自動化控制技術在京東無人倉中的應用

黃昱龍

摘 要：物流行業(yè)的發(fā)展速度十分迅速，已經(jīng)成為日常生活中必不可少的一個角色。物流成本、配送效率是制約著物流行業(yè)發(fā)展的一個重要原因。京東無人倉將自動化控制技術應用在整個流程中，實現(xiàn)從物品入庫到分揀存儲轉(zhuǎn)運的全過程無人化操作，構建智慧體系。本文主要分析自動化控制技術在京東無人倉中的應用，對無人倉的發(fā)展中存在的問題做出了一定的分析。

關鍵詞：自動化控制技術；京東無人倉；應用

近幾年電商的興起與蓬勃發(fā)展，與之相關的物流行業(yè)發(fā)展同樣十分迅速。物流快遞公司多達數(shù)百家，特別是“618”、“雙十一”這種流量高峰期，經(jīng)常是成堆成堆的快遞堆積。目前國內(nèi)的物流倉儲設施自動化程度低，主要依靠人工分揀搬運，其現(xiàn)代化程度不能滿足國內(nèi)電商物流業(yè)發(fā)展的需要。京東無人倉包括倉儲一體化的供應鏈服務、快遞服務、物流云服務，這是一次物流行業(yè)的智能化變革，借助人工智能、機器人等科技力量，使得整個倉儲、配送的效率大幅提高。

1 京東無人倉的概述

無人倉，可以認為是通過大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)以及自動化控制技術等高科技，實現(xiàn)整個倉儲作業(yè)流程的無人化。目前亞馬遜無人倉、阿里巴巴旗下的菜鳥無人倉都只是在部分程度上實現(xiàn)了無人操作?？梢哉f在網(wǎng)絡購物平臺的堆積如山的訂單壓力下，無人倉是物流行業(yè)的一個必然發(fā)展方向。

京東無人倉是全球首個規(guī)?；度胧褂玫娜鞒虩o人的物流中心，房頂是太陽能充電板，白天充電，晚上供庫房工作。從商品入庫、存儲到包裝、分揀，真正的實現(xiàn)了無人操作。整個無人倉的流程中，通過不同分工角色的機器人，分別完成不同的工作任務，配合完成指令訂單。整個倉儲體系還針對物件的包裝推薦了智能包裝算法，解決目前打包中材料浪費和物品損壞的問題。

2 自動化控制技術的概述

在工業(yè)化建設中自動化控制技術的應用十分廣泛，結合相關行業(yè)的要求，利用計算機、機械制造，智能控制等技術，用機器替代人工，在一定程度上釋放人力，制造自動化，提高工作效率，使生產(chǎn)力大幅提高。

自動化智能控制技術是以通信技術為基礎，實現(xiàn)對各種設備的遠程操控遠程監(jiān)測等功能，設備能穩(wěn)定運行，系統(tǒng)內(nèi)部有效通訊形成整體。在京東無人倉的應用中，自動化智能控制技術無處不在，通過預設的程序?qū)χ悄軝C器人進行分工和設定，在實際操作的時候，通過遠程命令實現(xiàn)相關的智能操作，比如測算包裹的體積，選擇合適的打包算法，調(diào)用機械臂對包裝材料進行裁剪和包裝。

3 京東無人倉中的自動化技術應用

無人倉利用自動識別感知技術、視覺識別技術，自動包裝等前沿技術，通過控制各機器人設備的分工合作實現(xiàn)商品從入庫、存儲、包裝、分揀的流程自動化，實現(xiàn)了設備機器之間的高效協(xié)同。

3.1、流程自動化

商品入庫后，首先會存儲在無人shuttle存儲區(qū)，然后被分揀到無人包裝區(qū)shuttleAGV，應用到了六軸機器人、自動供包機器人、視覺檢測儀器等多種設備。從存儲區(qū)輸送過來的商品，經(jīng)六軸機器人機械手臂智能抓取的同時，也完成了視覺檢測儀器的檢測、測量、識別，完成了對商品的缺陷檢測、智能測量、條碼識別等工作。他們會根據(jù)商品本身的條碼、訂單信息來決策如何進行排序和輸送。分類完成的商品進入自動打包的流程。根據(jù)商品的實際大小和相關測量數(shù)據(jù)，機器人獲得最佳的包裝算法和尺寸大小，為商品進行量身制作的包裝。一方面實現(xiàn)包裝材料的不浪費，另一方面能更好的保護商品。京東無人倉實現(xiàn)的3D分揀系統(tǒng)將傳統(tǒng)的3D視覺+大量視角的自動分揀系統(tǒng)完全無示教化，只需通過制定機器人工作環(huán)境、設定物品抓取方法，設定物品放置位置即可。分揀區(qū)有3種機器人，小包裹由“小紅”負責按照訂單的地址投放至不同的轉(zhuǎn)運袋，如果還有需要分揀和搬運的大包裹由中型和大型的AGV完成工作。

3.2、管理精準化

人工智能化算法是無人倉能實現(xiàn)真正無人操作的關鍵，是無人倉的大腦。如何相互認識，互相配合避讓，機器人有自己不同的角色，通過無線傳感器和通訊數(shù)據(jù)采集來的數(shù)據(jù)需要進行分析和計算，人工智能算法會幫助機器人形成智慧和決策，并指導機器人的相關操作。

無人倉是一個多元智能的系統(tǒng)，由多個不同的部分組成。它的智慧化體現(xiàn)在面對選擇的自主判斷決策、異常情況下的糾錯、自主學習和修復能力等多個方面。在運營時，對信息的采集和信號的捕獲感知，包括快遞單上的條碼、包裝等相關信息，采集到數(shù)據(jù)之后要進行匹配并指導接下來的行為。例如在大型分揀區(qū)，300個“小紅人”井然有序的進行取貨、掃碼、運輸、投資。一旦出現(xiàn)問題，系統(tǒng)能在30秒內(nèi)檢測并修復。

3.3、決策智能化

整個無人倉就是一個智慧物流體系，分為倉儲管理、智能控制、機器人分揀、機械配送幾個部分，每個部分對應的處理機制不同。在機器人分揀系統(tǒng)中，智能大腦可以在0.2秒內(nèi)計算這300個小紅人的運行軌跡而不沖突；例如在光線環(huán)境不同的情況下，DELTA型分揀機器人被分別裝上了2D，3D識別以及2.5D視覺技術，不同的作業(yè)任務環(huán)境下，自動的更換端拾器，快速不間斷的揀貨，即使遇到故障或者新的情況時，無需人工干預。

4 結語

京東無人倉的運行過程涉及多個環(huán)節(jié)的機械共同合作完成，所以無人倉的運行過程離不開每一個環(huán)節(jié)。而機器的質(zhì)量問題，若一個環(huán)節(jié)的出錯從而導致整個無人倉的運行陷入癱瘓。倘若無法從機械產(chǎn)品質(zhì)量上解決問題，無人倉的效率是否能達到預計還是一個未知數(shù)。

無人倉的出現(xiàn)，是自動化控制技術的一次新的生命，也是今后的發(fā)展方向。無人倉一方面實現(xiàn)了智能化的操作，另一方面也在踐行低碳節(jié)能?，F(xiàn)階段，京東無人倉主要還是一些小物件的存儲、分揀，如何廣泛應用在物流行業(yè)中，如何適應各種品類的需要，是未來的發(fā)展需要。

參考文獻

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