自動(dòng)搬運(yùn)機(jī)器人開始在自動(dòng)化的第二階段中大顯身手。
通過(guò)尖端科技與公司優(yōu)勢(shì)開拓“2030愿景”
以鴻池運(yùn)輸株式會(huì)社為核心的KONOIKE集團(tuán)宣布了其“2030愿景”，也就是對(duì)2030年（公司成立150周年）的商業(yè)環(huán)境變化作出預(yù)測(cè)，以中期管理計(jì)劃（2019年3月至2021年3月的財(cái)政年度）為基礎(chǔ)，定下經(jīng)營(yíng)方向。同時(shí)，該公司宣布一系列舉措，旨在通過(guò)將人工智能、機(jī)器人等新技術(shù)與公司多年發(fā)展優(yōu)勢(shì)相結(jié)合，開拓全新的服務(wù)市場(chǎng)。
KONOIKE集團(tuán)還投資了一家專注于先進(jìn)技術(shù)領(lǐng)域的風(fēng)險(xiǎn)投資公司（GTV FundI Investment，L.P.），以便通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新加強(qiáng)物流現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)踐能力，并加速創(chuàng)建新型業(yè)務(wù)；并計(jì)劃在改善工作環(huán)境、解決日益嚴(yán)重的勞動(dòng)力短缺問(wèn)題的同時(shí)，與世界各地的技術(shù)初創(chuàng)企業(yè)進(jìn)行接觸，以提高生產(chǎn)力和加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)戰(zhàn)能力，并致力于發(fā)現(xiàn)和培育新的核心業(yè)務(wù)，進(jìn)行價(jià)值創(chuàng)新。
分屬于該公司關(guān)西中央分部的“西大阪配送中心”，是一處負(fù)責(zé)企業(yè)客戶辦公用品網(wǎng)購(gòu)配送業(yè)務(wù)的物流基地。
關(guān)西中央分部西大阪配送中心的副經(jīng)理森川邦彥介紹道：“從2004年6月，本中心開始承擔(dān)網(wǎng)購(gòu)部門的倉(cāng)庫(kù)運(yùn)營(yíng)工作，承包入庫(kù)、保管、出庫(kù)、包裝、發(fā)貨、退貨等一條龍服務(wù)。西大阪配送中心于2016年9月正式投入運(yùn)營(yíng)，總建筑面積為48,190平方米，建筑共高四層，配有一系列自動(dòng)化物料處理（MH）設(shè)備，傳送帶總長(zhǎng)度超過(guò)3,600米，也是本公司最大的配送中心?！?/p>
西大阪配送中心概況
西大阪配送中心的建筑結(jié)構(gòu)共分為四層（圖表1），一層除出庫(kù)區(qū)之外，主要負(fù)責(zé)處理大批量運(yùn)輸?shù)娜沼闷泛惋嬃系蓉浧罚?duì)中心的日常出庫(kù)工作快速進(jìn)行處理；二層用于儲(chǔ)存和運(yùn)輸制造商所包裝的大件商品；三層有一個(gè)收貨區(qū)，負(fù)責(zé)對(duì)入庫(kù)貨品進(jìn)行檢查并送至各樓層，同時(shí)也會(huì)進(jìn)行特殊商品和大件物品的存儲(chǔ)和出庫(kù)；四層則是處理各種小批量的辦公用品和日用品，并完成各種貨品出庫(kù)。
讓我們大致概覽一下貨品在中心的流動(dòng)情況吧。
貨品運(yùn)到三層入庫(kù)區(qū)后，司機(jī)使用手推地牛進(jìn)行卸貨。工作人員對(duì)貨品進(jìn)行查驗(yàn)后，根據(jù)特性把貨品送到相應(yīng)的儲(chǔ)存區(qū)。不適合裝入料箱的貨品，如長(zhǎng)條形貨品，統(tǒng)一匯總到異形包裝貨品區(qū)，并存放至該層直接進(jìn)行包裝運(yùn)輸。
送到各樓層的貨品會(huì)被各自運(yùn)送到指定貨架進(jìn)行存放。前三層使用叉車，第四層則使用手推地牛。出庫(kù)頻率高的貨品會(huì)以托盤的形式存放到貨架上。
森川先生表示，“公司會(huì)分情況使用自有物流和快遞進(jìn)行送貨。針對(duì)包含大阪在內(nèi)的近郊地區(qū)會(huì)使用當(dāng)日達(dá)的自有物流，每日上午和下午分別配送兩次；其他地區(qū)則使用次日達(dá)的快遞?！?/p>
耗費(fèi)兩年完善構(gòu)思
該中心經(jīng)營(yíng)的商品基本都是面向辦公室的B2B物流，擁有數(shù)以萬(wàn)計(jì)SKU。這些業(yè)務(wù)包含當(dāng)日達(dá)和次日達(dá)，每天需要對(duì)數(shù)萬(wàn)件訂單迅速做出反應(yīng)，很難同時(shí)兼顧商品的準(zhǔn)確存儲(chǔ)、揀選、分類等作業(yè)的質(zhì)量和生產(chǎn)效率。
該中心的運(yùn)營(yíng)領(lǐng)導(dǎo)人宮本惠示所長(zhǎng)談及企業(yè)目標(biāo)時(shí)說(shuō)道：“我們的目標(biāo)不僅是實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，還要充分發(fā)揮機(jī)器和人各自擅長(zhǎng)的能力，制定運(yùn)營(yíng)規(guī)范。不論是倉(cāng)庫(kù)布局設(shè)計(jì)，還是MH設(shè)備的選擇，都按照該方針進(jìn)行。開業(yè)之前，貨品曾存放在舊物流中心和兩個(gè)外部倉(cāng)庫(kù)，共三個(gè)地點(diǎn)，總共占地約9,000坪（29,700平方米），為了將三處倉(cāng)庫(kù)進(jìn)行整合、提高效率，我們規(guī)劃了這處新的物流中心。為了利用這處單層足有5,000坪（16,500平方米）的區(qū)域，我們與合作伙伴一同，對(duì)揀選方式等倉(cāng)儲(chǔ)問(wèn)題進(jìn)行無(wú)數(shù)次討論。大概花費(fèi)兩年時(shí)間構(gòu)建全新的工作流程、設(shè)備配置和布局。”
第一年的主要工作是讓現(xiàn)場(chǎng)的所有成員聚集在一起，找出所有現(xiàn)存問(wèn)題。在第二年，公司和自動(dòng)化MH設(shè)備供應(yīng)商大福一起討論了工作流程、庫(kù)內(nèi)布局和揀選方法，建立一套獨(dú)有系統(tǒng)。據(jù)說(shuō)當(dāng)時(shí)中心為了討論并解決各種問(wèn)題，各相關(guān)方每周都要聚在一起進(jìn)行2~3個(gè)小時(shí)的討論。
“這里的設(shè)計(jì)從構(gòu)思到建立，花了很長(zhǎng)時(shí)間，但我認(rèn)為這些努力沒有白費(fèi)，現(xiàn)如今，我們已經(jīng)大大消除了傳統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)所存在的問(wèn)題?！睂m本所長(zhǎng)自豪地說(shuō)。
森川邦彥先生
宮本惠示氏
以四種揀選方式推進(jìn)合理化
在對(duì)新中心的構(gòu)思之中，最顯著的特征就是將主要的揀選方式從接力揀選切換為總量揀選。為此，中心引進(jìn)了大福公司制造的穿梭貨架（快速立體料箱分揀系統(tǒng)），大大提高了最終按客戶分類，進(jìn)行分揀工作的效率（圖表2）。為了進(jìn)一步應(yīng)對(duì)種類繁多的產(chǎn)品出庫(kù)，現(xiàn)在結(jié)合使用以下四種分揀方法：
一是總量揀選方式，每個(gè)區(qū)域同時(shí)進(jìn)行揀選，利用穿梭貨架進(jìn)行匯總，在下一道工序中進(jìn)行分類。二是單行揀選方式，挑選出各個(gè)區(qū)域中單一貨品訂單，依靠推車進(jìn)行揀選，不使用傳送帶。三是區(qū)域內(nèi)訂單揀選方式，在每個(gè)區(qū)域中挑選出能在區(qū)域內(nèi)完成的多種商品訂單，揀選完成后，通過(guò)分流線把訂單直接送到包裝區(qū)域。四是成箱揀選方式，挑選出以箱為單位的訂單，依靠推車進(jìn)行揀選，不使用傳送帶。
將主要的揀選方式改為總量揀選的原因是，舊物流中心采取的方式曾是接力揀選，但在實(shí)踐中出遇到了各種故障問(wèn)題，令工作負(fù)荷大大提高。
傳統(tǒng)的物流中心采用的接力揀選方式，即以訂單為單位，依次揀選各個(gè)區(qū)域的商品。其缺點(diǎn)也為眾人所知，如果每個(gè)區(qū)域都有多重商品訂單，則會(huì)發(fā)生重疊的揀選路徑，導(dǎo)致工人步行距離增加，并且需等待下一個(gè)揀貨周轉(zhuǎn)料箱的到達(dá)，增加了工人的等待時(shí)間。為了解決這些問(wèn)題，該中心決定進(jìn)行更改為整體揀選方式。
經(jīng)過(guò)深思熟慮后，中心采用的工作流程是：在每個(gè)區(qū)域?qū)?6個(gè)訂單分為一個(gè)批次，把訂單中的貨品一齊揀選出來(lái)，再按物品類型分類放入折疊貨箱（以下簡(jiǎn)稱料箱）。然后，將料箱送到裝卸區(qū)的穿梭貨架上，并臨時(shí)存放。從這里集中出庫(kù)已完成集貨的同批次訂單料箱。
下一道工序是HAS（手持終端分類系統(tǒng)），工人使用手持終端將料箱中16個(gè)訂單的貨品按目的進(jìn)行分類。在批量處理這些訂單時(shí)，無(wú)論是揀選還是分類，都只需最短的步行距離。這樣就可以隨機(jī)應(yīng)變地分配工人到訂單較多的區(qū)域。采用總量揀選方式之后，中心揀選處理能力大大提高。
負(fù)責(zé)工作進(jìn)度和設(shè)備管理的小組組長(zhǎng)中村剛志先生講述了物流中心改變揀選方式的另一個(gè)原因，“我們之所以決定采用總量揀選方式，也是考慮到入庫(kù)作業(yè)的效率。新中心決定為每家客戶劃出存貨的固定區(qū)域。這可以大大減少入庫(kù)時(shí)的工作負(fù)擔(dān)，也讓總量揀選變得更有效率。新中心還采用了舊中心無(wú)法實(shí)現(xiàn)的想法，例如給大型商品劃出專用區(qū)域，為以托盤為單位入庫(kù)的貨品劃出托盤專用存放區(qū)域等?！?/p>
舉個(gè)例子，中心四層使用了后文提到的自動(dòng)搬運(yùn)機(jī)器人（圖表3所示）。這些區(qū)域依序編號(hào)為401到415，每個(gè)廠家都把貨品存放在固定區(qū)域。在這12個(gè)區(qū)域中，目前除了408號(hào)區(qū)域之外，有11個(gè)區(qū)域正在進(jìn)行揀選。
負(fù)責(zé)管理現(xiàn)場(chǎng)的主要領(lǐng)導(dǎo)松林龍?zhí)烧f(shuō)，“舉個(gè)例子，假如客戶訂購(gòu)了圓珠筆，他不會(huì)分別給黑筆和紅筆指定不同的廠商，因此這種情況下可以在同一個(gè)區(qū)域進(jìn)行分揀。通過(guò)給各個(gè)廠商指定專屬的庫(kù)區(qū)，出庫(kù)時(shí)商品也會(huì)沿著流程漂亮地送出去?！彼赋?，在庫(kù)區(qū)中按制造商分類儲(chǔ)存也有利于實(shí)現(xiàn)高效揀選。
“不管怎樣先試試”
該中心轉(zhuǎn)型為總量揀選之后，實(shí)現(xiàn)了物流合理化，但隨著客戶業(yè)務(wù)的增長(zhǎng)，出貨量逐年增加，傳送帶“堵車”現(xiàn)象也隨之而來(lái)。因此，盡管通過(guò)挑選出各個(gè)區(qū)域中單一貨品訂單進(jìn)行“單行揀選”，可以減輕機(jī)器負(fù)擔(dān)，但仍無(wú)法解決傳送帶“堵車”問(wèn)題。
面臨這一情況，針對(duì)傳送帶“堵車”導(dǎo)致工人長(zhǎng)時(shí)間等待，有人提出建立一條分流線的想法，即貨品無(wú)需在揀選后進(jìn)入穿梭架等待進(jìn)一步分揀，而是直接運(yùn)往包裝場(chǎng)。因此“區(qū)域內(nèi)訂單揀選方式”應(yīng)運(yùn)而生。
這種方式，一開始就將單獨(dú)區(qū)域的訂單分出來(lái)，進(jìn)行單獨(dú)揀選，將貨品放入料箱，通過(guò)分流線直接運(yùn)送到包裝場(chǎng)。在單獨(dú)區(qū)域內(nèi)完成的訂單省去了穿梭貨架的等待時(shí)間，在揀選時(shí)，它的送貨地點(diǎn)就已確定。通過(guò)跳過(guò)穿梭貨架和手持分揀系統(tǒng)的工序，減少工人的等待時(shí)間，并有效避免了料箱“堵車”。
“我認(rèn)為，將可以在單獨(dú)區(qū)域內(nèi)完成揀選的訂單挑選出來(lái)，利用其它手段進(jìn)行揀選，然后通過(guò)分流線直接運(yùn)送到包裝場(chǎng)的這一方式，是前所未有的創(chuàng)新想法。我們每天都在作出類似努力，以彌補(bǔ)整體揀選的缺點(diǎn)?？蛻粼谝恢軆?nèi)的不同時(shí)間和淡季旺季所產(chǎn)生的巨大需求波動(dòng)，上下相差達(dá)1.5倍左右，單靠機(jī)器的能力是無(wú)法應(yīng)付的。我們已開始重新審視流程本身，并且集思廣益，考慮建立新的機(jī)制來(lái)克服這種波動(dòng)?！睂m本所長(zhǎng)分析道。
同樣，“整箱揀選”也是挑出以箱為單位的發(fā)貨訂單，并采用其它手段分開處理，為此該中心也采取了各種各樣的巧思。
質(zhì)量控制和教育負(fù)責(zé)人組長(zhǎng)大野泰繼補(bǔ)充道：“例如，我們會(huì)使用推車揀選，減少傳送帶的負(fù)荷，但為了讓推車使用起來(lái)更快捷，我們又在推車上添加許多功能，例如輪子剎車器和制動(dòng)器等。我們中心的特色是，任何在現(xiàn)場(chǎng)能想到的東西，都要先去試一試。”
就這樣，中心管理人員相互交流智慧，每當(dāng)新的挑戰(zhàn)出現(xiàn)，他們都會(huì)進(jìn)行各種改進(jìn)，以更好發(fā)揮設(shè)備能力，實(shí)現(xiàn)腦海中設(shè)想的理想狀態(tài)。
各種改進(jìn)想法不僅來(lái)自中心管理部門，也來(lái)自在中心的日常工作人員。該中心的強(qiáng)大之處在于它不僅能夠聽取工人意見，而且能夠迅速著手加以實(shí)施。因此，參觀者經(jīng)常會(huì)驚訝地說(shuō):“這里和上次來(lái)的時(shí)候完全不一樣了?！?/p>
關(guān)于揀選方式改變后達(dá)成的效果，宮本所長(zhǎng)說(shuō)：“盡管總量揀選使揀選速度得以提高，但與此同時(shí)，穿梭貨架和手持分揀系統(tǒng)的分揀工序也必不可少。所以我們沒辦法簡(jiǎn)單地比較效率，總體上而言，效率提高了約10%?，F(xiàn)在工人不需要等待時(shí)間，可以同時(shí)作業(yè)，所以我認(rèn)為我們的爆發(fā)力得到了確確實(shí)實(shí)的提高。”
中村剛志先生
松林龍?zhí)上壬?/p>
應(yīng)用自動(dòng)搬運(yùn)機(jī)器人
除了穿梭貨架之外，該中心還采用了其他自動(dòng)化設(shè)備。
其中之一就是將包裝工序的自動(dòng)化系統(tǒng)“I-Pack”投入使用。該系統(tǒng)具有自動(dòng)測(cè)量裝箱貨品高度，將箱子調(diào)整到適當(dāng)高度并密封的功能，目前的運(yùn)行成績(jī)相當(dāng)于18名工人的工作量。這使得高效率的人員配置成為可能，例如可以將這些節(jié)約下來(lái)的人員分配到揀選工作中去?！癐-Pack”使用的是一種專用紙箱，包裝時(shí)該紙箱的高度可以根據(jù)內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整。
然而，目前中心仍然有許多商品是手工打包。例如，公司自有物流負(fù)責(zé)配送附近的貨物，公司自有物流的司機(jī)能夠始終小心處理貨品，所以貨品只需手工用塑料袋進(jìn)行簡(jiǎn)易包裝即可。如上所述，該公司是根據(jù)客戶的要求，來(lái)確定自動(dòng)化處理貨品。
另一處自動(dòng)化設(shè)備則是在四層投入使用的兩臺(tái)自動(dòng)搬運(yùn)機(jī)器人?！癘TTO100”和“OMRONLD系列”，都不需要磁帶和其他引導(dǎo)路線，可以在中心內(nèi)自動(dòng)尋路，幫助工人進(jìn)行存儲(chǔ)和補(bǔ)貨的搬運(yùn)工作。挑戰(zhàn)將機(jī)器人投入實(shí)際使用，鮮明地標(biāo)志著公司的自動(dòng)化工作進(jìn)入了一個(gè)全新的階段。
松林先生解釋道：“大致而言，‘OTTO100’用于在附屬辦公室與作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)之間交換貨品及發(fā)票，而‘OMRONLD’則在不同區(qū)域間運(yùn)送貨品。圖表4中的藍(lán)線代表‘OTTO100’，綠線代表‘OMRONLD’的行駛路線，運(yùn)輸對(duì)象以當(dāng)天入庫(kù)的商品為主。這種自動(dòng)化作業(yè)不僅節(jié)省了工人步行量和時(shí)間，還提高了附屬工作的效率。”
這里提到的附屬工作之一，是用戶堅(jiān)持要求提前交付貨品時(shí)所產(chǎn)生的臨時(shí)措施。在這種情況下，工人必須拿著揀貨單在每個(gè)貨架上揀選貨品，如果每天發(fā)生幾次類似訂單，就會(huì)產(chǎn)生相當(dāng)長(zhǎng)的步行距離。與其讓工作人員往返取貨，不如在每個(gè)區(qū)域準(zhǔn)備好貨品，工人把它放在機(jī)器人上運(yùn)輸，這樣可以大大減少步行距離。
森川說(shuō):“運(yùn)行路線有限制的‘OTTO100’每天會(huì)運(yùn)行1公里左右，‘OMRON100’每天會(huì)運(yùn)行3公里左右?！?/p>
第三層鋪設(shè)了一條傳送帶，可以把入庫(kù)貨品自動(dòng)運(yùn)送到各個(gè)區(qū)域，除此之外，還有一些貨品會(huì)連同托盤一起運(yùn)到第四層，單靠傳送帶可能無(wú)法完全處理。據(jù)說(shuō)，“OMRONLD”在減輕搬運(yùn)工作上也發(fā)揮了作用。
“通過(guò)投入自動(dòng)運(yùn)輸機(jī)器人，我們學(xué)到了很多，”宮本所長(zhǎng)表示，“運(yùn)輸機(jī)器人最大的缺點(diǎn)是，如果入庫(kù)貨品太多，堵塞了通道，它們就跑不動(dòng)了。盡管這些搬運(yùn)機(jī)器人在制造業(yè)的工廠里大顯身手，但在物流中心卻一直沒有得到廣泛應(yīng)用。使用之后發(fā)現(xiàn)，最重要的原因就是無(wú)法給它保證通道。在這方面，我認(rèn)為本中心對(duì)通道的劃分很清楚，所以搬運(yùn)機(jī)器人仍擁有很大的應(yīng)用空間。在目前的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，我們正在嘗試各種不同的使用方法，以尋找減少人員搬運(yùn)工作的最佳用法?！?/p>
宮本所長(zhǎng)樂觀地說(shuō)，“投入使用后，它能完成相當(dāng)于一個(gè)搬運(yùn)工的工作。雖然投入了巨大的投資，但這讓從來(lái)沒有使用過(guò)機(jī)器人的我們有機(jī)會(huì)學(xué)習(xí)地圖功能和其他技術(shù)?！?/p>
人機(jī)協(xié)作，分工明確
為了“OTTO100”，中心在每個(gè)區(qū)域安裝了三個(gè)WiFi接入點(diǎn)，并在站點(diǎn)間自動(dòng)運(yùn)行。通過(guò)WiFi連接，工人可以確定它的當(dāng)前位置，并且遠(yuǎn)程控制它，但由于信號(hào)的關(guān)系，它只能進(jìn)行直線移動(dòng)，這讓人十分苦惱。盡管該中心試圖增加信號(hào)接入點(diǎn)，但是效果仍不理想。
“在投入使用后我們注意到，由于現(xiàn)場(chǎng)大量便攜式終端，無(wú)線信號(hào)不可避免地會(huì)受到干擾。所以我們盡量只走沒有信號(hào)干擾的路線，避免造成工人負(fù)擔(dān)?！敝写逑壬榻B道。
相比之下，“OMRONLD”目前以獨(dú)立的形式運(yùn)行，中心正在考慮檢查網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，研究是否可以為其提供WiFi環(huán)境，讓多臺(tái)搬運(yùn)機(jī)器人一同運(yùn)行。如果可以進(jìn)行中央控制和遠(yuǎn)程遙控指示的話，機(jī)器人在現(xiàn)場(chǎng)的可用性會(huì)大大提高。
“網(wǎng)購(gòu)市場(chǎng)每年擴(kuò)大，如果我們不創(chuàng)新，隨著工作量進(jìn)一步擴(kuò)大，工作肯定會(huì)受到影響。因此我們必須不斷消除作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)的缺陷，同時(shí)迎接新的挑戰(zhàn)。雖然也會(huì)面臨失敗，但如果不努力改善，便會(huì)因?yàn)闊o(wú)法適應(yīng)業(yè)務(wù)量的增長(zhǎng)而給顧客帶來(lái)麻煩。因此我們正在努力采取措施?！睂m本所長(zhǎng)補(bǔ)充道。
下一個(gè)迫在眉睫的挑戰(zhàn)則是上文提到過(guò)的包裝工作。
大野先生表示，“在分揀領(lǐng)域，人類在機(jī)動(dòng)性、應(yīng)變能力等方面都明顯優(yōu)于機(jī)器人，因此我們對(duì)今后的機(jī)器人技術(shù)革新寄予厚望。另一方面，分揀后續(xù)的手工包裝作業(yè)速度跟不上揀選速度，包裝作業(yè)的自動(dòng)化也勢(shì)在必行。因此，在‘I-Pack’之后，我們正考慮安裝第二臺(tái)自動(dòng)打包機(jī)?！?/p>
大野泰繼先生
“如今在物流作業(yè)領(lǐng)域中，人類比機(jī)器的能力要強(qiáng)得多。所以我們把機(jī)器能完成的任務(wù)交給機(jī)器，人則專注于只有人才能完成的任務(wù)。這樣進(jìn)行工作的同時(shí)，也能得到一些新的改進(jìn)靈感。我們希望自動(dòng)化可以讓人花更多的時(shí)間在人類有優(yōu)勢(shì)的工作上。”宮本所長(zhǎng)最后說(shuō)道。他的眼神似乎已經(jīng)展望到了必將到來(lái)的未來(lái)。
文章精選/現(xiàn)代物流-119期
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