走进京东无人仓——从需求方到产品方的京东是否改写智能物流装备圈格局?
前端时间陆续流出的京东无人仓视频在各平台引起热议和广泛关注。昨天(10月26日),京东无人仓终于揭开神秘面纱首次对媒体开放。据悉此番亮相的AGV搬运机器人、shuttle货架穿梭车、DELTA分拣机器人、六轴机器人及无人叉车等技术均已超越国际先进水平。京东作为中国最大的电商平台从一个纯粹的需求方逐渐发展为在智能物流装备及软件系统方面拥有多项先进技术的产品方,无疑对现有的物流装备产业格局带来了不小的震动。
京东此次亮相的无人仓产品及技术是否真如其言?接下来通过本刊记者的“眼睛”一起走进京东无人仓,感受它的过人之处。
一、无人仓定位:针对中小件商品
京东无人仓采用中小件分离存储的理念,主要针对中件商品及小件商品两个场景进行存储与拣选。
(1)中件商品存储拣选流程
根据存储区域实现高密度存储,拣选区域保证灵活来回作业的特性,中件商品主要使用到无人叉车、AGV智能搬运车、六轴拣选码垛机器人三大机器人设备。
流程:无人叉车从可实现高密度存储的横梁式上叉取托盘货物,送至待上架区,由AGV智能搬运车向拣选区补货,最后由六轴拣选机器人完成拣选。
特点:
①码垛算法:
对于码垛机器人来说,实现货物的抓取并非难事,京东六轴机器人的特点在于通过对所有托盘数据进行分析和码垛算法,实现托盘上货物的精确合理摆放;无人叉车同样基于码垛算法,通过分析商品长、宽、高,摆放方向(向上/下)等件型及重量信息生成码垛垛型,即摆放姿态,进行合理码放。
值得一提的是,目前京东有上亿个sku(自营商品上千万),这些海量的数据和订单都需要通过大数据分析和先进的算法,实现商品的合理排布以及订单的集合。
②任务调度:
AGV搬运机器人的任务分配(哪个AGV去哪个工作站搬运哪个托盘货物),以及其最短工作路径的规划,避免碰撞等都需要在海量数据上依靠整体优化算法实现。目前,京东主要与斯坦福等合作研究独特算法,最大化利用机器人的作业效率。
(2)小件商品存储拣选流程
小件商品主要指高度小于30cm,重量在5kg以下的商品。与中件商品采用托盘存储方式不同,小件商品均使用周转箱,存放于自动化立体仓库,由shuttle穿梭车负责存取,DELTA拣选机器人负责拣选。
流程:用户下单后,系统定位出货周转箱,又shuttle穿梭车取出送至输送线,周转箱通过周转系统流转至并联拣选机器人工作站。
特点:
①算法:
货品摆放:通过大量算法实现畅销商品的合理摆放,用数据知道立体仓库的存放策略。
多辆shuttle作业次序:通过算法保证shuttle尽快出货,同一订单商品尽量保证在短时间窗口内集齐。
②特有的视觉工作站:
周转箱到达并联机器人工作站之前会经过一个类似“黑匣子”的视觉工作站,其作用在于通过摄像头等视觉监测技术,一方面对拣选商品进行复核,另一方面通知DELTA拣选机器人需要拣选的商品,保证其精确拣选。
二、京东无人仓各机器人性能参数
1.无人叉车
导航方式:自然导航(最新导航技术)
载重:1.6吨
高度:约3米(叉车门架根据仓库需求可以增加到6~7米)
速度:1.5~2m/s
精度:±1cm
2.AGV搬运机器人
导航方式:二维码导航+惯性导航
高度:25cm
行走速度:2m/s
加速度:1m/s2
顶升货物重量:300公斤
值得一提的是,AGV搬运机器人在行进中实现定位,并对周围环境进行监测,同时绘制地图,即业内最先进的SLAM(simultaneous localization and mapping)技术,也称为CML (Concurrent Mapping and Localization),即时定位与地图构建技术,可以自动避障及改变路径等。
3. 六轴机器人
工作半径:2.56米
抓取重量:165公斤
抓取方式:吸盘
抓取速度:最快5s/件,机器人端拾器(前端夹具)还可以进一步优化提升效率。
精度:±0.05mm
4. shuttle穿梭车
行走速度:6m/s
加速度:4 m/s2
吞吐量:1600箱/小时
自动适配范围:400~630mm
5.DELTA型分拣机器人
拣货速度:1秒/件
采用3D视觉系统实现动态拣选
自动更换端拾器(针对不同型号商品有三种不同的端拾器)
具有三轴并联机械结构及适应货物转角偏差辅助轴的特点。
三、京东无人仓最大变化:机器人融入生产、人工智能算法
1.机器人融入生产,改变生产模式
Shuttle穿梭车效率是传统人工出入库货架的十倍。DELTA分拣机器人效率是人工拣选的5~6倍。电商物流包含存储、搬运、拣选。在存储环节,京东shuttle高速穿梭车可以在狭窄的立体仓库通道中实现高密度的存储,实现高效率的吞吐,相当于人工效率的10倍;在搬运环节,AGV、无人叉车可以高效作业;在三维拣选环节,DELTA型分拣机器人(据京东介绍目前该技术全球仅有两家可以实现)可以实现每小时3600次拣选,效率是人工进行拣选的5~6倍。
可见,在整个物流作业环节京东都实现了机器人的融入,让传统电商的生产模式发生了巨大的变革。
2.人工智能算法指导生产
商品布局算法,京东根据海量的数据,分析每一个商品在每天订单中的分布命中情况,可以判断单个商品拣选区和存储区的配置量;
拣选区布局算法,根据每个商品每小时的出货情况对未来的出货进行预测;
机器人的调度算法和定位算法,该算法会让机器人的行走效率达到最佳状态,当几百台AGV小车同时作业时,不仅仅是一个单体智慧化的设计,会深入上层的调度系统设计,基于京东大量精准的仓储数据,再加上调度系统设计,完全可以实现所有机器人的行走路径,避免碰撞和拥堵,同时高效地作业。
四、从需求方到产品方的优势
京东从完全的需求方发展到现在开始通过自主的研发能力,快速的实践和产品化,成为了一个真正的产品方。这种变化无疑是从京东自身的庞大需求发起的,但是其物流自动化技术发展得这么快,究其原因还是得益于一个“量”字,即庞大的应用场景,上亿SKU,7大物流中心234个大型仓库,都是其无可比拟的优势。
事实上,早在之前本刊对京东X事业部总裁肖军进行专访时他就提到,中国的自动化落后于欧美,最大的原因不在于技术上的落后,而是使用的时间和使用量上。欧美发达国家早于我们几十年实现自动化,中国的自动化进程才刚刚起步。
但是,对京东来说这种差距并不可怕。因为京东不缺乏技术,更不缺乏验证技术的场景。据介绍,目前京东已经在全国的亚洲一号项目中单独隔离了一条标准化作业线,这些智能物流装备产品可以在这条线上日夜不间断地进行迭代,再加上基于深度神经网络的人工训练,京东机器人无疑将进一步智能化,这也是京东能够率先打造无人仓方案的重要原因。据悉,京东无人仓将最早于2017年投入建设,2018年有望投入运营。
此外,京东还将陆续推出包括交叉带分拣机、无人叉车、多型号AGV在内的十几款机器人产品。尽管京东的物流装备智能化发展是基于自身的需求,但是随着其社会化服务的转型,无疑会对现有的物流装备产业圈产生重大影响。
最后,我们再来完整的感受一下无人仓的魅力:
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