智慧拣选装备

1、智慧物流装备与应用武汉工商学院物流学院 王猛TELQ ：535150201第七章智慧拣选装备目录/Contents0102智慧拣选装备概述“人到货”拣选系统03“货到人”拣选系统01智慧拣选装备概述案例：苏宁“超级云仓”智慧物流苏宁“超级云仓”依靠高密度存储、SCS货到人拣选、高速交叉分拣等国内领先的智能化设施，日处理包裹数可达到181万件。在新一代无人仓，包裹从下单、拣选、打包、贴标、出库全流程仅需20分钟；无人机、“5G卧龙一号”无人配送车等科技产品让物流配送工作效率最大化。一、智慧拣选装备的概念拣选作为物流中心核心作业，是指从物流中心存储区域将物资从库位中拣选出

2、库的过程。拣选和分拣存在区别：分拣就是把混在一起的东西按类别等需求分开；而拣选则是从各类物品中选取出需要的。分拣是将物料按品种等规则进行分门别类放置的作业，是支持送货准备性工作；拣选是将已经归类散放在料架上的物品拣出，用于配送使用的过程。分拣可以作为拣选的上一个环节，为拣选准备物料，或者作为下一个环节为配送做准备。一、智慧拣选装备的概念拣选装备是为从货架或料堆上拣出所需货物提供支持的工具或设备。智慧拣选装备是将自动识别、导航定位、人工智能、自动化控制等技术应用于货物拣选过程中，能够实现辅助人工拣选或无人化拣选的物流装备。智慧拣选装备具有拣选效率高，拣选差错率低，可以实现少人或无人化运作的特征，

3、能够有效提升配送中心运行效率，减少运营成本，降低拣选人员劳动强度，在当前仓储配送中心运作中得到普遍应用。二、智慧拣选装备的分类“人到货”拣选系统“人到货”拣选，即拣货员根据拣选信息指示前往物流中心物资存储区域，到达指定库位，拣选指定种类及数量的物资，并运送出库至指定位置；主要以人工操作为主，技术应用为辅。典型的智慧型“人到货”拣选系统包括：RF拣选系统、语音拣选系统、电子标签拣选系统、智能穿戴设备拣货、智能拣货台车拣货等。“货到人”拣选系统“货到人”拣选，即拣货员只在拣选区域内部执行分拣任务，无须前往物资存储区域，所需物资及相关拣选信息由系统自动输送至拣选区域；主要以技术应用为主，人工操作为辅

4、。典型的智慧型“货到人”拣选系统包括：Miniload系统、穿梭车拣选系统、类Kiva机器人拣选系统、Autostore系统、旋转货架拣选系统等。二、智慧拣选装备的分类与传统的“人到货”方式相比，“货到人”方式具有以下优势：（1）拣选效率提升，由于节约了行走时间，同等作业量下货到人拣选效率更高，有数据表明甚至能达到普通人工拣选的36倍；（2）拣选准确性更高，由于简化了劳动者的操作流程，相对单一化的重复动作使得拣选差错率的控制更为有效，在常规拣选差错率35的基础上通常有10倍的准确性提升；（3）降低劳动强度，改善作业环境，大幅减少的行走距离，在减少拣货人员作业量的同时，也降低了补货、容器周转等仓

5、库内其他环节劳动强度。02“人到货”拣选系统“P2G” picking system一、人到货拣选系统的概念是一种传统的拣选方式，即装载货物的货架静止不动，拣选人员带着拣货台车等容器到拣货区拣货。RF拣选系统语音拣选系统电子标签拣选系统智能穿戴设备拣货拣货台车拣货拣选叉车拣货AGV拣货车拣货流利式货架拣货二、RF拣选系统RF，即射频，指具有远距离传输能力的高频电磁波。手持RF/PDA拣选系统，是通过无线网络传输订单，借助手持RF/PDA终端上的显示器，向作业人员及时、明确地下达向货架内补货（入库）和出库（出库）指示。具有加快拣选速度、降低拣货错误率、合理安排拣货人员行走路线、免除表单作业等显著

6、优点，并且具备机器灵活和全面的应用范围。二、RF拣选系统作业时，由后台计算机系统向手持终端发出拣选指令，屏幕上会显示货位、品种数量等信息，拣选人员走到相应的货位拣取货物。使用手持终端拣货时，通常都要求扫描货物和货位条形码，因此这个拣选方法的作业准确率可以很高。二、RF拣选系统RF拣选是卓越的方案，可以与客户的系统在线连接。通过扩频传输，中央服务器可以连接手持终端和叉车终端。RF终端与套指扫描器相连，员工在拣选订单时将其戴在手臂上。这意味着员工可随时随地接收订单，直接从显示屏上读取订单信息，在RF终端上确认订单。无线电数据通过接入口传送至电脑。二、RF拣选系统1.无线网络接入设备和无线数据终端采

7、集设备a)无线基站APb)无线手持终端2.无线数据终端业务执行程序3.中间件服务进程系统组成三、语音拣选系统语音技术是一种国际先进的物流应用技术，它是将任务指令通过TTS引擎（Text To Speech）转化为语音播报给作业人员，并采用波型对比技术将作业人员的口头确认转化为实际操作的技术。语音拣选提供显著的可量化的收益超过RF扫描，因为它让“手和眼睛获得自由”。语音操作者在视觉上专注于已分配的任务，而不需要键控输入到扫描单元，因而消除了键控操作的失误。三、语音拣选系统首先操作员听到语音指示，指令给了作业人员一个巷道号和货位号，系统要求他说出货位校验号；第二步操作员会把这个货位校验号读给系统听

8、，当他确认后，作业系统会告诉他所需选取的商品和数量；第三步操作员从货位上搬下商品，然后进入下一个流程，整个操作过程非常简单。基本流程三、语音拣选系统集成能力强。能无缝集成任何数据系统，如WMS、ERP、SCM、库存管理控制系统、配送为主的ERP系统、TMS、MRP等，甚至可以支持基于Excel的数据源进行仓储作业。多模式输入支持。除了语音、条码，还支持键盘输入、屏幕输入、RFID、拍照和摄像。语音软件通过最新的图像分析和识别技术可以实现对物品上的数字或者字母信息进行直接识别和确认。经特别设计，有效配合工作。可以舒适佩戴的蓝牙降噪耳麦；穿戴式随身小电脑；具有学习功能的语音识别技术；选配条码扫描设

9、备；选配打印设备。实现生产力工具穿戴化后有下列优势：解放双手，解放双眼，解放头颅，使生产力大幅提升；采用人机自然对话方式，无需额外学习培训；无与伦比的灵活性；严谨的层层校验机制；与指环扫描，移动打印机，RFID等设备可以完美对接；多模式的语音软件。优势三、语音拣选系统RF/Paper拣选流程与语音拣选流程对比语音拣选流程图语音拣选流程说明语音拣选流程说明语音拣选系统架构语音拣选系统设备四、电子标签拣选系统电子标签拣选系统以一连串装于货架格位上的电子显示装置(电子标签)取代拣货单，电子标签指示应拣取的物品及数量，辅助捡货人员的作业，从而达到有效降低拣货错误率、加快拣货速度、提高工作效率、合理安排

10、拣货人员行走路线的目的。四、电子标签拣选系统电子标签拣选系统是一款能有效提升物流配送作业质量和提高物流配送作业效率的并帮助拣选操作员完成拣选操作的系统。其依靠明显的储位灯光的引导，省略了以前的制作订单文件、查找货品等复杂而繁锁的环节，将拣选作业简化为单纯的“看、拣、按”三个动作。该系统经由控制PC将需拣选的物品信息，通过通信网络发送到拣选作业现场，拣选操作人员通过观看电子标签上显示的数目来拣取物品，拣取规定数量物品后按下“完成”键，将完成的信息发送到控制PC上，数据库的库存数量也进行相应的更改，进而完成该位置物品的拣取。四、电子标签拣选系统四、电子标签拣选系统拣选作业的工作人员数目将大大减少，

11、平均减少一半以上。拣选作业消耗的时间将缩短30%至50%。拣选准确率将大幅度提升，能达到90%以上的拣选准确率。工作效率将至少提高50%。实现无纸化操作，降低拣选的成本耗费。优势四、电子标签拣选系统系统构成四、电子标签拣选系统控制层：PC机是计算机软件技术发展的硬件基础，PC机上将搭载的控制软件是整个系统的控制中心；应用操作层：下位机及电子标签光电显示部分则是微电子技术发展的产物，在整个系统中起提示和引导作用；通信网络层：通信网络部分则是整个拣选系统的“神经”，控制PC与下位机及电子标签光电显示部分之间的通信都需通过通信网络。系统构成四、电子标签拣选系统电子标签拣选系统中的控制PC机是整个系统

12、的“大脑”，是整个系统的控制中心。在控制PC中搭载了电子标签拣选系统的操作软件。当有物品需拣取时，控制PC要将原始的订单或发货单进行处理，形成拣选信息，并按照一定的原则进行分类。然后，将信息发送给下位机，并通过灯光显示的部分提示拣选操作员进行操作。当拣选完成后，下位机将拣取完成的信息发送到控制PC，PC机接收信息后将对数据库中的物品信息进行修改。控制PC机四、电子标签拣选系统单片机。以其体积小、功耗低、价格优惠等特点一直深受人们的喜爱，很多拣选系统的下位机都采用单片机，但单片机也存在受工艺限制、抗干扰能力差等缺点，使拣选系统不够稳定。PLC。有着强大的抗干扰能和稳定性，但是它的价格过高，不能被

13、大范围使用。ARM。ARM微处理器拥有很强的抗干扰能力，能使系统更加稳定。具有强大的功能模块和数据库，能够减少下位机对上位机的依赖，当上位机出现问题时仍能用下位来处理问题。还具有强大的界面显示组态功能，不仅设计简单，也能使界面更加精美漂亮，可以采用图形方法对整个系统的工作情况进行监控。支持离线和在线模式，方便调试，能避免代码的重复编写。下位机四、电子标签拣选系统主要作用是给拣选操作员以提示，主要提示的方式有声音提示、灯光提示。声音提示是用于提醒拣选操作员有物品拣取，一般使用蜂鸣器来实现。灯光提示使用于指示待拣物品的位置，一般使用发光二极管来实现。在拣选数量的显示方面，一般采用八段数码管来实现。

14、电子标签的光电显示部分四、电子标签拣选系统通信网络部分四、电子标签拣选系统硬件部分四、电子标签拣选系统软件部分拣选策略四、电子标签拣选系统摘果分拣法播种分拣法按单拣货入框的摘果式拣货作业，即根据订单在货架上寻货、拣货、集货。把各个用户订单中相同物品一次性集中拣选出来后，再二次分拣给代表每个用户的储位。摘果分拣法播种分拣法播种分拣法五、智能穿戴设备拣货物流领域应用：免持扫描设备现实增强技术-智能眼镜外骨骼喷气式背包外骨骼这套装备由傲鲨智能研发，其设计自重16Kg，额定负载50Kg。整个骨骼有12个运动自由度。工作时，通过整个骨骼把力量传导到地面，无论人背负的物体有多重，使用者主要承担操作力，肩膀

15、只需要承受510Kg的力，就如同背着一台笔记本电脑的重量。一款上半身外骨骼设备，其自重7Kg，负载为1030Kg，适合频繁搬箱作业，能够有效降低腰部的受力负担。穿戴式拣货辅助设备穿戴式拣货辅助设备，其包括上位机、货物识别装置、蓝牙数据发送装置和反馈装置。通过货物识别装置检测货物，并将检测结果上传至上位机，上位机将所得结果进行分类处理，若该货物是需要进行挑拣的，则通过蓝牙数据发送装置将信号发送至反馈装置，反馈装置接收到信号后通过震动模块或语音模块提醒相关人员，使得相关人员不需要去查看货物的类别即可进行拣货，极大的提高了拣货效率，有效降低了相关人员的劳动量，还降低了错拣率。亚马逊：提前布局智能装备

16、研究亚马逊：智能眼镜配备可穿戴电脑，可以识别商品所处的位置，而且内置有图形传感器，能够识别与某项任务相关的物品。这种传感器还有可能识别邮寄地址、条形码或二维码等包裹标记。菜鸟：重点布局AR增强设备在仓内操作层面，菜鸟高调宣布未来将推动AR智慧物流系统，利用微软的Hololens头戴式设备，看到所有快件的信息，仓库商品的质量、体积等相关信息会映入操作者眼帘。方便操作者快速找到对应商品在仓库中所处位置，并且会自动规划最优路线提示操作者拿到相应订单商品。菜鸟：重点布局AR增强设备菜鸟物流推出AR技术快速找快递+刷脸签收。用户取快递时，只要打开手机APP，扫一扫就可以体验AR智能查件，然后根据手机AR

17、显示的位置就可以轻松找到自己的包裹。然后刷脸签收，验证成功后就可以带着包裹离开了。DHL：“视觉分拣”技术DHL与理光（Ricoh）、可穿戴设备解决方案供应商Ubimax进行合作，将“视觉分拣”技术应用于仓库的分拣流程中。2014年，DHL已经成功在荷兰进行了智能眼镜应用试验，员工通过智能眼镜扫描仓库中的条码图形以加快采集速度和减少错误。其后，DHL与Vuzix合作打造了一套“免提式”仓库解决方案，其M100智能眼镜将与Ubimax开发的仓库“visionpicking”软件协作，该系统提供了实时的物品识别、条码阅读、室内导航和无缝的信息集成，直接连接到DHL的仓库管理系统。应用之后，分拣效率

18、提升了25%。UPS：蓝牙戒指成像仪UPS基于摩托罗拉RS507蓝牙戒指成像仪的新系统，这一可穿戴设备包括一个戴在手指上的支持蓝牙的免提式条形码扫描仪，以及一个戴在员工手腕或髋部的小型终端。利用这一设备，UPS员工能够更快速地获取及处理条形码图像，加快包裹装车速度。同时，UPS开始研发配套的电子眼镜与数据手套。产品案例：“xBand”一款多传感器可穿戴腕带xBand是一款多传感器可穿戴腕带，外观像智能手环或智能手表。它最大的特点是与xPick结合使用，是世界上第一个基于RFID的免提手动订单拣选解决方案。通过组合xPick和RFID腕带xBand，可以实现最佳的订单挑选过程。多传感器腕带使得当

19、到达存储或检索箱时能够完全直观地确认订单，从而完全不使用外部和耗时的调试步骤。产品案例：“xBand”一款多传感器可穿戴腕带xBand的核心技术是RFID（射频识别读取器）。通过集成的RFID技术，xBand可通过蓝牙与主机设备（或平板电脑）进行通信。它可用于识别位置，确定任务是否已完成或通知用户他正在进入某个区域。当工人移动他的手臂来拣选货物时，xBand会自动扫描物体盒子或架子的RFID标签，并向平板电脑自动发送确认。在拣选器视野右侧的可视化旁边，xBand能确认拣选动作的声音和放置动作是否正确，并针对不正确的拣选动作进行触觉震动反馈或提醒。六、拣货台车拣货智能拣选车是针对电商、医药、快消

20、、美妆以及离散制造等行业进行研发的一款集灵活、智能、精准等优势为一体的产品。智能拣选车集订单的分、拣、核、包、发为一体，囊括了RF枪、电子标签、标签打印机、装载设备、传感器等多种设备、同时又可与WMS,WCS等及其他硬件设备智能链接，具有异常信息智能反馈等功能，可实现订单作业智能分配和拣选路线智能优化。六、拣货台车拣货六、拣货台车拣货订单作业智能分配，拣选路线智能优化；拣选人员在仓库中的走动距离可降低30%；拣选人员的搬运工作负荷可减少70%；平均订单拣选效率增加50%以上；小件盘点效率提升90%以上；拣货、包装、复核工作一站式完成；订单左右人员可在智能拣选车上完成多单同拣，按箱零拣，复核订单

21、，打包订单等工作。特点六、拣货台车拣货六、拣货台车拣货七、拣选叉车拣货拣选叉车拣选系统是RF拣选系统（无线数字传输显示拣传系统）中最常用的形式之一，它是在高位拣选叉车或拣选式巷道堆垛起重机上装置出入库显示终端，根据WMS和无线数字传输显示拣选系统进行作业。当供应商或货主通知物流中心按配送指示发货时，拣选叉车拣选系统在最短的时间内从庞大的高层货存架存储系统中准确找到要出库的商品所在位置，并按所需数量出库，将从不同储位上取出的不同数量的商品按配送地点的不同运送到不同的理货区域或配送站台集中，以便装车配送。七、拣选叉车拣货高位拣选叉车低位拣选叉车八、AGV拣货车拣货原理：所有的拣选订单任务直接由系统

22、下达指令到AGV拣选小车，AGV拣选小车根据系统内货品的分布位置，自动导航到商品位置停泊，通过车载显示终端告诉拣选人员被拣选商品的位置和数量。九、流利式货架拣货流利式货架又称滑移式货架，采用辊轮铝合金钣金等流利条，利用货物台架的自重，从一边通道存货，另一边通道取货实现先进先出，存储方便，以及一次补货多次取货。流利架存储效率高，适合大量货物的短期存放和拣选。可配电子标签实现货物的轻松管理常用滑动容器有周转箱零件盒及纸箱适合大量货物和短期存放和拣选。九、流利式货架拣货1、先进先出存取方便2、存取效率高适合大量货物的短期存放和拣选3、广泛应用于制造业、商业、配送中心、装配车间以及出货频率较高的仓库。

23、特点03“货到人”拣选系统“G2P” picking system一、货到人拣选系统的概念与特征“货到人”（Goods to person or Goods to man，G2P or G2M）拣选，即在物流拣选过程中，人不动，货物被自动输送到拣选人面前，供人拣选。自动化立体仓库出入口拣货自动分拣输送系统旋转货架拣货KIVA机器人一、货到人拣选系统的概念与特征1、拣选效率提升，由于节约了行走时间，同等作业量下货到人拣选效率更高，有数据表明甚至能达到普通人工拣选的3-6倍；2、拣选准确性更高，由于简化了劳动者的操作流程，相对单一化的重复动作使得拣选差错率的控制更为有效，在常规拣选差错率35的基础

24、上通常有10倍的准确性提升；3、降低劳动强度，改善作业环境，大幅减少的行走距离，在减少拣货人员作业量的同时，也降低了补货、容器周转等仓库内其他环节劳动强度。二、货到人拣选系统的构成储存系统输送系统拣选系统货到人-储存系统AS/RSMiniload旋转式货柜AGVSMulti Shuttle 多层穿梭车2D 和3D 密集存储系统货到人-输送系统“货到人”拣选技术的关键技术之一是如何解决快速存储与快速输送之间的匹配问题。货到人-拣选工作站目前设计的拣选工作站采用电子标签、照相、RFID、称重、快速输送等一系列技术，每小时可完成多达1000次的拣选任务。三、“货到人”拣选技术的应用整件拣选拆零拣选特

25、殊拣选（长大件和旋转货架）应用场景北京高等教育出版社图书配送中心北京高等教育出版社拥有一个大型图书配送中心，高峰时期日配送量达到约260 万册，整件量达到80%。该项目设计仓库面积约6 万平方米，库容量1.2 亿册，是中国最大的图书配送中心。由于图书整件重量达到20-25kg，员工拣选工作非常繁重，为此，系统设计“货到人” 系统，大幅度减少人员搬运和拣选劳动强度。整件拣选北京高等教育出版社图书配送中心“货到人”拣选系统采用固定拣选站模式，自动化立体库将拣选托盘输送到拣选工作站，计算机打印拣选标签，人工将待拣选货物从托盘上取出后放到旁边的输送线上，输送线再自动将货物送到分拣系统。整个系统仅设计了

26、4 个拣选工作站，工作效率提高6 倍以上。整件拣选国药集团上海物流中心国药集团2013 年在上海建设了新物流中心，引进了最新一代MultiShuttle 系统， 每天完成多达30000 次的拆零拣选。这是中国第一个采用拆零“货到人”拣选系统的医药物流中心，4 个拣选工作站可以完成每小时多达3500次的拣选作业，相当于30 人以上的工作量。拆零拣选中国航天运载火箭研究院物流中心面对的难题是长大件棒材的拣选问题，重量在数百公斤到数吨的钢材很难靠人工搬运，采用堆场和桥式起重机的作业方式效率极低。新建成系统不仅解决了高密度存储问题，而且解决了“货到人”拣选问题。货物被自动输送到拣选工作站，通过机械臂和

27、起重机，可以轻易完成棒材的拣选工作。特殊拣选几种典型的货到人拣选方案Miniload“货到人”解决方案Multi Shuttle穿梭车“货到人”解决方案类Kiva机器人“货到人”解决方案Autostore“货到人”解决方案旋转货架“货到人”解决方案Miniload轻型堆垛机系统，也被称为料箱式立体仓库，具有广泛的适应性，是最重要的“货到人”拆零拣选解决方案之一。目前，国内外多家物流装备企业均可提供Miniload系统，堆垛机运行速度普遍能达到300m/min，部分产品能达到360m/min及以上。Miniload“货到人”解决方案德马与菜鸟网络联合打造的 Robot Mini-load 智能快

28、存系统Miniload“货到人”解决方案大福DUOSYS 系统：该系统的最大特点是将立体库设计成上下两层结构，在单巷道中同时设置2 X 2台堆垛机，运用先进的同步协调控制技术，使4台堆垛机可以独立作业、互不干涉；其效率非常高，出入库处理能力达到2200箱/小时，适用于多品种、小批量、多批次的应用场景。Miniload“货到人”解决方案苏宁云仓Miniload 箱式堆垛系统：该系统主要用于小件料箱和硬纸箱的存储与拣选货位的补货。高22米的双深位货架系统实现了自动存取双循环1400箱/小时（单循环1800箱/小时）。Miniload“货到人”解决方案穿梭车系统以能耗低、效率高、作业灵活等突出优势成

29、为“货到人”拆零拣选的最佳方式。穿梭车系统根据作业对象的不同主要分为托盘式穿梭车系统和箱式穿梭车系统，前者主要用于密集存储，后者则用于“货到人”拣选。多层穿梭车系统四向穿梭车系统子母穿梭车系统Multi Shuttle穿梭车“货到人”解决方案类Kiva机器人（也称为智能仓储机器人）：高度自动化，可以大幅度替代人工；项目实施速度快，交付周期短；系统投资相对固定式自动化系统更低；更重要的是灵活性非常强，易于扩展，非常适用于SKU量大、商品数量多、有多品规订单的场景。类Kiva机器人“货到人”解决方案快仓智能机器人系统在菜鸟网络惠阳仓内大规模应用类Kiva机器人“货到人”解决方案自动跟随机器人，也称

30、订单到人拣选解决方案，即机器人跟随拣货人员完成拣货，并搬运订单商品；以机器人替代人进行长距离的行走，拣选人员只在局部区域内行走并完成拣货。两种形式AutoStore系统是由Swisslog针对中小件商品存储拣选而推出的“货到人”解决方案，将货物放到标准的料箱里面，通过料箱堆叠的方式进行存储，可以有效利用仓库上部空间，在很小的空间内实现高密度存储。AutoStore系统还可以将高流动量的商品分配在离拣选站台更近的区域存储，低流动量的商品分配在远离拣选站台区域进行存储，从而实现拣选效率的最优。商品的属性会随着正常拣选作业的触发频率慢慢地分化出来，从而实现动态存储，提高拣选效率。Autostore“

31、货到人”解决方案Swisslog 针对中小件商品拣选推出的 AutoStore 系统Autostore“货到人”解决方案AutoStore由五大模块组成，分别是：机器人、操作分拣台、框架结构、货箱以及控制中心。Autostore“货到人”解决方案一组机器人在立式存储货格顶部的铝制轨道上水平行走，存取料箱。每台机器人有8个轮子，其中4个沿X轴方向行走，另4个沿Y轴方向行走。机器人并不大，与存储料箱尺寸匹配。每台机器人配有伸缩提升装置，能将料箱从每一垛中垂直提升至货格顶部。机器人的提升装置有四条钢索可向下伸展，“抓取”这一垛中最上方的料箱。机器人根据订单拣选站的需求，将料箱水平移动至“出货”位。料箱随后由提升索降至指定的拣选站台，操作员从中拣取需要的货物。确认拣选完毕后，一台空闲的机器人将料箱提升到存储区的顶部，放在一个空闲的货位上，料箱重新回到存储货格内，但它并不会回到原先的货位，而是被放到了一个空闲料箱垛的顶层。每当拣选站需要取出货物，便重复这个流程。Autostore“货到人”解决方案工作流程旋转货架系统与Miniload系统一样，是非常成熟的货