接觸式自動(dòng)識別技術(shù)。RFID電子標簽技術(shù)可以存儲相關(guān)數據的標簽， 通過(guò)RFID讀寫(xiě)裝置對標簽進(jìn)行讀取數據， 也可以寫(xiě)入數據。相比于條碼信息， RFID電子標簽技術(shù)讀取距離遠， 而且不受障礙物影響， 但其標簽成本抑制應用場(chǎng)景。
坐落在上海的京東無(wú)人倉中， 采用了機器視覺(jué)識別模式， 2D視覺(jué)識別、3D視覺(jué)識別、以及由視覺(jué)技術(shù)與紅外測距組成的2.5D視覺(jué)技術(shù)應用在其中， 實(shí)現了機器與環(huán)境的主動(dòng)交互。
由此可見(jiàn)， 機器人的大規模、多場(chǎng)景的應用是京東自動(dòng)化無(wú)人倉的最大特點(diǎn)， 在整個(gè)流程中， 從入庫、供包、分揀， 再到集包轉運， 多種不同功能和特性的機器人相互合作， 依據系統指令處理訂單， 同時(shí)實(shí)現了自動(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)人倉庫中的應用可以看出， 自動(dòng)化技術(shù)的應用提高了京東的物流效率及質(zhì)量。隨著(zhù)時(shí)代的發(fā)展， 倉儲系統的無(wú)人化將會(huì )是必然的趨勢， 而在無(wú)人倉儲中， 自動(dòng)化技術(shù)將會(huì )逐漸得到廣泛應用。未來(lái)的倉庫不僅是簡(jiǎn)單的自動(dòng)運行， 其智能化的程度必定會(huì )越來(lái)越高， 自動(dòng)化、智能化設備將會(huì )取代大部分倉儲設備， 而且智能化的機器人將會(huì )更加高端。
三、以自動(dòng)化技術(shù)為主的智能物流系統與以人工作業(yè)為主的傳統物流系統的對比分析
�。ㄒ唬� 不同的貨物的存儲方式會(huì )導致倉庫的面積利用率的不同
以人工作業(yè)為主的傳統物流系統， 為了滿(mǎn)足客戶(hù)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(lèi)和數量受限的情況時(shí)有發(fā)生。一方面， 為了能夠更多了利用倉儲面積， 貨物的存儲方式一般是采用存儲區和揀配區域共用的模式；另一方面， 考慮到訂單的揀貨方式主要依靠人海戰術(shù)， 所以倉庫類(lèi)型為平面庫， 這將導致倉庫在空間上的利用率下降。智能倉儲系統在倉儲利用率上具有明顯的優(yōu)勢， 各種自動(dòng)化設備的發(fā)展為密集存儲提供了條件， 立體貨架的發(fā)展可以有效地節省倉庫空間利用率。
�。ǘ� 不同的物流作業(yè)模式會(huì )導致物流服務(wù)質(zhì)量的不同
傳統的物流系統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)調能力才能最高效率地調動(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 )導致作業(yè)效率的降低。針對這一問(wèn)題， 智能倉儲系統中自動(dòng)化設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)揮設備的能力；然后， 在特殊節日中， 像雙11、618等節日， 經(jīng)常會(huì )出現貨物爆倉的情況， 這個(gè)時(shí)候是對物流服務(wù)的最大挑戰， 而光依靠人海戰術(shù)是遠遠不夠的， 智能物流系統可以很好的滿(mǎn)足物流效率的需求， 像京東無(wú)人倉預計日處理訂單量可以達到20萬(wàn)。最后， 在差錯率和損耗方面， 智能物流系統相比于傳統的人工物流系統具有明顯優(yōu)勢。
�。ㄈ� 不同的物流作業(yè)模式會(huì )導致物流成本的不同
傳統物流系統在技術(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 )導致物流成本的增加。雖然現在智能物流系統還沒(méi)有普及應用， 自動(dòng)化設備相對比較昂貴， 但是從長(cháng)遠利益來(lái)看， 自動(dòng)化設備可以提高物流效率、降低工作人員的勞動(dòng)強度、增加倉庫的利用率、降低差錯率、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)看智能物流倉儲最終會(huì )降低物流成本。
四、結語(yǔ)
高科技高速發(fā)展的今天， 國家要在世界具有一席之地， 產(chǎn)業(yè)的轉型升級是必不可少的。自動(dòng)化技術(shù)在物流行業(yè)的應用效果越來(lái)越顯著(zhù)， 物流產(chǎn)業(yè)從低端的人工作業(yè)到現在應用大量自動(dòng)化技術(shù)的智能物流系統， 這是一個(gè)質(zhì)的飛躍， 這也為中國物流技術(shù)行業(yè)在世界保持領(lǐng)先地位奠定了基礎。因此， 我們應該大力的推廣自動(dòng)化技術(shù)在智能物流系統中的應用， 鼓勵并促進(jìn)智能物流系統相關(guān)自動(dòng)化技術(shù)和設備的技術(shù)創(chuàng )新和進(jìn)步， 國家應該提升物流業(yè)集約化、信息化、標準化、智能化、加大智能物流管理出色人才的培養力度， 從而提高經(jīng)濟整體運行效率和效益。
參考文獻
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