自动化技术在京东无人仓库中的应用分析论文
随着社会的发展和科技的进步， 智能化城市已经不仅仅是梦想。近年来， 物流行业发展势头非常迅猛， 自动化技术在智能物流系统中得以广泛应用， 对物流服务效率的提升起到非常重要的作用。一方面， 自动化设备代替人类劳动， 可以解放更多地劳动力， 降低人力成本支出；另一方面， 自动化技术的发展可以降低差错率并极大地提高工作效率。本文以京东无人仓库为例对智能物流系统中应用的自动化技术进行分析， 并与传统物流系统进行对比分析， 使得自动化技术能够更好地服务于智能物流系统的发展。
关键词：自动化技术； 智能物流系统； 京东无人仓库；
一、引言
物流作为一种服务业， 根据实际的需要负责将物品从供货方搬运到接受方， 其中， 包括仓储、运输、配送、装卸、流通加工、包装以及信息处理等环节。近年来， 随着国家经济的发展以及人们生活水平的提高， 电子商务迅速发展、电商订单数量急速增长， 面对如此多的任务量， 如何根据客户的需求将商品快速、准确的发送到客户手中， 是物流亟待解决的问题之一。智能物流系统是将自动化技术引入到传统的人工物流系统中， 从降低差错率、提高物流服务效率以及减少人力成本等方面， 提高物流服务质量。
京东商城对物流服务非常重视， 抛开与第三方物流公司合作的模式开启自建物流系统的模式， 率先提出“夜间配”、“极速达”、“限时达”等物流配送服务。京东自2011年以来不断加大对仓储物流后台的扩建自动化技术在物流中的应用， 在物流服务效率上占据明显的优势， 特别是2016年京东无人仓库的首次亮相， 更是实现了物流行业的无人化和智能化， 这一举措的实施极大的加快了商品的物流服务速度， 也为特殊节日 （如618、双11等） 中物流订单暴涨提供了支持与保障。
二、自动化技术在京东无人仓库中的应用分析
京东的无人仓库公司， 是全球首个全流程的无人仓库公司， 全流程无人仓库可以实现货物从入库、分拣、包装、存储以及配送等环节的无人化和智能化。无人仓库的作业环节主要包括入库作业、存储作业、订单拣选作业以及打包作业等， 其中涉及的自动化设备主要有物流机器人、机械臂、自动穿梭车等。
（一） 自动化入库作业
（1） 自动化运输系统。自动化输送系统在入库作业中连通自动化立体库， 可以实现货物的高效入库。在无人仓库系统中， 以感知技术为基础， 自动化运输系统与机器人系统需要进行有效的配合方可实现无人仓储系统的自动化。目前京东的`昆山无人仓中， 自动化运输系统可实现自动卸车、自动供包与自动分离的功能。在自动卸车系统中， 卸车运输方式为笼箱运输， 在该运输方式下， 快递包裹运至无人分拣中心；在自动供包系统中， 笼箱内的货物通过自动倾倒设备放置在输送线上， 然后将货物随输送至单件分离区。
（2） 自动化入库机器人。在入库装箱中， 京东还采用了六轴机器人6-AXIS进行入库作业， 六轴机器人的特点是适用于拾取大件物品， 六轴机器人高两米左右， 最大的臂展2.7米左右， 重约1.7吨， 可搬运货物的重量在165公斤以内， 搬运效率较高， 搬运单次的动作8到12秒， 相比于人工作业， 效率方面可以提高30%.
（二） 自动化存储系统
在京东的自动化无人仓中， 其自动化存储系统是多层穿梭车自动化立体库， 由8组穿梭车立库系统组成， 可同时存储商品6万箱， 穿梭车速度最大为6m/s, 吞吐量高达1600箱/小时， 可大大节省人力成本和空间成本， 取货的时候可以实现从“人到货”到“货到人”的转变， 同时解决了跨通道作业以及作业节奏不均衡等问题。
（三） 自动化订单挑选作业系统
（1） 自动化搬运机器人。坐落在上海的京东无人仓中， 京东使用了3种不同型号的智能搬运机器人执行任务， 分别为SHUTTLE货架穿梭机器人， 智能搬运机器人AGV, ELTA型分拣机器人。其中， SHUTTLE货架穿梭车可高速行走在货架间并进行货架间的货物存取， 其空载峰值速度为6m/s, 且具有根据货物大小进行自动适配的功能；AGV智能搬运机器人的特点是灵活小巧， 具有电量低自动充电的功能， 所以能够为京东的仓储货架释放更多的有效利用空间。；另外， 防撞传感器和无线通讯模块嵌入到AGV车身中， 因此AGV可在京东仓库复杂的工况环境里面轻松自如的工作。DELTA型分拣机器人是京东无人仓中的重要设备， 适用于小件商品的分拣， 为了对新商品进行高效的识别， 在DELTA机器人中配备了图像识别设备。
（2） 自动化识别技术。在京东物流昆山无人分拣中心， RFID电子标签技术也应用在其中， 可进行发货订单的识别， 保障了发货准确性， 该技术是一种非接触式自动识别技术。RFID电子标签技术可以存储相关数据的标签， 通过RFID读写装置对标签进行读取数据， 也可以写入数据。相比于条码信息， RFID电子标签技术读取距离远， 而且不受障碍物影响， 但其标签成本抑制应用场景。
坐落在上海的京东无人仓中， 采用了机器视觉识别模式， 2D视觉识别、3D视觉识别、以及由视觉技术与红外测距组成的2.5D视觉技术应用在其中， 实现了机器与环境的主动交互。
由此可见， 机器人的大规模、多场景的应用是京东自动化无人仓的最大特点， 在整个流程中， 从入库、供包、分拣， 再到集包转运， 多种不同功能和特性的机器人相互合作， 依据系统指令处理订单， 同时实现了自动避让、路径优化等功能。与此同时物联网中的传感器技术、智能识别技术也起到了关键作用。
另外， 由自动化技术在京东无人仓库中的应用可以看出， 自动化技术的应用提高了京东的物流效率及质量。随着时代的发展， 仓储系统的无人化将会是必然的趋势， 而在无人仓储中， 自动化技术将会逐渐得到广泛应用。未来的仓库不仅是简单的自动运行， 其智能化的程度必定会越来越高， 自动化、智能化设备将会取代大部分仓储设备， 而且智能化的机器人将会更加高端。
三、以自动化技术为主的智能物流系统与以人工作业为主的传统物流系统的对比分析
（一） 不同的货物的存储方式会导致仓库的面积利用率的不同
以人工作业为主的传统物流系统， 为了满足客户多样化的需求， 往往需要建立比较大的面积进行货物的存放， 但仍然存在存货种类和数量受限的情况时有发生。一方面， 为了能够更多了利用仓储面积， 货物的存储方式一般是采用存储区和拣配区域共用的模式；另一方面， 考虑到订单的拣货方式主要依靠人海战术， 所以仓库类型为平面库， 这将导致仓库在空间上的利用率下降。智能仓储系统在仓储利用率上具有明显的优势， 各种自动化设备的发展为密集存储提供了条件， 立体货架的发展可以有效地节省仓库空间利用率。
（二） 不同的物流作业模式会导致物流服务质量的不同
传统的物流系统主要采用的是人工作业， 首先， 由于物流作业具有多个业务流程组成， 只有工作人员之间具有无缝衔接的协调能力才能最高效率地调动工作人员， 但往往人为因素是有很大的幅度变动的， 这会导致作业效率的降低。针对这一问题， 智能仓储系统中自动化设备之间具有更好地匹配能力， 可以真正做到无缝衔接， 最大的发挥设备的能力；然后， 在特殊节日中， 像双11、618等节日， 经常会出现货物爆仓的情况， 这个时候是对物流服务的最大挑战， 而光依靠人海战术是远远不够的， 智能物流系统可以很好的满足物流效率的需求， 像京东无人仓预计日处理订单量可以达到20万。最后， 在差错率和损耗方面， 智能物流系统相比于传统的人工物流系统具有明显优势。
（三） 不同的物流作业模式会导致物流成本的不同
传统物流系统在技术力量、管理水平以及服务范围上能力较弱， 信息化程度较低， 人工作业成本较大， 这些将会限制物流行业的发展， 也同样会导致物流成本的增加。虽然现在智能物流系统还没有普及应用， 自动化设备相对比较昂贵， 但是从长远利益来看， 自动化设备可以提高物流效率、降低工作人员的劳动强度、增加仓库的利用率、降低差错率、有效避免货物的遗失及损坏等诸多优点， 所有从总体来看智能物流仓储最终会降低物流成本。
四、结语
高科技高速发展的今天， 国家要在世界具有一席之地， 产业的转型升级是必不可少的。自动化技术在物流行业的应用效果越来越显着， 物流产业从低端的人工作业到现在应用大量自动化技术的智能物流系统， 这是一个质的飞跃， 这也为中国物流技术行业在世界保持领先地位奠定了基础。因此， 我们应该大力的推广自动化技术在智能物流系统中的应用， 鼓励并促进智能物流系统相关自动化技术和设备的技术创新和进步， 国家应该提升物流业集约化、信息化、标准化、智能化、加大智能物流管理出色人才的培养力度， 从而提高经济整体运行效率和效益。
参考文献
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