京东在设计储位分配算法时, 可以将同类、同种商品尽量放在同一区域, 同时, 设计专门的畅销品和滞销品存放区, 从而减少拣货时走“回头路”

目前, 京东物流在全国范围内拥有华北、华东、华南、西南、华中、东北和西北7大物流中心, 仓储面积710万平方米。京东在上海嘉定建设了亚洲一号全自动化仓库, 一期工程面积近10万平方米, 于2014年10月正式投入使用, 拥有自动化立体仓库、自动分拣机等智能化设备, 并且其仓库管理、控制、分拣和配送信息系统均由京东公司自主开发。自建物流, 作为京东的核心业务, 需要以强大的仓储体系作为其支撑, 除了不断扩张的仓库数量, 京东也在不断探索更高效率的仓储物流管理模式, 而建设上海“亚洲一号” (简称, 上海亚一) 智能化仓储体系, 便是京东将其物流业务从粗放式的、依靠人力的传统模式, 转向高效、高质、更加自动化与智能化的模式。

为了构建覆盖全国主要城市的现代化、自动化电子商务运营网络, 京东建设了上海亚一自动化仓库来满足发展需求。上海亚一物流中心由立体仓库区、多层阁楼拣货区、生产作业 (打包) 区和出货分拣区4大区域构成, 包含了收货、上架、补货、拣货、复核打包、分拣这6个环节。全自动化的入库上架系统、智能化的运输系统与行业领先的分拣系统, 使得上海亚一每小时可以分拣超过2万件商品, 且分拣准确率超过了99.99%, 弥补了人工分拣劳动强度大、流程繁杂、准确度较低等不足。

与普通的仓库相比, 全自动化立库的仓储效率提升了近3倍, 而这一成果, 则归功于京东S H U T T L E货架穿梭车。S H U T T L E货架穿梭车能够高速行走, 空载状态下峰值速度为6米/秒。京东在穿梭车的任务调度算法, 速度规划算法, 高精度定位系统和容错系统方面都做了自主创新, 使得穿梭车在高速运行的过程中, 车身结构所受到的冲击力最小, 而且安全性能最高。

随着自动化立体仓库的广泛应用, 促进了智能搬运机器人A G V的产生和发展。为了提升A G V的运行速度和稳定性, 京东自主研发了运动控制器。通过快速地提取A G V的运动状态来驱动电机的速度, 实现差速轨迹控制算法。这个算法使得A G V在运行的时候更加平稳, 而且运行轨迹更加的准确。A G V机器人的前后车身内嵌入了防撞传感器和无线通讯模块, 使它在京东仓库复杂的工况环境里面轻松自如的工作。

上海亚一的拣货、补货体系考虑到普通仓库的不足, 运用智能化方式解决了其中的很多难题。首先, 上海“亚洲一号”拣货采用阁楼的形式, 共设4层, 货物可以通过电梯运送到各个楼层, 而拣货员则通过各隔层之间的楼梯上下。而隔层与隔层之间, 都贯通着自动化传送带, 拣货员将已拣好的货物放置在传送带上, 就可使货物直接到达底层的打包区, 省去了拣货员在拣货区与打包区来回穿梭的时间与体力耗费。其次, 便是货物打包后的自动分拣技术。上海亚一的仓库管理系统、仓库控制系统、分拣和配送系统等整个信息系统均由京东自主开发, 拥有自主知识产权, 所有国内外先进的自动化设备均由京东进行总集成。

整体产能较低, 立体仓库利用率不高。上海亚一的立体化仓库在整个一期仓库里占地面积最大, 但是储位利用率并不高, 闲置空间很多, 造成了较大的浪费。亚洲一号的分拣处理能力每小时能达到1.6万件, 每天能够处理的单量最高约为40万件, 实际每天处理量为2 0万件左右, 产能较低, 遇上“618”“双十一”等大促时, 处理起来较为吃力。

目前京东智能化仓储体系对人力的依赖度仍然较大。虽然京东上海亚一号称高科技、自动化仓库, 但是它在商品入库、拣货、打包等流程中仍然需要耗费大量的人力资源, 且也在一定程度上浪费了库区的可利用面积, 影响了仓库的高效率运转。

自动化仓库的商品种类较为单一。为了实现高度自动化, 需要智能化设备作为支撑, 而现有的技术条件使得智能设备在使用过程受到一些条件的限制。上海亚一的商品, 大多是电子类以及中小件商品, 产品规整, 清点也较方便。但是其他品类的商品, 如食品和酒水, 仍然依靠传统的人力进行上架、拣货等操作, 而这些商品占京东销售额的比重也很大, 未来京东如果不能对这一部分商品的仓储体系进行改善, 可能会影响企业整体的智能化进程。

仓库部分环节设计不完善。由于上海亚一是京东智能化仓储体系的初步探索, 部分流程及设施设计还存在一定缺陷, 不完善的地方较多, 很多环节还是沿用以前普通仓的运作模式。例如, 阁楼拣货模式是“一单一拣”, 即每次拣的货物是以客户订单为单位, 而不是普通仓的, 将很多单整合到一起进行拣货的“多单一拣”模式。但是, 亚一的拣货员在每次拣货完成后, 是将货物放到篮筐中, 再由传送带运送到一楼的复核打包区, 由专人将放在篮筐里的货物进行复核并包装。这样, 就增加了商品出库前的流程, 整个仓库的产能也会受到一定限制。

减少产能浪费, 提高系统算法精确度。要想减少空间占据最多的立库区域的浪费, 可以划出一个专门区域, 用来堆放拣货仓以及周边其他京东仓库的滞销品;也可以利用这些空间, 用来存放大家电等大宗货物, 一个储位放置一个, 当有客户下单时, 货物直接从立库出库, 无须经过拣货环节。另外, 通过提高各流程信息系统算法的精确度, 例如, 可以通过优化拣货员的拣货路径, 提升拣货效率, 从而提高产能。

通过流程改善, 减少人力耗费。目前, 京东仓储内部成本占比最高的便是劳动力成本, 因此控制人效也是京东精益管理的重点。以商品拣货打包为例, 由于上海亚一是“一单一拣”的模式, 因此拣货员在拣货时, 将货物直接放到相应的包装内, 形成一个“移动打包区”, 省去了打包环节, 包裹通过传送带直接到分拣区, 从而提高了商品出库效率。在上海亚一分拣区, 当货物从分拣区的传送带流向各个出口之后, 货物会直接滑落, 如果不及时拿走出货口的货物, 会产生堆积并导致货物掉落。所以, 每个出货口都会有至少两个接货员负责收集货物, 码放整齐, 并放到运货的叉车或推车上。这样不仅浪费人效, 而且货物掉落会破坏货物包装。为了改善这一点, 可以在每个出货口设置一个收纳袋悬挂处, 货物到达出口时可以直接落入收纳袋中, 不会跌落在地;当收纳袋里货物收集得较满时, 理货员便可以将这一袋拿下, 直接堆放到运货车上, 再悬挂一个收纳袋, 继续收集货物。另外, 为了避免贵重货物在收纳袋内形成挤压破坏包装, 在中小件及较轻的文件等物品的接货口安置收纳袋更为合适。这样, 可以减少在出货口等待的接货员数量, 提升劳动力效率。

加快标准化建设, 扩大智能化仓库应用范围。标准化建设并非“一刀切”, 而是要根据每个商品的特性进行标准制定, 可以从以下几点着手:对商品进行物流属性采集, 并将这些信息汇总到系统, 以便于系统根据这些商品属性进行分类及规划, 将其纳入智能化仓储体系中。要对商品的包装、存放等建立标准, 使得每一个入库商品都规范化, 这是今后进行自动化拣选的基础。对仓库的通道宽度进行统一量定, 对每一个货架摆放点进行定点定位, 并将地标纳入GPS系统, 这些都可以为AGV机器人拣选的应用提供可行性。

对不成熟的环节进行改善优化。上海亚一的各个换件设计, 既有借鉴, 也有自己的研发, 由于是第一次探索, 难免会有一些不成熟的环节, 仍然沿用传统的模式, 缺少智能化。以阁楼拣货区为例, 很多商品摆放比较随意, 系统分配的储位不够规范, 很多同类、甚至是同一件商品被分配到距离较远的储位上, 而且有些单个商品被安置在完全不同品类的区域, 反映出算法的精确度和智能度不够高。今后, 京东在设计储位分配算法时, 可以将同类、同种商品尽量放在同一区域, 同时, 设计专门的畅销品和滞销品存放区, 从而减少拣货时走“回头路”, 提高拣货速度。