AGV分拣应用前景广阔

文/本刊记者 任 芳

随着电商的高速发展，包裹分拣作业量不断增加，对作业效率、准确率和客户体验的要求也在不断提高。电商物流中心、邮政/快递分拨中心等对高效率、低成本、高柔性的分拣解决方案需求大幅上升。在此背景下，兼具柔性、效率和成本优势的AGV分拣机器人系统得到越来越广泛的应用。

A G V分拣指的是基于A G V（Automated Guided Vehicle，即自动导引小车，也被称为移动机器人）完成自动分拣的一种新型分拣方式。两年前，一套被亲昵地称为“小黄人”的AGV分拣机器人系统在申通分拨中心应用，这种颠覆传统分拣作业模式的新型分拣技术迅速在业内受到高度关注。

近几年，随着电商行业的迅猛发展，包裹量飙升，已经进入10亿级别的新物流时代，这给电商物流中心、邮政/快递分拨中心等场景下的分拣作业提出了严峻的挑战。一方面，是分拣作业量的陡增，另一方面是对效率、准确率和体验要求的不断提高。然而，快递物品种类繁多，规格杂乱不一，传统分拣系统难以集中化、批量化处理。同时，用工难问题不断凸显，特别是在“618”、“双11”、“双12”等订单业务高峰期，用工荒现象进一步暴露。因此，市场对高效率、低成本、高柔性的分拣解决方案提出了新的要求。正是在这样的背景下，兼具柔性、效率和成本优势的AGV分拣机器人应运而生，开始在电商、邮政、快递等行业得到越来越多的应用。

更具柔性的AGV分拣系统

1.AGV分拣及其特点

“跟传统的分拣设备相比，AGV分拣是近几年新兴的分拣方式，很多企业都表现出极大的兴趣。AGV分拣最吸引客户的地方就是柔性程度高。”苏州牧星智能科技有限公司CEO刘明在对比传统分拣设备与AGV分拣系统的特点时指出。他进一步分析道，首先，传统分拣设备一般占地面积大，安装调试时间长，并且安装后的迁移成本很高；第二，传统分拣设备单台投资比较大，设备的初始产能也比较大，但今后增加产能难度大。例如，对于小型分拣中心而言，如果投资一套传统分拣设备，可能一天的分拣量几个小时就能完成，其余时间设备一直处于闲置状态。在这种情形下，AGV分拣系统正好完美地解决了该问题。

采用AGV分拣系统，可以随着分拣作业量的增加和减少，通过增减AGV的数量以匹配产能需求；同时，可以实现快速部署。AGV分拣目前应用比较多的为二维码式和固定导轨式，2～3天即可完成现场部署与实施，整个项目部署也能在几十天内完成。当分拣中心搬迁或者内部布局调整时，可以快速实现，并且几乎没有新增费用，经济性优势相当突出。

京东武汉“亚洲一号”分拣AGV作业现场

表1： AGV分拣系统的主要类型、处理能力

表2： 主流机器人企业AGV分拣类型及特点

海康机器人邬盈盈博士也表示，AGV分拣通过机器视觉读码实现对货物条码的识别，机器人调度控制系统可以获得路由信息，调度机器人实现货物的分类运送，具有柔性更高、差错率更低的优势。即使某台机器人返回充电或者出现故障，其他机器人仍可持续作业，对作业效率影响小。

“传统交叉带分拣机解决方案的刚性较强，成本高，对于很多企业来说都是一笔很大的投入。特别是在现在物流快递行业变化快、季节性波动强的情况下，柔性的自动化分拣解决方案才是行业最需要的。机器人分拣系统具有更加灵活柔性的特点，适应包裹数量的季节性波动，且投入成本低于交叉带分拣系统。分拣机器人的效率可以达到人工拣选的4～5倍。” Geek+有关负责人表示。

圆通杭州转运中心超级机器人分拨中心

2.AGV分拣适用场景

基于AGV分拣系统高度柔性化，对场地要求小，且初始投资不高等特点，刘明建议以下作业场景应当优先考虑采用AGV分拣系统：

（1）分拣中心场地空间不利于安装传统分拣设备的场景；

（2）分拣包裹数量不大，未达到传统分拣设备能力但是又对自动化分拣有较大需求的场景；

（3）分拣路线比较多，但是分拣量不大的末端配送中心；

（4）分拣中心为临时租用，可能随时面临搬迁等变化的场景；

（5）分拣中心日分拣量不稳定，需要经常调整分拣产能的场景；

（6）工厂内部物料分拣，日发货量3万件以下的场景。

总的来说，大型自建分拣中心更加适合采用传统分拣设备，但也可考虑AGV分拣作为补充；对于中小型分拣中心，使用AGV分拣方式更加合适。

3.AGV分拣主要类型

从应用上来看，当前AGV分拣方式主要是在一定面积区域内使用多台AGV，从多个上包口到多个下包口，独立完成包裹搬运到指定目的地的任务。“因为AGV分拣系统仅仅涉及路径优化和交通管控算法，整体难度比类Kiva机器人“货到人”拣选系统要小。可能不同厂家的产品看起来不同，但万变不离其宗，仍是类Kiva机器人的不同应用形式。”刘明表示。

按照载具的类型不同，AGV分拣主要有翻板（盖）式和移载式（包括皮带、滚筒等不同载具）两种类型（见表1），前者通常针对10kg以下的包裹，后者可分拣包裹的重量更大。在应用形式上，AGV分拣多种多样，常见的有使用钢平台的方式，即在钢平台上方完成包裹分拣，在钢平台下方收集包裹；以及直接在地面进行分拣，即将商品直接从一定高度分拣到笼车等包裹周转容车中。

其中，翻板式AGV分拣以申通“小黄人”、京东“小红人”为典型代表，该解决方案已经在多个快递转运中心及电商分拣中心内得到应用；移载式AGV分拣的应用项目也在不断落地，目前，Geek+、快仓、昆船、海康、牧星、井松等众多企业均已推出多种类型的AGV分拣产品（见表2）。需要指出的是，AGV分拣系统除了硬件构成上的不同，还包括机器人调度系统等软件，软件系统的能力往往决定了整个分拣系统的效率，也会造成分拣机器人系统价格相差较大。

高效应对订单高峰

目前，随着AGV小车、导航方式、读码技术等的不断升级以及算法优化，AGV分拣系统经过多次迭代升级已经较为成熟的分拣解决方案，应用在电商、邮政、快递、智能制造，以及机场行李分拣等多个行业。

在2018“双11”前，菜鸟与圆通速递便联合宣布启用圆通杭州转运中心超级机器人分拨中心。据悉，350台AGV分拣机器人昼夜作业可完成超50万件/日的包裹分拣。

Geek+在中国邮政武汉处理中心建立了全邮件、全流程、全系统、全自动的机器人分拣系统解决方案，这是全国快递行业首个全功能智能机器人项目，380台分拣机器人（含大、小件分拣）作业效率可达到20000件/小时。Geek+在2018“双11” 期间的数据也非常亮眼。Geek+的平台式分拣系统在中国邮政武汉分拨中心单日分拣包裹超过25万件，落地式分拣系统在某电商平台仓库单日分拣超15万件。

据邬盈盈介绍，海康威视移动机器人帮助众多电商快递企业平稳度过各类电商大促期间天量包裹的分拣考验。如，在某知名电商位于上海的全球首个全流程无人仓项目中，2000平方米的分拣场中，上下层共有近400台海康威视移动机器人投入运行，实现了小件快递和集包包裹的无人分拣、搬运作业，效率可达人工作业的4倍以上，全场机器人可24小时高效稳定运转。

为了进一步提高AGV分拣系统的效率，快仓开发了具备两条传送皮带，一次可以传送两个包裹的分拣机器人，目前这些机器人已经大量应用在中国邮政等项目中。“快仓分拣机器人的不断创新和高效作业能力体现的不单单是快仓机器人的实力，更意味着AGV分拣机器人的应用引起了物流行业的广泛关注，并且迅速成为物流智能化发展的新趋势。” 快仓市场经理王琳琳强调。

市场需求在望 难点仍待攻克

从AGV拣选系统目前应用的效果来看，已经得到了越来越多的认可，行业企业纷纷表示看好其未来发展。“随着过去两年快递公司的逐步上市，大型配送中心对分拣设备的投资达到高潮，未来几年由于人工成本的上升，小型分拣中心、仓库和工厂对于AGV分拣的需求将会越来越多。”刘明表示。

王琳琳以中国邮政为例指出，目前中国邮政在国内拥有超过5000个分拣中心，但是单量尚未饱和，场地也不固定，同时没有资源大规模投入升级改造。而这些分拣中心每年面临着两到三倍包裹量的增长压力，AGV分拣这种柔性解决方案应用前景广阔。

邬盈盈也表示，各行业的业务流程会有很多区别，但是仍有不少共同需求。业务处理量的节节攀升，条码类型或货物SKU种类日益繁杂，使得用户对信息系统的信息化、智能化的要求不断提高。准确、快速识别货物条码，迅速完成货物分类及搬运任务，就成为AGV分拣解决方案的主要优势。

不过，AGV分拣也面临诸多难点。Geek+有关负责人表示，分拣效率是分拣系统非常关键的指标，为了提高分拣效率，需要先进的算法调度能力和高性能的AGV做支撑。一般情况下，AGV分拣系统需要几百台机器人在同一场地同时运行，场地规划、多机器人协同、路径规划、拥堵控制等问题显得异常复杂，对算法能力要求很高；此外，机器人较好的运动性能，能直接加速单包裹的分拣速度，缩短分拣时间，而机器人高运动性能对机器人硬件和驱动系统、控制算法、稳定性等方面均有着很高的要求。

“随着AGV使用数量的上升，整个AGV分拣系统的稳定性会下降。优秀的AGV分拣系统不会受到某一台或者某几台AGV故障的影响；较差的AGV分拣系统会整个或者部分系统停止运营，直到修复或者剔除有问题的AGV车辆后，整个AGV分拣系统才能恢复运营。因此，如何减少故障AGV对整个系统的影响是难点所在。”刘明称。

技术发展方向

近几年，整个机器人产业正处于快速发展时期，根据国际机器人联合会（IFR）的统计数据，2018年，我国机器人市场规模预计达87.4亿美元，其中，工业机器人占比更是高达71%，达62.3 亿美元。移动机器人作为工业机器人的一种，尽管目前占比还非常小，但是也呈现出蓬勃的发展态势。有统计数据显示，2017年中国AGV销量达到1.35万台，预计2018年销量将达到1.89万台。

在市场整体向好、未来前景广阔的总体态势下，各主流机器人企业也取得了良好的市场表现。Geek+预计2018年出货量将超过1000台。不过，机器人企业普遍表示，目前AGV分拣系统刚刚起步，尚处于“市场教育”阶段，要获得市场普遍接受还需要一定的培育时间。

从技术发展趋势来看，AGV分拣将朝着更加高效、更加柔性、更加智能的方向发展。

刘明认为，首先，目前AGV车辆在上包、搬运和下包过程中的频繁加减速和停止行走，不但浪费AGV本省能源，也降低了分拣产能，未来的主流AGV分拣一定是AGV在移动中完成包裹分拣，提高分拣效率。如何让AGV在高速运动中完成分拣作业是未来技术研发的方向。

第二，使用AGV分拣是为了充分利用该方式的柔性优势，因此搭建钢平台来进行AGV分拣的反柔性设计方案，未来也一定会越来越少。

Geek+有关负责人表示，未来在研发上依托AI、机器人和物流技术，持续推进AGV分拣技术的创新，在智能化、柔性化、无人化方面进行探索。同时会更加关注智能算法、全功能分拣系统、无人化分拣等技术的研究，为客户提供更有价值的智能分拣方案。

邬盈盈表示，海康移动机器人解决方案依托AI、物联网、大数据、图像处理等先进技术，可实现多类型机器人的集群调度，还可接入机械臂、升降机、自动门、输送线等外部系统，协作执行高复杂度的作业任务。今后，海康将深入践行“万物互联”，实现各种智能设备间的相互协同，提升作业无人化水平，打通企业生产过程中的信息流，精益管理模式，不断为客户创造价值、提升效益。