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各类订单拣选技术大比拼详情(三)

时间:2021-09-15 来源:

5.6       机器人.托

5.6.1       动作分析

不知有没有能背托盘的机器人在跑,我见识过的是AGV,机器人也是在AGV基础生长出来的,试着分析一下动作


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图片


5.6.1.1        200米能走多久

曾有人分享机器人能以平均每秒1.5米,时速为5.4KM,则旅行时间约为2分13秒;

5.6.1.2        交互

边跑边自动扫,无需额外交互时间,这个视觉效果好。

5.6.1.3        拣货

拣货自动来,需要这些个动作:

图片

公平一点,计1分钟。

5.6.1.4        理货

应该是需要的,有下面的动作:

image.png

方便比较就直接计入拣货中。

5.6.2       作业效率

合计拣一托约需193秒:

·        行走:2分13秒

·        交互:0秒

·        拣货:1分;

不用加5%宽放时间,但是要考量充电和维护时间,全天以工作20小时计。

·        平均每小时约18.6托=3600秒/193

·        每机器人日拣货量约372托;

·        一天拣完10000托盘大约需27台机器人;

5.6.3       考量响应时间

可即时响应,同RF,WMS收到拣货订单后,手工或定时生成预留库存,并发布拣货任务,订单响应周期为33分13秒。

5.6.4       看看差错率

暂时无其它参考数据,取宣传材料上的差错率0.01%计。

5.6.5       列出成本项

与纸单拣货同样计算方法,纯看一年拣货环节投入:

image.png

从网上搜来的亚马逊KIVA参考价:25K美金一台,约合人民币20万。https://www.quora.com/How-much-does-it-cost-to-manufacture-an-amazon-kiva-warehouse-robot

5.6.6       试算总支出

同样参考纸单计算公式及数据,计算结果如下image.png

5.6.7       其它考量

Ø  仓库条码化:可能不用

Ø  仓库可视化:通道、库位、商品、托盘都需要有可见编码标识

Ø  工人经验要求:无;

Ø  培训成本:无;

Ø  实时性:好;

Ø  缺货:具体需看WMS的如何管理,是否允许缺货

Ø  库存帐实相符率:99%;

Ø  盘点:实现循环盘点;

Ø  库位优化:由WMS支持动态优化;

Ø  过程跟踪:动作级别,可明确知道花了多少时在行走,多少时间在拣货,多少时间集货,是否出现了中断,捕获所有异常;

Ø  作业能力扩展:加人就可以提升仓库作业能力,但当拣货人员上升到一定的数量时,也需要WMS来规划路径了,比如蚁群、Qos约束、启发之类的算法显身手了,但需要WMS实施得比较好才成。

Ø  多订单拣选:不可支持。

Ø  全性:高,无人仓了;

Ø  作业能力可靠性:一般,机器坏了,就抓瞎;

Ø  SOP符合率:高

Ø  双手双眼解放:无人仓了;

Ø  IT环境要求:

o   WMS是最基本要求;

o   WIFI信号全仓无死角;

o   机器人的调度系统是命根子;

Ø  仓库地面:必须改造成机器人要求的最小坡度,加上必须的地标等。

5.6.8       无人仓快来了

对比一下都信息化其它三种实现了信息化的人到货托拣技术,机器人托拣虽然不要人了,但是单托成本上升了不少。当然,如果劳动力已成稀缺,用钱能解决问题,就不是问题了,特别是对有钱的主。但是随着科技的进步,将机器人的成本可以进一步的控制的话,成本优势才可以体现出来。

image.png

*1:单台机器人20小时产能

*2:拣货机器人数量

5.7       ASRS自动化立体库.托

5.7.1       动作分析

如果自动立库配合机器人,基本上可以实现无人仓托拣,这里考量是用人工集货与立库配合。

  1. A.  立库拣货:

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  1. B.  传送到集货口:

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  1. C.  人工集货:

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5.7.1.1        三段接力能走多久

A.  第一段:堆垛机从巷道口行车到拣货位,拣出货后再运到巷道口,这一段横向行车22米,纵向10米。以单伸位的数据计算,参数见下表,取平均单任务拣货周期为46秒。

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B.  第二段:每分钟20米高速输送线,从巷道口的将托盘运送到提取工位10米,时速1.2KM,约30秒;

C.  第三段:工人开电牛从输送线上将托盘送到集货位来回共100米,时速5KM,约72秒;

所从接到指令到完成一托的拣货,路上耗时计112秒。

5.7.1.2        交互

堆垛机的交互不计;

仅计算工人扫描道口及扫描目标位,每次3秒,计6秒;

5.7.1.3        接力集货

工人从输送线上叉下托盘则需要这些个动作:

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计1分钟

5.7.1.4        理货

无需

5.7.2       作业效率

由于堆垛机,传送带,集货工人三个是并行作业,计算效率需要寻找最慢环节,以此来推导效率。

A.  堆垛机效率:46秒完成一次单任务,每小时能拣出约78托,每天12小时上架,12小时拣货,日拣货能力约为939托,6道的日上限为5634托,10000托的库位基本两天能拉空,堆垛不是效率瓶颈。

B.  托盘传送带:高速托盘传送带每分钟能跑20米,每秒约0.33米,每小时通过率为750托=20米/(1米宽+0.6间隔)*60分。

1)  如每个道口独立作业,并行拣货,传送带能力远大于堆垛机,无需考虑传送带的能力制约;

2)  如所有道口串联工作,则要用移载机将托盘并入合流输送线再集货,假使一次移载需要20秒,传送带损失6.7每分钟,那么合流输送线每小时的通过率为500托=(20米速度–移载损失6.7米)/(1米宽+0.6间隔)*60分,一条合流输送线可支撑6个道口串联。

C.  人工集货效率:(行走)1分12分+(交互)6秒+(接力拣货)1分=2分18秒=138秒,加5%宽放时间,则为145秒,2分25秒。

1)  平均每小时约24.8托=3600秒/145秒;

2)  工人单班8小时生产力为594托;

3)  10000个库位,三班倒,每班约需11个工人就能拣空;

5.7.3       考量响应时间

可即时响应,同RF,WMS收到拣货订单后,手工或定时生成预留库存,并发布拣货任务,单托周期33分34秒。

5.7.4       看看差错率

暂时无其它参考数据,以差错率0.01%计。

5.7.5       列出成本项

与纸单拣货同样计算方法,纯看一年拣货环节投入。

image.png 

5.7.6       试算总支出

同样参考纸单计算公式及数据,计算结果如下:

image.png

5.7.7       其它考量

Ø  仓库条码化:需要

Ø  仓库可视化:通道、库位、商品、托盘都需要有可见编码标识

Ø  工人经验要求:需要用PDA;

Ø  培训成本:有;

Ø  实时性:好;

Ø  缺货:具体需看WMS的如何管理,是否允许缺货;

Ø  库存帐实相符率:99%;

Ø  盘点:实现循环盘点;

Ø  库位优化:由WMS支持动态优化;

Ø  过程跟踪:ASRS动作线,集货订单行;

Ø  作业能力扩展:建设完成之后,上限能力就确定了,本例中12通道,顶多再增加50%能力。

Ø  多订单拣选:不可支持。

Ø  安全性:高;

Ø  作业能力可靠性:一般,机器坏了,就抓瞎;

Ø  SOP符合率:高

Ø  双手双眼解放:未完全;

Ø  IT环境要求:

o   WMS是最基本要求;

o   WIFI信号全仓无死角;

o   WCS的调度系统是命根子;

5.7.8       自动化立库,十年生死两茫茫哪

建设一个10000个库位的立库,工期应该在两年左右,投资5000万为比较保守估计,分十年摊销,是简单算法,未采用净现值法摊销,如果保持6天的库存周期,只是利用了立库的35%的能力。要发挥出全部能力,库存周期在2.15天,托成本将降为7.5元,但是上哪里去找这样的业务场景?恩,麦当劳,肯德基好像有。

听到过一个关于仓库管理比喻,个人以为有一点意思。以学生成绩来衡量一个作业繁忙的仓库管理水平话:

·        如果实现了进销存纸面台帐管理,并严格按照日式的现场目视化,搞了垛卡什么的,相当于考了40分,进了多少货大体知道,货在哪也许记得,要出货哪,明天来吧。

·        同样实施了WMS的仓库,如果只是管理进出,还是进销存,没有什么进步,反而是倒退,需要人工再录一次库存变动,帐实相符率反而降低,纯形式主义,约考了35分,这就是大部分上了WMS却抱怨电脑不如人脑,如猪脑。

·        所以要考及格怎么办,上WMS就上RF,实现货动数据来的,实时数据采集。帐实相符了,也跟紧了,60分有没有?管得好一点的70分可期。

·        但是,还想要进一步提升的话,到80、到90、无限接近100怎么办

·        就是看下面的四个技术了,把差错率降到0.01%,把工人尽可能减少,把劳动强度降低,把作业过程实现动作级跟踪,清楚分析出来什么吃了你的成本,什么是仓库的瓶颈。


image.png

*1:单台机器人20小时产能

*2:拣货机器人数量

*3:集货工人8小时产能

*4:需要集货工人数量


5.8       反推收货环节看看

前面一直都是在讨论拣货环节,但是仓库不是无尽聚宝盆,有出就一定有入了。入库的话还是以托盘为作业单元的效率为最高。

所以我们将托拣的过程倒过来看,其实相当于从收货缓存区将托盘上架。

同样是年60万托的入库需求量,先计算一下入库缓存区面积需求:

image.png

工人数量应也基本也相同:

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可以发现,机器人的每托入库成本反而是最便宜,自动化立库次之。

但是出入库总成本合并之后,多快好省上语音,不差钱要跑得快上ASRS,实在太守旧可以试试RF。

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