文/新戰略機器人全媒體 黃滿婷
據統計，產品從原材料到成品，生產加工所占用的時間僅僅只有10%，而90%消耗在倉儲、搬運、包裝、運輸、配送等物流環節中。揀選作業作為物流作業的重要內容，也是生產制造及其供應鏈過程中的重要作業形式。隨著制造方式和組織形態的變化，自動化揀選技術也在不斷推陳出新。
貨架到人——Kiva引發的機器人揀選革命
物流機器人的揀選方式引起企業的高關注度還要從亞馬遜收購Kiva systems公司后大量引入Kiva機器人實現揀選開始，以“貨架到人”方式揀選的Kiva揀選技術一經推出，由于其大幅的效率提升，很快便得到市場的廣泛認可，成為過去數年中最熱的應用技術之一。
Kiva揀選技術是利用機器人頂部升降圓盤將貨物舉起，根據無線指令的訂單將貨物所在的貨架從倉庫搬運至員工處理區，從而實現其獨特的“貨到人”揀選優勢。使用Kiva機器人后工作人員每小時可挑揀、掃描300件商品，效率是之前的三倍，并且Kiva揀選的準確率達到了99.99%。
在Kiva面世后幾年，出現了不少類似Kiva技術路線的企業，尤其是在國內，從2014年開始，以Kiva機器人為技術雛形的類Kiva產品出現井噴式發展，據不完全統計，中國前后出現了 50 余家倉儲機器人公司，除了極智嘉、快倉等創業公司，海康海康、新松、大華等老牌企業也在該領域布局。
目前來說，類Kiva式的“貨架到人”機器人仍然是倉儲物流領域應用的主力，同時隨著導航技術的不斷升級，類Kiva技術也從傳統的二維碼導航發展到激光導航、視覺SLAM導航為基礎的類Kiva型倉儲機器人。
“貨箱到人”——揀選浪潮來襲
隨著倉儲物流行業的加速發展與不斷迭代，類Kiva技術的揀選效率與運用場景的局限性很快受到物流機器人企業的重視。在“貨架到人”的基礎上，“貨箱到人”應運而生。與類Kiva式移動機器人相比，“貨箱到人”機器人可準確地搬運所需貨箱到揀選工位，適合多SKU的存儲和揀選場景，效率進一步提高。
國自機器人——picking AGV
國自機器人在2017年推出Picking AGV及揀選系統。Picking AGV一次可直接鎖定5個目標SKU箱，且從貨架區到工作站只需走一次，Picking AGV還具有一個自由旋轉的裝載平臺，在叉卸貨時無需轉彎，極大降低了存儲貨架區巷道寬度的要求。2020年，國自將Picking AGV升級到多層料箱揀貨機器人，該產品適用于SKU品類多、訂單分散度高的BC類貨到人場景，單次可實現5~8個料箱的同步作業。工作效率比傳統人工提升3-4倍，投資回比周期平均1.5-2年。Picking AGV 至今已在美國史泰博各倉庫穩定運行超千臺，其使用的穩定性和方案的先進性已充分得到市場的驗證和肯定。
海柔創新——紙箱倉儲機器人/雙深位箱式倉儲機器人
海柔創新是國內率先發布料箱機器人的企業之一，2015年，海柔團隊開始正式研發倉儲機器人，2016年3月，庫寶1.0完成開發和測試，庫寶“料箱到人”機器人正式面世，隨后，海柔一直不斷升級迭代其產品。近期，海柔發布了其全球首創紙箱倉儲機器人庫寶A42N及雙深位箱式倉儲機器人庫寶A42D。
庫寶A42D箱式倉儲機器人支持倉庫采用4.5m雙深位貨架，至多減少50%巷道面積，較傳統人工倉提升130%存儲密度。庫寶A42D機器人配置可定制化伸縮貨叉，對深淺貨位的實現智能存取。
極智嘉——雙伸位貨箱到人機器人
極智嘉憑借“貨架到人”揀選系統的出色表現，曾一度走在電商倉儲的風口浪尖，其“貨箱到人”技術也在不斷更新。2019年，其適合多SKU的存儲和揀選場景的C200“貨箱到人”機器人亮相CeMAT展。近期極智嘉又推出了C200M雙伸位機器人。C200M采用1.4米伸縮叉，機器人在貨架單側即可完成兩列貨箱的縱深存取，庫區內的整體通道面積最多可節省50%。機器人的貨箱存取范圍低至0.215米、最高達5米，將立體存儲空間最大化。C200M僅需1米窄巷道，進一步壓縮機器人作業時所需通道面積，提升存儲空間，C200M機器人倉的存儲能力較人工倉提升2.5倍。
揀選方式的多樣化發展
除了目前應用較多的“貨架到人”及“料箱到人”揀選外，伴隨著倉儲自動化的不斷發展，揀選方式也在不斷創新。
“箱到箱”揀選初顯雛形
“箱到箱”機器人揀選系統來自于美國InVia Robotics公司。其創建是為了改變電子商務提供商和倉庫的履行和物料搬運操作，由兩個箱式機器人 GrabIt和TransIt配合完成揀選。通常情況機器人解決方案只能處理重約3到6磅的物品，并且進入貨架空間的范圍有限。而InVia Robotics的GrabIt機器人可以舉起重達30磅，寬達24英寸的物品，大小從一副紙牌到24包蘇打水不等，揀選產品后，GrabIt可以將商品卸載到其同伴TransIt中，TransIt可以累積訂單并將其壓縮到等待發貨的盒子中。“箱到箱”機器人揀選系統最大的突破點在于他們的系統基本上可以在任何工廠中使用，而無需通過包括不同的貨架或更多裝配線來重新設計物理環境，這對于物流機器人的揀選技術后期發展方向起到了很好的借鑒作用。
吸盤抓取——輪腿式機器人 Handle
2017 年，波士頓動力推出輪腿式機器人 Handle，后經改裝，將原來的雙臂被換成了機器人頭頂的大型吸盤式抓器。它將原版機器人變成了真正可用的機器——可以自動裝載和卸載倉庫中的貨物箱。波士頓動力表示，從技術層面來看，Handle 可以搬動 30 磅重的箱子（視頻中搬了約 12 磅重的箱子），并且可以把托盤堆疊到大約 1.2 米深和 1.68 米高。
攀爬抓取——BionicHive
BionicHive機器人是在貨架最外沿憑借單個軌道移動，機器人配備有小型機械臂，機械臂依靠吸盤吸取貨物。機械人接收訂單，攀爬至貨架，用機械臂上的吸盤直接將貨物平移到機器人的載貨平臺上，然后返回地面。
“手腳”配合——Fetch & Freight
FetchRobotics的機器人系統使用了相對同類產品比較大的移動機械臂平臺Fetch，用于將指定貨架上的貨物取下來，放到Freight上。Fetch可以進行連續的貨物抓取工作，它不必停下，因為一隊Freight將及時地將貨物送到它們該去的各個地方。
跟隨揀貨——Locus Robotics
Locus內置的軟件系統會指導Locus走到特定物品的貨架位置。在那里會有專門的工作人員，他通過iPad讀取貨物的描述，然后將該貨物放到機器人身上的塑料籃子里。在整個運送過程中，工作人員只是在特定的巡視區拿貨，檢查貨物是否有損壞，不用搬著貨物走動。
相對于Kiva式和料箱機器人，這些揀選方式相對來說更加復雜，市場上能模仿并沿用的企業并不多，有些也還在驗證階段。不過從整體上來說，隨著揀選技術的多樣化發展，倉庫將會更易找到適合自身特點的揀選方案，得到效率的最大化提升。
倉儲機器人揀選方式的“創新”不僅豐富了應用場景的選擇，許多產品引領、改變甚至創造了整個生產制造乃至社會消費的變革。
為了鼓勵創新力量與技術變革，記錄與回望2019-2020對我們生產物流搬運方式產生重大變革的力量，中國移動機器人（AGV）產業聯盟發起兩年一屆的年度創新產品評選，向行業征集最新、最具代表性、最具實用性的創新產品及創新行業和創新應用，獲獎產品將優先推薦給需求應用廠商，歡迎大家積極報名參與！
