自動化技術在京東無人倉庫中的應用分析論文

隨着社會的發展和科技的進步， 智能化城市已經不僅僅是夢想。近年來， 物流行業發展勢頭非常迅猛， 自動化技術在智能物流系統中得以廣泛應用， 對物流服務效率的提升起到非常重要的作用。一方面， 自動化設備代替人類勞動， 可以解放更多地勞動力， 降低人力成本支出；另一方面， 自動化技術的發展可以降低差錯率並極大地提高工作效率。本文以京東無人倉庫為例對智能物流系統中應用的自動化技術進行分析， 並與傳統物流系統進行對比分析， 使得自動化技術能夠更好地服務於智能物流系統的發展。

關鍵詞：自動化技術； 智能物流系統； 京東無人倉庫；

　　一、引言

物流作為一種服務業， 根據實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節。近年來， 隨着國家經濟的發展以及人們生活水平的提高， 電子商務迅速發展、電商訂單數量急速增長， 面對如此多的任務量， 如何根據客户的需求將商品快速、準確的發送到客户手中， 是物流亟待解決的問題之一。智能物流系統是將自動化技術引入到傳統的人工物流系統中， 從降低差錯率、提高物流服務效率以及減少人力成本等方面， 提高物流服務質量。

京東商城對物流服務非常重視， 拋開與第三方物流公司合作的模式開啟自建物流系統的模式， 率先提出“夜間配”、“極速達”、“限時達”等物流配送服務。京東自2011年以來不斷加大對倉儲物流後台的擴建自動化技術在物流中的應用， 在物流服務效率上佔據明顯的優勢， 特別是2016年京東無人倉庫的首次亮相， 更是實現了物流行業的無人化和智能化， 這一舉措的實施極大的加快了商品的物流服務速度， 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、自動化技術在京東無人倉庫中的`應用分析

京東的無人倉庫公司， 是全球首個全流程的無人倉庫公司， 全流程無人倉庫可以實現貨物從入庫、分揀、包裝、存儲以及配送等環節的無人化和智能化。無人倉庫的作業環節主要包括入庫作業、存儲作業、訂單揀選作業以及打包作業等， 其中涉及的自動化設備主要有物流機器人、機械臂、自動穿梭車等。

　　（一） 自動化入庫作業

（1） 自動化運輸系統。自動化輸送系統在入庫作業中連通自動化立體庫， 可以實現貨物的高效入庫。在無人倉庫系統中， 以感知技術為基礎， 自動化運輸系統與機器人系統需要進行有效的配合方可實現無人倉儲系統的自動化。目前京東的崑山無人倉中， 自動化運輸系統可實現自動卸車、自動供包與自動分離的功能。在自動卸車系統中， 卸車運輸方式為籠箱運輸， 在該運輸方式下， 快遞包裹運至無人分揀中心；在自動供包系統中， 籠箱內的貨物通過自動傾倒設備放置在輸送線上， 然後將貨物隨輸送至單件分離區。

（2） 自動化入庫機器人。在入庫裝箱中， 京東還採用了六軸機器人6-AXIS進行入庫作業， 六軸機器人的特點是適用於拾取大件物品， 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公斤以內， 搬運效率較高， 搬運單次的動作8到12秒， 相比於人工作業， 效率方面可以提高30%.

　　（二） 自動化存儲系統

在京東的自動化無人倉中， 其自動化存儲系統是多層穿梭車自動化立體庫， 由8組穿梭車立庫系統組成， 可同時存儲商品6萬箱， 穿梭車速度最大為6m/s, 吞吐量高達1600箱/小時， 可大大節省人力成本和空間成本， 取貨的時候可以實現從“人到貨”到“貨到人”的轉變， 同時解決了跨通道作業以及作業節奏不均衡等問題。

　　（三） 自動化訂單挑選作業系統

（1） 自動化搬運機器人。坐落在上海的京東無人倉中， 京東使用了3種不同型號的智能搬運機器人執行任務， 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貨架穿梭車可高速行走在貨架間並進行貨架間的貨物存取， 其空載峯值速度為6m/s, 且具有根據貨物大小進行自動適配的功能；AGV智能搬運機器人的特點是靈活小巧， 具有電量低自動充電的功能， 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， 防撞傳感器和無線通訊模塊嵌入到AGV車身中， 因此AGV可在京東倉庫複雜的工況環境裏面輕鬆自如的工作。DELTA型分揀機器人是京東無人倉中的重要設備， 適用於小件商品的分揀， 為了對新商品進行高效的識別， 在DELTA機器人中配備了圖像識別設備。

（2） 自動化識別技術。在京東物流崑山無人分揀中心， RFID電子標籤技術也應用在其中， 可進行發貨訂單的識別， 保障了發貨準確性， 該技術是一種非接觸式自動識別技術。RFID電子標籤技術可以存儲相關數據的標籤， 通過RFID讀寫裝置對標籤進行讀取數據， 也可以寫入數據。相比於條碼信息， RFID電子標籤技術讀取距離遠， 而且不受障礙物影響， 但其標籤成本抑制應用場景。

坐落在上海的京東無人倉中， 採用了機器視覺識別模式， 2D視覺識別、3D視覺識別、以及由視覺技術與紅外測距組成的2.5D視覺技術應用在其中， 實現了機器與環境的主動交互。

由此可見， 機器人的大規模、多場景的應用是京東自動化無人倉的最大特點， 在整個流程中， 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， 同時實現了自動避讓、路徑優化等功能。與此同時物聯網中的傳感器技術、智能識別技術也起到了關鍵作用。

另外， 由自動化技術在京東無人倉庫中的應用可以看出， 自動化技術的應用提高了京東的物流效率及質量。隨着時代的發展， 倉儲系統的無人化將會是必然的趨勢， 而在無人倉儲中， 自動化技術將會逐漸得到廣泛應用。未來的倉庫不僅是簡單的自動運行， 其智能化的程度必定會越來越高， 自動化、智能化設備將會取代大部分倉儲設備， 而且智能化的機器人將會更加高端。

三、以自動化技術為主的智能物流系統與以人工作業為主的傳統物流系統的對比分析

　　（一） 不同的貨物的存儲方式會導致倉庫的面積利用率的不同

以人工作業為主的傳統物流系統， 為了滿足客户多樣化的需求， 往往需要建立比較大的面積進行貨物的存放， 但仍然存在存貨種類和數量受限的情況時有發生。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採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， 所以倉庫類型為平面庫， 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勢， 各種自動化設備的發展為密集存儲提供了條件， 立體貨架的發展可以有效地節省倉庫空間利用率。

　　（二） 不同的物流作業模式會導致物流服務質量的不同

傳統的物流系統主要採用的是人工作業， 首先， 由於物流作業具有多個業務流程組成， 只有工作人員之間具有無縫銜接的協調能力才能最高效率地調動工作人員， 但往往人為因素是有很大的幅度變動的， 這會導致作業效率的降低。針對這一問題， 智能倉儲系統中自動化設備之間具有更好地匹配能力， 可以真正做到無縫銜接， 最大的發揮設備的能力；然後， 在特殊節日中， 像雙11、618等節日， 經常會出現貨物爆倉的情況， 這個時候是對物流服務的最大挑戰， 而光依靠人海戰術是遠遠不夠的， 智能物流系統可以很好的滿足物流效率的需求， 像京東無人倉預計日處理訂單量可以達到20萬。最後， 在差錯率和損耗方面， 智能物流系統相比於傳統的人工物流系統具有明顯優勢。

　　（三） 不同的物流作業模式會導致物流成本的不同

傳統物流系統在技術力量、管理水平以及服務範圍上能力較弱， 信息化程度較低， 人工作業成本較大， 這些將會限制物流行業的發展， 也同樣會導致物流成本的增加。雖然現在智能物流系統還沒有普及應用， 自動化設備相對比較昂貴， 但是從長遠利益來看， 自動化設備可以提高物流效率、降低工作人員的勞動強度、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點， 所有從總體來看智能物流倉儲最終會降低物流成本。

四、結語

高科技高速發展的今天， 國家要在世界具有一席之地， 產業的轉型升級是必不可少的。自動化技術在物流行業的應用效果越來越顯着， 物流產業從低端的人工作業到現在應用大量自動化技術的智能物流系統， 這是一個質的飛躍， 這也為中國物流技術行業在世界保持領先地位奠定了基礎。因此， 我們應該大力的推廣自動化技術在智能物流系統中的應用， 鼓勵並促進智能物流系統相關自動化技術和設備的技術創新和進步， 國家應該提升物流業集約化、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， 從而提高經濟整體運行效率和效益。

　　參考文獻

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