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自動化技術(shù)在京東無人倉庫中的應(yīng)用分析論文
隨著社會的發(fā)展和科技的進步， 智能化城市已經(jīng)不僅僅是夢想。近年來， 物流行業(yè)發(fā)展勢頭非常迅猛， 自動化技術(shù)在智能物流系統(tǒng)中得以廣泛應(yīng)用， 對物流服務(wù)效率的提升起到非常重要的作用。一方面， 自動化設(shè)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(shù)的發(fā)展可以降低差錯率并極大地提高工作效率。本文以京東無人倉庫為例對智能物流系統(tǒng)中應(yīng)用的自動化技術(shù)進行分析， 并與傳統(tǒng)物流系統(tǒng)進行對比分析， 使得自動化技術(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：自動化技術(shù)； 智能物流系統(tǒng)； 京東無人倉庫；
一、引言
物流作為一種服務(wù)業(yè)， 根據(jù)實際的需要負責(zé)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(jié)。近年來， 隨著國家經(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(shù)量急速增長， 面對如此多的任務(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題之一。智能物流系統(tǒng)是將自動化技術(shù)引入到傳統(tǒng)的人工物流系統(tǒng)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， 拋開與第三方物流公司合作的模式開啟自建物流系統(tǒng)的模式， 率先提出“夜間配”、“極速達”、“限時達”等物流配送服務(wù)。京東自2011年以來不斷加大對倉儲物流后臺的擴建自動化技術(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， 特別是2016年京東無人倉庫的首次亮相， 更是實現(xiàn)了物流行業(yè)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(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、自動化技術(shù)在京東無人倉庫中的應(yīng)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(xiàn)貨物從入庫、分揀、包裝、存儲以及配送等環(huán)節(jié)的無人化和智能化。無人倉庫的作業(yè)環(huán)節(jié)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， 其中涉及的自動化設(shè)備主要有物流機器人、機械臂、自動穿梭車等。
�。ㄒ唬� 自動化入庫作業(yè)
�。�1） 自動化運輸系統(tǒng)。自動化輸送系統(tǒng)在入庫作業(yè)中連通自動化立體庫， 可以實現(xiàn)貨物的高效入庫。在無人倉庫系統(tǒng)中， 以感知技術(shù)為基礎(chǔ)， 自動化運輸系統(tǒng)與機器人系統(tǒng)需要進行有效的配合方可實現(xiàn)無人倉儲系統(tǒng)的自動化。目前京東的昆山無人倉中， 自動化運輸系統(tǒng)可實現(xiàn)自動卸車、自動供包與自動分離的功能。在自動卸車系統(tǒng)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(tǒng)中， 籠箱內(nèi)的貨物通過自動傾倒設(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進行入庫作業(yè)， 六軸機器人的特點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公斤以內(nèi)， 搬運效率較高， 搬運單次的動作8到12秒， 相比于人工作業(yè)， 效率方面可以提高30%.
�。ǘ� 自動化存儲系統(tǒng)
在京東的自動化無人倉中， 其自動化存儲系統(tǒng)是多層穿梭車自動化立體庫， 由8組穿梭車立庫系統(tǒng)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(jié)省人力成本和空間成本， 取貨的時候可以實現(xiàn)從“人到貨”到“貨到人”的轉(zhuǎn)變， 同時解決了跨通道作業(yè)以及作業(yè)節(jié)奏不均衡等問題。
（三） 自動化訂單挑選作業(yè)系統(tǒng)
�。�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(zhí)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貨架穿梭車可高速行走在貨架間并進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可在京東倉庫復(fù)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人倉中的重要設(shè)備， 適用于小件商品的分揀， 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(shè)備。
�。�2） 自動化識別技術(shù)。在京東物流昆山無人分揀中心， RFID電子標(biāo)簽技術(shù)也應(yīng)用在其中， 可進行發(fā)貨訂單的識別， 保障了發(fā)貨準(zhǔn)確性， 該技術(shù)是一種非接觸式自動識別技術(shù)。RFID電子標(biāo)簽技術(shù)可以存儲相關(guān)數(shù)據(jù)的標(biāo)簽， 通過RFID讀寫裝置對標(biāo)簽進行讀取數(shù)據(jù)， 也可以寫入數(shù)據(jù)。相比于條碼信息， RFID電子標(biāo)簽技術(shù)讀取距離遠， 而且不受障礙物影響， 但其標(biāo)簽成本抑制應(yīng)用場景。
坐落在上海的京東無人倉中， 采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(shù)與紅外測距組成的2.5D視覺技術(shù)應(yīng)用在其中， 實現(xiàn)了機器與環(huán)境的主動交互。
由此可見， 機器人的大規(guī)模、多場景的應(yīng)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(zhuǎn)運， 多種不同功能和特性的機器人相互合作， 依據(jù)系統(tǒng)指令處理訂單， 同時實現(xiàn)了自動避讓、路徑優(yōu)化等功能。與此同時物聯(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， 由自動化技術(shù)在京東無人倉庫中的應(yīng)用可以看出， 自動化技術(shù)的應(yīng)用提高了京東的物流效率及質(zhì)量。隨著時代的發(fā)展， 倉儲系統(tǒng)的無人化將會是必然的趨勢， 而在無人倉儲中， 自動化技術(shù)將會逐漸得到廣泛應(yīng)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(shè)備將會取代大部分倉儲設(shè)備， 而且智能化的機器人將會更加高端。
三、以自動化技術(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)的對比分析
�。ㄒ唬� 不同的貨物的存儲方式會導(dǎo)致倉庫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(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)， 所以倉庫類型為平面庫， 這將導(dǎo)致倉庫在空間上的利用率下降。智能倉儲系統(tǒng)在倉儲利用率上具有明顯的優(yōu)勢， 各種自動化設(shè)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(jié)省倉庫空間利用率。
（二） 不同的物流作業(yè)模式會導(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)具有多個業(yè)務(wù)流程組成， 只有工作人員之間具有無縫銜接的協(xié)調(diào)能力才能最高效率地調(diào)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(dǎo)致作業(yè)效率的降低。針對這一問題， 智能倉儲系統(tǒng)中自動化設(shè)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(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)常會出現(xiàn)貨物爆倉的情況， 這個時候是對物流服務(wù)的最大挑戰(zhàn)， 而光依靠人海戰(zhàn)術(shù)是遠遠不夠的， 智能物流系統(tǒng)可以很好的滿足物流效率的需求， 像京東無人倉預(yù)計日處理訂單量可以達到20萬。最后， 在差錯率和損耗方面， 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。
�。ㄈ� 不同的物流作業(yè)模式會導(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， 這些將會限制物流行業(yè)的發(fā)展， 也同樣會導(dǎo)致物流成本的增加。雖然現(xiàn)在智能物流系統(tǒng)還沒有普及應(yīng)用， 自動化設(shè)備相對比較昂貴， 但是從長遠利益來看， 自動化設(shè)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(yōu)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(jié)語
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(zhuǎn)型升級是必不可少的。自動化技術(shù)在物流行業(yè)的應(yīng)用效果越來越顯著， 物流產(chǎn)業(yè)從低端的人工作業(yè)到現(xiàn)在應(yīng)用大量自動化技術(shù)的智能物流系統(tǒng)， 這是一個質(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(chǔ)。因此， 我們應(yīng)該大力的推廣自動化技術(shù)在智能物流系統(tǒng)中的應(yīng)用， 鼓勵并促進智能物流系統(tǒng)相關(guān)自動化技術(shù)和設(shè)備的技術(shù)創(chuàng)新和進步， 國家應(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)濟整體運行效率和效益。
參考文獻
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