AGV会终结物流中人工分拣的时代吗?

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在国内仓储领域,AGV一直备受青睐。据统计,2018年国内销售收入超过1亿元的AGV企业超过10家。在制造业的仓储物流过程中,大量的人力物力消耗在装卸、运输和卸货上。AGV作为一种自动化搬运设备,在优化运输系统结构、提高运输效率、降低成本方面发挥着关键作用。那么AGV会终结中国物流的人工分拣时代吗?

传统的排序方法和问题

目前,大量的分拣工作完全由人工完成。待分拣货物到达仓库后,物流工作人员扫描快递包裹上的条形码,将物流信息输入系统,然后根据物流信息对每个物流包裹进行分类。当一堆货物中有大量货物时,货物将被一次性运输到相应的仓库区域。往往由于工作人员的误操作或疏忽,导致货物堆放混乱或破损,物流分拣中货物的破损率和出错率大大增加。

除了完全人工分拣的方式外,主流的自动分拣方式是跨带分拣,由直线动力驱动的小型车队沿圆形轨道高速行驶,通过扫描仪对贴好标签的货物进行分拣,适用于电子商务、服装、快递等行业的大中型场馆。结构上,交叉分拣带由控制装置、分拣装置、输送装置和分拣交叉四部分组成。

交叉分选机采用传统机械设计,原理简单,结构牢固,分选动作轻柔准确。优点是当订单量足够大时,分拣效率最高,适用于各种大中型商品,因此受到客户的青睐,成为分拣设备的主流。但缺点也很明显:占地面积大,对场地平整度要求高;制造成本高,输送模块容易损坏,维护成本高,启动运行成本高,缺乏灵活性。传统的自动分拣机和立体仓库自动化程度高,自动分拣系统占地面积大,一旦完成就无法更换,灵活性和鲁棒性差。

目前快递公司的主流分拣设备主要依靠大型物流分拣设备。虽然物流分拣效率高,但大型物流分拣设备决定了工作场所的大型化,大大限制了物流分拣的适用范围。我国自动化物流分拣的发展还处于规模化阶段,主要适用于大型仓库中大型包裹的自动化物流分拣。

随着分拣需求的扩大,小包装和小型化物流分拣得到广泛应用。分拣机一般占地20000m2以上,传动长度50 m以上,配合相应的机电一体化设备和控制硬件,建立了10-15m高度的立体仓库,使得自动分拣机更大,难以满足目前电子商务、快递等小型分拣的需求。

可见,对于大多数中小企业来说,建立自动化物流分拣系统的初始投资成本过高,极大地制约了物流分拣自动化的发展进程。

近年来,中国的AGV市场如火如荼。尤其是随着电商、快递行业的快速增长和智慧物流的深入推进,AGV行业得到了资本的高度青睐,不少机器人制造企业或科技公司获得了投资,进一步加速了行业的发展。我国物流分拣流程还处于人工分拣阶段,导致需要消耗大量的人力物力。随着电子商务和快递行业的快速发展,物流分拣的效率极大地影响着这些行业的发展速度。一般来说,物流分拣过程所需人力占物流中心人力的50%以上,所需时间占物流中心运营时间的40%以上,所需综合成本占物流中心成本的15-20%。

人工分拣的缺点是错误率高,人工成本高,分拣效率低。由于分拣作业劳动强度大、动作单一、工作压力大,人工分拣的效率受到分拣人员熟练程度和情绪的影响。导致物流效率低下的一个重要原因是仓库中物流的分拣在发出之前已经耽误了很多时间。物流发出前的物流分拣不仅要消耗大量的时间,还要投入大量的人力、物力和财力。仓库物流分拣的工人劳动强度大,动作单一重复,工作环境差,在单调重复的高强度工作下,分拣工作的出错率会大大增加。

因此,行业用自动化设备取代人工分拣是必然的。

自动导引车的广泛应用

AGV又称AGV小车,是一种装有电磁或光学牵引装置的运输车辆,自动沿指定路线行驶,其行驶路线一般由计算机控制。按照制导方式,AGV可分为电磁、磁带、惯性、激光和视觉制导;按驱动方式,AGV可分为单轮驱动、差速驱动和全向驱动;AGV可分为叉车式、履带式、牵引式、背负式、采摘式和机器人式。

AGV是一种自动化物流设备,具有安全可靠、自动化程度高、调度灵活等优点,满足物流分拣作业的要求。AGV分拣机器人可以连续大批量分拣货物,分拣差错率比交叉分拣机低。在整个分拣过程中,AGV分拣作业基本可以做到无人化。当中间一个环节出现故障时,只需要拆除修复,其他部分就可以继续工作。

2018年以来,JD.COM、亚马逊、阿里巴巴、申通、顺丰快递等电商巨头在分拣机器人、AGV、无人仓库等方面投入巨资,高度灵活的AGV系统越来越受到企业青睐。

使用AGV机器人可以节省三分之二的人力。每辆AGV平均速度为3.5 m/s,充满电后可运行4小时,充电20分钟。2018年9月,菜鸟和YTO快递的超级机器人配送中心在童渊杭运中心正式开业。在这个2000平方米的场馆里,350个机器人日夜工作,每天可以分拣超过50万个包裹。AGV物流分拣系统将物流工人从单调重复的高强度工作中解放出来,大大提高了物流分拣的效率和准确率。

AGV分拣大大降低了物流分拣的成本,是物流行业和电商行业降本增效的利器。

与传统的物流分拣系统相比,自动分拣系统具有以下优点:

1.工作时间不受限制,可以连续工作,大量分拣货物。

2.排序错误率极低。传统的分拣信息识别依靠肉眼进行人工操作,而重复、高强度、连续的工作往往会导致疲劳和高错误率。自动分拣过程中对信息的识别是扫描仪扫描快递包裹上的条码,分拣错误率极低。

3.分拣可以释放大部分人力或只需要少量工人,从而最大限度地减少工人数量。

4.物流分拣的成本大大降低。

多AGV物流分拣系统示例

多AGV物流分拣系统是近年来出现的一种自动化物流分拣模式,适用于分拣小型快递包裹。多AGV物流分拣系统自动化程度高,大大降低了人工成本,将人们从繁重重复的劳动中解放出来,弥补了传统自动分拣设备灵活性和鲁棒性差的缺点。

Kiva机器人是Kivasystems的一个机器人项目。2012年,亚马逊斥资7.75亿美元收购Kivasystems。Kiva机器人专注于大量线上订单的入库和分拣,将“人找货”的运营模式转变为“货找人”的运营模式,效率提升了3倍。

Kiva机器人是AGV的一种。自身重量约145 kg,顶部升降盘可升降重达340 kg的货架。它的顶部和底部安装了两个摄像头。顶部摄像头用于识别货架底部的二维码,确定货架码是否正确,而底部摄像头用于识别地面上的二维码,计算导航角度和码值。Kiva机器人根据导航角度控制自身沿固定路线行进,并能根据二维码值的唯一性确定位置坐标。Kiva机器人采用基于ADI公司BlackfinBF548处理器的视觉系统,实现对仓库地面的智能导航。BlackfinBF548处理器具有高性能、低成本和广泛的外设连接能力等特点,保证了Kiva机器人能够动态、快速、高效地导航。

在大型配送仓库中,“人找货”的配送模式存在效率低、人工量大、人工成本高等缺点。基于Kiva机器人的“货找人”配送模式,不仅提高了配送效率,降低了人工成本,还提高了仓库的利用率。

Kiva机器人的出现为自动化物流分拣带来了新的思路和方法。2016年,国内初创团队飞镖机器人公司提出了一种全新的自动分拣模式——多AGV物流分拣系统。多AGV物流分拣系统使用300台快递分拣机器人将包裹从分拣入口运送到相应的分拣出口。该自动分拣系统用于分拣5公斤以下的小包裹。

在制造业的仓储物流过程中,大量的人力物力消耗在装卸、运输和卸货上。AGV作为一种自动化搬运设备,在优化运输系统结构、提高运输效率、降低成本方面发挥着关键作用。随着工业4.0时代的到来,制造系统的灵活性和健壮性变得越来越重要。多AGV系统作为现代制造系统的关键子系统,承担着物料的运输和供应,有效提高了整个系统的灵活性和生产效率。

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