01項(xiàng)目背景

　　近年來(lái)，我國(guó)互聯(lián)網(wǎng)電子商務(wù)產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展，引發(fā)了相關(guān)配套產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和變革，物流系統(tǒng)能力正成為電商平臺(tái)的核心競(jìng)爭(zhēng)力之一。特別是“雙十一”等重大購(gòu)物節(jié)出現(xiàn)嚴(yán)重爆倉(cāng)后，物流行業(yè)發(fā)展滯后與電子商務(wù)發(fā)展過(guò)快的矛盾日益凸顯，傳統(tǒng)的倉(cāng)儲(chǔ)物流模式已不能滿足物品快速周轉(zhuǎn)的需求，如何適應(yīng)市場(chǎng)變化、創(chuàng)新倉(cāng)儲(chǔ)物流運(yùn)作模式才是大勢(shì)所趨。精準(zhǔn)庫(kù)存控制、運(yùn)用大數(shù)據(jù)平臺(tái)的調(diào)度、滿足各類訂單需求、提高消費(fèi)者購(gòu)物體驗(yàn)的物流服務(wù)已成為電商發(fā)展至關(guān)重要的一環(huán)。

02項(xiàng)目介紹

（一）項(xiàng)目概況

　　唯品會(huì)是全球的特賣電商，主營(yíng)業(yè)務(wù)為互聯(lián)網(wǎng)在線銷售品牌折扣商品，注冊(cè)會(huì)員超2億，已在美國(guó)紐約證券交易所上市。為提升用戶的消費(fèi)體驗(yàn),保持平臺(tái)的長(zhǎng)久競(jìng)爭(zhēng)力，唯品會(huì)致力于物流系統(tǒng)建設(shè)、提高倉(cāng)儲(chǔ)自動(dòng)化和智能化。截至目前，唯品會(huì)在全國(guó)范圍內(nèi)共設(shè)立了七大物流倉(cāng)儲(chǔ)中心，管理的倉(cāng)庫(kù)面積超300萬(wàn)平方米。

　　唯品會(huì)是蘭劍智能在電商行業(yè)的代表性客戶，雙方共合作5期項(xiàng)目，第一次合作可追溯到2015年。多年來(lái)，蜂巢系統(tǒng)成功應(yīng)用于唯品會(huì)西南、華南、華東等多個(gè)物流中心。其中，二期項(xiàng)目（華南物流中心）在2017年“雙十一”期間，僅依靠8名揀選人員，以12000箱/小時(shí)的超高效率，處理貨物近15萬(wàn)件；三期項(xiàng)目（西南物流中心）周轉(zhuǎn)箱數(shù)量達(dá)到41萬(wàn)個(gè)，存儲(chǔ)量高達(dá)800萬(wàn)件，最大處理能力可以達(dá)到90萬(wàn)件/天。項(xiàng)目重點(diǎn)介紹的五期項(xiàng)目（華東物流中心），揀選模式再度顛覆，體現(xiàn)了我國(guó)儲(chǔ)分一體技術(shù)的前沿水平！

　　唯品會(huì)華東物流中心集存儲(chǔ)、揀選、分撥等于一體，服務(wù)長(zhǎng)三角，貫通東中西，對(duì)接“一帶一路”，輻射整個(gè)華東區(qū)域。蘭劍智能蜂巢系統(tǒng)應(yīng)用于該中心A5庫(kù)1&2分區(qū)，占地面積1.15萬(wàn)平方米，包含165600個(gè)存儲(chǔ)貨位、360臺(tái)智能視覺(jué)穿梭車、81個(gè)智能揀選工位、48臺(tái)雙工位料箱提升機(jī)、24個(gè)巷道單元。

（二）項(xiàng)目實(shí)施

1.作業(yè)流程

　　入庫(kù)流程：商品到貨后，先在收貨暫存區(qū)暫存，由入庫(kù)人員拆箱逐件掃描商品或整箱批量掃描，放置于料箱內(nèi)。料箱經(jīng)輸送線輸送至系統(tǒng)分配的巷道，通過(guò)提升機(jī)提升到指定層，經(jīng)由動(dòng)力站臺(tái)交接給穿梭機(jī)器人，再由穿梭機(jī)器人搬運(yùn)至指定的庫(kù)位存放，完成入庫(kù)作業(yè)。

圖1 入庫(kù)流程

　　揀選流程：系統(tǒng)獲取揀貨任務(wù)，通過(guò)訂單優(yōu)化模塊完成訂單聚集后，生成出庫(kù)任務(wù)序列，系統(tǒng)通過(guò)調(diào)度智能化設(shè)備，依次通過(guò)穿梭機(jī)器人搬運(yùn)到動(dòng)力站臺(tái)交接，并通過(guò)提升機(jī)提升到輸送線，將存儲(chǔ)料箱送至貨到人揀選臺(tái)。揀選人員根據(jù)提示屏提示，揀選指定數(shù)量的待出庫(kù)商品，放置于訂單箱中。當(dāng)訂單箱滿箱或揀貨批次完成后，揀貨人員進(jìn)行關(guān)箱操作，訂單箱經(jīng)過(guò)輸送線輸送至分揀庫(kù)。當(dāng)存儲(chǔ)料箱的揀選任務(wù)完成后，由系統(tǒng)智能調(diào)配輸送至下一個(gè)揀選臺(tái)或者返回存儲(chǔ)庫(kù)區(qū)。

圖2 揀選流程

　　盤(pán)點(diǎn)流程：系統(tǒng)獲取到盤(pán)點(diǎn)任務(wù)后，生成盤(pán)點(diǎn)任務(wù)序列。待盤(pán)點(diǎn)商品所在的料箱，經(jīng)由穿梭機(jī)器人搬運(yùn)至動(dòng)力站臺(tái)交接，再由提升機(jī)提升至輸送線搬運(yùn)到揀選站臺(tái)，操作人員掃碼盤(pán)點(diǎn)。盤(pán)點(diǎn)完成后料箱入庫(kù)。

圖3 盤(pán)點(diǎn)流程

　　合箱流程：系統(tǒng)獲取到整理任務(wù)后，生成整理任務(wù)序列。待整理商品所在的料箱，經(jīng)由穿梭機(jī)器人搬運(yùn)到動(dòng)力站臺(tái)交接，再由提升機(jī)提升至輸送線搬運(yùn)到揀選站臺(tái)，操作人員掃碼合箱。合箱完成后料箱入庫(kù)。

圖4 合箱流程

2.布局模式

　　該項(xiàng)目按照一層入庫(kù)、二層揀選進(jìn)行布局。

　　一樓入庫(kù)區(qū)：入庫(kù)站臺(tái)43個(gè)。實(shí)現(xiàn)空、實(shí)周轉(zhuǎn)箱自動(dòng)補(bǔ)給到每個(gè)操作工位。以6個(gè)巷道為一個(gè)模組進(jìn)行工作站設(shè)置。

　　輸送線分三層，各層功能如下。

　?。?）一層空訂單箱線：空周轉(zhuǎn)箱補(bǔ)給到各操作工位的線體。

　　（2）二層訂單出庫(kù)線、揀貨料箱回庫(kù)線：儲(chǔ)存料箱滿箱或揀選后回庫(kù)，訂單箱滿箱輸送出庫(kù)線。

　?。?）三層揀貨料箱出庫(kù)線：儲(chǔ)存料箱從蜂巢庫(kù)補(bǔ)到入庫(kù)站臺(tái)，輸送調(diào)撥箱，輸送補(bǔ)貨入庫(kù)儲(chǔ)存料箱。

　　二樓揀選區(qū)：揀選站臺(tái)38個(gè)。實(shí)現(xiàn)空、實(shí)周轉(zhuǎn)箱自動(dòng)補(bǔ)給到每個(gè)操作工位。以6條巷道為一個(gè)模組進(jìn)行工作站設(shè)置。

　　輸送線分四層，各層功能如下。

　?。?）一層空訂單箱線：空周轉(zhuǎn)箱補(bǔ)給到各操作工位的線體。

　?。?）二層揀貨料箱出庫(kù)線：儲(chǔ)存料箱從蜂巢庫(kù)補(bǔ)到揀選站臺(tái)。

　?。?）三層揀貨料箱回庫(kù)線：儲(chǔ)存料箱揀選后回庫(kù)。

　?。?）四層訂單出庫(kù)線：訂單箱滿箱輸送出庫(kù)線。

　　揀選臺(tái)配備電子標(biāo)簽提示系統(tǒng)。每個(gè)揀選臺(tái)配備4個(gè)訂單箱位。同時(shí)每個(gè)揀選站臺(tái)配備2組訂單緩存貨架，每組4層，每層可放置4個(gè)訂單箱，共計(jì)32個(gè)訂單箱。為了提高揀選人員操作的舒適性，揀選人員下方配備腳墊。

3.設(shè)計(jì)特點(diǎn)

　　該項(xiàng)目綜合考慮唯品會(huì)的物流戰(zhàn)略、倉(cāng)儲(chǔ)布局、業(yè)務(wù)流程、現(xiàn)場(chǎng)管理、成本管理、績(jī)效考核、人員隊(duì)伍、項(xiàng)目建設(shè)等因素，設(shè)計(jì)上滿足以下特點(diǎn)。

　　實(shí)用性：輸送系統(tǒng)設(shè)備和WCS系統(tǒng)軟件追求性價(jià)比最高，技術(shù)水平定位為國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。

　　先進(jìn)性：整體方案、WCS系統(tǒng)軟件具有先進(jìn)的設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)理念。

　　適用性：所設(shè)計(jì)系統(tǒng)不僅能夠滿足現(xiàn)有的業(yè)務(wù)需求，并在今后一段時(shí)間內(nèi)能夠適應(yīng)企業(yè)發(fā)展的需求。

　　靈活性：所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)能夠根據(jù)業(yè)務(wù)的需求，在管理上具有增、刪、改等功能，對(duì)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)維護(hù)靈活方便，并為系統(tǒng)提供可進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)的平臺(tái)。

　　高效性：所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)能夠安全、穩(wěn)定、高效地完成所需要的工作，并對(duì)用戶的需求即時(shí)響應(yīng)。

　　擴(kuò)充性：所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)預(yù)留拓展接口，具備擴(kuò)展性;所設(shè)計(jì)的系統(tǒng)提供通用的程序接口，能夠與WMS系統(tǒng)或其他上位系統(tǒng)等進(jìn)行無(wú)縫連接，以完成相應(yīng)的數(shù)據(jù)傳輸。

4.軟件技術(shù)

　?。?）蘭劍孔明分揀優(yōu)化系統(tǒng) Pro_OOS

　　蘭劍孔明分揀優(yōu)化系統(tǒng) Pro_OOS核心算法是整個(gè)蜂巢系統(tǒng)的大腦和指揮中心，管控著所有流程和設(shè)備的順暢進(jìn)行，除了常規(guī)的控制管理功能，孔明系統(tǒng)最大價(jià)值體現(xiàn)在可以調(diào)度立體庫(kù)里的每一個(gè)周轉(zhuǎn)箱，根據(jù)每個(gè)揀選站臺(tái)的揀選效率和流量進(jìn)行實(shí)時(shí)優(yōu)化和隨機(jī)均衡（如圖5所示）。

圖5 蘭劍孔明分揀優(yōu)化系統(tǒng) Pro_OOS

　?。?）數(shù)字孿生技術(shù)

　　采用數(shù)字孿生技術(shù)，實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)建模、虛擬仿真、離線調(diào)試、3D-SCADA在線監(jiān)控、主動(dòng)性運(yùn)維、預(yù)防性維護(hù)等高階應(yīng)用。

　　方案規(guī)劃設(shè)計(jì)階段應(yīng)用系統(tǒng)仿真軟件，將規(guī)劃方案轉(zhuǎn)變?yōu)闃I(yè)務(wù)實(shí)體模型，1∶1的高精度等比例建模，導(dǎo)入真實(shí)的出入庫(kù)等數(shù)據(jù)，在軟件上連續(xù)地模擬運(yùn)行并輸出仿真報(bào)告，通過(guò)離線調(diào)試和三維可視化展現(xiàn)，找出方案效率瓶頸及物流環(huán)節(jié)的死鎖點(diǎn)從而有效優(yōu)化，大幅度縮短現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施調(diào)試周期。

　　結(jié)合IoT技術(shù)，使設(shè)備實(shí)現(xiàn)全方位多維感知，構(gòu)建萬(wàn)物互聯(lián)的智能化、數(shù)字化世界。不僅提供設(shè)備參數(shù)的數(shù)據(jù)精細(xì)化展示，構(gòu)建設(shè)備全生命周期的管理，而且能使設(shè)備具備基于壽命預(yù)測(cè)模型及故障自診斷模型的自學(xué)習(xí)預(yù)測(cè)性維護(hù)的能力。同時(shí)，3D-SCADA以三維方式直觀展示整個(gè)運(yùn)作場(chǎng)景全局，實(shí)時(shí)監(jiān)控所有任務(wù)的當(dāng)前運(yùn)作狀態(tài)，便于及時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)備和各個(gè)環(huán)節(jié)存在的問(wèn)題，保證作業(yè)效率和貨物的安全性。

5.核心設(shè)備

　?。?）穿梭機(jī)器人

　　該系統(tǒng)中應(yīng)用的穿梭機(jī)器人能夠根據(jù)不同的工作環(huán)境將其細(xì)分為若干品類，只需將數(shù)據(jù)輸入預(yù)先編輯好的產(chǎn)品貨架設(shè)計(jì)系統(tǒng)中，便能夠自動(dòng)生產(chǎn)圖紙，大大提升了滿足不同客戶定制化需求的能力。這種先行導(dǎo)入數(shù)據(jù)、設(shè)計(jì)研發(fā)裝備的模式，極大地避免了客戶的生產(chǎn)效益受到損失，也減少了客戶后期因?yàn)樵O(shè)備改造而形成的二次投入。該機(jī)器人還可自動(dòng)根據(jù)料箱的位移或變形情況動(dòng)態(tài)調(diào)整貨叉間距及定位位置，具備了更高的處理異常情況的能力。

　　蘭劍智能穿梭機(jī)器人具備以下優(yōu)勢(shì)。

　　①品質(zhì)（Superior），核心元件使用壽命超百萬(wàn)次。

　　②精準(zhǔn)（Sharp），“編碼器+定位孔”的雙重校驗(yàn)定位技術(shù)。

　?、垌槙常⊿mooth），全伺服驅(qū)動(dòng)與總線控制。

　?、芊€(wěn)定（Stable），設(shè)備可靠性≥99.95%。

　?、莅踩⊿afe），滿足歐盟最新標(biāo)準(zhǔn)的CE安全規(guī)范。

　?、拗悄埽⊿mart），“可變尺寸+位移自調(diào)”的柔性智能。

圖6 穿梭機(jī)器人

　?。?）往復(fù)式提升機(jī)

　　該系統(tǒng)中應(yīng)用的提升機(jī)采用框架式結(jié)構(gòu)和配重塊形式，保證加減速過(guò)程和高速運(yùn)行情況下的穩(wěn)定性。相比無(wú)配重機(jī)構(gòu)的提升機(jī)，可以在同樣的提升速度和加速度條件下降低電機(jī)的功率，或同樣電機(jī)功率條件下獲得更高的提升速度與加速度。提升機(jī)底盤(pán)模組配有高性能伺服電機(jī)，驅(qū)動(dòng)提升模組的同步帶帶動(dòng)載貨臺(tái)上下高速移動(dòng)，速度更快、效率更高。伺服電機(jī)與同步帶傳動(dòng)的配置，使定位更精準(zhǔn)。

圖7 往復(fù)式提升機(jī)

　　（3）分布式輸送線

　　該系統(tǒng)中應(yīng)用的輸送線采用分布式設(shè)計(jì)，將傳統(tǒng)的集中式控制，以模塊化的形式化整為零，分布到每一個(gè)最小輸送單元，讓搭建輸送線像搭積木一樣簡(jiǎn)單、易變、多選擇。采用分布式設(shè)計(jì)后，現(xiàn)場(chǎng)線纜敷設(shè)數(shù)量及類型大大減少，僅需要在輸送線一側(cè)邊敷設(shè)一組通信線和一組輥筒動(dòng)力供電線，輸送線另一側(cè)邊敷設(shè)一組強(qiáng)電線即可；大型控制柜數(shù)量、橋架敷設(shè)數(shù)量等也都相應(yīng)減少，極大縮減安裝階段的人工成本和時(shí)間成本。整個(gè)線路僅一組通訊控制線纜和一組輥筒供電線纜，每一組I/O信號(hào)就近安裝在控制設(shè)備附近，實(shí)時(shí)響應(yīng)快，設(shè)備作業(yè)效率更高。并實(shí)現(xiàn)智能故障檢測(cè)，通過(guò)PLC讀取模塊故障代碼，迅速查找故障原因，使檢修維護(hù)更加便捷。

圖8 分布式輸送線

6.系統(tǒng)整體能力

　?。?）采用3D密集存儲(chǔ)技術(shù)，對(duì)倉(cāng)庫(kù)的空間利用更加充分，占地面積較傳統(tǒng)倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)大幅度減少。

　?。?）創(chuàng)新性地采用雙伸位穿梭車、雙工位提升機(jī)等組成雙工位系統(tǒng)，通過(guò)孔明系統(tǒng)算法邏輯，實(shí)現(xiàn)更高的吞吐能力。

　?。?）全流程自動(dòng)化作業(yè)，減少勞動(dòng)力的使用，節(jié)省人工成本。

　　（4）實(shí)現(xiàn)了存儲(chǔ)貨物的快進(jìn)快出，并且十分精準(zhǔn)。

　?。?）采用處理海量訂單、優(yōu)化作業(yè)流程的高級(jí)軟件系統(tǒng)，使小車少跑路、少動(dòng)，減少設(shè)備損耗，降低運(yùn)維成本。

　?。?）靈活應(yīng)對(duì)季節(jié)性和促銷高峰，即使庫(kù)存量不斷增加，依然能實(shí)現(xiàn)更快、更高效的處理。

03項(xiàng)目?jī)?yōu)勢(shì)

　　本項(xiàng)目為交鑰匙工程，提供與系統(tǒng)相關(guān)的設(shè)計(jì)、制造、運(yùn)輸（含與運(yùn)輸相關(guān)的報(bào)關(guān)等）、安裝、測(cè)試、驗(yàn)收、培訓(xùn)和后期質(zhì)保等全流程一體化服務(wù)。

　?。?）蘭劍智能對(duì)整個(gè)項(xiàng)目負(fù)責(zé)，在設(shè)計(jì)階段預(yù)先考慮了施工、運(yùn)維等因素的影響，顯著降低項(xiàng)目成本、縮短工期，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性與可靠性，對(duì)唯品會(huì)而言省時(shí)、省力、省錢。

　　（2）蘭劍智能在軟硬件研發(fā)與生產(chǎn)方面，擁有完整的產(chǎn)業(yè)鏈。在提供智能倉(cāng)儲(chǔ)物流自動(dòng)化系統(tǒng)時(shí)，能做到在基于系統(tǒng)仿真優(yōu)化形成完善的方案規(guī)劃的基礎(chǔ)上，依靠自主研發(fā)生產(chǎn)的物流裝備和物流軟件進(jìn)行系統(tǒng)集成，實(shí)現(xiàn)軟硬件的無(wú)縫對(duì)接。

　?。?）以定制化全流程解決方案、強(qiáng)大高效的研發(fā)設(shè)計(jì)能力、科學(xué)規(guī)范的生產(chǎn)管理能力、經(jīng)驗(yàn)豐富的軟件開(kāi)發(fā)和調(diào)試能力、完善的3D SOP/VI/TPM主動(dòng)維護(hù)技術(shù)為依托，保證蘭劍智能提供整體服務(wù)的高質(zhì)量。

企業(yè)簡(jiǎn)介

蘭劍智能科技股份有限公司（以下簡(jiǎn)稱“蘭劍智能”）始建于1993年，是集咨詢規(guī)劃、軟件開(kāi)發(fā)、設(shè)備制造、系統(tǒng)集成、自動(dòng)化代運(yùn)營(yíng)為一體的全流程智慧物流系統(tǒng)解決方案提供商，是目前少數(shù)能做到將成套高端物流裝備出口海外發(fā)達(dá)國(guó)家的中國(guó)品牌，已登陸上交所科創(chuàng)板上市。蘭劍智能是我國(guó)較早一批涉足物流領(lǐng)域提供整體物流解決方案的高新技術(shù)企業(yè)，主要從事以物流機(jī)器人為核心的智能倉(cāng)儲(chǔ)物流自動(dòng)化系統(tǒng)的研發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、銷售及服務(wù)，擁有由多名專業(yè)博士帶領(lǐng)的研發(fā)團(tuán)隊(duì)，自建高科技物流裝備與技術(shù)產(chǎn)業(yè)園區(qū)，取得了近200項(xiàng)有效授權(quán)專利，是該領(lǐng)域的優(yōu)勢(shì)企業(yè)。多年來(lái)，蘭劍智能先后承擔(dān)了多項(xiàng)國(guó)家和省市級(jí)研發(fā)項(xiàng)目，被工信部評(píng)定為“新一代人工智能產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新重點(diǎn)任務(wù)揭榜優(yōu)勝單位”。

蘭劍智能在智能倉(cāng)儲(chǔ)物流自動(dòng)化系統(tǒng)領(lǐng)域以前瞻性思維較早布局料箱級(jí)全流程解決方案，典型代表是蜂巢系統(tǒng)。蜂巢系統(tǒng)是由蘭劍智能自主研發(fā)出的儲(chǔ)分一體的分布式自動(dòng)化物流系統(tǒng)，由蘭劍孔明分揀優(yōu)化系統(tǒng) Pro_OOS核心算法和穿梭機(jī)器人、提升機(jī)、揀選臺(tái)、輸送線等主要核心設(shè)備構(gòu)成。基于三維“貨到人”的運(yùn)作模式，該系統(tǒng)可以優(yōu)化整合質(zhì)檢、入庫(kù)、存儲(chǔ)、分揀、集貨、分撥、復(fù)核、包裝、交接等作業(yè)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)貨物在配送中心的一次落地，減少作業(yè)人員、降低差錯(cuò)率、節(jié)省倉(cāng)儲(chǔ)面積，提高物流運(yùn)作效率及整個(gè)物流中心的運(yùn)作水平。蜂巢系統(tǒng)能夠滿足大規(guī)模、高效率、高準(zhǔn)確性的拆零揀選需求，應(yīng)用3D密集存儲(chǔ)技術(shù)提高倉(cāng)儲(chǔ)利用率，節(jié)省項(xiàng)目用地；更能提升訂單揀選效率，使單個(gè)訂單履行成本更低，可有針對(duì)性地解決電商物流難題。該系統(tǒng)目前已在煙草、醫(yī)藥、汽車、鞋服、日化、食品等眾多行業(yè)的大型物流中心應(yīng)用。