物流无人化发展状况与趋势展望

2019-02-21 11:16

  在无人化物流方面菜鸟早就进行了布局。2016年菜鸟无人仓亮相。在菜鸟无人仓中,包括立体存储仓、机器人拣选仓、机械臂拣选仓及机器人分拨区域等部分,应用了无人叉车、拣选AGV、分拨AGV、自动封箱机、码垛机器人等多种物流设备,在入库、拣选、打包、分拔等物流全链路都体现了柔性自动化的特点。2018年“双11”期间,菜鸟位于无锡的IoT未来园区正式投入运营,近700台机器人同步上线运行,而无人仓正是未来物流园区中的标配。

  

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  在无人机方面,2017年,菜鸟无人机群组飞越近5公里海峡为农村淘宝提供物流服务。菜鸟提出了未来的三种物流无人机应用场景:第一种是解决中远程省际间物流运输的大型物流无人机;第二种是在地震、火灾等情形下适合空投的物流无人机;第三种是在海洋环境、岛屿环境、海礁环境下都可以运输的水上物流无人机。

  在无人车方面,菜鸟推出了末端无人配送车菜鸟小G、菜鸟小G 2代以及菜鸟小G Plus。2018年5月,菜鸟首发了两款无人驾驶产品:定位于末端低速无人配送的固态激光雷达无人物流车和高速公路上的“公路高铁”。在2018年9月,菜鸟发布了两款第四代新零售物流无人车,车上分别搭载刷脸取件柜、零售货架等。此外,2018年菜鸟还宣布了“驼峰计划”,未来3年将联合合作伙伴共同推动物流无人设备量产,打造一张囊括无人车、无人机的新型立体智慧物流网络。

  

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  目前,菜鸟除了自身在物流科技方面布局外,还投资了其他公司,以期扩大智能物流骨干网。菜鸟通过电子面单、物流天眼、智能语音助手和实时计算异常协同技术等技术输出,与商家及物流企业一起,进行物流数字化、智能化升级,以技术驱动创新引领行业发展。

  除了京东、菜鸟,顺丰、通达系、苏宁等也都看好智慧物流发展,积极布局物流无人化。可以说,这一轮物流无人化的本质是技术推动下的物流产业升级。以数字化、智能化、无人化为特征的新一轮物流技术的创新应用,将深刻影响物流行业格局。

  物流无人化关键技术

  实现物流无人化需要采用多种硬件、软件以及算法,下面主要围绕无人仓、无人车、无人机三大技术领域进行介绍。

  1.无人仓

  无人仓是物流无人化发展的一个重点领域,也是目前最受各方关注的技术。所谓无人仓,即以自动化物流设备替代人工完成仓库内所有作业。但现阶段真正意义上的无人仓凤毛麟角。无人仓从字面理解是无人作业的仓库,其本质是先进技术设备与智慧软件系统的结合体。无人仓并不是追求所有仓库内作业都由设备来完成,其核心在于提高整个物流系统以及作业人员的效率,同时减少人力,降低成本。

  2018年5月24日,京东物流首次公布了无人仓的世界级标准,并对无人仓相关技术进行了全面阐述。京东认为:无人仓指的是货物从入库、上架、拣选、补货,到包装、检验、出库等物流作业流程全部实现无人化操作,是高度自动化、智能化的仓库。京东提出的无人仓建设标准包括“三极”、“五自”和“一优”原则。三个“极”是极高技术水平、极致产品能力、极强协作能力;五个“自”是自感知、自适应、自决策、自诊断、自修复;一个“优”是成本、效率、体验的最优。从传统仓库到无人仓的终极形态,要经历5个层次的演变。

  京东物流首席规划师、无人仓项目负责人章根云认为,无人仓的标准须从“作业无人化”、“运营数字化”和“决策智能化”三个层面去理解。在作业无人化方面,无人仓使用了自动立体储、3D视觉识别、自动包装、人工智能、物联网等各种前沿技术,实现了设备、系统之间的高效协同,要具备三“极”能力,即单项核心指标、设备的稳定性、各种设备的分工协作都需要达到“极致化”的水平。

  在运营数字化方面,无人仓需要具备自感知等能力,运营过程中,与面单、包装物、条码有关的数据信息要靠系统采集和感知,出现异常要自己能够判断。基于数据的人工智能算法需要在货物的入库、上架、拣选、补货、出库等各个环节发挥作用,同时还要随着业务量及业务模式的变化不断调整优化作业。因此可以说算法是无人仓技术的灵魂。

  在决策智能化方面,无人仓能够实现成本、效率、体验的最优,可以大幅减轻工人的劳动强度,且效率是传统仓库的10倍。无人仓的智慧化在于能够驱动上下游协同决策,并快速地调整决策,进而形成整个社会的、全供应链的共同协同、共同智慧化。

  其实,无人仓中不同功能的各类物流设备,绝大多数都存在并使用了很多年,如AS/RS系统、Miniload系统、输送机、AGV、分拣系统、拆码垛机器人等。此外,也有如类KIVA货到人系统、机器人分拣系统等创新产品发挥着重要作用,得到越来越广泛的应用。与传统仓库不同的是,无人仓的设备之间、设备与工人之间需要依靠功能强大的软件——无人仓智能控制系统去调度与指挥,以实现紧密配合、高效协同作业。因此,数据感知技术(如同为机器设备安装了“眼睛”)和人工智能算法可谓无人仓的重中之重。

  2.无人车

  无人车是汽车行业以及互联网巨头都看好的方向。中通报告指出,无人驾驶干线货运场景道路环境较简单,不可控因素较少出现;“最后一公里”配送的现实刚需程度高,而且可预期安全风险较低。因此,无人驾驶在物流运输领域会更快落地,时机也更成熟。物流无人车受到汽车企业以及电商、快递、外卖巨头等企业的关注。

  无人车的主要技术包括感知系统、决策系统、控制系统和通信系统。物流无人车主要有无人重卡、无人配送车两种类型。其中,无人配送车不仅适合开放密集的楼宇、城市CBD,也可以在居民社区、校园、工业园区等封闭或半封闭的环境内运行,以此减少配送员的工作量。对于无人重卡而言,干线和港口是两个比较理想的落地场景,目前国内已有无人重卡落地干线、港口场景的实例。

  3.无人机

  根据中通报告,物流无人机拥有复杂的零部件和系统模块,核心技术包括飞控系统、导航系统、动力系统、通信链路系统。无人机的技术难点在于:自主规划路线和自动避障,同时又不偏离航线;电池的续航能力,保证无人机能够完成长时间、远距离的飞行作业;安全飞行,能够保证无人机在降雨等恶劣天气下不受影响。此外,现阶段采用无人机配送成本较高,制约了大范围应用;监管政策还不健全,使无人机送货尚处于测试阶段。

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