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1　項(xiàng)目背景

現(xiàn)代物流以整合流程、協(xié)調(diào)上下游為主要目標(biāo)，強(qiáng)調(diào)最優(yōu)庫(kù)存。智能化倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)恰恰可以發(fā)揮其智能優(yōu)勢(shì)，對(duì)接上層業(yè)務(wù)系統(tǒng)，協(xié)調(diào)執(zhí)行載體，動(dòng)態(tài)優(yōu)化揀選波次，提高揀選效率，提高庫(kù)存利用率，顯著降低倉(cāng)儲(chǔ)成本。

時(shí)下流行的電子商務(wù)及其衍生的收貨、分揀、搬運(yùn)、入庫(kù)、出庫(kù)等各項(xiàng)物流作業(yè)，若還是依靠傳統(tǒng)的人工作業(yè)模式，日漸低下的效率與日益劇增的倉(cāng)儲(chǔ)物流需求之間的矛盾將愈發(fā)難以解決。針對(duì)這一難題，全面提升智能化、自動(dòng)化和信息化必將成為電商物流智能升級(jí)中不可逆轉(zhuǎn)的趨勢(shì)。

海康機(jī)器人是面向全球的移動(dòng)機(jī)器人、機(jī)器視覺(jué)產(chǎn)品提供商，致力于持續(xù)推動(dòng)千行百業(yè)智能化，引領(lǐng)智能制造進(jìn)程。海康機(jī)器人很早就認(rèn)識(shí)到AI、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)對(duì)物流等行業(yè)的影響日益加大，順勢(shì)而為，將深度學(xué)習(xí)、模式識(shí)別、機(jī)器學(xué)習(xí)、運(yùn)籌優(yōu)化等多項(xiàng)AI關(guān)鍵技術(shù)應(yīng)用到物流行業(yè)相關(guān)應(yīng)用中。一方面，海康機(jī)器人利用機(jī)器視覺(jué)產(chǎn)品給機(jī)械裝上“慧眼”，實(shí)現(xiàn)智能引導(dǎo)、測(cè)量、識(shí)別、檢測(cè)等功能。另一方面，AI算法的應(yīng)用讓移動(dòng)機(jī)器人可適應(yīng)更多更復(fù)雜的場(chǎng)景。此外，在系統(tǒng)層面，利用AI算法對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行多維分析，推動(dòng)業(yè)務(wù)流程優(yōu)化，增強(qiáng)生產(chǎn)柔性，提高物流總體收益，使物流成本轉(zhuǎn)化為價(jià)值。

海康機(jī)器人的移動(dòng)機(jī)器人業(yè)務(wù)聚焦企業(yè)內(nèi)物流，自研了潛伏、移載、重載、叉取等移動(dòng)機(jī)器人產(chǎn)品、機(jī)器人調(diào)度控制系統(tǒng)（RCS-2000）和智能倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)（iWMS-1000），構(gòu)建服務(wù)于工廠(chǎng)的智慧內(nèi)物流解決方案。不論是生產(chǎn)、倉(cāng)儲(chǔ)過(guò)程中種類(lèi)繁多且沉重的貨物搬運(yùn)，還是爆發(fā)式增長(zhǎng)的快遞包裹分揀，移動(dòng)機(jī)器人系統(tǒng)都能從容應(yīng)對(duì)，做到響應(yīng)迅速、作業(yè)高效、完成準(zhǔn)確，有效降低人工成本，大幅提高內(nèi)物流的智能化水平。

以日上免稅行（上海）有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)：日上）為例，日上與海康機(jī)器人合力應(yīng)對(duì)業(yè)務(wù)高峰挑戰(zhàn)。面對(duì)種類(lèi)繁多的商品和復(fù)雜訂單結(jié)構(gòu)，共部署300余臺(tái)海康機(jī)器人AMR及3臺(tái)自動(dòng)換電站，采用雙揀選位模式、提總和分播波次算法，有效降低了人工揀選難度，提高了揀貨效率，為日上智慧物流提供強(qiáng)大助力。

2　項(xiàng)目概況

日上是中國(guó)政府批準(zhǔn)的專(zhuān)業(yè)經(jīng)營(yíng)機(jī)場(chǎng)免稅店的企業(yè)。業(yè)務(wù)布局北京首都國(guó)際機(jī)場(chǎng)、上海浦東國(guó)際機(jī)場(chǎng)和上海虹橋國(guó)際機(jī)場(chǎng)。免稅店提供國(guó)內(nèi)外各類(lèi)商品，涵蓋了香化、服裝、箱包、食品、酒水、奢侈品等。位于上海浦東的日上配送中心倉(cāng)庫(kù)，不僅承擔(dān)了上海各大免稅店的日上補(bǔ)貨需求，還需要承擔(dān)日益增大的線(xiàn)上電商訂單。

3　倉(cāng)儲(chǔ)業(yè)務(wù)模式革新

隨著電商業(yè)務(wù)迅速擴(kuò)張，各類(lèi)電商節(jié)日層出不窮，營(yíng)銷(xiāo)模式不斷更新，致使拆零業(yè)務(wù)量日益增多，原有的配送中心倉(cāng)庫(kù)漸漸開(kāi)始難以滿(mǎn)足需求。

一直以來(lái)，日上致力于提升倉(cāng)庫(kù)的內(nèi)物流作業(yè)效率，對(duì)新設(shè)備、新技術(shù)、新業(yè)務(wù)模式等進(jìn)行深入研究。為了應(yīng)對(duì)日益增長(zhǎng)的業(yè)務(wù)需求，日上聯(lián)合海康機(jī)器人，從作業(yè)模式、投入設(shè)備、系統(tǒng)架構(gòu)、業(yè)務(wù)流程等多個(gè)層面深入對(duì)比和探討，最終決定引入基于“貨到人”的海康機(jī)器人智能倉(cāng)儲(chǔ)解決方案。

3.1　業(yè)務(wù)難點(diǎn)

目前日上面對(duì)的業(yè)務(wù)難點(diǎn)主要有以下四點(diǎn)：業(yè)務(wù)量大，效率要求高；商品品類(lèi)多，業(yè)務(wù)優(yōu)化難度高；商品隨促銷(xiāo)活動(dòng)，發(fā)貨量波動(dòng)大；項(xiàng)目規(guī)模大，設(shè)備多，調(diào)度控制難度大。

3.2　解決方案

日上保稅區(qū)外新倉(cāng)于2020年正式投入使用，項(xiàng)目整體用地面積約11,000平方米，共部署了300余臺(tái)海康機(jī)器人AMR及3臺(tái)機(jī)器人自動(dòng)換電站。智能倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)iWMS-1000與日上總控系統(tǒng)無(wú)縫對(duì)接，完成了貨到人上架、揀選、盤(pán)點(diǎn)等業(yè)務(wù)，全面提高倉(cāng)庫(kù)揀貨效率，助力日上快速響應(yīng)海量且波動(dòng)的業(yè)務(wù)需求，日處理訂單約15萬(wàn)行。

3.3　項(xiàng)目亮點(diǎn)功能

（1）雙揀選位模式

相比傳統(tǒng)的單揀選位“貨到人”模式，創(chuàng)新性的雙揀選位模式杜絕了排隊(duì)切換過(guò)程中作業(yè)人員等待時(shí)間，實(shí)現(xiàn)揀選零等待，有效提升作業(yè)效率。

（2）機(jī)器人自動(dòng)換電

3臺(tái)海康機(jī)器人自動(dòng)換電站及20臺(tái)自動(dòng)充電樁為300余臺(tái)移動(dòng)機(jī)器人提供供電保障，有效提升單臺(tái)設(shè)備的使用率，降低了項(xiàng)目成本。

換電站采用模塊化設(shè)計(jì)，130s即可高效完成機(jī)器人電池的自動(dòng)更換，全程無(wú)需人工干預(yù)，機(jī)器人不斷電、不離線(xiàn)，保證機(jī)器人7×24小時(shí)不間斷作業(yè)。

（3）訂單聚類(lèi)分析，波次動(dòng)態(tài)優(yōu)化

面對(duì)訂單行數(shù)多的復(fù)雜訂單結(jié)構(gòu)，智能倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)iWMS-1000對(duì)訂單進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析和標(biāo)記，算法平臺(tái)結(jié)合實(shí)時(shí)可用庫(kù)存，滾動(dòng)生成提總波次和分播波次。

提總波次聚合相同結(jié)構(gòu)訂單，多個(gè)提總波次再次聚合按波次動(dòng)態(tài)虛擬分播，最大化實(shí)現(xiàn)集中揀選，從而減少搬運(yùn)次數(shù)，提高命中率。

動(dòng)態(tài)分播波次除了滿(mǎn)足禮品包裝、異形商品等個(gè)性化訂單處理外，側(cè)重考慮命中貨架分布和任務(wù)均衡，創(chuàng)新性地實(shí)現(xiàn)自動(dòng)還框綁框、可視化和語(yǔ)音輔助揀選、動(dòng)態(tài)排隊(duì)和不固定點(diǎn)旋轉(zhuǎn)等，降低揀貨難度，提高命中率和動(dòng)態(tài)揀貨密度。

（4）分級(jí)偏載管理

針對(duì)倉(cāng)庫(kù)中大量沉重且易碎的水乳化妝品和酒水類(lèi)商品，系統(tǒng)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)各個(gè)發(fā)生庫(kù)存變更的貨架前后偏載和上下偏載數(shù)據(jù)，結(jié)合參數(shù)定義的偏載等級(jí)分別實(shí)現(xiàn)告警提示、管理員限制和操作完全限制，確保了貴重商品的無(wú)損轉(zhuǎn)運(yùn)。

（5）超300臺(tái)AMR協(xié)同作業(yè)

RCS-2000對(duì)300余臺(tái)移動(dòng)機(jī)器人進(jìn)行調(diào)度控制、交通管制、路徑優(yōu)化等，確保系統(tǒng)運(yùn)行高效順暢，各設(shè)備作業(yè)協(xié)同有序。

4　效益分析

（1）提升揀貨效率

“人找貨”揀選升級(jí)為“貨到人”揀選，同時(shí)雙揀選位的模式，顯著提升單工作站效率。系統(tǒng)完善的防呆防錯(cuò)機(jī)制，大大降低人工揀選錯(cuò)誤率。

（2）降低揀貨難度

提總波次和分播波次算法在有效提升了揀選效率的同時(shí)，將揀貨過(guò)程升級(jí)為減少等待、無(wú)需找貨、簡(jiǎn)易操作的方式，顯著降低了揀貨難度和勞動(dòng)強(qiáng)度。

（3）高柔性 易擴(kuò)展

系統(tǒng)具備柔性擴(kuò)展優(yōu)勢(shì)，未來(lái)可根據(jù)倉(cāng)庫(kù)不同的發(fā)展階段，通過(guò)柔性增減機(jī)器人及揀選工位的數(shù)量，快速?gòu)娜莸貞?yīng)對(duì)業(yè)務(wù)波動(dòng)需求。

海康機(jī)器人將致力于服務(wù)機(jī)器人和以智能倉(cāng)儲(chǔ)業(yè)務(wù)為主力業(yè)務(wù)單元的整個(gè)智能制造領(lǐng)域。用機(jī)器解放人力，讓AI賦能制造，幫助企業(yè)搭建智慧內(nèi)物流系統(tǒng)，搶占“智”造升級(jí)的先機(jī)。

摘自《自動(dòng)化博覽》2021年7月刊