003内部仓储物流的“降维打击”
003内部仓储物流的“降维打击”
最近看到经常有人在谈《三体》里的“降维打击”，这让我也想起来我熟悉的仓储物流自动化领域里可能也有类似的“降维打击”。正好在这里让我也来理一理。
“降维打击”一词来自中国科幻作家刘慈欣的科幻小说《三体Ⅲ·死神永生》，特指宇宙文明之间从三维降至二维的攻击。如今我们经常用这个词来形容两者之间差距较大，强者一方稍微动作即可轻松把对方击败，两者不在同一个水平线上。
仓储物流自动化行业里也发生过很多次的技术革命，其实每次的技术革新也都可以认为是对之前的技术一次妥妥的“降维打击”。
仓库存储
一、原始方案0维度：
为了便于整理，在人类还没发明出叉车类的工具之前，在仓库里，人们是直接把货物堆在地上的，如果仓库比较小，物品比较少的情况下，人们可以随用随取，凭借人为的记忆来管理库外和进出库作业记录。随着物资的库存量越来越大，人们在仓库里要给仓库分一些区域以便于管理，同时有了书面的出入库和库存的记录。人们为了利用仓库的高度空间，尽量的将货物摞在一起，但是人的身高有限，摞的太高物品也不稳，人们慢慢的搭建起来货架将物品存放到隔间里。
二、1维度打击方案：
物品的存量越来越多，人们用托盘将物品承在一起，但是托盘太沉，人们又发明了机械车—叉车来搬运托盘。有了叉车，人们可以用它把两个或者三个托盘摞起来，如果托盘上的物品不规则，人们又用叉车把托盘挑到货架单元格里进行存储。货架结构四四方方，整整齐齐，每个格都独立存放一定的物品，人们又给每个货架单元编上号，叉车进出库搬运后，人们对应自己的库房账本与货架号记录好物品信息和作业信息。
打击点：仓库存储量直接翻倍或者三倍，对于批量的货物，人不用再去自己去搬，而是借用机械车辆去操作。利用货架管理比在地上划片更加可行和容易管理。
三、2维度打击方案：
托盘的存量再升一级，如果把货架做的高一点，仓库的面积不变的情况下可以多存放很多托盘。人们逐步升级叉车的结构，不断增加叉车门架的级数和叉车的结构，可以使托盘叉到6米高的地方。大大的提升机了仓库的库容，并且有效的利用了空间的高度。
打击点：在原来仓库占地面积不变的情况下，有效利用高位空间，仓库存储量再次翻倍。
四、3维度打击方案：
托盘的存量继续增加，需要更多的货位。之前的方案存在的问题：
叉车在货架之间工作时，占用的通道太宽；
驾驶员在驾驶室叉取高处托盘时，需要瞄准货架，心惊胆战，太累；
驾驶员开车时需要花费时间找正确的货架位置和高度位置
为了解决以上问题，人们又采用了窄巷道的高位拣选车，叉车直线开进货架支架的巷道里，叉子采用侧移机构，叉车无需转弯，极大的节省了巷道空间。驾驶员随着货物的升降而升降，货物一直在驾驶员视觉范围内，同时可以预先在叉车里设置好层高和常用的货架位置，可以实现轻松驾驶和进出库作业。窄巷道
叉车可以叉取到8米多的高度位置。
打击点：轻松驾驶，巷道变窄，仓库存储量再升级。
五、4维度打击方案：
随着时代的进步，仓储物流中心越来越成规模效应，仓库里的库容量的要求进一步提升的同时，进出库的效率也比之前有了更快的要求。全自动立体仓库由此产产生。立体仓库由高架货架和高速堆垛机组成，结合现代计算机和信息技术，可以实现货物单元的全自动进出库和自动化信息管理。堆垛机在两排货架之间直线运行，不需要转弯，所以巷道极窄，占地面积得到有效的利用；货架最高可以建设到40米高处，是之前传统的叉车的5倍作业高度，仓库库容率也极大的提升；堆垛机的三维动作可以同时进行，并且在固定的轨道上运行，直线运动速度可达150米/分；堆垛机的三个维度都有动态位置标定，系统给堆垛机下发指令后，堆垛机会自行运行到正确货架位置并将货物从货架取出来。堆垛机的工作状态会实时上传到仓库管理软件WMS，因此仓库的进出库作业和库位信息会自动被跟踪和更新。
打击点：仓库作业完全无人化；仓库高度大增，库容量也极大的被提升；堆垛机无人驾驶，速度快，进出库效率非常高。仓库信息管理完全无人化。
订单拣选
一、原始方案0度：
仓储物流中心发货的时候很多情况下不是一个整托盘的同种货物或者不是一个整料箱的同种货物，比如服装配送中心中的一个订单可能是3件不同的上衣和一条裤子，这时候需要拣选人员要找到3个分别存有这三种不同上衣的料箱和1个存有这个型号裤子的料箱，然后把这4件衣服分别挑出来然后放到一个空的出货料箱里，这个订单就算完成，等待下一步的发货。拣选人员需要做如下的工作：
- 拆分订单
- 查询订单所含物品所在的仓储位置
- 找一个空箱子，并跟随拣选 走到这三个仓储位置，并安装订单要求的数量拿出正确数量的物品，放到空箱子
- 做好拿货的记录和对应的库位记录
- 带好拣选后的空箱子到待发货区
二、1维打击方案：
采用电子标签拣选系统可以使订单拣选工作变得轻松易操作。仓储中心内要发货的所有物品按照品种分类并放置于一排用来拣选的流利式货架，流利式货架的高位入口端由工作人员依据各品类是否缺货进行补充，以保证拣选人员永远有货可拣。拣选员面对的正面货架每个格口处配有一个电子拣选标签来和拣选员进行交互。拣选订单收录到系统后会拆分订单内容，对应的电子标签会以此提醒拣选员该从哪个货格拿并且拿多少。当前货格拿完后，拣选员按电子标签上的按钮并确认，以此顺序完成一个货格的拣选就将物品放到空箱子里直至完成本次订单。空箱子用输送机系统输送至拣选工位区。
打击点：空箱子来源不用拣选员关心；当前要从哪个货架上取系统会提示；货格处拿多少系统会提醒；有专人去固定的流利式货架区域去补货
三、2维打击方案：
以往的订单拣选工作都有一个共同的问题，拣选员要去拿到当前订单需要的物品，那就要求拣选员要频繁的在不同的货物位置处走动，如果拣选的区域较大，或者物品的种类较多，那拣选员走路的时间会很长。“货到人”的智能拣选方案孕育而生，这里介绍一种近几年来非常热门的“货到人”系统：Kiva搬运机器人配合移动货架的智能拣选系统。仓储中心内所有物品按照类别被存放到移动货架的小格子内，系统会给每个货架和每个小格子一个编号并录入到系统内，移动货架可以由Kiva搬运机器人从底部托起并且移动到仓库内的任何位置。当有拣选订单下发时，多台Kiva搬运机器人会根据订单内容去把对应的移动货架搬运到拣选人员的固定工作区，移动货架到达固定工作区后，系统会提示拣选人员从正确的小格子里拿正确的物品和正确的数量，后续的移动货架会被多台Kiva机器人以此搬运到拣选工作位，直至订单完成。
打击点：拣选员不用再在货架里奔波去找物品，只需要待在原地就可完成所有拣选工作。
四、3维打击方案：
为了有效利用仓库的空间，移动货架经常被做到2米的高度，操作员要经常踩上梯子到高处货格拿货，同时移动货架里有很多隔间，拣选员为了应付订单，会上上下下的从不同的格子里拿不同的货物出来。能否让拣选员更加轻松一点。如果每次来拣选员面前的不是整个移动货架而是单独的箱子，那拣选员劳动会更加轻松简单一些。基于料箱为单位的“货到人”的拣选系统就是这样设计的。供拣选的物品料箱被存到miniload系统里，系统订单下达后，miniload系统会将需要的料箱出库，料箱会被自动传输系统输送到“货到人”智能拣选站台，站台处提醒拣选员当前拿几个物品，以此顺序，完成后续料箱的拣选工作。整个过程由信息化自动管理。
打击点：拣选员只在一个工作位置上，物品拿取工作只在一个工作高度上，非常轻松。
五、4维打击方案：
得益于人工智能技术和视觉识别技术，机器人也可以代替人完成从料箱里精确的对物品的抓取，从而组成“货到机器人”的解决方案。
打击点：订单拣选完全实现无人化，信息流也由计算机软件完成。
任何行业内部都在发生着技术进步和产品迭代，也就是任何时候都在发生着降维打击，物流自动化里的技术更新非常多，日后再找几个点来分享。
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