隨著電商的高速發展，包裹分揀作業量不斷增加，對作業效率、準確率和客戶體驗的要求也在不斷提高。電商物流中心、郵政/快遞分撥中心等對高效率、低成本、高柔性的分揀解決方案需求大幅上升。在此背景下，兼具柔性、效率和成本優勢的AGV分揀機器人系統得到越來越廣泛的應用。

　　AGV分揀指的是基于AGV(Automated Guided Vehicle，即自動導引小車，也被稱為移動機器人)完成自動分揀的一種新型分揀方式。兩年前，一套被親昵地稱為“小黃人”的AGV分揀機器人系統在申通分撥中心應用，這種顛覆傳統分揀作業模式的新型分揀技術迅速在業內受到高度關注。

　　近幾年，隨著電商行業的迅猛發展，包裹量飆升，已經進入10億級別的新物流時代，這給電商物流中心、郵政/快遞分撥中心等場景下的分揀作業提出了嚴峻的挑戰。一方面，是分揀作業量的陡增，另一方面是對效率、準確率和體驗要求的不斷提高。然而，快遞物品種類繁多，規格雜亂不一，傳統分揀系統難以集中化、批量化處理。同時，用工難問題不斷凸顯，特別是在“618”、“雙11”、“雙12”等訂單業務高峰期，用工荒現象進一步暴露。因此，市場對高效率、低成本、高柔性的分揀解決方案提出了新的要求。正是在這樣的背景下，兼具柔性、效率和成本優勢的AGV分揀機器人應運而生，開始在電商、郵政、快遞等行業得到越來越多的應用。

　　京東武漢“亞洲一號”分揀 AGV 作業現場

　　更具柔性的AGV分揀系統

　　1.AGV分揀及其特點

　　“跟傳統的分揀設備相比，AGV分揀是近幾年新興的分揀方式，很多企業都表現出極大的興趣。AGV分揀最吸引客戶的地方就是柔性程度高。”蘇州牧星智能科技有限公司CEO劉明在對比傳統分揀設備與AGV分揀系統的特點時指出。他進一步分析道，首先，傳統分揀設備一般占地面積大，安裝調試時間長，并且安裝后的遷移成本很高;第二，傳統分揀設備單臺投資比較大，設備的初始產能也比較大，但今后增加產能難度大。例如，對于小型分揀中心而言，如果投資一套傳統分揀設備，可能一天的分揀量幾個小時就能完成，其余時間設備一直處于閑置狀態。在這種情形下，AGV分揀系統正好完美地解決了該問題。

　　牧星智能分揀機器人

　　采用AGV分揀系統，可以隨著分揀作業量的增加和減少，通過增減AGV的數量以匹配產能需求;同時，可以實現快速部署。AGV分揀目前應用比較多的為二維碼式和固定導軌式，2～3天即可完成現場部署與實施，整個項目部署也能在幾十天內完成。當分揀中心搬遷或者內部布局調整時，可以快速實現，并且幾乎沒有新增費用，經濟性優勢相當突出。

　　海康機器人鄔盈盈博士也表示，AGV分揀通過機器視覺讀碼實現對貨物條碼的識別，機器人調度控制系統可以獲得路由信息，調度機器人實現貨物的分類運送，具有柔性更高、差錯率更低的優勢。即使某臺機器人返回充電或者出現故障，其他機器人仍可持續作業，對作業效率影響小。

　　“傳統交叉帶分揀機解決方案的剛性較強，成本高，對于很多企業來說都是一筆很大的投入。特別是在現在物流快遞行業變化快、季節性波動強的情況下，柔性的自動化分揀解決方案才是行業最需要的。機器人分揀系統具有更加靈活柔性的特點，適應包裹數量的季節性波動，且投入成本低于交叉帶分揀系統。分揀機器人的效率可以達到人工揀選的4～5倍。” Geek+有關負責人表示。

　　2.AGV分揀適用場景

　　基于AGV分揀系統高度柔性化，對場地要求小，且初始投資不高等特點，劉明建議以下作業場景應當優先考慮采用AGV分揀系統：

　　(1)分揀中心場地空間不利于安裝傳統分揀設備的場景;

　　(2)分揀包裹數量不大，未達到傳統分揀設備能力但是又對自動化分揀有較大需求的場景;

　　(3)分揀路線比較多，但是分揀量不大的末端配送中心;

　　(4)分揀中心為臨時租用，可能隨時面臨搬遷等變化的場景;

　　(5)分揀中心日分揀量不穩定，需要經常調整分揀產能的場景;

　　(6)工廠內部物料分揀，日發貨量3萬件以下的場景。

　　總的來說，大型自建分揀中心更加適合采用傳統分揀設備，但也可考慮AGV分揀作為補充;對于中小型分揀中心，使用AGV分揀方式更加合適。

　　3.AGV分揀主要類型

　　從應用上來看，當前AGV分揀方式主要是在一定面積區域內使用多臺AGV，從多個上包口到多個下包口，獨立完成包裹搬運到指定目的地的任務。“因為AGV分揀系統僅僅涉及路徑優化和交通管控算法，整體難度比類Kiva機器人“貨到人”揀選系統要小。可能不同廠家的產品看起來不同，但萬變不離其宗，仍是類Kiva機器人的不同應用形式。”劉明表示。

　　按照載具的類型不同，AGV分揀主要有翻板(蓋)式和移載式(包括皮帶、滾筒等不同載具)兩種類型(見表1)，前者通常針對10kg以下的包裹，后者可分揀包裹的重量更大。

　　在應用形式上，AGV分揀多種多樣，常見的有使用鋼平臺的方式，即在鋼平臺上方完成包裹分揀，在鋼平臺下方收集包裹;以及直接在地面進行分揀，即將商品直接從一定高度分揀到籠車等包裹周轉容車中。

　　其中，翻板式AGV分揀以申通“小黃人”、京東“小紅人”為典型代表，該解決方案已經在多個快遞轉運中心及電商分揀中心內得到應用;移載式AGV分揀的應用項目也在不斷落地，目前，Geek+、快倉、昆船、海康、牧星、井松等眾多企業均已推出多種類型的AGV分揀產品(見表2)。

　　需要指出的是，AGV分揀系統除了硬件構成上的不同，還包括機器人調度系統等軟件，軟件系統的能力往往決定了整個分揀系統的效率，也會造成分揀機器人系統價格相差較大。

　　高效應對訂單高峰

　　目前，隨著AGV小車、導航方式、讀碼技術等的不斷升級以及算法優化，AGV分揀系統經過多次迭代升級已經較為成熟的分揀解決方案，應用在電商、郵政、快遞、智能制造，以及機場行李分揀等多個行業。

　　在2018“雙11”前，菜鳥與圓通速遞便聯合宣布啟用圓通杭州轉運中心超級機器人分撥中心。據悉，350臺AGV分揀機器人晝夜作業可完成超50萬件/日的包裹分揀。

　　圓通杭州轉運中心超級機器人分撥中心

　　Geek+在中國郵政武漢處理中心建立了全郵件、全流程、全系統、全自動的機器人分揀系統解決方案，這是全國快遞行業首個全功能智能機器人項目，380臺分揀機器人(含大、小件分揀)作業效率可達到20000件/小時。Geek+在2018“雙11” 期間的數據也非常亮眼。Geek+的平臺式分揀系統在中國郵政武漢分撥中心單日分揀包裹超過25萬件，落地式分揀系統在某電商平臺倉庫單日分揀超15萬件。

　　據鄔盈盈介紹，海康威視移動機器人幫助眾多電商快遞企業平穩度過各類電商大促期間天量包裹的分揀考驗。如，在某知名電商位于上海的全球首個全流程無人倉項目中，2000平方米的分揀場中，上下層共有近400臺海康威視移動機器人投入運行，實現了小件快遞和集包包裹的無人分揀、搬運作業，效率可達人工作業的4倍以上，全場機器人可24小時高效穩定運轉。

　　為了進一步提高AGV分揀系統的效率，快倉開發了具備兩條傳送皮帶，一次可以傳送兩個包裹的分揀機器人，目前這些機器人已經大量應用在中國郵政等項目中。“快倉分揀機器人的不斷創新和高效作業能力體現的不單單是快倉機器人的實力，更意味著AGV分揀機器人的應用引起了物流行業的廣泛關注，并且迅速成為物流智能化發展的新趨勢。” 快倉市場經理王琳琳強調。

　　市場需求在望 難點仍待攻克

　　從AGV揀選系統目前應用的效果來看，已經得到了越來越多的認可，行業企業紛紛表示看好其未來發展。“隨著過去兩年快遞公司的逐步上市，大型配送中心對分揀設備的投資達到高潮，未來幾年由于人工成本的上升，小型分揀中心、倉庫和工廠對于AGV分揀的需求將會越來越多。”劉明表示。

　　王琳琳以中國郵政為例指出，目前中國郵政在國內擁有超過5000個分揀中心，但是單量尚未飽和，場地也不固定，同時沒有資源大規模投入升級改造。而這些分揀中心每年面臨著兩到三倍包裹量的增長壓力，AGV分揀這種柔性解決方案應用前景廣闊。

　　鄔盈盈也表示，各行業的業務流程會有很多區別，但是仍有不少共同需求。業務處理量的節節攀升，條碼類型或貨物SKU種類日益繁雜，使得用戶對信息系統的信息化、智能化的要求不斷提高。準確、快速識別貨物條碼，迅速完成貨物分類及搬運任務，就成為AGV分揀解決方案的主要優勢。

　　不過，AGV分揀也面臨諸多難點。Geek+有關負責人表示，分揀效率是分揀系統非常關鍵的指標，為了提高分揀效率，需要先進的算法調度能力和高性能的AGV做支撐。一般情況下，AGV分揀系統需要幾百臺機器人在同一場地同時運行，場地規劃、多機器人協同、路徑規劃、擁堵控制等問題顯得異常復雜，對算法能力要求很高;此外，機器人較好的運動性能，能直接加速單包裹的分揀速度，縮短分揀時間，而機器人高運動性能對機器人硬件和驅動系統、控制算法、穩定性等方面均有著很高的要求。

　　“隨著AGV使用數量的上升，整個AGV分揀系統的穩定性會下降。優秀的AGV分揀系統不會受到某一臺或者某幾臺AGV故障的影響;較差的AGV分揀系統會整個或者部分系統停止運營，直到修復或者剔除有問題的AGV車輛后，整個AGV分揀系統才能恢復運營。因此，如何減少故障AGV對整個系統的影響是難點所在。”劉明稱。

　　技術發展方向

　　近幾年，整個機器人產業正處于快速發展時期，根據國際機器人聯合會(IFR)的統計數據，2018年，我國機器人市場規模預計達87.4億美元，其中，工業機器人占比更是高達71%，達 62.3 億美元。移動機器人作為工業機器人的一種，盡管目前占比還非常小，但是也呈現出蓬勃的發展態勢。有統計數據顯示，2017年中國AGV銷量達到1.35萬臺，預計2018年銷量將達到1.89萬臺。

　　在市場整體向好、未來前景廣闊的總體態勢下，各主流機器人企業也取得了良好的市場表現。Geek+預計2018年出貨量將超過1000臺。不過，機器人企業普遍表示，目前AGV分揀系統剛剛起步，尚處于“市場教育”階段，要獲得市場普遍接受還需要一定的培育時間。

　　從技術發展趨勢來看，AGV分揀將朝著更加高效、更加柔性、更加智能的方向發展。

　　劉明認為，首先，目前AGV車輛在上包、搬運和下包過程中的頻繁加減速和停止行走，不但浪費AGV本省能源，也降低了分揀產能，未來的主流AGV分揀一定是AGV在移動中完成包裹分揀，提高分揀效率。如何讓AGV在高速運動中完成分揀作業是未來技術研發的方向。

　　第二，使用AGV分揀是為了充分利用該方式的柔性優勢，因此搭建鋼平臺來進行AGV分揀的反柔性設計方案，未來也一定會越來越少。

　　Geek+有關負責人表示，未來在研發上依托AI、機器人和物流技術，持續推進AGV分揀技術的創新，在智能化、柔性化、無人化方面進行探索。同時會更加關注智能算法、全功能分揀系統、無人化分揀等技術的研究，為客戶提供更有價值的智能分揀方案。

　　鄔盈盈表示，海康移動機器人解決方案依托AI、物聯網、大數據、圖像處理等先進技術，可實現多類型機器人的集群調度，還可接入機械臂、升降機、自動門、輸送線等外部系統，協作執行高復雜度的作業任務。今后，海康將深入踐行“萬物互聯”，實現各種智能設備間的相互協同，提升作業無人化水平，打通企業生產過程中的信息流，精益管理模式，不斷為客戶創造價值、提升效益。