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京東在設(shè)計(jì)儲(chǔ)位分配算法時(shí), 可以將同類、同種商品盡量放在同一區(qū)域, 同時(shí), 設(shè)計(jì)專門的暢銷品和滯銷品存放區(qū), 從而減少揀貨時(shí)走“回頭路”

目前, 京東物流在全國(guó)范圍內(nèi)擁有華北、華東、華南、西南、華中、東北和西北7大物流中心, 倉儲(chǔ)面積710萬平方米。京東在上海嘉定建設(shè)了亞洲一號(hào)全自動(dòng)化倉庫, 一期工程面積近10萬平方米, 于2014年10月正式投入使用, 擁有自動(dòng)化立體倉庫、自動(dòng)分揀機(jī)等智能化設(shè)備, 并且其倉庫管理、控制、分揀和配送信息系統(tǒng)均由京東公司自主開發(fā)。自建物流, 作為京東的核心業(yè)務(wù), 需要以強(qiáng)大的倉儲(chǔ)體系作為其支撐, 除了不斷擴(kuò)張的倉庫數(shù)量, 京東也在不斷探索更高效率的倉儲(chǔ)物流管理模式, 而建設(shè)上海“亞洲一號(hào)” (簡(jiǎn)稱, 上海亞一) 智能化倉儲(chǔ)體系, 便是京東將其物流業(yè)務(wù)從粗放式的、依靠人力的傳統(tǒng)模式, 轉(zhuǎn)向高效、高質(zhì)、更加自動(dòng)化與智能化的模式。

為了構(gòu)建覆蓋全國(guó)主要城市的現(xiàn)代化、自動(dòng)化電子商務(wù)運(yùn)營(yíng)網(wǎng)絡(luò), 京東建設(shè)了上海亞一自動(dòng)化倉庫來滿足發(fā)展需求。上海亞一物流中心由立體倉庫區(qū)、多層閣樓揀貨區(qū)、生產(chǎn)作業(yè) (打包) 區(qū)和出貨分揀區(qū)4大區(qū)域構(gòu)成, 包含了收貨、上架、補(bǔ)貨、揀貨、復(fù)核打包、分揀這6個(gè)環(huán)節(jié)。全自動(dòng)化的入庫上架系統(tǒng)、智能化的運(yùn)輸系統(tǒng)與行業(yè)領(lǐng)先的分揀系統(tǒng), 使得上海亞一每小時(shí)可以分揀超過2萬件商品, 且分揀準(zhǔn)確率超過了99.99%, 彌補(bǔ)了人工分揀勞動(dòng)強(qiáng)度大、流程繁雜、準(zhǔn)確度較低等不足。

與普通的倉庫相比, 全自動(dòng)化立庫的倉儲(chǔ)效率提升了近3倍, 而這一成果, 則歸功于京東S H U T T L E貨架穿梭車。S H U T T L E貨架穿梭車能夠高速行走, 空載狀態(tài)下峰值速度為6米/秒。京東在穿梭車的任務(wù)調(diào)度算法, 速度規(guī)劃算法, 高精度定位系統(tǒng)和容錯(cuò)系統(tǒng)方面都做了自主創(chuàng)新, 使得穿梭車在高速運(yùn)行的過程中, 車身結(jié)構(gòu)所受到的沖擊力最小, 而且安全性能最高。

隨著自動(dòng)化立體倉庫的廣泛應(yīng)用, 促進(jìn)了智能搬運(yùn)機(jī)器人A G V的產(chǎn)生和發(fā)展。為了提升A G V的運(yùn)行速度和穩(wěn)定性, 京東自主研發(fā)了運(yùn)動(dòng)控制器。通過快速地提取A G V的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)來驅(qū)動(dòng)電機(jī)的速度, 實(shí)現(xiàn)差速軌跡控制算法。這個(gè)算法使得A G V在運(yùn)行的時(shí)候更加平穩(wěn), 而且運(yùn)行軌跡更加的準(zhǔn)確。A G V機(jī)器人的前后車身內(nèi)嵌入了防撞傳感器和無線通訊模塊, 使它在京東倉庫復(fù)雜的工況環(huán)境里面輕松自如的工作。

上海亞一的揀貨、補(bǔ)貨體系考慮到普通倉庫的不足, 運(yùn)用智能化方式解決了其中的很多難題。首先, 上?！皝喼抟惶?hào)”揀貨采用閣樓的形式, 共設(shè)4層, 貨物可以通過電梯運(yùn)送到各個(gè)樓層, 而揀貨員則通過各隔層之間的樓梯上下。而隔層與隔層之間, 都貫通著自動(dòng)化傳送帶, 揀貨員將已揀好的貨物放置在傳送帶上, 就可使貨物直接到達(dá)底層的打包區(qū), 省去了揀貨員在揀貨區(qū)與打包區(qū)來回穿梭的時(shí)間與體力耗費(fèi)。其次, 便是貨物打包后的自動(dòng)分揀技術(shù)。上海亞一的倉庫管理系統(tǒng)、倉庫控制系統(tǒng)、分揀和配送系統(tǒng)等整個(gè)信息系統(tǒng)均由京東自主開發(fā), 擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán), 所有國(guó)內(nèi)外先進(jìn)的自動(dòng)化設(shè)備均由京東進(jìn)行總集成。

整體產(chǎn)能較低, 立體倉庫利用率不高。上海亞一的立體化倉庫在整個(gè)一期倉庫里占地面積最大, 但是儲(chǔ)位利用率并不高, 閑置空間很多, 造成了較大的浪費(fèi)。亞洲一號(hào)的分揀處理能力每小時(shí)能達(dá)到1.6萬件, 每天能夠處理的單量最高約為40萬件, 實(shí)際每天處理量為2 0萬件左右, 產(chǎn)能較低, 遇上“618”“雙十一”等大促時(shí), 處理起來較為吃力。

目前京東智能化倉儲(chǔ)體系對(duì)人力的依賴度仍然較大。雖然京東上海亞一號(hào)稱高科技、自動(dòng)化倉庫, 但是它在商品入庫、揀貨、打包等流程中仍然需要耗費(fèi)大量的人力資源, 且也在一定程度上浪費(fèi)了庫區(qū)的可利用面積, 影響了倉庫的高效率運(yùn)轉(zhuǎn)。

自動(dòng)化倉庫的商品種類較為單一。為了實(shí)現(xiàn)高度自動(dòng)化, 需要智能化設(shè)備作為支撐, 而現(xiàn)有的技術(shù)條件使得智能設(shè)備在使用過程受到一些條件的限制。上海亞一的商品, 大多是電子類以及中小件商品, 產(chǎn)品規(guī)整, 清點(diǎn)也較方便。但是其他品類的商品, 如食品和酒水, 仍然依靠傳統(tǒng)的人力進(jìn)行上架、揀貨等操作, 而這些商品占京東銷售額的比重也很大, 未來京東如果不能對(duì)這一部分商品的倉儲(chǔ)體系進(jìn)行改善, 可能會(huì)影響企業(yè)整體的智能化進(jìn)程。

倉庫部分環(huán)節(jié)設(shè)計(jì)不完善。由于上海亞一是京東智能化倉儲(chǔ)體系的初步探索, 部分流程及設(shè)施設(shè)計(jì)還存在一定缺陷, 不完善的地方較多, 很多環(huán)節(jié)還是沿用以前普通倉的運(yùn)作模式。例如, 閣樓揀貨模式是“一單一揀”, 即每次揀的貨物是以客戶訂單為單位, 而不是普通倉的, 將很多單整合到一起進(jìn)行揀貨的“多單一揀”模式。但是, 亞一的揀貨員在每次揀貨完成后, 是將貨物放到籃筐中, 再由傳送帶運(yùn)送到一樓的復(fù)核打包區(qū), 由專人將放在籃筐里的貨物進(jìn)行復(fù)核并包裝。這樣, 就增加了商品出庫前的流程, 整個(gè)倉庫的產(chǎn)能也會(huì)受到一定限制。

減少產(chǎn)能浪費(fèi), 提高系統(tǒng)算法精確度。要想減少空間占據(jù)最多的立庫區(qū)域的浪費(fèi), 可以劃出一個(gè)專門區(qū)域, 用來堆放揀貨倉以及周邊其他京東倉庫的滯銷品;也可以利用這些空間, 用來存放大家電等大宗貨物, 一個(gè)儲(chǔ)位放置一個(gè), 當(dāng)有客戶下單時(shí), 貨物直接從立庫出庫, 無須經(jīng)過揀貨環(huán)節(jié)。另外, 通過提高各流程信息系統(tǒng)算法的精確度, 例如, 可以通過優(yōu)化揀貨員的揀貨路徑, 提升揀貨效率, 從而提高產(chǎn)能。

通過流程改善, 減少人力耗費(fèi)。目前, 京東倉儲(chǔ)內(nèi)部成本占比最高的便是勞動(dòng)力成本, 因此控制人效也是京東精益管理的重點(diǎn)。以商品揀貨打包為例, 由于上海亞一是“一單一揀”的模式, 因此揀貨員在揀貨時(shí), 將貨物直接放到相應(yīng)的包裝內(nèi), 形成一個(gè)“移動(dòng)打包區(qū)”, 省去了打包環(huán)節(jié), 包裹通過傳送帶直接到分揀區(qū), 從而提高了商品出庫效率。在上海亞一分揀區(qū), 當(dāng)貨物從分揀區(qū)的傳送帶流向各個(gè)出口之后, 貨物會(huì)直接滑落, 如果不及時(shí)拿走出貨口的貨物, 會(huì)產(chǎn)生堆積并導(dǎo)致貨物掉落。所以, 每個(gè)出貨口都會(huì)有至少兩個(gè)接貨員負(fù)責(zé)收集貨物, 碼放整齊, 并放到運(yùn)貨的叉車或推車上。這樣不僅浪費(fèi)人效, 而且貨物掉落會(huì)破壞貨物包裝。為了改善這一點(diǎn), 可以在每個(gè)出貨口設(shè)置一個(gè)收納袋懸掛處, 貨物到達(dá)出口時(shí)可以直接落入收納袋中, 不會(huì)跌落在地;當(dāng)收納袋里貨物收集得較滿時(shí), 理貨員便可以將這一袋拿下, 直接堆放到運(yùn)貨車上, 再懸掛一個(gè)收納袋, 繼續(xù)收集貨物。另外, 為了避免貴重貨物在收納袋內(nèi)形成擠壓破壞包裝, 在中小件及較輕的文件等物品的接貨口安置收納袋更為合適。這樣, 可以減少在出貨口等待的接貨員數(shù)量, 提升勞動(dòng)力效率。

加快標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè), 擴(kuò)大智能化倉庫應(yīng)用范圍。標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)并非“一刀切”, 而是要根據(jù)每個(gè)商品的特性進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)制定, 可以從以下幾點(diǎn)著手:對(duì)商品進(jìn)行物流屬性采集, 并將這些信息匯總到系統(tǒng), 以便于系統(tǒng)根據(jù)這些商品屬性進(jìn)行分類及規(guī)劃, 將其納入智能化倉儲(chǔ)體系中。要對(duì)商品的包裝、存放等建立標(biāo)準(zhǔn), 使得每一個(gè)入庫商品都規(guī)范化, 這是今后進(jìn)行自動(dòng)化揀選的基礎(chǔ)。對(duì)倉庫的通道寬度進(jìn)行統(tǒng)一量定, 對(duì)每一個(gè)貨架擺放點(diǎn)進(jìn)行定點(diǎn)定位, 并將地標(biāo)納入GPS系統(tǒng), 這些都可以為AGV機(jī)器人揀選的應(yīng)用提供可行性。

對(duì)不成熟的環(huán)節(jié)進(jìn)行改善優(yōu)化。上海亞一的各個(gè)換件設(shè)計(jì), 既有借鑒, 也有自己的研發(fā), 由于是第一次探索, 難免會(huì)有一些不成熟的環(huán)節(jié), 仍然沿用傳統(tǒng)的模式, 缺少智能化。以閣樓揀貨區(qū)為例, 很多商品擺放比較隨意, 系統(tǒng)分配的儲(chǔ)位不夠規(guī)范, 很多同類、甚至是同一件商品被分配到距離較遠(yuǎn)的儲(chǔ)位上, 而且有些單個(gè)商品被安置在完全不同品類的區(qū)域, 反映出算法的精確度和智能度不夠高。今后, 京東在設(shè)計(jì)儲(chǔ)位分配算法時(shí), 可以將同類、同種商品盡量放在同一區(qū)域, 同時(shí), 設(shè)計(jì)專門的暢銷品和滯銷品存放區(qū), 從而減少揀貨時(shí)走“回頭路”, 提高揀貨速度。