独具创新的菜鸟杭州自动化智慧保税仓拣货模式.pdf

78CASE STUDY案例海关统计数据显示，自2017年以来我国跨境电子商务规模5年增长近10倍。2022年我国跨境电商进出口（含B2B）2.11万亿元，同比增长9.8%。作为发展速度最快、潜力最大、带动作用最强的外贸新兴业态，跨境电商正以蓬勃之姿迎来快速发展。保税仓是跨境电商的重要节点，作为专门存放保税货物的专用仓库，其运营效率直接影响到整个保税仓的服务水平和消费者体验。随着保税仓业务的快速发展，其物流作业复杂度，作业强度等均随之增加。特别是在“双11”“618”等发货高峰期，对履单效率提出了更高的要求，保税仓急需新的拣选技术和拣货模式来提升运营效率。菜鸟杭州自动化智慧保税仓通过独具创新的自动化全流程拣货模式，大幅提升了产能和存储托盘位，提升了拣货效率及拣选区容量，并通过多穿系统自动调度商品，有效缩短了拣货路径，能更好地适应大批量货物仓储，成为跨境电商物流领域的标杆项目。独具创新的菜鸟杭州自动化智慧保税仓拣货模式文/本刊记者 任芳“2021年菜鸟在杭州下沙园区正式启用新一代自动化智慧保税仓，通过“货到人”和“人到货”相结合的自动化全流程拣货模式，使“双11”“618”等发货高峰期的运营效率得到充分保障，实现了物流作业及服务的提质增效。792023/物流技术与应用独具创新的菜鸟杭州自动化智慧保税仓拣货模式项目背景2014年，菜鸟在杭州下沙园区首开保税进口业务，通过网购保税进口+一般贸易进口的业务模式，来自欧洲、北美、日韩等全球近100个国家地区的货物在此存储、分拣并行销全国。随着保税业务快速发展，中小商家越来越多，加之保税仓及其保管商品自身的特殊性，其物流痛点也开始逐渐凸显。菜鸟物流科技快消行业解决方案总监赵旭东先生对此进行了详细分析：首先，从商品自身特点来看，由于保税仓要服务众多商家，保税商品品类丰富、SKU多，体积普遍较小，库存深度较浅。这意味着在传统较低存储密度的平库作业模式下，随着商家和SKU数量的增多，拣选范围不断扩大，仓库人员行走距离过长，不仅效率降低，而且劳动强度大。其次，从商品流动性来看，通常美妆、母婴等品类仓库动销率非常高，需要在仓库内实现快速周转，但保税仓货物长尾商品较多，周转较慢，这就需要相应的存储及拣选方式来应对。此外，保税仓业务模式也较为特殊，需要全流程监管，即所有货物从入库、上架，到理货、拣选、分拣、出库等全过程都要在海关监管之下执行，并通过数据链的方式实时查看。基于这些特点与痛点，为满足保税业务快速发展的需要，2020年12月菜鸟下沙自动化智慧保税仓项目正式立项，菜鸟团队设计了端到端的全流程自动化解决方案，之后经过方案细化、仿真输出、设备进场、联调和试运行后，菜鸟下沙自动化智慧保税仓于次年“双11”正式启用，并成为当时国内唯一可以单仓处理长尾商品的保税仓。菜鸟杭州自动化智慧保税仓二楼存储及补货80CASE STUDY案例项目概况菜鸟杭州下沙保税仓一期位于杭州下沙综合保税区，主体为C1、C2两栋双层楼库，总面积22000平方米，二层通过连廊连接面，实现商品存储及补货；主要功能区包括收货区、库存区、拣选区、包装区、发运区等。商品品类以美妆类为主，食品类为辅，随商家分布调整；件型以中小件商品居多；其中还有部分特殊订单，如少量恒温仓订单需跨仓合单，兄弟包裹合并交接，分销订单。整个仓库服务菜鸟平台的300多个跨境电商卖家。全面升级的菜鸟下沙自动化智慧保税仓位于一期项目内，占地面积2000平方米，共30000个料箱存储货位，仓内自动化设备及系统模块主要包括：基于四向穿梭车的密集存储模块、基于Shuttle的拣选模块、分拣模块、全自动揽收系统、自动化履约及控制系统、自动化可视工作台以及Lemo手持终端等基于IoT的辅助信息设备。其中，利用料箱、穿梭车和高速提升机构建的四向穿梭车密集存储模块共2组，均为16层，每个模块设有2个拣选面，近300个拣选位，每个模块配备21台四向穿梭车（1台为备用）。系统亮点与模式创新1 创新性的“上存下拣”设计四向穿梭车密集存储系统模块创新性地采用“上存下拣”模式，上13层为商品存储区，下3层为拣选区。这种设计不仅效率更高，日常产能800012000单/班次，最高产能可达60000单/班次；同时也大大节省了用地，提高了空间利用率，拣选位如果全部铺开，占地约2万平方米，但是采用系统模块设计，占地面积仅不到300平方米。2 首创“货到人”+“人到货”拣选模式基于“上存下拣”设计创新设计的四向穿梭车密集存储系统，菜鸟下沙自动化智慧保税仓首创了“货到人”和“人到货”相结合的自动化全流程拣货模式。赵旭东认为，人和机器人各有优势，全自动化的机器人系统在面对“双11”这类大促活动突然暴增的订单量时，产能难以柔性地支撑。换言之，如果系统按照日常单量设计产能，就无法满足大促期间的需求；如果按照大促期间的需求设计，那么成本就会非常高。因此，同时结合“人”与“机器人”优势的四向穿梭车密集存储系统更加柔性，既能够支持单量的爆发，又可以平衡成本。3 全自动揽收系统在出库仓配交接环节，以前需要靠人工一个一个包裹去揽收，由于海关监管需要，包装箱上的条码标签需要露出以便扫描；而通过菜鸟自研的全自动揽收系统，只要将包裹放在流水线，通过扫描设备就能够自动完成揽收，进行快递装车。类似于DWS系统，待揽收包裹信息可以批量被自动读取并上传海关、承运商等数据系统。不仅提高了效率，也充分加强了仓库与承运商的信任。4 强大的软硬件能力除了全自动揽收系统外，菜鸟下沙自动化智慧保税仓还大量应用了菜鸟自研的Lemo手持终端，实现对出入库、库内移动、盘点、调拨、出库的实时管理。能够满足大数据频繁调度的硬件能力无疑是菜鸟的一大核心拣货员根据Lemo手持终端提示在拣选面拣货工人正复核并打包商品812023/物流技术与应用优势，大数据算法则是另外一个显著的核心优势。由于保税仓内SKU数量庞大，如何从30000个商品中高效地选择出能够满足一个波次订单拣选的商品，离不开算法的支撑。系统算法不仅要分析订单及订单结构，找出高动销率商品，还要分析料箱位置，并进行实时调度，提前将料箱送至拣选面。此外，基于系统软件方面的优势，菜鸟下沙自动化智慧保税仓还采用了多个菜鸟自研的软件管理系统，如WES仓库控制系统，其除了将合适的商品选择到拣选面以外，还对WMS仓储管理系统进行一定的优化，将其部分能力纳入WES，使得原来的WMS与执行系统之间的界限更加分明；同时，WES还具备连接更多WCS系统的能力，扩展能力更强。总之，基于功能完善的软硬件系统和强大的算法能力，菜鸟下沙自动化智慧保税仓实现了保税商品的高效率拣选出库，以及数据信息的全流程实时记录和海关监管。主要作业流程1 商品入库上架保税商品经报关检验后进入仓库，在收货区暂存等待理货，理货完成后，经自动化输送设备送往仓库二层存储，商品与货位信息上传系统。2 拣选系统实时根据天猫国际平台上的客户订单，通过大数据算法找到对应商品所在的料箱（相同SKU商品集中在一个料箱中），穿梭车通过系统获取料箱位置后和高速提升机配合，把料箱送到拣选面指定的拣选位置，拣货员根据Lemo手持终端提示进行快速拣货。3 补货拣选完成后，拣选面的料箱不自动回库，当箱内商品即将拣空时，系统下发补货任务到二层存储区补货员的Lemo手持终端，补货员根据系统提示，将所需数量的商品放入料箱，并通过Lemo手持终端进行信息上传和绑定，穿梭车自动将货物运送到库内或者拣选面对应的货位。4 包装出库包装区紧邻拣选区，配备了2条包装线，共120个包装工位。订单商品经快速打包后，放入输送线进入分拣区。分拣线上的六面扫描系统自动读取包裹信息并上传系统，系统通过分拣线将包裹送至相应的格口。格口通常按照快递公司区分，也可以根据需要按照不同目的地流向进行区分。至此，保税区库内作业全部结束。据介绍，从客户订单下发，到拣选、包装，再到分拣发货，整个过程大概仅需要3分钟。项目效果菜鸟下沙自动化智慧保税仓项目自正式启用以来，充分实现了提质增效：不仅保障了“双11”等大促期间海量订单的顺利履约，还大幅提高了运营效率。经测算，基于仓内用工结构比例不变情况下，非大促期间，产能提升68%，大促期间产能提升100%，存储托盘位提升21%。通过多穿系统自动调度商品，拣货路径缩短了90%，拣货效率提升100%。通过合理规划存储面积，优化存储空间，保障库容利用率最大化，拣选区容量提升110%，能更好地适应大批量货物仓储，同时满足多商家需求。此外，基于自动化设备的高效稳定运行，库维人员数量减少25%左右。对于商家而言，保税仓的智慧化升级不仅可以帮助提高物流效率，提升消费者体验，还能极大地减少商家的存储费用。并且，由于商家的品类非常多，但动销却很慢，自动化保税仓还可以通过算法实时分析订单需求情况，帮助商家优化商品结构。赵旭东表示，目前菜鸟下沙自动化智慧保税仓的整体运营能力充裕，随着保税业务发展，订单程上升趋势，为应对未来订单量超过现有系统硬件承载量的情况，菜鸟正在通过算法优化、运营优化来实现仓库能力的持续提升。未来，菜鸟下沙自动化智慧保税仓的实践探索将陆续推广复制到其他菜鸟运营的保税仓。他进一步强调，菜鸟在几年前就确立了坚持科技研发的长期主义大方向，在物流科技创新方面投入了大量研发资源，在科技高速发展的时代，技术推动产业发展是必然趋势。因此，未来菜鸟仍将继续坚持这一方向，为保税仓的智慧化升级发展赋能，同时菜鸟也将领先的物流科技能力面向大快消等行业持续输出，帮助更多企业实现数智化升级。四向穿梭车密集存储系统模块局部图