输送线(Conveyor)
输送线被认为是最悠久和最传统的仓库自动化设备,由固定到位以及分布在整个设施中的皮带/辊筒的长缠绕条组成。输送线用于将货物从一个地方分类和运输到另一个地方。输送线操作性强,可以处理各种SKU;但是,它们需要与其他单件拣选技术集成以实现订单拣选,这增加了实施过程和操作的复杂性。输送线也非常坚固,如果业务需求发生变化,则无法轻松移动或重新配置,从而使它们面临成为仓库内固定“纪念碑”的风险。此外,它们还存在单点故障,这意味着如果输送线的一部分发生故障,可能会导致整个系统停止运行。
· 优点:易于操作,可处理各种SKU,可用于分拣
· 缺点:高刚性,难以重新配置或扩展,价格昂贵,单点故障,需要维护大量备件
穿梭系统(Shuttle System)
在穿梭系统中,快速移动的穿梭车在存储架上水平行驶,取回存储周转箱并将其运送到升降机,然后升降机将周转容器带到传送带上,然后运送到人工或机器人拣选站。
穿梭系统已经上市约20年,占迄今为止安装的自动化拣选系统的约70%。它们可以达到20米的高度,这使得穿梭系统对于具有大量垂直高度的大型仓库来说具有节省空间。另一方面,它们通常不适合较小的仓库或微型分拣中心。穿梭车系统可以实现高吞吐量,但要做到这一点,它们需要先进的软件来校准升降模块上每个周转容器的顺序。
穿梭系统的主要缺点是成本,是最昂贵的自动化形式之一。此外,穿梭车系统的实施时间长(有时长达3年)和维护成本高。与输送线类似,穿梭车也具有高度刚性和不灵活性,一旦安装就无法轻松重新配置。升降模块还存在单点故障的风险,可能导致整个系统停止。
提供穿梭系统的仓库自动化公司包括Dematic(德马泰克)、Knapp(纳普)、Vanderlande(范德兰德)、TGW、Exotec、Schaefer 和Daifuku(大福)。
· 优点:众所周知的解决方案,高吞吐量,大型仓库的高密度
· 缺点:昂贵,实施时间长(1-3年),不灵活且难以重新配置,需要高级软件,单点故障,难以维护,昂贵的备件库存,不适合大多数较小的仓库或夹层。
立方体存储(Cubic Storage)
立方体存储,也称为立方体自动存储和检索系统 (Cube ASRS),由以立方体状结构密集堆叠的货物组成。微型机器人在结构顶部移动,从立方体内部取回货物,并将其运送到外部人工或机器人拣选站。
基于立方体的存储是可用的最密集的仓库存储形式。立方体 ASRS 比穿梭系统更易于实施和维护。它也更加模块化,没有单点故障。但是,它仍然依赖于固定的刚性结构,无法轻易重新配置,具有严格的设计要求,例如接近完美水平的地板。多维数据集 ASRS 的安装时间通常为 6-18 个月。
当机器人需要“挖掘”以搜寻几层深的货物时,立方体 ASRS 系统的吞吐量会减慢。这就是为什么立方体 ASRS 系统仅在 90/10 或 80/20 帕累托分布中有效(即 20% 的 SKU 占大部分数量,这意味着大多数大批量货物可以存储在更靠近顶部的位置)。
立方存储目前占履行自动化市场的11%。提供Cube ASRS的仓库自动化公司包括Autostore和Ocado。
· 优点:高存储密度(适用于中等高度仓库),高吞吐量适合高流道
· 缺点:价格昂贵、难以重新配置、严格的实施要求、安装时间长、中慢速运行、吞吐量低
自主移动机器人(AMR)
用于电商拣选自动化的移动机器人在 2000 年代后期商业化,并首先由 Kiva Systems(2012 年被亚马逊收购)使用。与穿梭系统或立方体 ASRS 相比,移动机器人明显更便宜,更易于实施、扩展和维护。AMR目前占履行自动化市场的11%,预计到2030年将翻一番。
常见 AMR 系统:
(1) 货到人 (G2P)
在货到人系统中,AMR 从仓库中取出商品周转箱或货架,并将其运输到集中拣选站,人工操作员拣选物品以合并订单。从周转箱或货架中挑选出所有必要的物品后,机器人将剩余的物品放回仓库。这种系统通过使用机器人运输所有物品来消除员工行走。
货到人系统灵活且适应性强,尽管出于安全考虑,它们通常需要特殊的货架并与人类分开。货架最高可达8-10米,提供有竞争力的存储密度(尤其是在夹层中使用时)。
提供货到人系统的仓库自动化公司包括GreyOrange和Addverb Technologies等。
· 优点:提高拣选率和准确性,灵活且适应性强,竞争密度
· 缺点:需要特殊的货架并与人类分开,依赖人类采摘者
(2) 货物到机器人(G2R)
货物到机器人系统的工作方式与货到人系统一样,只是拣选站中的机器人拣选臂取代了人工拣选器。这将人工拣选需求减少到零(假设所有物品都可以机器人拣选)。机器视觉和人工智能的最新进展扩大了机器人可拾取物品的范围,包括大多数电商和杂货商品。
· 优点:集成机器人拣选的端到端实行自动化,消除了劳动力挑战,灵活且适应性强,具有竞争力密度
· 缺点:需要高级软件控制系统,如果某些SKU无法机器人拾取,则需要G2P
(3) 拾取辅助(Pick-Assist)
在拣选辅助系统中,员工直接从货架上取下物品并将它们放在 AMR 上。AMR 在仓库中从一个拣选位置移动到下一个拣选位置,一旦订单完全合并,就将其运送到包装站。因此,人工拣选员只需要专注于一个仓库区域(例如 1-2 个通道),从而减少人流量并提高生产率。
拣选辅助系统的主要缺点是它们仍然需要员工进行拣选。此外,员工需要在货架之间四处走动,这意味着与货到人系统相比,每个人的拣选率较低。拾取辅助系统通常需要每名员工需要配置3-4台机器人。
拣选辅助AMR的主要优点是易于实施,不需要对仓库进行任何更改,因为员工继续从货架上拣选,就像在人工仓中操作一样。
提供拣货辅助AMR的仓库自动化公司包括Locus Robotics,6 River Systems,Fetch Robotics和Rapyuta Robotics。
· 优点:灵活,易于实施,在人类周围安全操作,成本低
· 缺点: 劳动力要求高,人工拣选率低,存储密度低