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实地看过才发现,菜鸟离智能仓库标准制定者不远了
2019-02-26 18:32

实地看过才发现,菜鸟离智能仓库标准制定者不远了

文章所属专栏 活动实录

#本文系虎嗅虎跑团私房话实录#

虎跑团注:

2018年底,跑妹去无锡亲眼目睹了传说中的未来物流园区。仓库有一条参观通道,通道之外AGV(自动导引运输车,即菜鸟的搬运小蓝人设备)通过地上的二维码有条不紊地前行。


这个园区已于2018年10月底投入使用,目前主要负责进行华东地区天猫超市的货物存储、分拣、包装及发货。该数字化园区内运营效率比传统园区提高20%;高密度自动存储仓库储量是普通仓库的5倍。高峰期时,近三万平方米的场地内,近700台AGV在昼夜作业。当单量达到一定数目之后,成本比传统仓库可以低将近一半。


物流成本如何进行压缩?传统仓库低效、耗费人力,数字化物流园区有怎样的优化?对做供应链及仓储的人来讲,菜鸟的仓储规划有什么借鉴意义?虎嗅·虎跑团请到菜鸟网络智能化仓储规划负责人——杨竞来为我们详细讲述以上问题。


【分享人】:杨竞 


不管物流中心还是其他行业,现在自动化都成为行业的主要驱动因素,大家都希望能够降本提效。


自动化这个领域在国内是从九几年逐步开始发展,在传统零售、医药、烟草等行业自动化已经做得相对比较好了,现在看到各个医院里面的药房,甚至是科室都有自动化设备,也给生活带来很多方便。


菜鸟这五年也做了很多自动化尝试,总结下来,物流中心要做自动化,最关键是“柔性自动化”,我一会儿给大家解释为什么首先要做自动化,同时还要兼顾柔性这个概念。


马云老师提出来大的物流目标——全球72小时、全国24小时必达。在这个愿景之下来搭建国际和国内物流体系。近几年来做了两件事,一是电子面单,它能够把行业或者是行业范围内的公司去做标准化、统一化,让数据和系统能够去打通;二是物流大脑,实现系统管理的集成化、统一化。


大家在刚刚也问通达还有落地配公司如何去跟菜鸟达成合作?这是一个共享、协作的关系,和这么多公司完成全球共振,需要有一个大脑来控制这些关节来完成协同,所以把它叫做物流大脑。


接下来第三部分是物流云,物流其实是最好数字化的——到底有多少订单、商品,每个商品的品类特点,然后到客户的时效、时间,以及体积、成本,甚至包括每一个地址,这些都是数据。最终这些数据形成在云端,能够去统一打通,去了解、去换算,让供应链能够更加有效。所以,这是标准化、共同管理以及数据三个部分的要点。


那刚刚说很多比较高大上的概念,其实物流还是一个传统行业。回到物流的本质上来说,它其实还是“人、货、场”,其中“场”的因素,说低端一点是仓库,说高端一点是物流中心,再高端一点就是自动化物流中心,需要把每一个环节效率提高,以达到马老师说的社会化物流成本降低的目的。


国外大部分的物流成本在7%—10%,国内这几年可能还降了一点,现在是14%多,仓储端主要的因素还是在于地域比较大,分销体系每个层级都会有库存,每个层级都会有仓库,这些仓库没有更好地利用起来,最终形成了一个比较高的社会化物流成本。


一、仓储自动化


今天给大家分享三个部分,第一个要说的是仓储自动化的演变。


整个仓库划分成几个部分:第一个是“存储”,就像我带大家去仓库里面,首先看到的是存储空间;第二个是“识别”,就是大家看到的纸质单据、条码、电子标签,还有手持扫描及RF,这个叫识别;第三个是叫“输送”,减少在这个仓库里面的作业动线,减少人的行走距离,减少设备的移动距离。最后一个叫“分拣”。

1. 自动化存储设计


大家最早看到的仓库是很矮的,货堆货、货挨货,每一个货上面可能还有别的货,这很难管理,库存准确性也有限。那需要怎么样去改善它?


第一,尽量让这些东西可以被人很容易找到,采用单据或台账的管理方式,让员工知道它放在哪里。


第二,在仓库里面去做系统化的货位管理,我们仓库每一个货位上面都会有小标签,地面上还会有条码,采用系统方式管理每一个货位上有哪些商品,引入货位的概念,引入系统的概念,然后让这个仓库能够更加有序化。


第三步,立体化。利用上空的空间,这样在仓库不扩建的情况下,原本可以存一百万的货,现在可以存两百万,每一件货的存储成本就会下降。


最后一步是更加密集化、自动化。刚刚有商品密集存放的解决方案,但是需要有很多的叉车和人去配合,现在就把它实现为立体仓库的概念,这就是无锡仓库的最终形态。


从最终方向上来说,第一个需要从平面到立体,第二要从手工管理演变成演变成系统管理方式,以前会有库房管理员手拿表格,去记录货位上放了多少商品,拿走和送进来多少,再分别记录;目前是由系统记录货物进出和体积。第三,存储设计同时也需要辅助它的运输工具,从最早的推车再到叉车,再到自动立库,是这样的演变过程。


2. 自动化识别设计


接下来要说的是拣选识别。当然拣选流程有很多种,最早拿纸单去做拣选识别,这个单子上面很复杂,去几个地方做拣货,密密麻麻写了字,拣完之后打勾,这种识别方式很麻烦,它的拣选效率也是很低的,那怎么去改善呢?


第一,最早的方式是让人去判断,给予一定的货位和货量提示。


第二,纸质单据拣选完成之后,系统不知道在这个地方拿走了货,无法马上同步到系统。升级的方式是手持终端拣选,让系统和人来做有机地结合,这是第一个阶段的演变。这个也是现在国内物流最普遍应用的一种方式。


第三种方式是大家在现场看到的电子标签。它释放了双手,可以直接提示从哪里拣、拣多少件。但其实也有问题,也就是说在这一个区域内只有一个人作业,因为电子标签的指示是唯一的,不可能两个人在这个通道里面作业,所以它对于整个仓库的限制是当想要提升产能的时候,是没办法加人的。


第四种是语音拣选。这个在少量仓库里面有用到,它的好处是提示 “请到几几几号货位去拣货”,然后再跟它回复“拣完了”,系统就知道并会再提示到哪里去拣货。在进入拣货环境之前,员工需要去录入口音。在这种环境当中,尽量让他跟机器没有交集的场景去作业,只用耳朵,眼睛也释放了,这是更升级一点的方式。


谷歌提出来说用眼镜的方式去作业,这也是一个方向,它的好处是释放双手,也不占用耳朵,因为眼睛的反应频次比耳朵要快,它跟大脑连接得更紧密一点,所以它的反应频次会比其它方式要更好。这种方式使用较少,只是试验性质地用。


从识别的角度上来看,第一个是纸单演变到辅助识别,再演变到准确定位,还有VR虚拟现实,戴着VR眼镜看到货架场景,然后显示数字。在识别的方式上,肯定需要由占用双手改为解放双手,因为目前手是最终搬运货物的最好方式,当然如果以后把人的手变成机械的手,那是更好的(方式)。


数据实现实时回传也是非常必要的,也就是用纸单拣货的时候,不能告诉系统已经拣完了,下一个人去拣货时可能没库存了,所以需要实现数据的实时回传。


3.自动化输送设计


第三块是搬运。最早的搬运是用小推车去搬,现在已经是用电动方式去搬,但万变不离其宗,还是需要人把箱子搬到托盘上。


现在物流界比较常用的方式,这个也是已经相对比较普及的方式,就是用输送线,让搬运距离通过机械的传送方式,更快地送到人们的手中,这个是第二种方式。这个方式就需要结合到设备的控制系统,因为需要的不是点对点的搬运,而是说从某一点到多点的搬运,就需要系统去控制它。


第三种,搬运和密集存储要结合起来,就是不光要搬,不光要缩短路径,同时也需要去做更高存储量,这是结合性的设计。国内已经有少数电商已经开始在用了,这里面无人化的程度会更高一点。


下一块就是多设备联合性质的搬运。在无锡仓库对AGV有很多用法,比如车到人、货到人。从自动化输送上来说,实现了几个方面,第一个是从走行到自动化输送。第二块就是人到货和货到人的区别,人走到货的这个过程肯定是耗费人工成本的,因为它大量过程用在走动上面。大家可以猜一下传统仓库员工在仓库内大概要走多少步?最少要走到五万步以上。像我们现在的员工,尤其是货到人的员工一天还走不到三千步,只在两米之内的小范围走动,没有长距离地走动。那所有的行走距离节约下来,都是效率的优化。


第三块是纯搬运和搬运存储一体化的结合,终极方式就是一方面要优化库存,另外一方面也要节约搬运。


4.自动化分拣设计


大家再看最后一part,就是分拣。


其实这个就是目前大部分分拣中心的场景,一条长长的皮带线,两边站满人,在所有的包裹里面找他要的。这是最原生态的一种方式,但是也是最常见的,耗费大量的人力成本,然后去装卸货物。


第二种方式是矩阵分拣。在分拣的每一个路口会有分拣员工,就是这条线上面有大量的节点,它会需要分左和右,下一条线又需要分左和右,在中枢环节还是需要人去拣的,最终的路线就是由这个“左和右、左和右、左和右”分拣出来的。


此外还有各个类型的自动分拣机,例如无锡仓采用的交叉带分拣机,这是比上一个环节更优质的方案,所有的包裹都通过机械来分拣,每个滑道代表的是一个包裹的路线,它的分拣是依靠上面的黑色皮带去移载的时候帮它完成的。它是目前世界上分拣相对最快的设备,大概一个小时国外的设备可以达到25000个包裹,一个分拨中心大概可以一天承载40-50万的包裹分拣量。这个人工分拣也可以做到,但是需要很多很多人。

现在还有创新型做法是利用机器人来分拣,菜鸟也有,这个速度测试下来,可以做到一个小时15000-20000件中小件商品,但是它要分拣猫超这种大箱子就很难。


在分拣这块来说,我们更着重于从人工到机械的角度,由刚性到柔性。刚性就是做了这套设备之后,如果再想调整它是比较难的,这套设备就适用于中型件的包裹,比较难以替换;柔性的意思是说这批设备可以去随时调整,现在行业比较流行用AGV的方式,假如今天上一百台,在流量变大的时候再上一百台,可以通过渐进式地投入,以及它不占用场地的固定面积。对于现在的分拣设备来说,一旦这套设备投入使用之后,它的上限是固定的,下限也是固定的。一套两万包裹每小时的分拣机投入使用后,但是一天只给它一千包裹,它也得用这么多的电,所以它的刚性是在这里。


最后一块就是适应性窄和广泛适用的东西需要结合着来,看实际的应用场景。


从这几个点刚才已经跟大家讲了存储、识别、输送和分拣的整个过程,大家应该有一个基本的概念。当然,现在从最原始的到最先进的,先期投入的成本是不一样的。在最终的投资回报上面来说,建议大家选择最可以承受的效率和成本。


二、电商自动化设计&柔性自动化


1.电商供应链体系


从电商体系来说有很多环节,比如平台、采购、各个仓,还有第三方配送、服务中心、配送站点、客户。这些环节里面其实构成了很多的作业流,比如说有从平台来的订单,从平台传到物流中心,然后会有的采购订单要让供应商去送货,送到哪个仓库,仓库和仓库之间可能还会产生调拨,以及从这个仓库会分到分拣中心和配送站点,以及再送到顾客手里面,它会有很多的链路,这些链路实际上后台是会有系统的。


第一会有ERP和平台体系, ERP管的是平台采购和供应商之间财务往来的关系,订单如何传输,货物大的流向应该怎么样去做采购,这都是在ERP当中去完成的。


第二块是物流和宅配体系。这个物流和宅配体系包含仓库、调拨、配送,以及宅配配送站,当然它不一定是一套系统,有的电商会把它分得比较细,仓库、配送、站点、配送各个环节都有终端系统。


第三块就是供应链体系,这个其实相对是比较独立的,它主要解决的是仓与仓之间,仓与供应商之间的这些往来关系,这是一个大的体系。


仓位作业就是进出销退存,在仓内分很多的作业场景,可以理解为一个是进的场景,一个是出的场景,货物怎么样进来,订单怎么样退出去。再细分一点,就包含采购的到货、验收、入库、出库、分装、装载和配送,整个的作业流程,这是基本的作业状态,如果说细一点,把它分到每个环节里面还会配合不同的设备,大家可以这么去理解。


2.电商物流特点


在这些场景之下,电商物流到底有哪些特点?当然不可能每个电商都一模一样,其实每一个电商原理上差不多,但是从它的订单特点、从它的品类,从保管和附加的方式上面来说都有很大差别,但一般来讲分成五大类。


第一个是订单。订单面其实是比较广的,就是客户在电商商城里面下单既买手机又买了水(这两个不同品类)。很多大的物流中心可能普遍承担着十万单以上量级。订单里的品类是可以较复杂的,比如亚马逊的很多仓SKU是超过一百万的,当然它是以书为主营业务。


第二块是货主管理。刚刚我们看到抽纸,它其实在仓里面,但货是属于某一个主人的,这需要对它进行区分管理,让库存在不同的账上面,否则在仓库里面没办法管理。它的作业流程可能在一个仓库里面也是完全不同的,所以这个叫货主管理。还有一个是拆包原则。这个也跟货主有关系,比如说如果客户要求所下的订单,不管买了多少件都得给打包在一个包里,这叫拆包。拆包就决定着后台的配送到底有多少成本。


第三块叫时效。当日达和次日达,尤其当日达对于整个物流成本的影响是非常大的。


第四块是保管。保管考虑的因素主要是货主,每个货主其实原则上来说都是区分管理的,这个涉及和货主的合同到底签的是包仓合同还是按货量。还有拣选和存储,一般会有拣选面和存储面,还有ABC和尺寸,ABC叫二八原则, 20%的商品会承担80%的销售,在每个仓库里面大抵也是如此,所以会把商品分成A类,也就是前20%的商品,B、C类是后80%的商品,让它区分去做对待和拣选。


最后还有附加,就是单据、发票、面单、包装、防撞甚至包括礼品,都包含在整个物流平台里面,有是收费服务,有是非收费服务。


3.自动化设计理念


这是刚才说到理念。设计的方法论——自动化最终的方向,希望实现的五不原则:不占手;不步行;不等待,不要让人有任何空闲时间;不思考;不挑选,给什么就是什么。


弹性是最近几年才提出来的,就是说首先要有扩展能力的支持设计,需要把仓库里面设计成不同的模块,这个模块是可以随着订单量增长不停地去做扩展,如果要支持模块化设计,就必须要把它容器化。


变化包括场景的变化,品种的变化和促销,这是电商比较特别的,变化太快。商品里面有很多是今天好卖、明天不好卖的,所以每个星期实际上仓库里面都需要清换一次ABC,所以在变化上来说,需要有更多的设计支撑。


促销其实对于物流也是很大挑战,双十一的订单可能是日常订单的好几百倍,对于物流的设计来说,实际上是非常难搞定的。


还有一个复杂性,主要体现在体积的划分和品类的划分,其实主要还是在体积,会把仓库内的商品分成大、中、小和微小,这些不同的体积分类。


4. 自动化设计因素

EIQ,是指的订单、品相和数量,这三个基本的仓库维度的数据,包括流量、体积、品类等等。最终会根据这些数据得出在仓库内应该用什么样的订单处理模式,是先拣后分还是边拣边分,包括的拣货和布局的模式,存储模式和自动化模式。


那再最终说一下自动化的趋势,未来的趋势是更倾向于变化、扩展、迭代和弹性,这几个是未来的大目标,让自动化能够更适应演变式的作业状态,传统的人力仓,现在已经变成刚性自动化,已经投了很多设备让它可以固定产出,最终希望能实现柔性自动化和新物流的自动化。在实际的场景上来说,在各个环节里面使用更多的柔性化设备,这些柔性化的设备是指它相对比较单体,可以依靠数量投入来不断地增加它的产能,而且它可以通过数据进行多个设备之间联动,主要是自动叉车、AGV、机器人、无人机,成为柔性自动化的主要的方向。


当然,所有的仓库里面不可能只有柔性自动化,因为还有很多数据可以预期的。在存量自动化来说尽量会用刚性的,但是在拣货和发货的自动化上,尽量选用可以柔性的、可以分批投入的这样设备。


最后说到柔性自动化的的关键技术,首先在这种自动化场景下来说,需要去做软硬件结合的方式,就是说首先这些硬件需要有强大的软件系统去控制,就像无锡仓里面700台AGV,并不是每一台AGV有自己的大脑,而是有统一的调度系统和算法系统来去控制它的。


另外一块就是云端计算,以及物联网计算就是设备和整体的系统上需要去做控制,而且不光是这一个仓的控制,有可能是多仓联动的控制。


最后两块是机器人技术和大规模多智能体的规划和调度技术,其说的是一个设备上的两种应用方式。所谓机器人技术是指每台机器人怎样去让它更快、更灵活地应用;规模化应用是指多台机器人,以及多种不同设备之间的联动应用,这个调度会更复杂。


三、无锡项目介绍


在仓库内货架通道区域,AGV把拣货车运送到对应的商品货架前。需要拣选的商品所在货架区也亮起红灯,提醒拣货员根据电子屏上显示的标码,把商品准确放入对应的订单箱中。拣货员完成拣货后,关闭货架上的红灯,以提示AGV拣货完成,可以离开。这是畅销品区域采用的“人到货”方式。


在非畅销品区域采用的则是“货到人”的解决方案:即机器人将同一个拣货车内多个订单的非畅销品拣到同一个集装箱内。最后再把畅销品和非畅销品集中在Rebin缓存区,再由人工进行二次分拣,将其存入对应的订单箱中以进行打包发货。


所有的作业环节都是由AGV实现的搬运,每一个作业岗位的人员都只会在固定位置进行工作,所以基本上是没有行走的作业方式。


最终说到这个仓里面大部分的设备是模块化的,它很好复制、很好扩展。在运营上来说,现场管理和培训也有很大帮助,其实大家实地体验可以感知到,5分钟之内可以成为比较熟练的员工;而普通仓库里面,熟练员工的养成大概是需要三个月。


这是今天跟大家分享的内容。


Q&A


1.提问:你们是怎么盘点的?


杨竞:盘点其实有几种方式,一种是纸单盘点,就是用纸质的单据盘点,然后再把它录入到系统,跟这个系统去做比对,这是第一种纸单盘点。


第二种是RF盘点,去每个货位上面去扫描这个货位,然后去输入数量,判断它对还是不对。


第三种是在这个仓库里面,可以用电子标签盘点,更简单明了。


2.提问:对供应商送的货有什么要求?


杨竞:原则上来说,我们这边是下采购单,供应商只要按照采购单送货就OK。


此外还会有送货的预约性,会提前一天打电话,去预约第二天大概在几点钟到几点钟之间会送货,然后会把码头的位置预留出来给它,所以要求货物必须要提前到。


3.提问:我想问一下物流最高的成本是在哪个环节?


杨竞:整个的物流成本都是在供应链体系下面,仓的成本、分拨的成本、配送的成本、最后一公里的成本分别是多少,每个成本实际上都是有一个合同价格的,目前我所了解的最高成本比例其实还是在仓里面。


我们希望通过自动化仓的建设,让自动仓成本比普通仓的成本要节约45%—50%之间。


4.提问:美国的亚马逊仓库是怎样的?


嘉宾:亚马逊也有很多自动化的仓,使用AGV机器人来搬运拣选,一个仓库有一百多万SKU的商品,很多商品都是尾品或者动销很慢的商品,所以它用AGV的方式解决。


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