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行业动态

上海物流仓储:物流仓储技术职业未来在哪里?

日期: 2021-08-02 14:36 点击:

01 概述
 
       中国现代物流仓储与配送技术的发展,可追溯到上世纪70年代。以北起院和北自所为代表的研究院所开启了自动化立体库的研究与应用,以邮电部519厂、539厂为代表的企业开始研究邮件自动分拣系统,包括各种类型的分拣机,如交叉带分拣机、托盘式分拣机等。
 

       但直到90年代后期,中国的物流技术发展与应用才真正开始进入快车道。其标志性事件包括:以宝钢生产应用为目标的自动化立体库技术的引进与消化,以烟草制造业应用为目标的高端物流系统应用,以及以联想、海尔为代表的家电制造业现代物流系统的建设等。特别是进入21世纪,随着电子商务的兴起和工业4.0理念的推广,给物流技术带来了一波蓬勃发展的机遇。
 

       根据国标GB/T4754-2011《国民经济行业分类》[1],我国物流仓储与配送机械包含在物料搬运(起重运输)机械大类下,再没有详细分类。如果要深究,物流仓储与配送机械有很广泛的内涵。

       与重型机械的其它单机产品不同,物流仓储与配送机械往往是以成套设备和系统出现的。在物流仓储系统中,有些产品是强相关的,如自动化立体库系统中的堆垛机、输送机、提升机、货架等,它们彼此紧密配合,形成一个系统不可或缺的部分;有些是弱相关的,如叉车、托盘等,它们相对独立,基本上与系统没有紧密联系。除此之外,还有位于其上的计算机管理与控制系统,这是物流仓储与配送系统的独特之处,也是其复杂之处。有些产品,如仓储用叉车,虽然被分在工程机械大类,但又与仓储和配送密不可分,广泛应用于仓库、车间、码头的托盘搬运,因此把它归类于仓储于配送机械之内也是一种可接受的方法。
 

       与此类似的产品还包括机器人和无人机,机器人在物流仓储与配送中的应用非常广泛,但主要还在于码垛/拆垛以及自动拣选、搬运等方面。而机器人更广泛的应用,如工业装配、焊接、喷涂等领域,则不应包括在物流仓储与配送的应用范畴之中。
 

       随着改革开放的深入,我国经济突飞猛进。物流装备也不例外,以数量论,我国物流装备市场在2015年前后已经发展成为全球最大的单一市场。其它的市场包括北美、欧洲、亚太(不含中国)以及其它(包括南美、非洲等地区),而且中国的优势还在进一步扩大。
       特别要指出的是,世界物流装备市场在过去的两年取得了前所未有的快速发展,不仅中国如此,欧美等市场也是如此。以叉车为例,全世界在2017和2018两年中,其年增长幅度均超过15%,中国叉车销售在2017年取得增幅34%的惊人成绩后,2018年再度取得增幅20.21%,成为物流装备市场增速最快的国家之一。
 

       市场对物流装备需求量的快速增加的同时,对品质的提高也呈现出新的态势,尤其是以工业4.0为推动力的制造业领域和以电商为代表的流通领域。自动化、无人化、智能化已成行业共识,更高的质量,更低的价格已经成为未来发展的基本趋势,在整个行业欣起了一波物流技术发展的高潮,甚至可以说是开辟了物流技术发展的新时代。
 
2 物流仓储技术的发展概况
 

       我国的物流技术与装备,总体来说,在过去40年间取得了重大进步,特别是近年来随着资本和人才的涌入,使得发展速度更加迅猛。物流仓储技术重点在储存和拣选环节取得了显著进步。以无人仓技术为集中代表的储存技术、拣选技术、库内搬运技术等实现了从引进、消化到创新的发展之路。
 
01 立体库技术
 

       立体库技术(这里指广义的立体库,非仅仅包括AS/RS系统)呈现几大变化:其一是大型AS/RS立体库应用越来越多;其二是密集存储技术应用越来越多;其三是MINILOAD技术应用越来越多。呈现出丰富多彩的发展态势。
 

       据不完全统计,2017~2018我国每年新建AS/RS立体库超过800座,堆垛机超过3500台。这是一个非常大的突破。重点行业集中在医药、电商、工业制造等领域。堆垛机超过20台的特大型的AS/RS系统屡见不鲜。
 

       在立体库应用中,各种形式的密集存储系统越来越多,尤其在快消品生产、冷链物流等领域,密集存储越来越发挥出巨大的优势。目前常见的密集存储技术包括双深度AS/RS系统,穿梭板系统(穿梭板+子母车),托盘4向穿梭车系统等。
 

       在立体库技术应用中,Miniload技术受到了前所未有的重视,而且大型Miniload系统也开始尝试使用。这主要是由于电子商务订单的拣选越来越趋于少量化的现状所决定的。
 
 02 "货到人"拣选技术
 

       主要用于拆零拣选的“货到人”(Goods to Man)拣选技术一经推出,由于其大幅的效率提升,很快便得到市场的广泛认可,成为过去数年中最热的应用技术之一。尤其是KIVA拣选技术,自2011年亚马逊仓库大规模应用以来,在中国引起极大反响。
 

       在电商领域,KIVA的应用已经非常普及,以KIVA机器人为主要产品的公司出现井喷式发展,成为我国物流仓储技术发展的一道靓丽风景。除此之外,多层穿梭车技术,4向穿梭车技术,旋转货架技术也得到快速发展,并很快在市场中得到应用。
 

       一般情况下,“货到人”拣选,相对于传统的“人到货”拣选,其拣选速度可以提升3~5倍,有些甚至可以提升5~8倍,这是一种革命性的突破。除此之外,拣选的准确性也将大大提升。现在唯一需要解决的是货到人系统的成本问题。
 

03 AGV技术
 

       AGV技术的诞生可以追溯到上世纪60年代,直到2010年,其应用还受到价格和技术的限制。然而,AGV在过去几年却受到热烈追捧,市场销售规模在2018年已经超过40亿人民币,除了KIVA机器人的原因外,可能是AGV的灵活性被进一步得到认可。
 

       AGV本体主要采用传统叉车企业的产品,随着自动驾驶技术的推出,无人叉车技术已无障碍。世界上各大叉车企业,如丰田、林德、永恒力等,都纷纷开始研究自己的无人叉车产品,成为一个特别的现象。
 

       另一方面,是AGV的应用领域大大扩展,除KIVA等应用于“货到人”拣选之外,AGV在收货、存储、拣选、发货等环节都有大量应用。这也是AGV技术得以大量推广的客观原因之一。
 

       我国的AGV研究时间并不短,最早在80年代即已经成功研究出基于电磁导引的叉车,但真正得到应用的产品,却仍然在90年代后期才得以实现。
 

       AGV的技术主要在于导航系统及路径规划运算。目前广泛采用的导航系统包括条码导航,二维码导航,激光导航和SLAM自然导航。尤其是SLAM导航,将对未来AGV的应用产生重要影响,但目前主要存在成本居高不下的问题。
 
04 无人仓技术
 

       物流仓储的无人化和智能化是最近几年讨论和研究的热点之一。在无人化方面的技术,包括自动码垛/拆垛技术、自动存储技术、自动拣选技术、自动分拣技术、自动包装技术,以及自动集货和装车技术等。
 

       每一环节均有代表性的技术产生。如:自动码垛和拆垛机器人已经被广泛应用在收发货环节以及生产环节;各种形式的自动化储存技术应用已经非常成熟;得益于3D识别技术的应用,自动拣选机器人的研究和应用也取得了关键性突破,在此之前,自动拣选已经通过A字架等形式得以实现;自动包装已经从生产领域发展到物流,成为物流系统的自然延申;作为一种成熟技术,自动分拣在分拣能力和分拣形式上也取得了突破;各种形式的AGV应用于集货已经成熟,快速装车系统也有成熟的产品等。
 

       随着仓库技术的越来越先进复杂,以及用人成本的进一步提升,仓储的无人化和少人化正成为行业的共识。可以预见,无人仓技术的大规模应用将很快成为现实。
 
3 物流配送技术的发展概况
 

       过去10年中,电商的快速发展,催生了物流配送技术的快速发展。2018年,全国的配送包裹超过500亿个,平均每天接近1.4亿个,在“双11”这一天,甚至超过10亿个。这是前所未有的高度。在这一背景下,物流配送的问题变得突出起来。
 
01 自动分拣技术
 

       面对每天堆积如山的包裹,快递企业既兴奋也发愁,在最开始的几年,甚至有快要崩溃的迹象。但随着企业对高速分拣系统的认识加深,过去那种依靠人来分拣的时代一去不复返了。行业也迈入了新的时代。
 

       高速分拣设备是过去两年来发展最快的产品之一,每年有多达数百套各种形式的分拣系统被应用于各个行业。当然,最大的行业是快递。分拣系统仍然以传统技术——如交叉带分拣技术为主。
 

       特别值得一提的是“小黄车KIVA分拣系统”,这是由几个大学生研发出来的基于KIVA的分拣系统,其基本原理是利用KIVA机器人,完成“多对多”的分拣任务。这无疑是一项重大的应用创新,突破了所有传统分拣系统的固有模式,突破了空间(如分拣道口布局)的限制,突破了分拣能力的限制。
 

       分拣系统一经推出,就惊艳整个行业。目前看来,尽管还有一些技术问题和软件问题需要解决,但这一分拣技术所带来的革命性的突破,必将载入史册。
 

       除此之外,有一种模组分拣机也是值得一提的。模组分拣系统快速简洁,配置简单,明显比交叉带等分拣系统灵活,其应用应该具有非常好的前景。
 

       作为包裹分拣,有一项技术非常关键,就是条码识别率。最近几年推出的照相技术和RFID技术从一定程度上解决了识别率的问题,这是一种突破。
 
02 配送柜技术
 

       海量的包裹配送带来了一个难解的技术难题,就是通常所说的“最后一公里”问题。“配送柜”的基本思想并不难,也没有什么新意。然而,促成这件事的工程师们,却解决了一个个技术难题,如收货问题、存储问题、短信提醒问题、安全问题、温度保持问题等。现在,遍布全国城乡的配送柜担负起了主要的“最后一公里”重任,的确是配送技术的重大突破。未来,投放更多的配送柜应该成为一种可能。
 
03 无人配送技术
 

       无人配送包括无人机配送和机器人配送等技术,目前都仍然处于实验阶段。
 

       无人机应用于物流配送,是一项大胆的创新。但这一思想却仍然来源于亚马逊公司。有人怀疑无人机的能力和作用,但显然是错误的。无人机配送不仅在短期内就有特殊的作用,如地震救灾现场就是一个很好的场景,而且在未来可能会成为一种常态,只要将配送成本降下来就可以了。
 

       配送机器人概念由京东和阿里等企业提出,这也是基于自动驾驶的一种技术应用。就如同自动驾驶还存在很多技术难题一样,无人配送机器人也是如此。但我们依然可以期待,在未来,首先会在特定的场所完成自动配送的工作。如处于隔离区的货物配送问题,采用机器人配送就比较容易实现。
 
04 “即时配送”技术
 

       随着“美团”等企业的兴起,诞生了一个新的名词,叫做“即时配送”。“即时配送”要求订单从下达到完成配送在1个小时甚至更短的时间内完成,没有仓储,只有配送,这是一项非常难的工作。显然,“即时配送”对于配送距离有严格要求,与同城配送相比,距离更短。
 
“即时配送”订单到今天已经达到令人惊讶的数量级,“即时配送”需要由一个强大的派单系统来完成,但配送本身却没有什么新创意,主要采用人海战术和配送柜方式,这是未来要解决的问题。
 

       也许,未来的技术会出现很多独立的技术的组合应用。比如自动配送、配送柜等技术应用于及时配送就是一种可以期望的技术应用。
 
4 物流系统与软件技术的发展
 

       除了装备技术的发展外,物流仓储与配送技术的另一关键技术在于软件系统。从未来发展看,软件系统的能力将会越来越强大,其作用越来越重要。
 

       人类进入20世纪下半段,才发现软件的巨大作用。从一定程度上讲,正是由于有了计算机软件,人类几千年来的技术积累才真正插上了腾飞的翅膀,从日常的生产和生活、学习,到远程办公,到汽车的自动驾驶,从高速列车,到航天飞机,到宇宙探索,软件起到了无可替代的巨大作用。
 

       现代物流仓储与配送技术也是如此,计算机与网络技术的应用是物流技术发展史上最重要的事件。随着系统越来越复杂,自动化程度越来越高,软件系统扮演的作用越来越重要。
 

       计算机技术发展到今天,对物流技术的影响与日俱增。软件系统从开始的独立WMS系统,发展到与ERP系统的集成化,再到供应链管理一体化。大数据和云计算概念导入物流系统,云服务平台(云存储、云计算、云数据库、云安全等)成为软件发展的新的方向,各种AI技术的导入,使得智能物流更加接近于实用。
 

       自2016年以来,世界顶尖物流装备企业,如SSI SCHEFER公司,已经运用AI技术,把目光锁定在物流系统的监控与预警方面,建立本公司的覆盖全球的预警系统,对于提升系统的可靠性将有非常高的作用。
 

       其基本方式是在公司总部建立一个监控中心,通过网络链接所有正在运营的物流系统,通过检测、记录现场信息,应用人工智能技术,从而做出预警判断,并将结果第一时间主动告知现场,避免现场出现事故以后再做补救和处理。
 
5 企业格局发生重大变化
 

       随着物流技术的快速发展,企业的格局也发生了重大变化,世界范围内的企业整合成为一个明显趋势。特别是近年来资本市场的强势介入,物流企业兴起了一波创业高峰。