隨著電商的高速發(fā)展，包裹分揀作業(yè)量不斷增加，對(duì)作業(yè)效率、準(zhǔn)確率和客戶(hù)體驗(yàn)的要求也在不斷提高。電商物流中心、郵政/快遞分撥中心等對(duì)高效率、低成本、高柔性的分揀解決方案需求大幅上升。在此背景下，兼具柔性、效率和成本優(yōu)勢(shì)的AGV分揀機(jī)器人系統(tǒng)得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。

　　AGV分揀指的是基于AGV(Automated Guided Vehicle，即自動(dòng)導(dǎo)引小車(chē)，也被稱(chēng)為移動(dòng)機(jī)器人)完成自動(dòng)分揀的一種新型分揀方式。兩年前，一套被親昵地稱(chēng)為“小黃人”的AGV分揀機(jī)器人系統(tǒng)在申通分撥中心應(yīng)用，這種顛覆傳統(tǒng)分揀作業(yè)模式的新型分揀技術(shù)迅速在業(yè)內(nèi)受到高度關(guān)注。

　　近幾年，隨著電商行業(yè)的迅猛發(fā)展，包裹量飆升，已經(jīng)進(jìn)入10億級(jí)別的新物流時(shí)代，這給電商物流中心、郵政/快遞分撥中心等場(chǎng)景下的分揀作業(yè)提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。一方面，是分揀作業(yè)量的陡增，另一方面是對(duì)效率、準(zhǔn)確率和體驗(yàn)要求的不斷提高。然而，快遞物品種類(lèi)繁多，規(guī)格雜亂不一，傳統(tǒng)分揀系統(tǒng)難以集中化、批量化處理。同時(shí)，用工難問(wèn)題不斷凸顯，特別是在“618”、“雙11”、“雙12”等訂單業(yè)務(wù)高峰期，用工荒現(xiàn)象進(jìn)一步暴露。因此，市場(chǎng)對(duì)高效率、低成本、高柔性的分揀解決方案提出了新的要求。正是在這樣的背景下，兼具柔性、效率和成本優(yōu)勢(shì)的AGV分揀機(jī)器人應(yīng)運(yùn)而生，開(kāi)始在電商、郵政、快遞等行業(yè)得到越來(lái)越多的應(yīng)用。

　　京東武漢“亞洲一號(hào)”分揀 AGV 作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)

　　更具柔性的AGV分揀系統(tǒng)

　　1.AGV分揀及其特點(diǎn)

　　“跟傳統(tǒng)的分揀設(shè)備相比，AGV分揀是近幾年新興的分揀方式，很多企業(yè)都表現(xiàn)出極大的興趣。AGV分揀最吸引客戶(hù)的地方就是柔性程度高。”蘇州牧星智能科技有限公司CEO劉明在對(duì)比傳統(tǒng)分揀設(shè)備與AGV分揀系統(tǒng)的特點(diǎn)時(shí)指出。他進(jìn)一步分析道，首先，傳統(tǒng)分揀設(shè)備一般占地面積大，安裝調(diào)試時(shí)間長(zhǎng)，并且安裝后的遷移成本很高;第二，傳統(tǒng)分揀設(shè)備單臺(tái)投資比較大，設(shè)備的初始產(chǎn)能也比較大，但今后增加產(chǎn)能難度大。例如，對(duì)于小型分揀中心而言，如果投資一套傳統(tǒng)分揀設(shè)備，可能一天的分揀量幾個(gè)小時(shí)就能完成，其余時(shí)間設(shè)備一直處于閑置狀態(tài)。在這種情形下，AGV分揀系統(tǒng)正好完美地解決了該問(wèn)題。

　　牧星智能分揀機(jī)器人

　　采用AGV分揀系統(tǒng)，可以隨著分揀作業(yè)量的增加和減少，通過(guò)增減AGV的數(shù)量以匹配產(chǎn)能需求;同時(shí)，可以實(shí)現(xiàn)快速部署。AGV分揀目前應(yīng)用比較多的為二維碼式和固定導(dǎo)軌式，2～3天即可完成現(xiàn)場(chǎng)部署與實(shí)施，整個(gè)項(xiàng)目部署也能在幾十天內(nèi)完成。當(dāng)分揀中心搬遷或者內(nèi)部布局調(diào)整時(shí)，可以快速實(shí)現(xiàn)，并且?guī)缀鯖](méi)有新增費(fèi)用，經(jīng)濟(jì)性?xún)?yōu)勢(shì)相當(dāng)突出。

　　?？禉C(jī)器人鄔盈盈博士也表示，AGV分揀通過(guò)機(jī)器視覺(jué)讀碼實(shí)現(xiàn)對(duì)貨物條碼的識(shí)別，機(jī)器人調(diào)度控制系統(tǒng)可以獲得路由信息，調(diào)度機(jī)器人實(shí)現(xiàn)貨物的分類(lèi)運(yùn)送，具有柔性更高、差錯(cuò)率更低的優(yōu)勢(shì)。即使某臺(tái)機(jī)器人返回充電或者出現(xiàn)故障，其他機(jī)器人仍可持續(xù)作業(yè)，對(duì)作業(yè)效率影響小。

　　“傳統(tǒng)交叉帶分揀機(jī)解決方案的剛性較強(qiáng)，成本高，對(duì)于很多企業(yè)來(lái)說(shuō)都是一筆很大的投入。特別是在現(xiàn)在物流快遞行業(yè)變化快、季節(jié)性波動(dòng)強(qiáng)的情況下，柔性的自動(dòng)化分揀解決方案才是行業(yè)最需要的。機(jī)器人分揀系統(tǒng)具有更加靈活柔性的特點(diǎn)，適應(yīng)包裹數(shù)量的季節(jié)性波動(dòng)，且投入成本低于交叉帶分揀系統(tǒng)。分揀機(jī)器人的效率可以達(dá)到人工揀選的4～5倍。” Geek+有關(guān)負(fù)責(zé)人表示。

　　2.AGV分揀適用場(chǎng)景

　　基于AGV分揀系統(tǒng)高度柔性化，對(duì)場(chǎng)地要求小，且初始投資不高等特點(diǎn)，劉明建議以下作業(yè)場(chǎng)景應(yīng)當(dāng)優(yōu)先考慮采用AGV分揀系統(tǒng)：

　　(1)分揀中心場(chǎng)地空間不利于安裝傳統(tǒng)分揀設(shè)備的場(chǎng)景;

　　(2)分揀包裹數(shù)量不大，未達(dá)到傳統(tǒng)分揀設(shè)備能力但是又對(duì)自動(dòng)化分揀有較大需求的場(chǎng)景;

　　(3)分揀路線比較多，但是分揀量不大的末端配送中心;

　　(4)分揀中心為臨時(shí)租用，可能隨時(shí)面臨搬遷等變化的場(chǎng)景;

　　(5)分揀中心日分揀量不穩(wěn)定，需要經(jīng)常調(diào)整分揀產(chǎn)能的場(chǎng)景;

　　(6)工廠內(nèi)部物料分揀，日發(fā)貨量3萬(wàn)件以下的場(chǎng)景。

　　總的來(lái)說(shuō)，大型自建分揀中心更加適合采用傳統(tǒng)分揀設(shè)備，但也可考慮AGV分揀作為補(bǔ)充;對(duì)于中小型分揀中心，使用AGV分揀方式更加合適。

　　3.AGV分揀主要類(lèi)型

　　從應(yīng)用上來(lái)看，當(dāng)前AGV分揀方式主要是在一定面積區(qū)域內(nèi)使用多臺(tái)AGV，從多個(gè)上包口到多個(gè)下包口，獨(dú)立完成包裹搬運(yùn)到指定目的地的任務(wù)。“因?yàn)锳GV分揀系統(tǒng)僅僅涉及路徑優(yōu)化和交通管控算法，整體難度比類(lèi)Kiva機(jī)器人“貨到人”揀選系統(tǒng)要小。可能不同廠家的產(chǎn)品看起來(lái)不同，但萬(wàn)變不離其宗，仍是類(lèi)Kiva機(jī)器人的不同應(yīng)用形式。”劉明表示。

　　按照載具的類(lèi)型不同，AGV分揀主要有翻板(蓋)式和移載式(包括皮帶、滾筒等不同載具)兩種類(lèi)型(見(jiàn)表1)，前者通常針對(duì)10kg以下的包裹，后者可分揀包裹的重量更大。

　　在應(yīng)用形式上，AGV分揀多種多樣，常見(jiàn)的有使用鋼平臺(tái)的方式，即在鋼平臺(tái)上方完成包裹分揀，在鋼平臺(tái)下方收集包裹;以及直接在地面進(jìn)行分揀，即將商品直接從一定高度分揀到籠車(chē)等包裹周轉(zhuǎn)容車(chē)中。

　　其中，翻板式AGV分揀以申通“小黃人”、京東“小紅人”為典型代表，該解決方案已經(jīng)在多個(gè)快遞轉(zhuǎn)運(yùn)中心及電商分揀中心內(nèi)得到應(yīng)用;移載式AGV分揀的應(yīng)用項(xiàng)目也在不斷落地，目前，Geek+、快倉(cāng)、昆船、海康、牧星、井松等眾多企業(yè)均已推出多種類(lèi)型的AGV分揀產(chǎn)品(見(jiàn)表2)。

　　需要指出的是，AGV分揀系統(tǒng)除了硬件構(gòu)成上的不同，還包括機(jī)器人調(diào)度系統(tǒng)等軟件，軟件系統(tǒng)的能力往往決定了整個(gè)分揀系統(tǒng)的效率，也會(huì)造成分揀機(jī)器人系統(tǒng)價(jià)格相差較大。

　　高效應(yīng)對(duì)訂單高峰

　　目前，隨著AGV小車(chē)、導(dǎo)航方式、讀碼技術(shù)等的不斷升級(jí)以及算法優(yōu)化，AGV分揀系統(tǒng)經(jīng)過(guò)多次迭代升級(jí)已經(jīng)較為成熟的分揀解決方案，應(yīng)用在電商、郵政、快遞、智能制造，以及機(jī)場(chǎng)行李分揀等多個(gè)行業(yè)。

　　在2018“雙11”前，菜鳥(niǎo)與圓通速遞便聯(lián)合宣布啟用圓通杭州轉(zhuǎn)運(yùn)中心超級(jí)機(jī)器人分撥中心。據(jù)悉，350臺(tái)AGV分揀機(jī)器人晝夜作業(yè)可完成超50萬(wàn)件/日的包裹分揀。

　　圓通杭州轉(zhuǎn)運(yùn)中心超級(jí)機(jī)器人分撥中心

　　Geek+在中國(guó)郵政武漢處理中心建立了全郵件、全流程、全系統(tǒng)、全自動(dòng)的機(jī)器人分揀系統(tǒng)解決方案，這是全國(guó)快遞行業(yè)首個(gè)全功能智能機(jī)器人項(xiàng)目，380臺(tái)分揀機(jī)器人(含大、小件分揀)作業(yè)效率可達(dá)到20000件/小時(shí)。Geek+在2018“雙11” 期間的數(shù)據(jù)也非常亮眼。Geek+的平臺(tái)式分揀系統(tǒng)在中國(guó)郵政武漢分撥中心單日分揀包裹超過(guò)25萬(wàn)件，落地式分揀系統(tǒng)在某電商平臺(tái)倉(cāng)庫(kù)單日分揀超15萬(wàn)件。

　　據(jù)鄔盈盈介紹，?？低曇苿?dòng)機(jī)器人幫助眾多電商快遞企業(yè)平穩(wěn)度過(guò)各類(lèi)電商大促期間天量包裹的分揀考驗(yàn)。如，在某知名電商位于上海的全球首個(gè)全流程無(wú)人倉(cāng)項(xiàng)目中，2000平方米的分揀場(chǎng)中，上下層共有近400臺(tái)?？低曇苿?dòng)機(jī)器人投入運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)了小件快遞和集包包裹的無(wú)人分揀、搬運(yùn)作業(yè)，效率可達(dá)人工作業(yè)的4倍以上，全場(chǎng)機(jī)器人可24小時(shí)高效穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)。

　　為了進(jìn)一步提高AGV分揀系統(tǒng)的效率，快倉(cāng)開(kāi)發(fā)了具備兩條傳送皮帶，一次可以傳送兩個(gè)包裹的分揀機(jī)器人，目前這些機(jī)器人已經(jīng)大量應(yīng)用在中國(guó)郵政等項(xiàng)目中?！翱靷}(cāng)分揀機(jī)器人的不斷創(chuàng)新和高效作業(yè)能力體現(xiàn)的不單單是快倉(cāng)機(jī)器人的實(shí)力，更意味著AGV分揀機(jī)器人的應(yīng)用引起了物流行業(yè)的廣泛關(guān)注，并且迅速成為物流智能化發(fā)展的新趨勢(shì)?！?快倉(cāng)市場(chǎng)經(jīng)理王琳琳強(qiáng)調(diào)。

　　市場(chǎng)需求在望 難點(diǎn)仍待攻克

　　從AGV揀選系統(tǒng)目前應(yīng)用的效果來(lái)看，已經(jīng)得到了越來(lái)越多的認(rèn)可，行業(yè)企業(yè)紛紛表示看好其未來(lái)發(fā)展?！半S著過(guò)去兩年快遞公司的逐步上市，大型配送中心對(duì)分揀設(shè)備的投資達(dá)到高潮，未來(lái)幾年由于人工成本的上升，小型分揀中心、倉(cāng)庫(kù)和工廠對(duì)于AGV分揀的需求將會(huì)越來(lái)越多。”劉明表示。

　　王琳琳以中國(guó)郵政為例指出，目前中國(guó)郵政在國(guó)內(nèi)擁有超過(guò)5000個(gè)分揀中心，但是單量尚未飽和，場(chǎng)地也不固定，同時(shí)沒(méi)有資源大規(guī)模投入升級(jí)改造。而這些分揀中心每年面臨著兩到三倍包裹量的增長(zhǎng)壓力，AGV分揀這種柔性解決方案應(yīng)用前景廣闊。

　　鄔盈盈也表示，各行業(yè)的業(yè)務(wù)流程會(huì)有很多區(qū)別，但是仍有不少共同需求。業(yè)務(wù)處理量的節(jié)節(jié)攀升，條碼類(lèi)型或貨物SKU種類(lèi)日益繁雜，使得用戶(hù)對(duì)信息系統(tǒng)的信息化、智能化的要求不斷提高。準(zhǔn)確、快速識(shí)別貨物條碼，迅速完成貨物分類(lèi)及搬運(yùn)任務(wù)，就成為AGV分揀解決方案的主要優(yōu)勢(shì)。

　　不過(guò)，AGV分揀也面臨諸多難點(diǎn)。Geek+有關(guān)負(fù)責(zé)人表示，分揀效率是分揀系統(tǒng)非常關(guān)鍵的指標(biāo)，為了提高分揀效率，需要先進(jìn)的算法調(diào)度能力和高性能的AGV做支撐。一般情況下，AGV分揀系統(tǒng)需要幾百臺(tái)機(jī)器人在同一場(chǎng)地同時(shí)運(yùn)行，場(chǎng)地規(guī)劃、多機(jī)器人協(xié)同、路徑規(guī)劃、擁堵控制等問(wèn)題顯得異常復(fù)雜，對(duì)算法能力要求很高;此外，機(jī)器人較好的運(yùn)動(dòng)性能，能直接加速單包裹的分揀速度，縮短分揀時(shí)間，而機(jī)器人高運(yùn)動(dòng)性能對(duì)機(jī)器人硬件和驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、控制算法、穩(wěn)定性等方面均有著很高的要求。

　　“隨著AGV使用數(shù)量的上升，整個(gè)AGV分揀系統(tǒng)的穩(wěn)定性會(huì)下降。優(yōu)秀的AGV分揀系統(tǒng)不會(huì)受到某一臺(tái)或者某幾臺(tái)AGV故障的影響;較差的AGV分揀系統(tǒng)會(huì)整個(gè)或者部分系統(tǒng)停止運(yùn)營(yíng)，直到修復(fù)或者剔除有問(wèn)題的AGV車(chē)輛后，整個(gè)AGV分揀系統(tǒng)才能恢復(fù)運(yùn)營(yíng)。因此，如何減少故障AGV對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的影響是難點(diǎn)所在?！眲⒚鞣Q(chēng)。

　　技術(shù)發(fā)展方向

　　近幾年，整個(gè)機(jī)器人產(chǎn)業(yè)正處于快速發(fā)展時(shí)期，根據(jù)國(guó)際機(jī)器人聯(lián)合會(huì)(IFR)的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，2018年，我國(guó)機(jī)器人市場(chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)達(dá)87.4億美元，其中，工業(yè)機(jī)器人占比更是高達(dá)71%，達(dá) 62.3 億美元。移動(dòng)機(jī)器人作為工業(yè)機(jī)器人的一種，盡管目前占比還非常小，但是也呈現(xiàn)出蓬勃的發(fā)展態(tài)勢(shì)。有統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2017年中國(guó)AGV銷(xiāo)量達(dá)到1.35萬(wàn)臺(tái)，預(yù)計(jì)2018年銷(xiāo)量將達(dá)到1.89萬(wàn)臺(tái)。

　　在市場(chǎng)整體向好、未來(lái)前景廣闊的總體態(tài)勢(shì)下，各主流機(jī)器人企業(yè)也取得了良好的市場(chǎng)表現(xiàn)。Geek+預(yù)計(jì)2018年出貨量將超過(guò)1000臺(tái)。不過(guò)，機(jī)器人企業(yè)普遍表示，目前AGV分揀系統(tǒng)剛剛起步，尚處于“市場(chǎng)教育”階段，要獲得市場(chǎng)普遍接受還需要一定的培育時(shí)間。

　　從技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)來(lái)看，AGV分揀將朝著更加高效、更加柔性、更加智能的方向發(fā)展。

　　劉明認(rèn)為，首先，目前AGV車(chē)輛在上包、搬運(yùn)和下包過(guò)程中的頻繁加減速和停止行走，不但浪費(fèi)AGV本省能源，也降低了分揀產(chǎn)能，未來(lái)的主流AGV分揀一定是AGV在移動(dòng)中完成包裹分揀，提高分揀效率。如何讓AGV在高速運(yùn)動(dòng)中完成分揀作業(yè)是未來(lái)技術(shù)研發(fā)的方向。

　　第二，使用AGV分揀是為了充分利用該方式的柔性?xún)?yōu)勢(shì)，因此搭建鋼平臺(tái)來(lái)進(jìn)行AGV分揀的反柔性設(shè)計(jì)方案，未來(lái)也一定會(huì)越來(lái)越少。

　　Geek+有關(guān)負(fù)責(zé)人表示，未來(lái)在研發(fā)上依托AI、機(jī)器人和物流技術(shù)，持續(xù)推進(jìn)AGV分揀技術(shù)的創(chuàng)新，在智能化、柔性化、無(wú)人化方面進(jìn)行探索。同時(shí)會(huì)更加關(guān)注智能算法、全功能分揀系統(tǒng)、無(wú)人化分揀等技術(shù)的研究，為客戶(hù)提供更有價(jià)值的智能分揀方案。

　　鄔盈盈表示，?？狄苿?dòng)機(jī)器人解決方案依托AI、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、圖像處理等先進(jìn)技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)多類(lèi)型機(jī)器人的集群調(diào)度，還可接入機(jī)械臂、升降機(jī)、自動(dòng)門(mén)、輸送線等外部系統(tǒng)，協(xié)作執(zhí)行高復(fù)雜度的作業(yè)任務(wù)。今后，?？祵⑸钊脎`行“萬(wàn)物互聯(lián)”，實(shí)現(xiàn)各種智能設(shè)備間的相互協(xié)同，提升作業(yè)無(wú)人化水平，打通企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中的信息流，精益管理模式，不斷為客戶(hù)創(chuàng)造價(jià)值、提升效益。