未來的倉庫將與今天的倉庫不同

　　今天，許多工人正忙于使用幾十年前的自動化設(shè)備，如移動掃描終端，分揀、分類、包裝和交付貨物。

　　在未來的倉庫里，將沒有人類的存在，只有機(jī)器人運(yùn)作的安靜聲音。機(jī)器人將在完全黑暗的環(huán)境中工作，加熱和冷卻將僅限于保護(hù)貨物和機(jī)器人，節(jié)省能源和成本。這些機(jī)器人和諧地移動，從貨架上取走貨物，并將它們送到傳送帶上。自動包裝系統(tǒng)為貨物制作合適尺寸的箱子。

　　無人機(jī)在空中飛行，用嵌入式射頻識別（RFID）標(biāo)簽掃描貨物，并發(fā)送關(guān)于位置和數(shù)量的實時數(shù)據(jù)。每個機(jī)器人的運(yùn)動都被跟蹤，并被送入機(jī)器學(xué)習(xí)算法。這種算法與整個供應(yīng)鏈生態(tài)系統(tǒng)相連，使一切變得更快、更有效。

　　在這種完全自動化的倉庫里，也被稱為 "熄燈倉庫"，機(jī)器人、傳感器和最先進(jìn)的算法取代了人類工人。

企業(yè)關(guān)注自動化立體倉庫（財報發(fā)布會上提及“自動化”和“立體倉庫”的次數(shù)）

　　但在我們到達(dá)那里之前，一系列技術(shù)繼續(xù)發(fā)展，以提高工人的績效。將所有物體連接到互聯(lián)網(wǎng)的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備的商業(yè)化，機(jī)器人的低成本和人工智能（AI）的進(jìn)步正在擴(kuò)大新技術(shù)在倉庫行業(yè)的應(yīng)用，從協(xié)作機(jī)器人到動力輔助服。

　　在本文中，我們將了解掌握未來倉庫關(guān)鍵的技術(shù)。

• 與人類一起工作以提高生產(chǎn)率的協(xié)作機(jī)器人（cobots）
• 掃描和移動產(chǎn)品以減少庫存管理時間的無人機(jī)
• AR 和 VR（虛擬現(xiàn)實）改善工人教育和培訓(xùn)并減少錯誤

　　首要問題，為何倉庫自動化很重要？

　　為什么倉庫自動化很重要：隨著電子商務(wù)（EC）在世界各地的使用增長，以及消費(fèi)者對快速交付的期望增加，自動化和效率已經(jīng)變得至關(guān)重要。貝恩公司（美國）估計，到2030年，自動化將使倉庫運(yùn)營成本降低13%。

　　倉庫幾十年來一直使用標(biāo)準(zhǔn)的自動化技術(shù)，如傳送帶、分揀系統(tǒng)和移動掃描儀，但越來越多地采用更智能的網(wǎng)絡(luò)連接技術(shù)，帶來效率和成本的節(jié)約。CB Insights分析師預(yù)測，到24該領(lǐng)域的市場規(guī)模將達(dá)到3260億美元。

　　第一批推進(jìn)自動化的技術(shù)將是那些提高生產(chǎn)力而不是取代工人的技術(shù)。但最終目標(biāo)是完全自動化和完全互聯(lián)的供應(yīng)鏈。機(jī)器人最終將在許多倉庫操作中完全取代工人。

　　為什么是現(xiàn)在：隨著全球供應(yīng)鏈從新的冠狀病毒災(zāi)難造成的破壞中恢復(fù)過來，隨著消費(fèi)者在商品上花更多的錢并要求更快的交付，倉庫效率比以往任何時候都更加重要。

　　倉儲業(yè)正在遭受勞動力短缺的困擾：2009年7月，美國運(yùn)輸和倉儲業(yè)的工作崗位數(shù)量達(dá)到了49萬個，創(chuàng)下歷史新高。根據(jù)從事工業(yè)移動設(shè)備的美國公司Zebra Technologies委托進(jìn)行的一項研究，60%的倉庫經(jīng)理認(rèn)為人員配置是一個挑戰(zhàn)。自動化可以彌補(bǔ)勞動力的不足。

　　另一個關(guān)鍵挑戰(zhàn)是高通脹。倉庫的三大成本--勞動力、設(shè)備和房地產(chǎn)--正在全面上升，導(dǎo)致通過自動化或提高工人生產(chǎn)力來減少勞動力需求，或最大限度地提高倉庫的利用率。

　　試圖獲得優(yōu)勢的公司：用最新的機(jī)器人和定制的自動化技術(shù)從頭開始重新設(shè)計倉庫，可能會花費(fèi)一大筆錢。美國亞馬遜公司、中國在線零售巨頭京東集團(tuán)（JD.com）和美國零售巨頭沃爾瑪?shù)裙緭碛邪惭b這種昂貴系統(tǒng)的財政資源。德國西門子、瑞士重電巨頭ABB、日立有限公司、美國信息技術(shù)（IT）系統(tǒng)巨頭羅克韋爾自動化、美國機(jī)械巨頭霍尼韋爾國際公司和Fanuc等自動化巨頭將發(fā)揮重要作用。

　　盡管如此，初創(chuàng)企業(yè)仍有很大的轉(zhuǎn)型空間。美國的Vecna機(jī)器人公司和克羅地亞的Gideon兄弟公司等初創(chuàng)企業(yè)都參與了自動叉車和其他倉庫機(jī)器人的研發(fā)。Exotec（法國）開發(fā)了在倉庫中搬運(yùn)集裝箱的機(jī)器人，而Logiwa（美國）專門從事基于云的倉庫和庫存管理。

　　倉儲的未來

　　協(xié)作機(jī)器人（cobots）

　　協(xié)作機(jī)器人是與人類一起工作的機(jī)器人系統(tǒng)。協(xié)作機(jī)器人可以利用人工智能和日益復(fù)雜的機(jī)電系統(tǒng)更快地完成任務(wù)，從而提高員工的工作效率。

　　什么是協(xié)作機(jī)器人？

　　協(xié)作機(jī)器人是旨在與人類一起安全工作的機(jī)器人系統(tǒng)。與傳統(tǒng)機(jī)器人不同，例如無需人工控制即可運(yùn)行的廣泛自動化技術(shù)，它們無意直接取代特定任務(wù)中的工人。

　　協(xié)作機(jī)器人重量輕且可移動，使其易于集成到現(xiàn)有基礎(chǔ)設(shè)施中，并將系統(tǒng)部署時間從數(shù)月縮短至數(shù)周。此外，它的成本低于傳統(tǒng)的機(jī)器人系統(tǒng)。

　　可以通過軟件程序給出工作指令，并且配備了力傳感器和圖像分析技術(shù)（計算機(jī)視覺），因此它還可以感知周圍的環(huán)境。示例包括在倉庫中運(yùn)輸貨物的自動叉車、造粒機(jī)和自動導(dǎo)引車 (AGV)。

協(xié)作機(jī)器人在過去五年中呈上升趨勢（新聞中提及“協(xié)作機(jī)器人”的次數(shù)）

　　先鋒企業(yè)

　　最近的技術(shù)進(jìn)步和較低的成本導(dǎo)致在倉儲業(yè)引入了機(jī)器人。

　　美國機(jī)器人制造商Locus Robotics在21日的E輪融資中籌集了5000萬美元，該公司共籌集了3.15億美元。該公司估計，在22年內(nèi)采摘的貨物數(shù)量將達(dá)到10億件。據(jù)該公司的首席營銷官（CMO）凱倫-利維特（Karen Leavitt）稱，該公司的機(jī)器人將每個工人的生產(chǎn)力提高了三倍，"減少了大概75-80%的步驟"。

　　一些主要的機(jī)器人制造商也在將注意力轉(zhuǎn)向倉儲物流。

　　總部位于美國馬薩諸塞州的波士頓動力公司于2007年4月收購了工業(yè)機(jī)器視覺初創(chuàng)公司Kinema Systems，以擴(kuò)大其對倉庫機(jī)器人的影響。2009年，韓國現(xiàn)代汽車集團(tuán)以11億美元收購了波士頓動力公司80%的股份。

　　同時，美國的6 River Systems公司在19日被加拿大在線購物平臺Shopify以4.5億美元的價格收購，此前該公司籌集了4700萬美元用于開發(fā)倉庫機(jī)器人。

　　Exotech是cobot領(lǐng)域的另一家主要初創(chuàng)公司。融資總額接近4.5億美元，企業(yè)價值為20億美元。該公司參與了一系列的系統(tǒng)，最引人注目的是Skypod，這是一個垂直存儲系統(tǒng)，使用倉庫運(yùn)輸機(jī)器人將貨物運(yùn)送給工人。

Skypod 是一個垂直存儲系統(tǒng)，可以將任務(wù)分配給自動運(yùn)輸機(jī)器人，并被編程為優(yōu)先處理具有高緊迫性的任務(wù)（來源：Exotech）

　　預(yù)期影響

　　協(xié)作機(jī)器人并不適用于所有類型的倉庫，但在適當(dāng)?shù)沫h(huán)境下，它們可以在不進(jìn)行大修的情況下增加顯著的價值。例如，工人經(jīng)常使用手推車、經(jīng)常走路并且面臨快速交付訂單壓力的倉庫可以從中受益。

　　該技術(shù)高度靈活且價格范圍廣泛，使其對大型和小型企業(yè)都有利可圖。部分公司還提供租賃服務(wù)，各公司可根據(jù)需求調(diào)整安裝規(guī)模。

　　協(xié)作機(jī)器人可以在減輕倉庫勞動力短缺的影響方面發(fā)揮重要作用，因為它們可以以一種易于實施的方式提高工人的生產(chǎn)率。

　　無人機(jī)

　　倉庫是受控且可預(yù)測的環(huán)境，非常適合無人機(jī)。無人機(jī)的速度、準(zhǔn)確性和進(jìn)入難以到達(dá)的地方的能力對于庫存管理等倉庫任務(wù)非常有用。

　　什么是無人機(jī)？

　　在倉庫中，無人機(jī)（飛行機(jī)器人系統(tǒng)）可用于庫存管理、內(nèi)部物流（在倉庫內(nèi)移動貨物）、檢查和監(jiān)視。

　　庫存管理的使用越來越多。輕巧的掃描儀不會妨礙您在倉庫周圍快速飛行的能力，讓您可以利用無人機(jī)的優(yōu)勢。一些公司已經(jīng)報告成功部署了無人機(jī)。

　　到目前為止，大規(guī)模采用的一個主要挑戰(zhàn)是在倉庫內(nèi)實現(xiàn)準(zhǔn)確的飛行。但新的視覺技術(shù)，例如高性能傳感器 LiDAR，顯著提高了性能，使其更易于部署在更多倉庫中。

　　倉庫經(jīng)營者應(yīng)在未來幾年密切關(guān)注這些發(fā)展。無人機(jī)潛力巨大。據(jù) Argon Consulting 稱，僅兩架庫存控制無人機(jī)就可以完成 100 名工人的工作。隨著底層技術(shù)的不斷發(fā)展，無人機(jī)性能將不斷提升。

　　先鋒企業(yè)

　　無人機(jī)目前主要用于庫存管理。

　　2017 年，麻省理工學(xué)院 (MIT) 的一個研究小組對無人機(jī)進(jìn)行了編程，使其在倉庫內(nèi)飛行并讀取 10 多米外的 RFID 標(biāo)簽。據(jù)開發(fā)該系統(tǒng)的研究小組法德爾·阿迪布教授稱，“2003 年至 2011 年間，美國陸軍倉庫中無法追蹤的物資總額為 58 億美元。通過使無人機(jī)能夠定位和識別物品和設(shè)備，這項研究將推進(jìn)解決這些問題的基礎(chǔ)技術(shù)，”他說。

　　沃爾瑪是推動采用無人機(jī)的大公司之一。2016 年，該公司表示將測試無人機(jī)，以減少與庫存跟蹤困難相關(guān)的銷售損失。僅在 2013 年，這些銷售額損失就達(dá) 30 億美元。當(dāng)時，該公司強(qiáng)調(diào)無人機(jī)可以讓工人在一天內(nèi)完成一個月的工作量。

　　這個領(lǐng)域的主要初創(chuàng)公司是 Gather AI。該公司生產(chǎn)可掃描二維碼和條形碼的庫存管理無人機(jī)。如果引入三架無人機(jī)，每小時可以掃描 1,000 個托盤的貨物。該公司最近與位于阿拉伯聯(lián)合酋長國 (UAE) 迪拜的阿聯(lián)酋航空公司旗下的機(jī)場地面支持公司 Dinata 合作，將無人機(jī)運(yùn)送到德克薩斯州達(dá)拉斯/沃斯堡國際機(jī)場的倉庫。

　　法國的 Eyesee、南非的 DroneScan 和瑞士的 Verity 也瞄準(zhǔn)了這一領(lǐng)域的成功。每家公司都提供包含倉庫管理系統(tǒng) (WMS) 的無人機(jī)系統(tǒng)，以實現(xiàn)準(zhǔn)確的日常庫存跟蹤和分析。

　　預(yù)期影響

　　無人機(jī)開發(fā)人員需要證明他們的系統(tǒng)已準(zhǔn)備好大規(guī)模使用，即使早期項目是成功的。

　　在倉庫中使用無人機(jī)將受益于許多其他行業(yè)對關(guān)鍵技術(shù)的投資，例如視頻分析。

• 內(nèi)部物流將繼續(xù)成為一項重大挑戰(zhàn)。用于倉庫的無人機(jī)的成敗，取決于能否研發(fā)出能夠載重飛行的電池。在基礎(chǔ)技術(shù)改進(jìn)之前，我們不能指望取得太大進(jìn)展。

　　增強(qiáng)現(xiàn)實/虛擬現(xiàn)實（AR/VR）

　　倉庫操作員培訓(xùn)工人、提高生產(chǎn)率和減少揀選錯誤的需求正在增長。這些是 AR/VR 可以提供幫助的領(lǐng)域。

　　VR？

　　AR 是指將數(shù)字元素疊加到真實景觀上的技術(shù)。它類似于汽車中的平視顯示器。AR設(shè)備在培訓(xùn)和揀選等領(lǐng)域很有用，因為它可以直接在工人面前顯示實時指令。這減少了訓(xùn)練時間，提高了效率，甚至使一些任務(wù)成為“可下載”的技能。

　　另一方面，VR 是一種完全虛擬的、身臨其境的體驗。除了倉庫設(shè)計布局和長期規(guī)劃外，它還可以用于培訓(xùn)，幫助新工人更快、更安全地學(xué)習(xí)工作。

　　先鋒企業(yè)

　　AR/VR 設(shè)備市場相對較新，許多初創(chuàng)公司都在爭奪份額。另一方面，該領(lǐng)域?qū)χ泻笃诠镜耐顿Y比例正在上升，呈現(xiàn)出成熟跡象。

對 AR/VR 技術(shù)的投資正進(jìn)入中期階段，顯示出成熟跡象

　　一家著名的 AR 初創(chuàng)公司是印度的 GetVu，該公司為倉庫生產(chǎn) PikVu AR 眼鏡。為揀貨員提供路線引導(dǎo)、物品識別、免提掃描和驗證，減少人為錯誤。該公司聲稱智能眼鏡可以將揀選錯誤減少高達(dá) 99.99%。

　　Vuzix 提供類似的語音控制智能眼鏡系統(tǒng)。它還具有條形碼掃描儀和實時記錄錯誤的視頻捕獲。

　　還有可以合并到倉庫管理系統(tǒng)中的 AR 系統(tǒng)?？偛课挥谌鹗康?Scandit 在 2021 年籌集了 1.5 億美元的 D 系列資金，提供用于庫存補(bǔ)充和管理的 AR 掃描系統(tǒng)。

　　各大物流公司都在推動引入AR。德國大型物流公司DHL于2017年引入AR技術(shù)并取得成效。該公司使用德國 Ubimax 的系統(tǒng)。2020年，Ubimax被德國遠(yuǎn)程連接服務(wù)TeamViewer收購。

　　另一方面，每個公司甚至在倉庫建設(shè)之前就利用 VR 來優(yōu)化工作流程和設(shè)計。例如，德國的 Erhardt Partner Group (EPG) 開發(fā)了一個特殊的空間 EPG Holodeck，內(nèi)置聲音投影，可用于規(guī)劃虛擬物流。它提供了超越傳統(tǒng) CAD（計算機(jī)輔助設(shè)計）軟件的高度沉浸式三維 (3D) 體驗。

EPG HoloLens 為倉庫和物流規(guī)劃提供 VR 體驗（來源：EPG）

　　VR 還可以幫助培訓(xùn)工人。為倉庫和制造業(yè)制造叉車的海斯特表示，它已經(jīng)用 VR 培訓(xùn)了超過 10,000 名叉車司機(jī)。VR 可用于在安全環(huán)境中快速培訓(xùn)工人。

　　預(yù)期影響

• AR/VR系統(tǒng)可以與現(xiàn)有的倉庫管理系統(tǒng)連接，以提高數(shù)據(jù)跟蹤能力。但是，此功能目前受到限制。

　　隨著未來幾年網(wǎng)絡(luò)連接和數(shù)據(jù)處理能力的提高，AR/VR 系統(tǒng)的視頻流和訓(xùn)練能力將會增加。

　　員工隱私是監(jiān)控生理狀況或使用跟蹤功能的可穿戴設(shè)備的主要關(guān)注點(diǎn)。公司將不得不謹(jǐn)慎行事。