無人倉是一個包含多個子系統(tǒng)的復雜工程，需要各參與方密切配合、高效協(xié)同，實現(xiàn)物流系統(tǒng)的有機集成和逐步優(yōu)化。隨著機器人、自動化設備技術的提升，大數(shù)據技術、人工智能和運籌學相關算法的應用，在需求、技術、資本的多方促進下，我國無人倉技術發(fā)展迅速，應用逐步落地，未來市場前景廣闊。 春秋時期的管仲曾提出"積于不涸之倉，藏于不竭之府"，指的是那個年代老百姓的需求是吃飽，倉庫主要功能是存儲。到了電商迅速發(fā)展的今天，分揀、流通加工、包裝等更多的倉庫功能被挖掘出來，隨著機器人、自動化、信息系統(tǒng)等技術全方位的創(chuàng)新與提升，使倉儲作業(yè)變得更流程化、專業(yè)化和精細化，各類智能設備更便捷地投入到各作業(yè)環(huán)節(jié)中，倉庫里的人越來越少。
所謂無人倉，不是為了"無人"而不要人，而是上述需求功能實現(xiàn)后，設備的作業(yè)效率已經大大超越了人所能達到的效率，無法再用人了。也就是說，隨著機器人、自動化設備的技術提升，大數(shù)據技術、人工智能和運籌學相關算法的應用，在需求、技術、資本的多方促進下，我國無人倉技術提升迅速，應用逐步落地。
無人倉核心技術&主要實現(xiàn)形式
1.無人倉主要構成及核心技術
無人倉的目標是實現(xiàn)入庫、存儲、揀選、出庫等倉庫作業(yè)流程的無人化操作，這就需要具備自主識別貨物、追蹤貨物流動、自主指揮設備執(zhí)行生產任務、無須人工干預等條件；此外還要有一個"智慧大腦"，針對無數(shù)傳感器感知的海量數(shù)據進行分析，精準預測未來的情況，自主決策后協(xié)調智能設備的運轉，根據任務執(zhí)行反饋的信息及時調整策略，形成對作業(yè)的閉環(huán)控制，即具備智能感知、實時分析、精準預測、自主決策、自動控制、自主學習的特征。
無人倉的構成包括硬件與軟件兩大部分。
硬件：對應存儲、搬運、揀選、包裝等環(huán)節(jié)有各類自動化物流設備，其中，存儲設備典型代表是自動化立體庫；搬運典型設備有輸送線、AGV、穿梭車、類kiva機器人、無人叉車等；揀選典型設備有機械臂、分揀機（不算自動化設備）等；包裝典型設備有自動稱重復核機、自動包裝機、自動貼標機等。
軟件：主要是倉庫控制系統(tǒng)WCS和倉庫管理系統(tǒng)WMS。
WMS--時刻協(xié)調存儲、調撥貨物、揀選、包裝等各個業(yè)務環(huán)節(jié)，根據不同倉庫節(jié)點的業(yè)務繁忙程度動態(tài)調整業(yè)務的波次和業(yè)務執(zhí)行順序，并把需要做的動作指令發(fā)送給WCS，使得整個倉庫高效運行；此外，WMS記錄著貨物出入庫的所有信息流、數(shù)據流，知曉貨物的位置和狀態(tài)，確保庫存準確。
WCS--接收WMS的指令，調度倉庫設備完成業(yè)務動作。WCS需要支持靈活對接倉庫各種類型、各種廠家的設備，并能夠計算出最優(yōu)執(zhí)行動作，例如計算機器人最短行駛路徑、均衡設備動作流量等，以此來支持倉庫設備的高效運行。WCS的另一個功能是時刻對現(xiàn)場設備的運行狀態(tài)進行監(jiān)控，出現(xiàn)問題立即報警提示維護人員。
此外，支撐WMS、WCS進行決策，讓自動化設備有條不紊地運轉，代替人進行各類操作（行走、抓放貨物等），背后依賴的是智慧大腦，運用人工智能、大數(shù)據、運籌學等相關算法和技術，實現(xiàn)作業(yè)流、數(shù)據流和控制流的協(xié)同。智慧大腦既是數(shù)據中心，也是監(jiān)控中心、決策中心和控制中心，從整體上對全局進行調配和統(tǒng)籌安排，最大化設備的運行效率，充分發(fā)揮設備的集群效應。
總之，無人倉是在整合倉庫業(yè)務、設備選型定制化、軟件系統(tǒng)定制化前提下實現(xiàn)倉庫作業(yè)無人化的結果。理論上來說，倉庫內的每個業(yè)務動作都可以用機器替代人，關鍵是要把所有不同業(yè)務節(jié)點的設備連通，形成一套完整高效的無人倉解決方案。
2.無人倉的主要實現(xiàn)形式
無人倉雖然代表了物流技術發(fā)展趨勢，但真正實現(xiàn)倉儲作業(yè)全流程無人化并不容易，從倉儲作業(yè)環(huán)節(jié)來看，當前無人倉的主要實現(xiàn)形式如下：
自動化存儲：卸貨機械臂抓取貨物投送到輸送線，貨物自動輸送到機械臂碼垛位置，自動碼垛后，系統(tǒng)調度無人叉車送至立體庫入口，由堆垛機儲存到立體庫中。需要補貨到揀選區(qū)域時，系統(tǒng)調度堆垛機從立體庫取出貨物，送到出庫口，再由無人叉車搬運貨物到揀選區(qū)域。 類Kiva機器人揀選：類Kiva機器人方案完全減去補貨、揀貨過程中員工行走動作，由機器人搬運貨物到指定位置，作業(yè)人員只需要在補貨、揀選工作站根據電子標簽燈光顯示屏指示完成動作，省人、效率高、出錯少。類Kiva機器人方案分"訂單到人"和"貨到人"兩種模式。 輸送線自動揀選：貨物在投箱口自動貼條碼標簽后，對接輸送線投放口，由輸送線調度貨物到揀選工作站，可通過機械臂完全無人化揀選，或者人工根據電子標簽燈光顯示屏進行揀貨。 自動復核包裝分撥：揀選完成的訂單箱子輸送到自動包裝臺，通過重量+X光射線等方式進行復核，復核成功由自動封箱機、自動貼標機進行封箱、貼面單，完成后輸送到分揀機自動分撥到相應道口。
無人倉主要應用領域及實踐
隨著各類自動化物流設備的快速普及應用，機器代人的成本越來越低，各行各業(yè)對于無人倉的需求越來越強烈。尤其是具備如下幾個特征的行業(yè)對無人倉需求更加突出：
（1）勞動密集型且生產波動比較明顯的行業(yè)，如電商倉儲物流，對物流時效性要求不斷提高，受限于企業(yè)用工成本的上升，尤其是臨時用工的難度加大，采用無人技術能夠有效提高作業(yè)效率，降低企業(yè)整體成本。（2）勞動強度比較大或勞動環(huán)境惡劣的行業(yè)，如港口物流、化工企業(yè)，通過引入無人技術能夠有效降低操作風險，提高作業(yè)安全性。（3）物流用地成本相對較高的企業(yè)，如城市中心地帶的快消品批發(fā)中心，采用密集型自動存儲技術能夠有效提高土地利用率，降低倉儲成本。（4）作業(yè)流程標準化程度較高的行業(yè)，如煙草、汽配行業(yè)，標準化的產品更易于銜接標準化的倉儲作業(yè)流程，實現(xiàn)自動化作業(yè)。（5）對于管理精細化要求比較高的行業(yè)，如醫(yī)藥行業(yè)、精密儀器，可以通過軟件+硬件的嚴格管控，實現(xiàn)更加精準的庫存管理。
其中，電商行業(yè)是無人倉落地相對較多的行業(yè)。首先，電商行業(yè)對于無人倉是剛性需求，這主要體現(xiàn)在隨著電商物流的飛速發(fā)展，人工成本一直占據著所有成本里的最大比例，而成熟的無人倉技術可以有效降低這一成本；其次，電商行業(yè)對各類無人倉技術響應積極，電商領域是一個對創(chuàng)新思維相對開放的行業(yè)，一直不斷地在進行著各類新設備的引進和先進技術的創(chuàng)新研發(fā)；第三，電商行業(yè)也是無人倉技術的最佳實驗場景，各類特征表明，如果能夠解決電商領域的高流量、多品類的復雜場景，則無人倉技術的全面推廣就相對比較容易。
目前，電商領域多家企業(yè)均在積極布局無人倉。特別是進入2018年，行業(yè)無人倉建設不斷提速，AGV機器人倉在全國各地上線。心怡科技作為專業(yè)第三方倉儲服務企業(yè)，見證了中國電商物流的輝煌發(fā)展，正積極投身于新一代無人倉的建設，將無人倉作為心怡智能化戰(zhàn)略的重要舉措，以技術驅動引領行業(yè)變革。心怡科技在天津、上海嘉定、嘉興、杭州等地都有智能自動化倉在運營，集成了自動化立體庫、堆垛機、高速箱式輸送線、高速分揀機、搬運機器人、AGV等智能設備，實現(xiàn)了存儲、搬運、揀選、分揀等環(huán)節(jié)的自動化，不同程度減少現(xiàn)場操作人員，大大提高了作業(yè)效率。
例如：位于天津的智能自動化倉，是心怡的"未來一號"倉，包括有高密度存儲的自動化立體庫，實現(xiàn)了存儲的無人化操作，可節(jié)省80%以上的人力；
還有500臺機器人（訂單到人機器人、貨到人機器人、叉車式AGV3種類型）用以實現(xiàn)自動化揀選，大幅減少了對揀選人員的需求，直接降低了運營、管理成本，同時提升了揀選效率，在面對訂單量的突增和驟減時，可以通過增減機器人來應對，真正實現(xiàn)了產能的柔性化。
無人倉實現(xiàn)難點
目前，在倉儲、分揀、集貨、輸送環(huán)節(jié)都已經有了比較好的無人倉解決方案，但是在拆零揀選及包裝環(huán)節(jié)，雖有不少自動化方案，卻無法突破復雜場景的限制，還主要依靠人員進行相應的操作。這也是無人倉技術的突破難點。比如對于電商行業(yè)來說，實現(xiàn)數(shù)萬個品規(guī)商品的自動識別就是難題之一，目前國內外的技術尚不能通過單一的方法，而是需要通過綜合的解決方案來實現(xiàn)，但是這樣成本會很高；另外，數(shù)十臺AGV的調度相對容易，但是成百上千臺AGV的調度就非常復雜了，既要保障AGV間互不影響、還要考慮訂單時效，計算量和復雜度都是呈指數(shù)級增長的。
無人倉是一個包含多個子系統(tǒng)的復雜工程，需要各參與方密切配合、高效協(xié)同，實現(xiàn)物流系統(tǒng)的有機集成和逐步優(yōu)化。
1.規(guī)劃與硬件方面
無人倉的規(guī)劃，需要在一定的建筑面積下達到產出最大化，如果設備的各項主要指標能夠得到進一步的提升，無人倉的坪效和人效將會相應的提升，如：
（1）電池：容量和充電速度的提升可以使物流設備的有效工作時間延長，一方面減少設備的使用數(shù)量，降低成本，另一方面處于工作狀態(tài)的設備增多，可以提升坪效；
（2）驅動：設備速度和加速度的提升、電池能量更有效的利用，都可以提升設備的搬運效率和續(xù)航能力，對空間和人員的有效利用率都有很大的提升；
（3）網絡設備：提升網絡通訊設備的覆蓋范圍和深度可以減少AGV在不同網絡設備間切換的頻次，減少設備的通訊延遲、失位等故障，從而提升生產人效。
2.技術方面
無人倉融合了物聯(lián)網、人工智能、大數(shù)據等新技術，是數(shù)字化、網絡化、自動化背景下的資源協(xié)同作業(yè)平臺，是算法智能決策驅動下的實時自治系統(tǒng)。其中需要解決的難點問題包括：
（1）人機協(xié)同，人和設備完美結合的背后，是各類資源的數(shù)據化，以及設備調度系統(tǒng)的智能決策算法；
（2）集群處理，在無人倉里的每個設備都不是孤立的，而是不斷產生各類數(shù)據，并及時響應外界指令，同時具備自我感知和智能決策能力的設備集群；
（3）異常響應，設備也有出現(xiàn)故障的時候，設備間的配合更是如此，系統(tǒng)層面要判定并解決各類預知和未知的異常場景，并智能做出合適決策進行異常隔離，以確保系統(tǒng)的整體運行順暢。
無人倉發(fā)展前景及趨勢
眾所周知，我國物流成本占GDP的比重還很高，物流節(jié)點的產能、運轉效率都有很大提升空間，無論企業(yè)還是個人對于物流服務水平提升的需求將是長期持續(xù)的，無人倉在高效率、省人力、降成本等方面都顯示出優(yōu)勢，是倉儲技術領域一個很好的發(fā)展方向，市場前景廣闊。當然，無人倉市場的良性發(fā)展離不開相關政策的引導與行業(yè)的規(guī)范，也離不開技術的不斷創(chuàng)新升級。未來，有以下幾個趨勢值得關注。
第一，無人倉的發(fā)展會推動商業(yè)模式的創(chuàng)新，給資本市場、技術市場帶來一個有活力的新領域，為新技術的研發(fā)與應用提供了土壤，市場將更加細分化。
第二，無人倉將從電商行業(yè)向其他行業(yè)延伸，應用在處理海量訂單的電商物流中心的機器人作業(yè)系統(tǒng)也會出現(xiàn)在供應鏈上下游的各個場景，對于加速傳統(tǒng)行業(yè)物流理念的革新、人才梯隊的建設、產業(yè)升級轉型有一定推動作用。
第三，人工智能、大數(shù)據、運籌學等領域的技術將在無人倉得到更廣泛的應用，驅動適應和探索新的更復雜多樣的解決方案不斷涌現(xiàn)。
早在幾年前，心怡科技就開始了無人倉建設方面的戰(zhàn)略布局，一方面推進覆蓋范圍廣的大型綜合無人化物流中心的建設，通過智能硬件、智能系統(tǒng)、智能算法等手段的高效協(xié)作，實現(xiàn)全鏈路作業(yè)流程的數(shù)據化、運營決策的智慧化，優(yōu)化物流作業(yè)，最終達成提升客戶體驗的目的。
另一方面發(fā)掘了很多復雜的場景并投入巨資研發(fā)物流機器人及其他自動化物流設備，并推進物流系統(tǒng)柔性化升級。接下來，我們將探索無人倉建設、無人倉技術與服務的產品化，期望能將部分比較成熟的無人倉方案、無人倉技術向電商行業(yè)、流通領域、制造行業(yè)等全面推廣，服務更多客戶，實現(xiàn)"讓科技物流為企業(yè)創(chuàng)造價值"的企業(yè)愿景。
（心怡科技CEO邢琳琳）
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