我國(guó)物流分揀環(huán)節(jié)基本還處于人工分揀階段，這導(dǎo)致了物流分揀環(huán)節(jié)需要消耗大量的人力物力。電商和快遞業(yè)的快速發(fā)展，物流分揀的效率很大程度上影響著這些行業(yè)的發(fā)展速度。一般而言，物流分揀環(huán)節(jié)所需人力占物流中心人力50%以上，所需時(shí)間占物流中心作業(yè)時(shí)間40%以上，所需綜合成本占物流中心成本的15~20%。

  人工分揀存在差錯(cuò)率高、人工成本高、分揀效率低等的缺點(diǎn)。由于分揀作業(yè)勞動(dòng)強(qiáng)度大、動(dòng)作單一、工作壓力大，人工分揀的效率受到分揀人員熟練度和心情的影響。而導(dǎo)致物流效率低下的一個(gè)重要原因就是物流在發(fā)出之前在倉(cāng)庫(kù)的分揀就耽誤了大量的時(shí)間。物流發(fā)出之前的物流分揀不僅耗費(fèi)了大量的時(shí)間，而且還投入的大量的人力物力和財(cái)力，倉(cāng)庫(kù)中物流分揀的工人勞動(dòng)強(qiáng)度大、動(dòng)作單一重復(fù)、工作環(huán)境惡劣，而且工人在單調(diào)重復(fù)的高強(qiáng)度工作之下也會(huì)導(dǎo)致分揀工作的出錯(cuò)率大大增加。

  所以，以自動(dòng)化設(shè)備代替人工分揀是行業(yè)發(fā)展的必然。

一、傳統(tǒng)分揀方法與問(wèn)題

  目前，大量的分揀完全由人工來(lái)完成。待分揀的貨物到達(dá)倉(cāng)庫(kù)后，由物流工作人員掃描快遞包裹上的條形碼將物流信息錄入系統(tǒng)，然后在根據(jù)物流信息將一個(gè)個(gè)物流包裹按堆進(jìn)行分類，待一堆貨物數(shù)量較多時(shí)，再一次性的將這一堆貨物運(yùn)送至相對(duì)應(yīng)的倉(cāng)庫(kù)區(qū)域。往往會(huì)由于工作人員的操作失誤或者是注意力不集中導(dǎo)致貨物堆放混亂或者是貨物損壞，物流分揀的貨物損壞率和錯(cuò)誤率大大增加。

  完全人工的分揀方式之外，比較主流自動(dòng)化分揀方式為交叉帶分揀，采用直線動(dòng)力驅(qū)動(dòng)的小車隊(duì)沿著環(huán)形軌道高速運(yùn)動(dòng)，將貼有標(biāo)簽的貨物經(jīng)過(guò)掃描器讀碼進(jìn)行分揀，適用于電商、服裝、快遞行業(yè)等大中型場(chǎng)地。結(jié)構(gòu)上，交叉分揀帶由控制裝置、分類裝置、輸送裝置及分揀道口四大部分組成。

  交叉分揀機(jī)采用傳統(tǒng)機(jī)械式設(shè)計(jì)，原理簡(jiǎn)單，結(jié)構(gòu)比較堅(jiān)固，分揀動(dòng)作輕柔、準(zhǔn)確。優(yōu)點(diǎn)是在訂單量足夠大的時(shí)候，分揀效率最高，并且適用于各類大中型貨物，所以受到客戶青睞，成為分揀設(shè)備中的主流。但缺點(diǎn)也是明顯的：占地面積大，且對(duì)場(chǎng)地的平整度要求較高；造價(jià)成本高昂，輸送模塊易損壞，維修成本也較高，開(kāi)機(jī)運(yùn)行成本較高，缺少靈活性。傳統(tǒng)自動(dòng)化分揀機(jī)和立體倉(cāng)庫(kù)具有較高的自動(dòng)化程度，自動(dòng)化分揀系統(tǒng)占地面積大，一旦建成不能改變，靈活性和魯棒性差。

  目前，快遞公司的主流分揀設(shè)備主要還是依靠著大型的物流分揀設(shè)備，雖然具有較高的物流分揀效率，但是物流分揀設(shè)備的大型化就決定了工作場(chǎng)地的大型化，這樣就大大的限制了物流分揀的適用范圍。我國(guó)的自動(dòng)化物流分揀的發(fā)展還處于大型化的階段，主要適用于大型倉(cāng)庫(kù)，進(jìn)行大批量大包裹的自動(dòng)化物流分揀。

  隨著分揀需求的擴(kuò)大，小包裹、小型化的物流分揀應(yīng)用越來(lái)越廣。分揀機(jī)由于占地面積一般都在20000m2 以上，傳輸長(zhǎng)度都在 50m 以上，再配備相應(yīng)的機(jī)電一體化設(shè)備和控制硬件，建立 10-15m 高的立體倉(cāng)庫(kù)，自動(dòng)分揀機(jī)顯得更加龐大，難以適應(yīng)當(dāng)前電商、快遞小型化分揀的要求。

  可見(jiàn)，對(duì)于大多數(shù)中小型企業(yè)來(lái)說(shuō)，建立一個(gè)屬于自己自動(dòng)化物流分揀系統(tǒng)的前期投入成本太高，高成本極大的制約了物流分揀自動(dòng)化發(fā)展進(jìn)程。

二、AGV分揀方法

  AGV通常也稱為AGV小車，是裝有電磁或光學(xué)等牽引裝置，沿指定路線自動(dòng)前行的運(yùn)輸車，一般通過(guò)電腦控制其行進(jìn)路線。按導(dǎo)引方式，AGV可分為電磁、磁帶、慣性、激光及視覺(jué)導(dǎo)引；按驅(qū)動(dòng)方式，AGV可分為單輪驅(qū)動(dòng)、差速驅(qū)動(dòng)及全方位驅(qū)動(dòng)；按移載方式，AGV可分為叉車式、軌道式、牽引式、馱舉式、揀選式以及機(jī)器人式。

  AGV 是一種具有安全可靠、自動(dòng)化程度高、靈活調(diào)度等優(yōu)點(diǎn)的自動(dòng)化物流設(shè)備，滿足物流分揀作業(yè)的要求。AGV分揀機(jī)器人能連續(xù)大批量地分揀貨物，相對(duì)于交叉分揀機(jī)擁有更低的分揀誤差率。在整個(gè)分揀過(guò)程中，AGV分揀作業(yè)可基本實(shí)現(xiàn)無(wú)人化。當(dāng)中間某一環(huán)節(jié)出現(xiàn)故障時(shí)，只需要卸下修理，其他部分可繼續(xù)實(shí)現(xiàn)作業(yè)。

  2018年以來(lái)，京東、亞馬遜、阿里巴巴、申通、順豐等電商巨頭和快遞業(yè)龍頭對(duì)分揀機(jī)器人、AGV、無(wú)人倉(cāng)等大幅投入，高度柔性化的AGV系統(tǒng)越來(lái)越受到企業(yè)的青睞。

  使用AGV機(jī)器人可以節(jié)省三分之二的人力，每臺(tái)AGV平均速度為3.5米/秒，充滿電以后可以運(yùn)行4個(gè)小時(shí)，充電時(shí)間為20分鐘。2018年9月，菜鳥(niǎo)與圓通速遞的超級(jí)機(jī)器人分撥中心在圓通杭州轉(zhuǎn)運(yùn)中心正式啟用，2000平方米的場(chǎng)地內(nèi)，350臺(tái)機(jī)器人晝夜作業(yè)，每天可分揀超50萬(wàn)包裹。AGV物流分揀系統(tǒng)將物流工人從單調(diào)重復(fù)的高強(qiáng)度工作之中解放出來(lái)，大大的提高了物流分揀的效率和準(zhǔn)確性。

  AGV分揀大幅降低物流分揀成本，是物流行業(yè)和電商行業(yè)降本增效的利器。

  自動(dòng)化分揀系統(tǒng)相對(duì)于傳統(tǒng)的物流分揀主要有以下幾個(gè)優(yōu)點(diǎn)：

  1、工作時(shí)間不受限制，可連續(xù)不斷工作，大批量分揀貨物。

  2、分揀誤差率極低。傳統(tǒng)分揀信息辨識(shí)依靠人工用肉眼進(jìn)行，而重復(fù)和高強(qiáng)度以及連續(xù)不斷的工作經(jīng)常會(huì)讓人產(chǎn)生疲勞，錯(cuò)誤率較高。自動(dòng)分揀過(guò)程中信息的識(shí)別是掃描儀掃描快遞包裹上面的條碼，極低的分揀誤差率。

  3、分揀工作可以釋放大部分人力勞動(dòng)或者只需要少量的工作人員，最大限度的減少工作人員的數(shù)量。

  4、極大的降低了物流分揀的成本。

三、多 AGV 物流分揀系統(tǒng)實(shí)例

  多AGV物流分揀系統(tǒng)是最近幾年出現(xiàn)的一種自動(dòng)化物流分揀模式，適用于分揀小型快遞包裹。多 AGV 物流分揀系統(tǒng)自動(dòng)化程度高，極大的降低了人工成本，將人從繁重、重復(fù)的勞動(dòng)中解放出來(lái)，而且彌補(bǔ)了傳統(tǒng)自動(dòng)化分揀設(shè)備靈活性和魯棒性太差的缺點(diǎn)。

  Kiva機(jī)器人是 Kiva systems公司的機(jī)器人項(xiàng)目，2012 年亞馬遜公司斥資 7.75 億美元收購(gòu) Kiva systems 公司，Kiva 機(jī)器人專注于網(wǎng)上大量訂單的倉(cāng)儲(chǔ)分揀工作，將“人找貨”作業(yè)模式改變成“貨找人”作業(yè)模式，效率是之前的 3 倍。

  Kiva 機(jī)器人是一種AGV，其自身重約 145 公斤，其頂部升降圓盤(pán)能夠搬起重達(dá) 340 公斤的貨架，在它的頂部和底部安裝有兩個(gè)攝像頭，頂部攝像頭用于識(shí)別貨架底部的二維碼并確定貨架編碼正確，底部攝像頭識(shí)別地面上的二維碼并計(jì)算出導(dǎo)航角和編碼值。Kiva 機(jī)器人根據(jù)導(dǎo)航角控制自己沿固定路線行駛，根據(jù)二維碼編碼值的唯一性可以確定位置坐標(biāo)。Kiva 機(jī)器人采用了基于 ADI 公司的 Blackfin BF548 處理器的視覺(jué)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)倉(cāng)庫(kù)地面的智能導(dǎo)航。Blackfin BF548 處理器具有高性能、低成本和廣泛的外設(shè)連接能力的特點(diǎn)，正是這些特性確保了 Kiva 機(jī)器人能夠動(dòng)態(tài)、快速和高效的導(dǎo)航。

  在大型的配貨倉(cāng)庫(kù)中，“人找貨”的配貨模式存在效率低下、員工勞動(dòng)量大和人力成本高的缺點(diǎn)，基于 Kiva 機(jī)器人的“貨找人”配貨模式不僅提高了配貨效率、減少了人力成本，而且提高了倉(cāng)庫(kù)的利用率。

  Kiva 機(jī)器人的出現(xiàn)給自動(dòng)化物流分揀帶來(lái)了新的思路和方法。2016 年，國(guó)內(nèi)初創(chuàng)團(tuán)隊(duì)立鏢機(jī)器人公司提出了一種新的自動(dòng)化分揀模式——多 AGV 物流分揀系統(tǒng)，多AGV 物流分揀系統(tǒng)采用 300 臺(tái)快遞分揀機(jī)器人協(xié)同將包裹從分揀入口搬運(yùn)至對(duì)應(yīng)的分揀出口，這種自動(dòng)化分揀系統(tǒng)用于分揀 5KG 以下的小件包裹。

四、發(fā)展對(duì)策

  在制造行業(yè)的倉(cāng)儲(chǔ)物流過(guò)程中，裝載、運(yùn)輸、卸載環(huán)節(jié)消耗掉了大量的人力、物力，AGV 作為自動(dòng)化搬運(yùn)設(shè)備對(duì)優(yōu)化運(yùn)輸系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、提高運(yùn)輸效率、降低成本起著關(guān)鍵的作用。隨著工業(yè) 4.0 時(shí)代的到來(lái)，制造系統(tǒng)的柔性和魯棒性顯得愈發(fā)重要，多 AGV 系統(tǒng)作為現(xiàn)代制造系統(tǒng)的一個(gè)關(guān)鍵子系統(tǒng)，承擔(dān)了物料的運(yùn)輸和供給工作，有效提高了整個(gè)系統(tǒng)的柔性和生產(chǎn)效率。