Interact Analysis：倉儲機器人的未來白皮書（2022）（19頁）.pdf

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1、倉儲機器人的未來 | Inspiring intelligent insight第 1 部分： 倉儲世界的變遷迄今為止， 大多數倉庫中部署的自主移動機器人(AMR)主要用于獨立的工作模塊， 沒有實現真正的跨多流程集成。 但是， 這種情況正在發生改變。疫情的大規模流行意味著倉庫必須應對社交疏離和員工缺勤帶來的挑戰。疫情雖然推動了電子商務的快速發展， 但也導致長期的勞動力短缺。 這一切迫使倉庫管理人員更深入地審視倉儲自動化可提供的機會， 并加速啟動他們想要實施的自動化方案。 這樣做的目的不僅是在新競爭格局中提高業務效率， 而且要通過改善員工工作條件來提高員工保留率。 與此同時， 疫情帶來的不確定性

2、愈加凸顯， 行業可以一夜之間天翻地覆。 因此， 靈活的部署以及不拘泥于與剛性基礎設施長期捆綁至關重要。除了與COVID相關的挑戰之外， 行業市場也在發生其他重大變化。 其中包括所謂的 “大規模定制” ， 對于倉庫來說， 這意味著他們需存儲和交付的產品線能在短時間內改變尺寸和形狀， 以及需要提供更快速的交付。與剛性自動化相比， AMR解決方案通常具備以下主要優勢： 成本效益更低、部署速度更快、 更靈活、 更易于擴展。 新的移動機器人解決方案使機器人能夠揀選單個貨箱并將貨箱送至揀貨員處， 而不是整個貨架， 從而顯著提高效率。 同時， 復雜的軟件管理系統結合現有可用的各種AMR平臺， 可以將不同類型

3、的機器人組合到一個解決方案中。 最終， 這提供了用移動解決方案大規模替代固定自動化設備解決方案的可能性。坦白說： 如果一個管理良好的移動機器人團隊可以揀選任何物品并運送到倉庫的任何位置， 為什么要安裝固定傳送帶？坦白說： 如果一個管理良好的移動機器人團隊可以揀選任何物品并運送到倉庫的任何位置， 為什么要安裝固定傳送帶？ | moving the world intelligently在全球范圍內， 倉儲自動化未來增長潛力巨大， 不僅僅是因為倉庫數量的迅猛增長。 根據Interact Analysis的數據， 截至2020年底， 全球共有150,000個倉庫。 到2025年， 這一數字將增長到約

4、180,000 （見圖 1） 。這種增長大部分是由電子商務推動的， 大致規律為， 每增加10億美元的在線銷售額， 需要額外增加100萬平方英尺的倉儲空間進行業務支持。 其中超一半（57%） 的倉庫將位于中國、 美國、 日本、 印度和德國這五個國家。 而且， 目前75%的倉庫庫存根本沒有自動化， 因此倉儲自動化的市場潛力巨大。圖 1 到2025年， 全球將有大約180,000個倉庫， 高于2020年底的150,000個1000個倉庫20182019202020212022202320242025020406080100120140160180200歐洲北美世界其他地區全球倉庫數量第 2 部分：

5、擁抱 Tote-to-Person(T2P)AMR和移動自動化解決方案什么是 T2P AMR？T2P AMR 技術是傳統 G2P （貨到人） 解決方案的一種新變體， 機器人將單個貨箱而非整個貨架帶到揀選員工面前。 與需要經常搬運整個貨架的傳統G2P解決方案相比， T2P AMR的關鍵優勢在于保持主貨架不動， 從而可以將貨架存儲空間擴展至更高。 在當今許多使用 G2P 的倉庫中， 倉庫中較高的區域被浪費了。 自動化 T2P AMR 解決方案可以顯著增加這些場景中的倉庫存儲容量倉庫天花板是存儲的唯一限制。如果倉庫已經使用高貨架來充分利用空間， 且揀貨過程完全自動化， 這通常是通過起重機和叉車的定制

6、解決方案實現的。 應對這種場景， T2P AMR 可以提供更便宜、 更高效的 “現成” 自動化途徑， 這是以前完全缺乏的。是什么推動了 T2P AMR？Interact Analysis 的數據顯示， T2P AMR 解決方案市場正在快速增長。 T2P AMR 的收入預計將從 2021 年的約 1.54 億美元增長到 2025 年的約 15 億美元。 T2P AMR在某些特定的倉庫領域具有明顯的優勢。 例如， 在一些零售和鞋服倉庫中， G2P自動化不適用于頻繁爬高的揀選等操作， T2P AMR可為這些應用場景提供可行的自動化解決方案。其他趨勢也推動了T2P AMR的應用。 倉庫跟企業一樣， 均

7、致力于提高效率，但目前通過自動化提高倉庫效率的壓力巨大。 部分原因可能是COVID-19導致的前所未有的全球勞動力短缺， 而且它似乎并沒有隨著病毒的消散而消退的跡象。 | moving the world intelligently使用T2P AMR解決方案， 倉庫天花板將是存儲的唯一真正限制。 | Inspiring intelligent insight電子商務的增長正在從根本上改變零售業的競爭格局。201120192020美國電子商務占零售總額的百分比4.5%10%15%另一個原因是電子商務的增長 （同樣主要與 COVID-19 相關） 。 美國人口普查局數據顯示， 2011年美國電子商

8、務銷售額占零售總額的4.5%。 到2019年， 這一比例已達到10%。 到2020年， 進一步增加到15%。 這意味著美國的電子商務滲透率在2020年一年內的增長與過去十年的市場份額一樣多： 這種情況在大部分發達國家都有發生。 | moving the world intelligently電子商務量的增長不但迫使電商公司盡可能提高效率， 還從根本上改變了零售業的競爭格局。 例如， 快遞公司的迅速崛起， 他們主要靠自行車或汽車速遞員在非常緊張的時間段內運送物品。 快遞也許不會直接與電子商務業務競爭， 但它確實促使整個市場向越來越快的交付時間轉變。 大型電子商務公司對此做出回應的一個例子是微型配

9、送中心的興起， 這些中心由大型集中配送中心提供服務。 Interact Analysis 的研究表明， 2021年有43個微型配送中心上線， 2021年一年新增了一倍， 使得到目前全球總存量達到86個。 到 2030年， 將有1,998個微型配送中心上線， 屆時全球總存量將達到7,338 個其中絕大多數將位于美國和歐洲。電子商務推進了倉儲自動化的進程及發展： 一個越來越成熟的倉儲自動化市場隨著整個倉儲自動化市場的增長 （從2020年的296億美元增長到2025年的 690億美元， 見下圖2） ， 倉儲自動化解決方案的普遍成熟擴大了客戶群。 這本質上是因為一旦自動化解決方案經過市場的考驗， 更保

10、守的客戶就愿意進行嘗試。 對于這樣的客戶， 投資回報是首要問題。 由于 T2P AMR 解決方案的回報周期短， 市場的成熟有助于這些自動化系統的轉變。一旦自動化解決方案經過市場的考驗， 更保守的客戶就愿意進行嘗試。圖 2 倉儲自動化市場將從 2020 年的 296 億美元增長到 2025 年的 690 億美元按設備類型劃分的倉儲自動化市場收入預測80,00060,00040,00020,0002018固定自動化設備20192020202120222023202420250集成設備移動自動化設備服務軟件 | Inspiring intelligent insight重要的是， 電子商務市場的增長

11、不僅會影響電子商務倉庫， 還會影響到產業鏈更下游的倉庫。 例如， 極智嘉客戶齊心集團提到了電子商務訂單的 “碎片化和隨機化” ， 因為線上訂購商品的頻次越來越高， 而單次采購的數量卻趨于變小， 甚至訂購一些 （在疫情大規模流行前） 極少數人會考慮在線購買的商品。 在預測需要揀選的產品和數量時， 這一挑戰促使倉庫運營更需要靈活性。電子商務是較先進的倉儲自動化解決方案的早期采用者， 目前市場數據顯示， 許多其他領域的倉庫正在迅速效仿。 從下面的圖3中可以看出， 其他行業正在顯著增加對倉儲自動化的使用。 例如， 生鮮行業在2020年占倉儲自動化收入的 12%， 預計2025 年占比將增至16%。圖

12、3 生鮮業在2020年占倉儲自動化收入的12%， 預計到2025年占比將增至16%。20182019202020212022202320242025010,00020,00030,00040,00050,00060,00070,00080,000百貨生鮮快遞食品與飲料鞋服耐用品制造非耐用品制造藥品批發其他垂直領域倉儲自動化市場收入預測RoboShuttle使用RS8機器人直接從存儲架中揀選單個貨箱到緩存位， 然后P40機器人將貨箱運送給操作員。 | moving the world intelligently第 3 部分： 真實案例研究T2P AMR的一個例子是極智嘉RoboShuttle解決

13、方案， 該解決方案通過RS8貨箱機器人從高達8米的貨架中揀選貨箱， 將倉庫存儲容量提高多達3倍。 同時， 可結合P40揀選機器人， 實現高達400貨箱/小時/工作站的揀貨效率。 該方案實施速度很快， 可在不到一個月的時間內完成部署。 靈活度極高的設計則意味著用戶可以重復使用不同規格的貨架。模塊化、 可擴展的方案意味著可以根據業務需求輕松增加或移除機器人。 此外， RoboShuttle解決方案可靈活與其他自動化解決方案對接， 例如G2P或揀選機器人， 甚至可以接入多進程解決方案中 （參見下面第4部分） 。RoboShuttle方案平均投資回報周期僅需1-2年。法國的一家可持續建筑材料公司選擇了

14、極智嘉RoboShuttle全柔性貨箱方案， 其目標是確保所有交付給B2B和B2C客戶的產品都能次日達。 由于該公司在高峰時間每小時出貨至少上千件產品， 所以次日交付充滿挑戰。 他們需要AMR解決方案來幫助他們提高吞吐量和揀選精度， 并且降低勞動成本。他們選擇與極智嘉合作來迎接挑戰。 極智嘉為該客戶規劃了RoboShuttle全柔性貨箱方案， 該方案中， RS機器人負責將貨箱在存儲位和緩存位間上下轉移， P40機器人從緩存層取出貨箱并將其帶到工作站的操作員處。 該解決方案使用5.1米高的貨架遠遠高于標準G2P解決方案所能達到的水平， 提供了更高的存儲容量。 此外， 該方案還提高了揀選效率， 因

15、為揀選工作站能夠調整到適應每一位操作員的最佳高度。 同時， 該方案使用P40機器人代替固定傳送帶， 大幅降低運營成本。存儲容量可增加3倍每個工作站每小時揀選400個貨箱 | Inspiring intelligent insight第 4 部分： G2P的革新重要的是要明白， T2P AMR的發展也促進了G2P技術的革新。 對于很多客戶來說， 目前的G2P解決方案已經足夠滿足他們的需求。 并且G2P本身也在不斷發展。 事實上， G2P正在繼續推動倉儲自動化革命， 不斷提高人類和機器人協同工作的效率。 極智嘉的一個解決方案示例展示了G2P創新的深度和廣度， 即PopPick。 另一個是機器人越庫

16、揀選解決方案。PopPickPopPick方案中， G2P機器人將整個貨架運送到工作站， 就像普通的G2P解決方案一樣。 但與眾不同的是PopPick工作站， 它是一個人工智能的自動化貨箱揀選工作站。 一旦貨架到達， 工作站內置的機械臂就會選擇出命中的貨箱， 然后將這些貨箱遞送給操作員。該解決方案通過將12列貨箱堆疊成一排， 貨箱之間只有2厘米的間隙， 從而實現了高密度存儲， 使平均倉庫存儲密度提高了4倍。 PopPick解決方案可實現650箱/小時/工作站的揀選效率， 與傳統解決方案相比，（平均） 節省了50%的成本。使用 PopPick， 整個貨架被運送到工作站， 工作站內置的機械臂就會選

17、擇出命中的貨箱， 然后將這些貨箱遞送給操作員。 | Inspiring intelligent insight平均倉庫存儲量增加4倍節省了成本50%geek+ deployment in progress越庫揀選解決方案機器人越庫是G2P技術的一種特殊演變， 可以說是零售行業中任何越庫需求的最佳實踐。 越庫站點由用于接收入庫商品的收貨暫存區、 用于分揀貨物的中心區， 及用于將分揀貨物裝載發往客戶的出庫暫存區組成。 整個越庫流程充滿挑戰， 因為需求無法預測、 節奏快、 人為失誤零容忍、 沒有空間長時間存儲貨物， 所以任何流程上的滯留都會造成很大的問題。另一個真實的案例越庫方案的客戶案例是英國一家

18、大型連鎖超市。 他們在10,490平方米的倉庫中采用了極智嘉的越庫揀選解決方案。 該項目使用50臺極智嘉P系列機器人以及30個揀選工作站來管理600套貨架。 該解決方案提供了靈活且可擴展的揀貨存儲區， 以及智能訂單和優先級調度。 優勢是提高了揀選效率，大大降低了勞動力需求和成本， 并從根本上提高了揀選準確性和質量控制。部署AMR 組合方案對于許多移動機器人供應商來說， 靈活性一直是一個關鍵賣點。 移動機器人本質上是很靈活的， 因為它們可以快速部署到任何倉庫， 快速適應新的工作流程， 并且可以根據所需的吞吐量快速擴大或縮小規模。 事實上， 許多移動機器人供應商提供機器人即服務 （Robot-as

19、-a-Service） 模式， 允許客戶在公共假期等需求高峰期臨時擴大規模， 需求減少后再縮減規模。 在當前COVID-19疫情反彈導致需求快速增長的背景下， 靈活性的概念變得越來越重要。對靈活性的需求， 再加上勞動力短缺， 促使倉庫盡可能實現任何流程上的自動化， 而這也將市場成熟度推向下一階段： 通過 AMR 實現整個 （或接近整個） 倉庫作業的自動化。 可以通過部署移動機器人組合方案來實現此目標，其中G2P、 T2P AMR及其他類型的移動機器人平臺可以協同工作。 就機器人管理而言， 這是一個很大的挑戰， 因為必須實現機器人集中管理， 而這需要所有機器人以同步的方式工作。市場成熟度的下一步

20、是通過 AMR 實現整個（或接近整個） 倉庫作業的自動化。 | Inspiring intelligent insight99.99%50%雖然舊技術 （例如用于傳送貨箱的固定傳送帶） 確實是一種有效且經過驗證的設備， 但許多客戶正在逐漸放棄它們。 主要因為他們不能適應業務變化，安裝起來相對昂貴且耗時。 一個管理良好的移動機器人團隊可以揀選任何東西并送至倉庫的任何地方， 根本不需要固定的傳送帶。 與安裝傳送帶相比， 移動機器人不僅節約成本， 還能實現更強大的功能， 因為固定傳送帶不能抵達倉庫的所有區域。AMR組合方案案例研究：移動機器人組合方案之旅盡管帶移動機器人的倉儲自動化市場相對成熟， 但

21、大多數客戶通常還是選擇從倉庫的某一個區域開始， 使用G2P解決方案作為最初的揀選自動化方案開始嘗試。 只有在他們確保倉儲自動化正常運行并在其特定行業范圍內提供強大的投資回報后， 他們才會尋求擴展為更廣泛的解決方案。一個更復雜的自動化解決方案的真實例子發生在中國領先的B2B辦公用品和SaaS云服務公司齊心集團。 該公司面臨的挑戰在于需要處理超過130,000個小型且高度多樣化的SKU。 為此， 極智嘉提供了一種創新的T2P AMR解決方案， 結合了極智嘉的兩種移動機器人RS8機器人處理命中貨箱在存儲位和暫存位的轉移， P40機器人負責將貨箱搬運至工作站。 結合兩種機器人的優勢， 極智嘉為齊心集團

22、獨特的商業環境定制了這個解決方案。在齊心， 這是一個非常有效的解決方案， 因為它能夠將熱度高的SKU 緩存在最低貨架上， 從而從根本上加快揀貨過程。 齊心倉庫的整體存儲容量提升了200%， 揀貨效率提升了50%， 準確率達到了99.99%。 此外， 該解決方案不僅提高了操作員的效率， 還通過降低整體工作強度改善了他們的工作環境。1200%倉庫存儲容量提升揀選效率提升準確率 | moving the world intelligently99.99%1.5-2倍20%25%4-6倍包裝效率提高了存儲容量提高了存儲容量提高了存儲利用率也提高了存儲容量提高了準確率和準時交貨率均達到32每10億美元的

23、在線銷售額需要額外的100萬平方英尺57%的新倉庫將位于5個國家/地區 | Inspiring intelligent insight另一個AMR組合方案案例研究同樣在中國， 是服裝行業領先的3PL企業實粲。 他們面臨的挑戰是需要應對大量 SKU （折疊存放的衣服） ， 以及電子商務的大幅增長和重大的季節性庫存變化。 為了應對這些挑戰， 實粲部署了80臺極智嘉RS5-S貨箱機器人， 最終實現包裝效率提高了4-6倍，存儲容量提高了1.5-2倍， 準確率和準時交貨率均達到99.99%。2最后一個案例研究是法國體育用品零售商迪卡儂， 該公司在其中國昆山的倉庫中采用了由RS8和P800機器人組成的極智

24、嘉機器人集群方案。迪卡儂早前使用高架貨架和叉車進行托盤存儲， 這嚴重限制了他們的庫存管理能力， 還需要大量昂貴的持照叉車司機。 極智嘉解決方案將存儲容量提高了20%， 存儲利用率也提高了25%。3模塊化挑戰不是每個客戶都想要一個移動機器人組合方案， 但這是一個重要且不斷發展的領域。 客戶傾向于從較容易實現目標的自動化項目開始， 只有在成功實施后， 他們才會尋找下一個自動化機會。 然而， 無論這種趨勢變得多么普遍，多機器人組合方案永遠不會完全 “現成” 可用。 一定程度的定制總是需要的，但模塊化也是可能的， 隨著時間的推移， 成本和實施時間將大幅下降。事實上， 模塊化是促使客戶采用解決方案的關鍵

25、驅動力， 因為客戶往往希望在盡可能短的時間內啟動并運行一個新場地， 同時盡量減少對其運營的干擾。 而且， 一旦模塊化解決方案適應了特定客戶的需求， 通?？梢暂p松地將其復制到該客戶的所有其他倉庫。 通常， 與單一的集成供應商合作是在盡可能短的時間內做到這一點的最有效方式?？蛻魞A向于從較容易實現目標的自動化項目開始， 只有在成功實施后， 他們才會尋找下一個自動化機會。第5部分： 人工智能驅動的解決方案這些更復雜的移動機器人解決方案不僅僅取決是硬件問題。 事實上， 它們甚至不主要取決于硬件。 與許多先進的工業設置一樣， 人工智能軟件是他們的核心。 沒有人工智能， 復雜的AMR解決方案可能根本無法工作

26、， 許多我們看到的， 不斷涌現的超大型移動機器人解決方案也無法工作。將多種類型的機器人集成到一個解決方案中會帶來許多挑戰。 其中最重要的是管理挑戰： 如何確保這些機器人協同工作并有效溝通。 倉庫中連接所有機器人的統一軟件接口是實現這一目標的關鍵。 雖然大多數客戶一開始會從多個供應商那里選擇他們認為是同類中最佳的機器人， 但他們通常很快意識到， 他們更喜歡來自某個特定制造商的解決方案。最好的機器人軟件系統將機器人管理與完整的倉庫執行和倉庫管理系統相結合 （參見下圖4） ， 并提供全面的數據和仿真平臺。 此外， 具有機器學習和運營優化能力的人工智能算法是建立可持續競爭優勢的關鍵。 這些算法構成了軟

27、件平臺的大腦， 可以規劃和管理任意數量的應用， 例如任務匹配、 路徑規劃、 訂單分組、 貨架調整、 3D裝箱和智能補貨。 | moving the world intelligently圖 4 極智嘉軟件架構體系要繼續討論智能物流自動化的未來， 請聯系：銷售： 電話： +86 400 045 0010媒體： 網址： | Inspiring intelligent insight智能倉儲管理系統 iWMS智能倉儲執行系統 WES服務層API業務層API控制層API搬運APK系統揀選系統機器人管理系統 RMS設備流程控制系統 MFC分揀系統存取系統合作伙伴：四向車AS/RSMiniLoadShuttle各類型機器人揀選分揀SLAM搬運叉車機械臂自動化設備電梯提升機輥道線打包機安全控制器電子標簽RFID識別激光指引.人機協作設備客戶MES /OMS / ERP / TMS客戶 WMS / MES / ERP數據平臺DP 仿真系統 算法庫