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探秘京东物流昆山无人分拣中心

作者:任芳 来源:物流技术与应用 2017-11-01 10:08:35

摘要:京东从未停止物流技术探索创新的脚步,其最新无人仓标杆——昆山无人分拣中心于今年7月投入试运行。该项目全部建成后将实现分拣作业全流程自动化,即实现包裹从卸车、供件、分拣、装车等整个分拣发货的完全无人化作业,大幅提升物流效率并节省人员。

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  近期,号称“全球首家全程无人分拣中心”的京东物流昆山无人分拣中心甫一亮相,受到行业各方的高度关注。9月21日,本刊记者受邀来到该仓库现场,实地感受京东物流在智慧物流技术与实践方面的不断创新与探索。

京东物流昆山无人分拣中心详解

昆山无人分拣中心整体布局

  项目背景

  自建物流,一直以来都是京东致胜市场的法宝。为了不断强化这一优势,京东对物流的投入也始终不遗余力,并取得了显著成效。目前,京东已经拥有全国电商行业中最大的物流基础设施和网络,截至2017年6月30日,在全国范围内拥有7大物流中心,运营335个大型仓库,物流网络覆盖2691个区县。

  京东集团CEO刘强东曾在2017年集团开年大会上强调未来京东的发展战略——将坚定地面向技术转型,以技术应对瞬息万变的世界。正是在这一战略的指引下,京东物流全面加速技术发展,包括对智慧物流的不断探索,打造以机器人等智能装备为核心的无人仓以及无人配送等。

  在智慧仓储方面,自2010年正式启动的“亚洲一号”项目已成为京东自建物流的典范,通过在存储、拣选、包装、输送、分拣等环节大规模应用自动化设备、智能管理系统降低物流成本和提升运作效率。目前“亚洲一号”从单体规模和处理能力上都已成为中国电商行业现代化运营中心的代表,并已扩展到上海、广州、武汉等八大城市,现有9个“亚洲一号”全部投入使用。未来五年,京东物流还将在全国30多个核心城市陆续建造“亚洲一号”,实现智能化仓储运营网络对全国七大区域的全面覆盖。

  除了规模日益扩大,“亚洲一号”的效率也在不断提升。今年618期间,首次上线的昆山“亚洲一号”自动分拣系统分拣能力高达4万件/小时,整个分拣中心日分拣能力超过100万件,超过人工分拣效率的10倍,且准确率达到99.99%;广州“亚洲一号”则以57万单的日出库单量刷新国内单体库房行业纪录;旗舰工程上海“亚洲一号”更是实现了90%以上操作自动化,单台分拣机效率最高可达27000件/小时。

  可见,在“亚洲一号”项目上,京东物流甚至已经实现了全球范围内的领先水平。但是,随着京东物流的独立开放,势必需要处理更大的社会物流量,特别是对中小件货品的分拣需求激增,因此对分拣环节的效率要求越来越高。在市场需求不断提高的推动与京东不断探索先进技术及智慧物流的双重作用下,京东开始规划建设昆山无人分拣中心,并于今年7月正式投入试运行,标志着京东物流配送中的分拣环节进入了无人化、智能化新阶段,其智慧物流探索之路又有了新的里程碑。

  项目定位及概况

  昆山无人分拣中心作为京东物流众多无人化战略项目中的一个,聚焦整个转运环节的无人化,定位于通过机器替代人工,实现货物的快速、高效中转,同时解放人力,大幅降低现场运营异常,提高客户满意度。

  该中心主要分为自动卸车区、到件缓存区、空笼存放区、倾倒区(将笼箱内货物倾倒放入输送线)、单件分离区、分拣区、空笼等候作业区、AGV充电区、RFID识别区、AGV自发货区(装车区)等多个功能分区。

京东物流昆山无人分拣中心详解

倾倒区

京东物流昆山无人分拣中心详解

单件分离区

京东物流昆山无人分拣中心详解

分拣区布局

京东物流昆山无人分拣中心详解

AGV 自发货区

  该中心内自动化系统设备主要分两期投入。首期投入的设备包括高速交叉带分拣机系统、输送系统、AGV、笼箱及自动防跌落卷帘、笼箱导轨,以及大量扫描、识读设备。

京东物流昆山无人分拣中心详解

分拣区

京东物流昆山无人分拣中心详解

无人AGV自动充电区

京东物流昆山无人分拣中心详解

笼箱存放区

  二期投入设备主要为自动卸载设备、单件分离设备等。其中,25台AGV通过AGV调度系统完成自主搬运、自动避让、优先任务执行等工作并自动充电。整个无人分拣中心内的作业由京东自主研发的任务管控中枢DCS智能管控系统(相当于WCS系统)指挥管理,如实现高速交叉带分拣机的自动控制,AGV的搬运调度,以及RFID信息处理等功能。

京东物流昆山无人分拣中心详解

控制中心

  主要作业流程

  (1)自动卸车

  京东物流车将昆山无人分拣中心周边地区所覆盖的13个仓内打包好的快递包裹(规格小于500×500×500mm,种类为非液体、易碎品外的全品类商品)以带笼箱运输的方式运抵昆山无人分拣中心站台,系统自动为AGV派发卸车任务。AGV将笼箱从车厢内叉取出来之后根据业务繁忙程度将笼箱直接运至倾倒区或者送至到件暂存区。

  (2)自动供包

  利用自动倾倒设备将笼箱内的货物放置在输送线上,货物随输送线被送至单件分离区,空笼箱由AGV送至空笼存放区。

  (3)自动分离

  输送线将包裹分流到三条皮带机,通过自动化单件分离设备将包裹进行分离,并让包裹在输送线上自动靠边。包裹在到达分拣系统输送线的过程中自动居中,并由测量光幕测量包裹体积、重量等信息,上传IPMS智能生产管理系统,同时SVDT可追踪视频监控系统可以实时查询追踪所有数据。

  (4)自动扫描

  包裹随分拣系统输送线先经过底面扫描,后经过5面扫描装置,实现对包裹的六面扫描,保证面单信息被快速识别,并上传系统。

京东物流昆山无人分拣中心详解

扫描设备

京东物流昆山无人分拣中心详解

货物经输送线及六面扫描后进入交叉带分拣机系统

  如果出现扫描异常件,系统则直接将其分配到异常件格口,落入笼箱后等待后续处理。

  (5)自动分拣及落包

  系统根据包裹信息分配格口,同时控制交叉带分拣机使其落入相对应的笼箱。由于格口与地面有一定距离,为了防止包裹跌落在笼箱外,同时对高速滑落的包裹进行一定缓冲从而保护包裹,在笼箱上部装有防跌落卷帘,当笼箱满半时,防跌落卷帘自动升起。

京东物流昆山无人分拣中心详解

交叉带分拣机系统

京东物流昆山无人分拣中心详解

自动升降卷帘

  (6)自动取货

  笼箱内的感应装置可以感应货物装载情况,当装满时,会自动发送信号给控制系统,控制系统中止该格口的落包作业,并调度AGV前来取货。与此同时,系统会给另外的AGV下达指令,将暂存在空笼等候作业区的笼箱送至该格口,系统同时恢复该格口的落包指令。期间,笼箱会持续从存放区补货到待作业区。

京东物流昆山无人分拣中心详解

笼箱等待作业区

京东物流昆山无人分拣中心详解

AGV 作业区

京东物流昆山无人分拣中心详解

  (7)自动装车

  AGV将装满货品的笼箱叉取至笼箱输送导轨上,导轨的电机提供动力将笼箱输送至AGV自发货区,同时导轨也能起到一定的笼箱缓存作用。发货站台上的AGV将笼箱从导轨上取下,经过RFID识别区,由系统识别是否有异常发货订单,如无异常,AGV直接将笼箱送至等候在月台的京东物流车。

京东物流昆山无人分拣中心详解
京东物流昆山无人分拣中心详解

地面设有RFID识别

  京东物流车共有两种类型,一种在车厢里加装有笼箱输送导轨,AGV将笼箱放入导轨即完成装车作业;另一种未加装导轨,AGV则需要开进车内放置笼箱。为了更好地保护笼箱内的商品,车厢内两侧壁还进行了特殊处理,便于进一步用绳带固定笼箱。

京东物流昆山无人分拣中心详解

  项目效果及亮点

  据介绍,昆山无人分拣中心可以显著提升分拣效率,分拣能力达到9000件/小时,同时大幅节省人员——同等场地规模和分拣货量的前提下,据测算该中心可以节省180人,运行效果达到预期。

  由于目前二期自动化设备如单件分离系统、自动卸载系统等还未完全到位,因此前端仍需要人工辅助供件,真正的全流程无人作业预计有望年底实现。届时,自动供包台效率将比人工供包效率高出4倍多,并将真正实现货物卸车到分拣再到装车的全流程无人操作和自动化无缝衔接,使分拣作业流畅高效。不过从现有的试运行情况来看,该中心仍然是高度自动化的代表。

  首先,AGV得到大规模应用,实现了全国首例分拣前后端AGV自动装车、卸车作业。

  其次,实现了对包裹六面的精确扫描和面单信息的快速识别,为分拣系统实现快速准确的分拣提供了保障。

  第三,采用RFID识别发货订单,进一步保障了发货准确性。

  第四,带笼箱运输的方式尽管会损失部分装载空间,约减少20%的装载量,但是可以有效保护包裹不受损坏,而且装载效率也大幅提升,装满一辆车由之前的30分钟/车缩短至5分钟/车。

  京东物流有关负责人表示,昆山无人分拣中心的试运行,代表着京东智慧物流探索又一次加速。未来京东将继续加大技术投入和创新突破,致力于成为国内零售基础设施服务商,将以高效率、低成本、高智能的智慧供应链解决方案服务全社会。

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