【热文回顾】基于柔性自动化的菜鸟无人仓

随着物流逐渐成为电商核心竞争力，阿里巴巴对物流愈加重视。2017年9月，阿里巴巴集团宣布以53亿元人民币增资旗下菜鸟网络的股份，并将在之后五年内继续投入1000亿元建设菜鸟网络物流体系。在5月底召开的2018全球智慧物流峰会上，阿里巴巴集团董事局主席马云再次强调，上千亿元投资仅仅只是开始，未来还将持续投入，全力以赴打造国家智能物流骨干网。其中，推进智能仓库的建设便是重点之一。

在此背景下，菜鸟不断加大对无人仓技术的研发与应用，从打造高度自动化的流水线，实现仓库拣选环节的自动化开始，逐步引入各种类型的机器人，如AGV搬运机器人、拣选机器人、缓存系统等，建成智能无人拣选仓，随后，能够实现全流程无人化作业的无人仓也最终落地。

菜鸟无人仓解决方案

近日，菜鸟与圆通速递联合宣布，超级机器人分拨中心在圆通杭州转运中心正式启用，350台机器人昼夜工作，每天可分拣超过50万个包裹，这一效率引起行业的广泛关注。菜鸟表示，今年“双11”之前还将在南京上线下一代机器人分拨中心，全面为行业自动化提速。

事实上，早在今年“618”期间，菜鸟无锡无人仓单仓便已投入超过500台类KIVA机器人（新型AGV，与传统AGV相比，导航方式更加先进，行驶路径不受限制，拥有更加强大的上位软件系统），成为国内同类仓库中机器人使用规模最大、运作效率最高的项目。从菜鸟在机器人仓上的投入和进程不难看出其打造“无人仓”的态度和决心。

菜鸟无人仓（如无锡仓）主要分为四大功能区域，即：立体存储仓、机器人拣选仓、机械臂拣选仓及机器人分拨区域。

立体存储仓：采用AS/RS系统，商品由机器人自动码放在托盘上，并由无人叉车送至输送线，堆垛机按指令实现商品自动入库存储以及自动出库。

机器人拣选仓：分为A、B两大区域，A/B区中间设置播种工作站，即货物合流区，通过“货到人”和“车到人”两种方式并行，配合人工完成订单商品拣选作业。订单商品拣选完毕后，包裹被送上输送线完成面单的全自动张贴以及全自动封箱。

机械臂拣选仓：主要针对中型包裹，通过无人叉车将货物送上传送带，3D相机完成箱体的自动识别，机械臂从托盘上准确抓取包裹，逐一将其投入传送带，通过交叉带分拣机实现包裹自动分拣。

机器人分拨区域：主要针对小件商品，通过高效的调度算法系统，结合工业相机快速读码技术和机器人智能调度系统，实现机器人自主运行、读码、分拣包裹等作业，并将包裹送往指定格口，包裹经螺旋升降机等设备落入集包袋。

最后，包裹通过无人叉车等设备装车后发运。

在无人仓的整个作业区域，各种物流设备的状态可实时监控，一旦遇到突发问题及时处理，以确保整个物流系统的高效可靠运行。

人工智能时代下的柔性自动化

从菜鸟无人仓中使用的各类自动化物流设备来看，整个物流系统具备更大柔性及大量 AI（人工智能）技术的应用，这也是菜鸟无人仓的最大特点之一。菜鸟网络资深算法专家、柔性自动化项目负责人朱礼君表示，人工智能时代自动化物流系统的新变化即柔性自动化。

菜鸟网络资深算法专家、柔性自动化项目负责人朱礼君

在他看来，柔性自动化物流系统具有四大特点：

第一，扩展性强、鲁棒性强。系统可以很快部署新的机器人等自动化设备，从而处理更多的订单；同时系统鲁棒性非常强，当单个节点出现问题时不会影响整个仓库的作业。

第二，模块化设计，易部署和搬迁。随着电商的快速发展，商品种类越来越多，其具有各种各样的物流属性和销售属性，不同的商品需要不同的作业模式，物流系统需要模块化的设计。正是因为模块化的设计，柔性自动化物流系统能轻松实现部署和搬迁，如，菜鸟某个面积为5000平方米的机器人仓库仅用1小时便在正常拣货作业的情况下完成了搬仓作业。

第三，便于根据业务变化调整作业流程。仓库需要根据订单商品的特点，不停地改变物流作业模式，以快速适应业务发展变化。

第四，在物流全链路大部分实现自动化的情况下，物流作业的可预测性更强。

菜鸟无人仓实现全链路柔性自动化

柔性自动化物流系统需要应用大量机器人以及人工智能技术，可以说，人工智能为智慧物流带来了多样化的技术，同时智慧物流给人工智能提供了广阔的应用场景。在菜鸟无人仓中，应用了无人叉车、拣选AGV、分拨AGV、自动封箱机、码垛机器人等多种物流设备，在入库、拣选、打包、分拔等物流全链路都体现了柔性自动化的特点。

1.多区并行柔性自动化方案的提出

据朱礼君介绍，仓储作业跟计算机的工作原理非常类似。如，仓库做物品的存储，计算机做数据的存储；仓库进行订单生产时是把货物从货架上取出，这与计算机做数据提取、计算非常类似；仓库存储商品，这类似于计算机硬盘；计算机有很多文件，有些文件可能很长时间不会访问，这和仓库备货区一样；仓库拣选区则和计算机内存差不多；而电商仓库中的爆品区域则相当于计算机的高速运转。因此，仓库作业总能在计算机结构里找到映射。在电商时代，仓库变得非常大，每天要处理的商品种类和订单量非常多，映射到计算机结构里面就相当于大数据处理。大数据处理最有名的框架是MapReduce，它包含三个重要操作——Map（将工作并行化）、Shuffle（再次合并）、Reduce（最终产生结果）。

基于该想法，菜鸟提出了模块化的多区并行的自动化物流解决方案，将大数据处理框架映射到仓储系统中，MAP代表不同的订单与不同的生产作业模式，Shuffle表示暂存与合单，Reduce表示播种在不同的订单中，即将仓储作业中不同的分区、不同的作业模式，以及不同的自动化模式进行并行操作、并行生产后再合并，流入Rebin Zone（合流区，即菜鸟无人仓中的播种工作站），订单商品合流到一个箱子后进行打包出库。

2.柔性自动化方案在菜鸟无人仓的实践

（1）多方式并行拣选。在前文提到的菜鸟无人仓内的机器人分拣仓，A区机器人针对低流动量的商品，即“冷品”，采用货架到人的类Kiva系统进行拣选作业；B区机器人针对高流动量商品，即“爆品”，采用车到人（订单到人）拣选。这两种方式采用的并行拣选作业是模块化的，不会影响其他区的作业，同时打破了原有AGV系统仅能单区作业的局限，提升整个系统的作业效率，这背后提供支撑的无疑是菜鸟先进的算法。

（2）柔性分拨。即，将仓库生产好的包裹按照不同流向和目的地进行分拣，机器人非常适合完成该作业，因为机器人有固定的运动轨迹，适合做点对点的物品搬运。