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• 料箱機器人訂單履行方案創(chuàng)新與應(yīng)用（深圳市海柔創(chuàng)新科技有限公司 董寧）

料箱機器人訂單履行方案創(chuàng)新與應(yīng)用

本文分析了訂單履行概念的來源，料箱立庫中訂單履行方案的技術(shù)發(fā)展路徑；并結(jié)合料箱機器人在近10年的快速崛起，以及海柔創(chuàng)新相關(guān)的技術(shù)迭代和項目案例，對料箱機器人訂單履行方案創(chuàng)新與應(yīng)用進行了詳細介紹。

董寧

深圳市海柔創(chuàng)新科技有限公司

董寧

海柔創(chuàng)新大客戶拓展資深總監(jiān)

負責(zé)國內(nèi)和海外的大客戶開發(fā)。2010年進入自動倉儲行業(yè)，在多家國際頭部集成商任職，成功案例覆蓋電商，零售，食品，醫(yī)藥，服裝，汽車，航空等行業(yè)。

訂單履行概念及技術(shù)發(fā)展

1.訂單履行概念的發(fā)展

訂單履行（Order Fulfillment）這一概念與現(xiàn)代供應(yīng)鏈管理和商業(yè)實踐的發(fā)展密切相關(guān)，其核心邏輯可追溯至以下幾個關(guān)鍵階段：

20世紀(jì)初，工業(yè)化生產(chǎn)與分銷體系的形成為訂單履行奠定了初步基礎(chǔ)。大規(guī)模生產(chǎn)時代（如福特流水線）催生了商品分銷需求，企業(yè)需系統(tǒng)化處理訂單以匹配生產(chǎn)與交付。此時，制造商通過分銷商、零售商網(wǎng)絡(luò)完成訂單交付，但流程分散，缺乏統(tǒng)一管理概念。

1950年～1980年，物流與庫存管理理論的發(fā)展為訂單履行提供了理論框架。如經(jīng)濟訂貨批量（EOQ）理論、優(yōu)化庫存與訂單匹配、運輸倉儲協(xié)同等。與此同時，計算機系統(tǒng)開始輔助訂單處理（如MRP，物料需求計劃），初步實現(xiàn)流程自動化。

1980年～2000年，供應(yīng)鏈管理（SCM）概念興起，其理論將訂單履行定義為“從接收訂單到交付客戶的全鏈路活動”，涵蓋訂單處理、庫存分配、揀貨包裝、物流配送等環(huán)節(jié)。驅(qū)動因素包括：全球化趨勢下，跨國企業(yè)需協(xié)調(diào)多地生產(chǎn)與配送；亞馬遜等電商崛起，要求更快的交付速度和透明度，通過更強的訂單履行能力來提高客戶體驗。

2000年至今，電商與技術(shù)的革命進一步推動其標(biāo)準(zhǔn)化與數(shù)字化。例如：亞馬遜FBA（2006年）提出“端到端”履約服務(wù)，將概念推向標(biāo)準(zhǔn)化；全渠道零售整合線上線下訂單履行，催生“就近發(fā)貨”“線上下單，線下提貨”等模式。電商的快速增長倒逼企業(yè)重構(gòu)訂單履行體系。而在技術(shù)側(cè)，OMS/WMS/TMS等系統(tǒng)的應(yīng)用普及實現(xiàn)了訂單、倉庫、運輸?shù)臄?shù)字化協(xié)同，大數(shù)據(jù)與AI則為動態(tài)預(yù)測需求、優(yōu)化庫存布局和配送路徑提供了助力。

2.訂單履行技術(shù)發(fā)展

（1）機械化階段（20世紀(jì)中期），這一時期以傳送帶、叉車等設(shè)備為主要技術(shù)代表，它們主要替代人力搬運，訂單分揀依舊主要靠人工完成，存在效率低、錯誤率高、依賴人工經(jīng)驗等局限。如圖1。

圖1 早期訂單履行技術(shù)

（2）自動化階段（2000年左右），這一時期AS/RS（自動化立體庫）、Miniload、多層穿梭車、AutoStore、固定式分揀機、WMS（倉庫管理系統(tǒng)）等技術(shù)的發(fā)展，使得庫存管理逐步趨向數(shù)字化，訂單處理速度有所提升，但柔性仍顯不足。

（3）智能化階段（2010年至今），傳統(tǒng)物流自動化技術(shù)得到更廣泛的應(yīng)用，AGV/AMR、AI調(diào)度算法、機器視覺、IoT傳感器等新技術(shù)也不斷發(fā)展，進一步助力訂單履行能力的提升。如動態(tài)路徑規(guī)劃通過AI技術(shù)實時優(yōu)化機器人揀選路徑，可使效率提升30%～50%；以Kiva為代表的“貨到人”系統(tǒng)方案可減少人工移動，揀選效率實現(xiàn)1000件/小時以上；數(shù)字孿生通過虛擬仿真預(yù)演訂單波峰應(yīng)對策略（如京東“亞洲一號”倉），讓訂單履行進入新的階段。

（4）柔性化與協(xié)同化（當(dāng)前趨勢），這一階段的訂單履行技術(shù)主要呈現(xiàn)出幾個特點，包括云倉網(wǎng)絡(luò)：通過云端調(diào)度跨倉訂單，實現(xiàn)就近履約（如菜鳥）；模塊化設(shè)計：可擴展的自動化模塊適應(yīng)業(yè)務(wù)波動（如Swisslog的Click&Pick系統(tǒng)）；水平&垂直方向協(xié)同：AMR水平運行+貨架區(qū)垂直協(xié)同作業(yè)(如海柔創(chuàng)新的HaiPick System 3)，等等。

海柔創(chuàng)新訂單履行方案技術(shù)迭代

Kiva機器人的出現(xiàn)，讓基于料箱的自動化方案有了顛覆式創(chuàng)新，以此為基礎(chǔ)升級迭代而來的AMR和背簍式機器人，進一步豐富了料箱訂單履行方案。據(jù)統(tǒng)計，AMR全球出貨量在近年來出現(xiàn)井噴式增加，復(fù)合增長率超過55%。如圖3。

海柔創(chuàng)新作為料箱機器人領(lǐng)域的代表，2015年便開始研究開發(fā)料箱機器人技術(shù)，核心圍繞料箱存儲和訂單揀選的場景不斷開發(fā)和迭代，隨后陸續(xù)發(fā)布出經(jīng)典“貨箱到人”自動化揀選方案HaiPick System 1、超多形態(tài)混存揀選方案HaiPick System 2、超高密度智能揀選新模式HaiPick System 3（業(yè)內(nèi)俗稱“大小車”方案），以及最新一代只包含單一機型的HaiPick Climb閃攀系統(tǒng)（如圖2）。

圖2 海柔創(chuàng)新閃攀系統(tǒng)

圖3 近幾年AMR全球市場應(yīng)用情況

其中，HaiPick System 1面向紙箱料箱混揀、多種料箱規(guī)格或有定制化需求的客戶；HaiPick System 2可實現(xiàn)大中小件貨物同場存儲和一站式揀選，它將產(chǎn)品從分庫存儲轉(zhuǎn)變?yōu)橥瑤齑鎯?，提升貨架區(qū)縱向空間利用，減少整體倉庫面積，免去二次合單/合流；HaiPick System 3通過兩種形態(tài)的機器人——箱式倉儲機器人（ACR）和極速潛伏式頂升機器人（AMR）K50協(xié)同作業(yè)，支持1～3深位部署，最高12米取貨，每平方米存儲多達48箱，可高效完成倉內(nèi)出、入、盤、理業(yè)務(wù)；HaiPick Climb閃攀系統(tǒng)，配備單一類型的閃攀機器人，通過貨架單側(cè)導(dǎo)軌攀爬（垂直爬升速度1米/秒），機器人可在貨架底部自由穿行（最快4米/秒），以最短、最優(yōu)路徑往返貨架與揀選站。和上一代產(chǎn)品相比，閃攀系統(tǒng)由原本的地面行走升級為三維空間行走與取放貨。由于沒有不同設(shè)備間的節(jié)拍匹配問題，大大提升了單機運行效率與作業(yè)時間預(yù)估準(zhǔn)確性，可以更好地把控不同工作站之間的任務(wù)均衡，進一步提升了倉庫的整體作業(yè)效率，訂單最快2分鐘即可出庫。此外，新一代解決方案還充分考慮了降低碳排放和搬倉的便利性。

料箱機器人訂單履行技術(shù)典型應(yīng)用

1.高效、敏捷的訂單履行體系成為剛需

新冠疫情后，海外用戶線上購物需求增長，盡管相比于中國快速、成熟的電商發(fā)展，海外發(fā)達國家的電商滲透率還存在發(fā)展空間，但越來越多海外企業(yè)意識到敏捷訂單履行體系的重要性。例如，韓國戶外知名品牌NEPA（耐葩）、西班牙國寶級品牌Desigual（多思奇格）等，他們往往需要通過設(shè)立新的運營中心以達到降本增效的目的。其需求具體體現(xiàn)在兩大方面：舊倉合并成新倉，以及打造面向線上線下全渠道訂單的敏捷履約體系。

圖4 料箱機器人應(yīng)用現(xiàn)場

在倉庫整合方面，鞋服企業(yè)庫存常零散分布于不同倉庫，導(dǎo)致倉庫之間的運輸調(diào)度耗時耗力、庫內(nèi)設(shè)備冗余、倉租成本增加、人力和運營成本上升等問題。另一方面，隨著消費者購買渠道增多，品牌需盡可能為消費者的購物、選品、退換貨等提供便利，以提升消費體驗。

除需要滿足線下門店的發(fā)貨、退換貨、補貨需求外，線上渠道（如品牌獨立站、電商平臺、商超賣場的線上訂購系統(tǒng)）等也造成了碎片化的訂單需求。需要將B2B與B2C整合，即門店訂單、個人消費者訂單進行一盤貨整合，以敏捷應(yīng)對全渠道零售的挑戰(zhàn)。

2.典型案例

（1）歐洲時尚巨頭多思奇格Desigual項目

多思奇格Desigual比拉德坎斯配送中心自動化項目，需同時兼顧B2B門店配送、全渠道零售下B2C的碎片訂單發(fā)貨需求。因此，其面臨兩大痛點：過去有兩個倉庫分開管理，造成設(shè)備冗余、資源浪費、成本上漲；以往使用的托盤貨架系統(tǒng)不夠靈活，管理過于粗放，難以精細化地根據(jù)產(chǎn)品的系列和尺碼進行上架、分揀出庫、門店補貨等操作。

引入海柔HaiPick System 1后，通過料箱級存儲、密度提升、直接存取紙箱以及全流程自動化的系統(tǒng)操作，不僅有效化解痛點問題，減少冗余的設(shè)備和空間利用，還省去紙箱換料箱的流程，讓整體效率大幅提升。25臺HaiPick A42搭配5組工作站實現(xiàn)高效自動化操作，可實現(xiàn)99.99%的揀貨準(zhǔn)確率；吞吐量達到650箱/H，日均發(fā)貨商品高達3萬件，整體運營效率提升了3～4倍，從而有利于門店補貨，更能應(yīng)對全渠道零售帶來的物流挑戰(zhàn)。此外，海柔HaiPick System與Desigual現(xiàn)有的WAMAS倉庫管理系統(tǒng)高度集成，確保系統(tǒng)之間的無縫鏈接和高效運營，有效提高訂單處理效率。

（2）韓國NEPA綜合物流中心項目

NEPA綜合物流中心主要面臨如下痛點：一是采用托盤和人工貨架的方式存儲商品。由于人體高度限制，倉庫2米以上的高度無法有效利用，亟須優(yōu)化現(xiàn)有的存儲模式，提升存儲密度；二是原有的倉庫揀選工作強度過高，造成倉庫招工困難，隨之產(chǎn)生人力運營成本上漲、培訓(xùn)成本增加等問題；三是NEPA在韓國有兩處分開的倉庫，倉庫之間車程約2小時，不利于庫存的統(tǒng)一調(diào)度管理，因此造成不必要的交通成本和運營成本。此外，舊有的倉儲體系庫存信息不夠透明和精準(zhǔn)，無法及時反映市場變化。

對此，海柔創(chuàng)新攜手伙伴Bowoo System，在該物流中心部署HaiPick System 3（大小車方案）。

在空間利用和存儲密度方面，海柔創(chuàng)新在9300平方米的存儲面積里，為NEPA規(guī)劃超過13萬個庫位，料箱以0間距雙深位進行存放，貨架高度分別達到7.2米和8.7米，最終達到290萬件商品存儲。

在應(yīng)對勞動強度和人力成本方面，HaiPick System 3針對B2B和B2C業(yè)務(wù)分別設(shè)置8個出庫工作站和6個人機直揀工作站，讓揀選工作標(biāo)準(zhǔn)化、流程化，從而有效降低人力運營成本。

在信息管理方面，借助HaiQ智慧倉儲管理平臺，NEPA的運營信息可集中可視化管理，運營人員輕松了解全盤的倉庫運營情況，及時預(yù)防庫存不足、缺貨等問題，實現(xiàn)精準(zhǔn)的出庫、入庫、盤貨、理貨的系統(tǒng)管理。

通過對空間、人力、管理3個維度全面升級，高效處理門店、經(jīng)銷商、官網(wǎng)訂單等多渠道訂單，該項目實現(xiàn)入庫4000箱/天，B2B出庫達到60000件/天，B2C出庫達到6000件/天，有效提升NEPA在時尚領(lǐng)域中的訂單履行競爭力。

（3）萬邑通智能海外倉項目案例

2024年全球電商市場再創(chuàng)新高，銷售額飆升至6.3萬億美元，同比增幅達8.76%。然而，在企業(yè)營收增長背后，平均運營成本卻攀升15%，其中物流與合規(guī)成本占比更是突破40%。特別是海外小件倉儲領(lǐng)域，面臨著業(yè)務(wù)場景復(fù)雜、成本控制嚴格、效率要求嚴苛等多重挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)人工倉模式與當(dāng)下追求效率、敏捷的企業(yè)訴求不匹配，制約企業(yè)的發(fā)展轉(zhuǎn)型。

專注海外倉超10年的萬邑通，深知跨境賣家對高庫容、高出庫效率、低成本運營的迫切需求，因此，萬邑通與海柔創(chuàng)新深度合作打造智能海外倉。在美國洛杉磯，海柔創(chuàng)新為萬邑通提供HaiPick System 3大小車解決方案，在1600平方米的倉庫里，共有52000個存儲庫位，存儲密度達到31.5箱/平方米。通過30臺箱式倉儲機器人和55臺極速潛伏式頂升機器人K50協(xié)同作業(yè)，高效完成倉內(nèi)的出、入、盤、理等業(yè)務(wù)，實現(xiàn)百萬級SKU商品的精準(zhǔn)揀選與存儲。

料箱機器人訂單履行技術(shù)前景展望

未來，AMR+機械手的深度融合，以及人形機器人的蓬勃發(fā)展，將為料箱機器人訂單履行技術(shù)帶來更多可能性。

AMR與機械手的組合讓“貨到人”進一步升級為“貨到機械手/機器人”，在部分場景可以實現(xiàn)揀貨流程的全自動化，同時也對相關(guān)技術(shù)提出了更高的要求，包括：（1）智能協(xié)同導(dǎo)航與操作：包括3D語義SLAM和群體協(xié)作，機械臂隨動控制等；（2）感知與決策技術(shù)突破：包括觸覺視覺協(xié)同和聲學(xué)定位，數(shù)字孿生預(yù)演和強化學(xué)習(xí)優(yōu)化；（3）硬件創(chuàng)新與模塊化設(shè)計：包括輕量化機械臂，能源與驅(qū)動優(yōu)化；（4）標(biāo)準(zhǔn)化與安全體系：包括通信協(xié)議統(tǒng)一，人機協(xié)作安全等等。

盡管人形機器人在成本和耗電量方面還存在著不小的挑戰(zhàn)，但隨著AI技術(shù)的快速迭代和資本的大量涌入，特別是特斯拉、Agility Robotics等企業(yè)人形機器人在復(fù)雜場景搬運作業(yè)、柔性裝卸載作業(yè)等應(yīng)用場景逐步取得突破，其發(fā)展前景仍非常樂觀。

———— 物流技術(shù)與應(yīng)用融媒 ————

編輯、排版：王茜

本文內(nèi)容源自，有刪改。

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