走进瑞芳山坡上这座设计感十足的现代化仓储,映入眼帘的是无数个无人自动搬运车(Automated Guided Vehicle,AGV),在数千坪仓储内,来来往往,忙碌穿梭的身影。
看起来像是放大版的扫地机器人,不一样的是,搬运车上顶了一座2米高的纸板货架,沿着地面错落排列的QR Code,在地上滚出一道道交错的轨迹。这里是永联物流开发位于新北市瑞芳的“物流共和国”园区(简称永联),也是台湾第二座导入AGV设备的EC物流中心,供中小型电商共用。
“EC让物流的需求变了!从以栈板(by Pallet)或以箱为单位运送,变成了按件(by Piece)运送,”一手催生物流共和国的永联物流开发董事总经理张建泰举例,卫生纸一包、保养品乳液两罐、饼干一包,这就是一笔订单例行常见的民生用品组合。所以,“物流仓储管理,也必须变革!”
电商需求崛起,台湾电商两大龙头,每月营收都不断突破历史同期纪录。根据经济部统计处最新的半年度统计资料显示,今年上半年电子购物业营业额再创历年同期新高,营业额达970亿元,年增6.6%,统计处预期,今年总体营收可望突破2,000亿元大关。
传统零售物流出货以B2B订单为主,常常是同一款货品大宗出货,以一个栈板或是一箱为单位出仓,送到大型零售商或品牌商门市,但是,电商是B2C的生意,客户以消费者为主,购买行为常是多种商品的组合,而且每笔订单的组合皆不同,有可能是民生用品卫生纸一箱、保养品乳液两件、零嘴苏打饼干四包等。各种货品组合的庞大复杂性,正是电商业者背后的物流,每天得克服的挑战。
永联物流开发在2019年第三季,正式推出采用AGV设备的电商物流仓储EC Hub,关键推手就是永联物流开发董事总经理张建泰(图中)。 摄影/洪政伟 |
不只如此,EC物流还得面对更紧迫的时间竞争压力。消费习惯逐步改变了,消费者希望更快拿到货品,电商业者为求竞争力,也不断缩短物流配送的时间,从过去的3天内到货,当日到货,甚至现在已经进入了6小时到货的竞赛。
为了在时间内,顺利将商品送达消费者的手中,理货出货作业也需要与时间赛跑。尤其遇到每年双11的折扣大战时,短时间内订单大量涌入,海量的订单不只是电商网站的挑战,也考验著负责派送的全套物流链。
拣货流程的冲击最大,因为这是传统物流作业中重度需要大量时间的环节。传统常见作法上,得由拣货员依照出仓单的需求,直接走到货架前取货,人员需于货架中来回找寻货品,然而,随着品项增加、拣取范围扩大,单靠人力进入货架拣货,已经无法负荷现今电商的出货需求。
电商强劲的成长力道,也带动了物流仓储的演变,最显著的转变是拣货流程,从“人到货”,变为“货到人”,也就是藉自动化设备,让货物来接近人,而非像过去由人到货架中找物的作业模式。
以物就人的物流变革中,最具代表性的自动化设备当属AGV。当系统接收来自外部的出货订单后,会分析找到距离出仓单所需货品最近的AGV机器人,向它发出拣货指令,机器人紧接着借由读取地面上排成一列的QR Code来导航,走直线路径或直角转弯穿梭于仓内,接近目标货架。抵达后,机器人直接滑行至货架下方,将货架离地抬起,再以最短路径将货架送达拣货作业区,拣货员再依出仓单的需求,从货架上拣出货品,送到集中盒,准备进行包装的动作。而AGV则再将货架搬运回仓储内的空位。
AGV并非新的自动化设备,1950年代,世界第一台商转AGV就出现在制造业的工厂,当时的AGV多用于拣料、搬运等作业。此外,AGV经过多年的发展,行进方式也有所转变,从最初运行于实体轨道,到今日以读取QR Code运行,变得更为弹性,而随着工业4.0浪潮,AGV近期也再度受到制造业的重视,甚至,更进一步运用到零售业,成为电商翻新物流仓储作业的新作法。仓内可能有上百、上千,甚至上万台机器人,同时间执行任务,为防止机器人于移动途中,与其他机器人相互碰撞,每个机器人皆内建感测器,机身则以不同颜色的灯号显示工作状态,以提示现场作业人员,像是工作中、前方有障碍物等状态。
电商仓储使用的AGV与制造业相比来的小,但,除了体积差异外,最大不同点在于,机器人身上可顶着的移动式货架。该储存空间分层分隔,且储格大小可弹性调整,利于存放不同体积的货物。这样的货架特性,研究物流资讯系统的高雄第一科技大学管理学院院长蔡坤穆指出,特别适合电商业者少量多样的商品特性。这是促使AGV成为物流亮点的另一个关键。
2012年3月,为提升仓储的作业效率,亚马逊大砸7.75亿美金,并购了仓储机器人制造商Kiva Systems,也就是第一个用于零售业AGV的出现。
亚马逊大量在自家仓储引进Kiva机器人,也就是AGV。2014年初才千余台,不到一年就快速增加到1.5万台,至2017年已超过10万台。统计到今年6月,亚马逊旗下50个仓储据点的机器人更达到了20万台,这就是支撑亚马逊今年7月,会员购物日大卖1.75亿个商品后,能顺利完成商品交付的利器。
全球多家仓储机器人公司都相继推出,可用于零售物流仓储的AGV,并持续跟进Kiva的发展,摸索当中可行的新功能,做出差异化,比如说,印度GreyOrange、瑞士Swisslog、美国Fetch Robotics等。虽然,很多机器人的功能比Kiva更高阶,然而,当时多处于实验阶段,量产和实际应用上,皆未能与 Kiva匹敌。
直到近年,中国多家业者才陆续推出可比拟Kiva机器人,用于零售电商拣货流程的AGV设备,以满足电商市场的物流仓储需求。许多中国大型电商,像是电商巨头京东、阿里巴巴等的仓储皆已导入该类型设备。
高雄第一科技大学管理学院院长蔡坤穆在2017年,催生了台湾第一间教学用的AGV智慧物流实作教室,花了800万元,引进3台AGV,这是台湾第一个零售业AGV应用实例。 图片来源/高雄第一科大 |
阿里巴巴旗下物流公司菜鸟网络,为支撑双11购物节爆量订单的出货需求,几年前,便在自家物流仓储部分采用AGV,并逐年扩大采用规模,甚至,于2018年时,在江苏无锡启用了逾9千坪的仓储,布署了多达7百部AGV机器人,规模更胜以往,相比传统仓储,整体运作效率提升5成。但是,台湾却少见零售电商业者,为物流仓储导入AGV设备,反而是学界发挥了领头羊。2017年底,高雄第一科技大管理学院投入800万元,建置首间智慧物流实作教室,这个实作空间也是全国第一个专为智慧物流场景设计的教学场域,包含引进了3台AGV机器人,供学生实作,以了解、熟悉该系统设备的特性。
亚马逊首用AGV彻底颠覆仓储作业流程
图片来源/亚马逊
亚马逊自2014年起开始在自家仓储物流中心导入千台Kiva机器人,并以AGV来逐步取代传统人力仓储的搬运、拣货作业,并且逐年扩大部署规模,如今AGV数量已高达20万台。
大家对零售电商仓储使用AGV的第一印象,多半来自美国电商龙头亚马逊,无数台AGV同时穿梭其仓储的画面,很难不让人深烙脑海。时间倒转至2012年3月,为提升仓储的作业效率,亚马逊大砸7.75亿美金,并购了仓储机器人制造商Kiva Systems,也就是第一个用于零售业AGV的出现。该公司是物流管理机器人的领导供应商,包含服饰品牌商The Gap、大型连锁药局Walgreens、办公用品零售通路Office Depot、精品百货Saks 5th Avenue等,皆是采用Kiva公司自动化设备的客户。
买下Kiva公司后,亚马逊逐步为线上零售事业体的仓储,引进Kiva机器人,也就是AGV。从2014年年初,对外宣布约采用1千台机器人,至同年底,已迅速成长15倍,增涨为1.5万台。因应线上销售成长业绩的成长力道,紧接着三年,每年平均增加1.5万台,至2016年,达到了4.5万台,隔年更突破10万台大关,而截至今年6月,共有20万台机器人,于亚马逊旗下50个仓储据点运行。这20万台AGV便是支撑亚马逊今年7月会员购物日Prime Day爆量交易的利器,当日,亚马逊全球累积售出1.75亿个商品。
Kiva公司创办人Mick Mountz创业前,担任美国生鲜电商Webvan的物流业务流程总监,亲历了公司破产至关门的困境。他发现,货物多是透过输送带或人工操作的叉车,于仓储中心的外围移动,因此他认为,欠缺灵活性的仓储物料搬运系统,以及具高昂成本的订单履行(Order Fulfillment)流程,是造成公司营运不善的根源。这些限制让他看见市场的切入点,于是他伙同工程与机器人领域专家Peter Wurman和Raffaello D'Andrea,联合创立Kiva公司,开发一系列的物流管理软硬件,后续又专为电商设计了一套自动设备,利用低矮的机器人,将货架提升运输至工作站,也就是后来的Kiva机器人。
然而,各客户与Kiva公司合约届满时,均未获续约,亚马逊于2015年将Kiva公司更名为Amazon Robotics,向市场表明技术不外流的态度。从此亚马逊拥有Kiva产品的独家使用权,既有Kiva软硬件设备仅供应其内需,换句话说,仓储机器人相关技术被亚马逊垄断。此举,使得市场顿时失去了这个利器,但也正因为Kiva的出现,正式开启了零售仓储机器人领域的大门。
为何台湾物流仓储少见AGV?学者剖析3关键
目前,AGV在台湾零售物流仓储中仍不普遍,可归纳几点原因,推动第一科大智慧物流实作教室的核心人物蔡坤穆指出,首先,这类型设备的制造商在台湾并没有,导致物流仓储界欠缺了第一手AGV设备和系统的相关讯息,以致于不清楚设备可预期的效益,所以,许多业者即使建置了新的物流中心,仍然使用传统的自动化设备。再加上,AGV设备制造商以中国业者居多,蔡坤穆认为,这也是台湾物流仓储业者踌躇不前的原因。
另一方面,蔡坤穆坦言,初次添购AGV设备仍须投入不小的资金,不过,AGV整体导入成本,不比其他自动化设备多,且可弹性决定要投入的资金额度,他进一步解释,因为AGV整套设备不需要一步到位,可以逐步扩大规模,因此,初期投入的成本相对较低。像是亚马逊从起初1千台的规模,扩展为如今20万台的层级。此特性也使AGV具有可弹性扩充、缩减规模的优势,然而,“很多仓储使用者并不清楚AGV这样的特点。”这是让台湾业者却步的第二个原因。
许多业者对投入自动化设备仍持观望的态度,则是他提出的第三个原因。这些业者大多以人力处理仓储作业流程为主,因为台湾目前的工资尚可负担,这也影响了业者导入AGV的意愿,再加上AGV需要在一定规模的独立作业区域,还得与现场作业人员的活动区域切割,来建立人车分隔的环境,这对大量仰赖人力的业者,更是一大导入难题。
尽管如此,他表示,受限于机器人的负重量,AGV设备不仅对楼地板的负重要求不高外,楼层高度要求也不高,因此,蔡坤穆认为,现有仓储经调整,大部分都可引进AGV,未来仍是趋势。
根据市场预估,3年后,全球电商将是一个高达400亿美元的规模。为了支撑这样的需求,即使最早使用AGV的亚马逊,也都持续尝试新的机器人设备,以降低劳务比重,如在特定仓储导入包装机器人,并考虑扩大部署的规模。
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