“仓库如何实现无人仓?本文带你一起来了解智慧仓储-无人仓。”
面对人力成本攀升、效率瓶颈和订单波动挑战,越来越多的企业将目光投向无人仓解决方案。那么,从传统仓库到真正的“无人仓”,究竟需要跨越哪些技术鸿沟?如何实现?
无人仓:推动仓储自动化与人机协同的背景与意义
近年来,电子商务、物流快递行业爆发式增长,迅猛发展的规模和碎片化的海量订单,导致传统仓储管理和运作模式难以及时、准确处理,仓储物流作为物品流通的载体、电子商务的血液,各企业迫切渴望提高仓储物流效率。
仓储自动化与机器人协同作业可以显著提高仓储效率。机器人可以 24 小时不间断工作,其作业速度和准确性远高于人工。例如,在分拣环节,机器人可以快速准确地识别货物并将其分拣到指定位置,大大缩短了分拣时间。同时,自动化仓储系统可以实现货物的高密度存储,充分利用仓库空间,提高仓库的存储容量。
值得一提的是:无人仓≠完全无人:核心是“人机协作,智能决策”
1、无人仓的优势:
(1)提高效率。通过控制手段和作业机械,自动化能根据指令用最快的速度、最短的距离完成存取作业,大大的缩短商品的出入库和流通时间;
(2)提高准确率。正确的计算机程序一旦被写入后会严格根据统一的标准进行操作,同时通过多环节复核避免失误,大大减小了人工作业中无法避免的失误率;
(3)持续性工作。规避人工作业的瓶颈,需要时可进行24小时作业;
(4)实现特殊环境作业。降低对人工的依赖,能适应黑暗、有毒、低温等特殊场合的需要;
(5)节约占地。充分利用仓库的垂直空间,相同土地面积,自动化仓库的储存能力通常比普通仓库高达数倍。
2、无人仓的劣势:
(1)先期投资较大,建设周期长。自动化立体仓库的结构较为复杂,对工艺设计的要求非常高,前期开发、中期使用、后期维护的成本与要求都很高;
(2)相对缺乏弹性。由于对业务模式精准度要求较高,部分特定的设备一旦建设,不易改变处理类型,行业种类、物资吞吐量、仓库容量等也基本固定,后期如需变更,又将历经一个复杂的过程;
(3)突发情况恐无法及时应对。例如遭遇软件故障、重要设备突发故障等情况,可能会影响整体运作,不过这个目前基本都有成熟的备案;但若遇见突发的破峰值活动,由于仓库设计产能相对固定,设备将无法应对。
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无人仓的核心关键构成
无人仓的目标是实现入库、存储、拣选、出库等仓库作业流程的无人化操作,这就需要具备自主识别货物、追踪货物流动、自主指挥设备执行生产任务、无须人工干预等条件。
无人仓的核心构成包括硬件、软件及数字孪生监控等。
硬件:对应存储、搬运、拣选、包装等环节有各类自动化物流设备。
其中,存储设备典型代表是自动化立体库;搬运典型设备有输送线、AGV、穿梭车、货到人机器人、无人叉车等;拣选典型设备有机械臂、分拣机等;包装典型设备有自动称重复核机、自动包装机、自动贴标机等。
软件:主要是仓库控制系统WCS和仓库管理系统WMS。
WMS——时刻协调存储、调拨货物、拣选、包装等各个业务环节,根据不同仓库节点的业务繁忙程度动态调整业务的波次和业务执行顺序,并把需要做的动作指令发送给WCS,使得整个仓库高效运行。
WCS——接收WMS的指令,调度仓库自动化设备完成业务动作。WCS需要支持灵活对接仓库各种类型、各种厂家的设备,并能够计算出最优执行动作。WCS的另一个功能是时刻对现场设备的运行状态进行监控,出现问题立即报警提示维护人员。
此外,还有相关的数字孪生监控技术:
在仓储自动化系统中,数字孪生可以用于监控仓库的运行状态,预测设备故障。
1、实时映射物理仓库状态
数字孪生监控可以实时映射物理仓库的状态。通过在仓库内安装各种传感器,如温度传感器、湿度传感器、压力传感器等,可以实时采集仓库内的环境参数。同时,通过在机器人设备上安装传感器,可以实时采集设备的运行状态,如电机的转速、电流等。 将这些采集到的数据传输到虚拟模型中,虚拟模型可以实时更新自身的状态,显示物理仓库的实时情况。
2、预测设备故障的应用
数字孪生监控还可以用于预测设备故障。通过对设备的运行数据进行分析和挖掘,可以建立设备故障预测模型。当设备的运行数据出现异常时,模型可以及时发出警报,提醒仓库管理人员进行设备检修。例如,通过对 AGV 的电机运行数据进行分析,可以发现电机的温度、电流等参数的变化趋势。
具体如何实现“无人仓”?
1、引入智能机器人
自动化分拣机器人和AGV(自动引导车)是无人仓的核心设备。它们凭借精准的导航和高效的运作能力,能够快速完成货物的分拣、搬运等任务。
2、部署物联网技术
通过传感器和无线网络,物联网让所有设备实现互联互通。数据实时共享,使仓库能够灵活应对订单需求的变化。
3、应用AI算法优化操作流程
人工智能技术可以精准预测货物进出需求,优化仓库布局和操作流程。结合大数据分析,提高仓库整体的运作效率。
4、搭建智能管理系统
WMS/WCS系统是无人仓的“大脑”。它负责接收和处理订单信息,调控各种设备协同运作,从而实现无缝操作。
无人仓落地关键点:追求运营及管理的效益最大化
企业在推进无人仓智慧仓储项目时,不要一味追求无人仓储,而是要注重解决企业核心问题,追求运营及管理的效益最大化。
无人仓更适用于标准化物件以及整进整出的场景,这种场景中,包装不用拆卸,当整件进入拣选环节时,需要从不同整箱里找到顾客订单上的商品,高峰期时期甚至需要同时为多个订单拣货,这些可能需要应用自动化料箱解决方案才能实现。
另外无人仓库具有效能上限,超出效能上限的业务不能完成,在波峰波谷时期很难灵活调节业务安排,对于柔性化要求高的仓库并不是最优选择。
无人仓是否必要?不要盲目追求概念,要认真考虑:
1)要看无人仓的适应性。医药、食品、酒类、烟草、化工等生产企业,均已经成熟应用,可大大节省了作业人员,也降低了生产成本。
2)要看性价比。物流仓储系统的选型,其中一个非常重要的指标是性价比。不应过度追求无人化,而是要实事求是,以降低物流成本为关键指标。
3)要灵活应用自动化技术。仓储作业的环节很多,有些环节适应于采用无人化作业,有些不适应,有些产品适应于无人化作业,有些不适应,要灵活应用,不要一刀切。
4)自动化和无人化的比重提升,是未来仓储系统发展的趋势。
总结:无人仓智慧仓储的正确打开方式,如何让机器人和人协同工作,以及怎么用信息化和物联网辅助人把工作干好。
如何去判断企业要不要实施无人仓方案?
1、分析并了解自己的需求
着眼于实际业务需要。结合自身情况分析自动化无人仓的综合成本效益与人工对比哪个更高;公司规模和业务发展是否能支持自动化无人仓设备的长期运作;未来3-5年的仓库吞吐量和运作效率需要做多大的提升,人工作业是否已无法满足现有需求等,进行综合评定。
2、进行技术评估
要明确行业特点:根据不同行业对应的订单类别——少品种多批量、多品种少批量、多品种多批量等,如何匹配自动化无人仓处理程度?例如少品种多批量更适用于全自动化处理,同时也要考虑单个成品的附加值等其他因素。
包装大小、库形结构等的不同对自动化的要求程度均有差异,需要切合实际业务进行综合评估,有效实现自动化无人仓带来的效率提升。
3、选择可靠的系统集成商
无人仓自动化集成是一项仓储技术,从建库到使用、维护都需要专业团队,仓库设计、设施设备选择、软件系统契合、资金测算等都需要做周密的数据分析,双方在前期必须做充分沟通,使目标作业和客户服务水平达成一致。
计算机模拟设备性能及故障测试。仓库建设分阶段规划,选择多方面最合适的自动化设备,通过相关参数测试单机故障对整体作业的影响,避免后期投入使用后积重难返。
4、分解目标,逐步实现
无人仓自动化升级改造并非一个简单工位或是机器的更换就能完成,而是一项极其复杂的系统工程。改造需量力而行,从比较成熟的自动化技术开始,逐步进行,不能盲目追求一步到位。
随着各类自动化物流设备的快速普及应用,机器代人的成本越来越低,各行各业对于无人仓的需求越来越强烈,需要需要不断去拥抱智慧物流技术。
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