菜鸟广州增城猫超仓:135台攀爬机器人,28小时跑完3.3个马拉松
纵横9米高空的机器人,跑出3.3个马拉松,一座大仓的极速28小时
规模做大了,账也能算得过来。
一场仓库里的马拉松
货架之间的巷道里,拐进来一台矮胖的机器人。信号灯一闪一闪,外形像个安了轮子的行李箱,它顺着窄道快速往前跑。
对面正好有另一台机器人驶来。两车眼看要撞上,却都灵巧地避开,各自接着干活。
拐过弯后,其中一台靠到货架边,抓住轨道,竖直方向「蹭蹭蹭」往上爬。它要拿的是放在高处的料箱。料箱取下来后会被送到人工工作站,等着分拣。
菜鸟广州增城猫超仓(下称猫超仓)的存储区有 2000 平方米,这样的画面一直在里面重复。
仓里配了 135 台 ZeeBot 攀爬机器人、20 层共 9 米高的密集货架,还有 4.2 万个料箱。这些机器人就像现实版的《吃豆人》,在庞大的立体迷宫里穿来穿去,一部分在做出库,一部分在补货。
「双十一」10月20日晚上8点,天猫「双十一」正式开卖。开卖当天,猫仓高峰期的出库件数相比日均同时段直接猛涨3 倍。
人工仓这边,拣选员用手持 PDA 扫订单,设备会自动显示该去哪个格口取货,推着车跟着指引走就行。拣选车一般分三层,每层摆约 8 个纸箱,每个箱体对应一个消费者订单。
拣选员推着车一路走过不同货位,遇到对应的商品就放进相应的订单箱。一趟走下来,多笔订单能同时处理。
两个作业区拣出的商品在集货区汇齐,之后进入包装复核环节,由人工封箱、贴单。
袁流说,改造前要放下接近 4 万个高动销商品,得占两层楼:一楼约1万多个品,二楼接近 3.2 万个品。
结果就是不少订单被拆成两个拣选单,跨楼层取货、合流、再分订单,流程很繁琐。
他说,一场大促下来,一个人的行走量要以绕西湖走多少圈来计算。
如今高密度货架把原本分散在不同楼层的商品集中存放,单位面积的存储能力大幅提高。料箱由机器人送到人面前,工作人员只管按订单取货,拣选效率也跟着上去了。
猫超仓整体存储效率约为原来的 3 倍,人效提升到原来的 2.5 倍左右。
「 Z 轴自由」与交响乐
参观过程中,ZeeBot 的攀爬技术让我印象最深。
它垂直攀爬的速度是 1.2 米/秒。常见的「轨道囚徒」要在货架侧铺专用轨道,ZeeBot 不用,这就是「 Z 轴自由」。
这些机器人会自己「 看路」:两只抓手附着货架,机身便在立体空间里自由移动。内置的惯性传感器和力矩反馈不断感知机身姿态,实时调整电机状态,让它在攀爬时不倾斜、不打滑。
攀爬时首先得保证不掉下来,这一点绕不开抓取和取放结构的设计。行业里对此有不同方案。ZeeBot 在单侧布置两个抓取点来夹住货架,抓持力有保障,也不必占用两条滑轨。
这样一来,自动化仓库增加产能的路子就变了。
过去的 AS/RS、堆垛机这类自动化立库,货架怎么排、轨道怎么走、设备配多少,往往开工时就已经定死。基建一完工,产能上限基本跟着封顶。碰上双十一、黑五这种订单高峰,想靠简单“加车”扩容几乎做不到,改造代价也高得吓人。
猫超仓这边节奏快得多:5 月正式动手改造,8 月进入测试,9 月已经投入大促备战。项目只添了数十台 ZeeBot,就接住了“双十一”首日的订单洪峰。
设备交接次数减少,好处同样明显。
在传统自动化仓里,水平搬运和垂直提升常由两种设备接力完成。交接多一次,就多一处等待,也多一层协调。
ZeeBot 把水平移动和垂直攀爬放在一台设备上做完。少一次交接,就少一个可能的故障点;设备衔接越少,系统跑起来和后续维护都更省事。
就算个别机器人出了毛病,整座立库也不至于跟着停摆。
不过,每台机器人跑得再快,也不等于仓库就能拿到真正的高吞吐。
100 多台机器人在货架间同时穿行,要让它们像交响乐团那样配合,背后得有一套复杂的调度算法。
系统怎么让这些机器人少绕路、少等待,同时尽量不撞上?它既要给每台机器人排出行走路线,也得站在全局协调大家的动作。袁流举了个例子:前方有机器人正在攀爬时,后面的机器人可以停下来等,也可以换条路线绕过去。具体选哪种,得看怎么安排对整体作业更有利。
甚至在派任务的时候,系统就已经把接下来几秒内轨道的占用情况算了进去。某条轨道马上要被占用,就先安排别的机器人去做其他任务,把等待尽量消化在任务分配这一步。
任务分配也不是简单地「谁离料箱最近就派谁」。机器人当前的位置、任务状态、后续路线等因素都要一并考虑,系统再从中挑出更合适的执行者。
料箱拣选完之后,未必非得放回原来的货位。系统会依据商品和货位的「热度」重新配对,让周转频繁的商品尽量待在更合适的位置上。
在袁流看来,自动化技术越来越成熟,单台机器人之间的性能差距会慢慢缩小。行驶速度大概就是每秒 4 米,不会无限制地快到飙车;攀爬速度也可能越来越接近。真正拉开差距的是系统层面的效率:自动化区域怎么规划,机器人怎么调度,任务怎样衔接,货位如何安排,以及整个仓库的存取流程如何持续优化。
大模型的引入,正帮他们把这套优化做得更细。比如帮运营人员找出更多过去不容易察觉的优化机会,在任务分配、路径规划等环节算得更精细。
再结合更多算力,系统的响应速度和计算频次也能提上去。每一秒都有新订单进来,机器人位置和轨道占用一直在变。上一刻规划好的路线,下一刻可能就得调整。系统必须持续重算、重新分配任务,以毫秒级的计算动态调整机器人调度。
协同的未来
在猫超仓里,包装复核是订单流转的最后一站。
每个工作站旁边都连着一条传送带。打包完成的包裹被工作人员放上去,顺着传送带向前走,就到了对面的申通快递分拨中心。
再聪明的仓库,也没能让人彻底退出作业流程。沃尔玛创始人山姆·沃尔顿在自传里写过一段话:没有整个系统所有那些尽心尽力的员工和卡车司机,那些东西(指计算机、激光制导配送中心)都是没有用的。
分拣、打包之外,上货同样离不开人。
上架区里,一位年轻工作人员正忙个不停。他先扫商品条码,把商品信息录入系统;接着,调度系统会指挥附近的机器人,把对应的料箱送到他的工作站。
一个上架工作站有 8 个箱位。工作人员盯着亮起的绿灯,把一包包裤子放进对应料箱。一箱装满,他按下操作按钮,指示灯转红,机器人随即把料箱运回存储区。
商品从哪里来、每天补多少,系统也会提前算好。袁流说,仓库会结合现有库存、商品效期和出货量,算出商家当天要准备多少货、补多少商品。
人工仓货架上的商品格口比机器人区的大型料箱小得多,一个格口能放的商品有限,补货也就更频繁。这部分活儿,机器人同样会接手。
袁流判断,这种人机协同的局面会长期存在。
一座仓库到底该摆多少台机器人?全按旺季峰值来配,一到淡季就有大批设备吃灰;反过来只盯着日常低谷,旺季订单一涌进来,系统又可能扛不住。
所以仓库通常挑一个折中的数量,超出去的那部分产能,靠人工临时调配来顶。
现场就能看到这种弹性。员工穿着颜色不同的背心,不少人来自第三方人力服务公司。订单一变,人就能比较快地补到缺人的岗位上。
分拣工作站旁边,一台机械臂正在做拣选训练。看到它,袁流那句判断显得更有依据了。
袁流说,单件精细拣选是行业公认的下一个攻关点,他们也在练,不过还处在「非常初期」的阶段。
这台机械臂要对付仓库里大约 3 万个不同的 SKU。大小、轻重、形状、软硬,样样不一样。想抓起一件货,它得先认出形状,再决定从哪个角度下手、使多大劲,才能稳稳提起来。
人的手太灵了。这些动作对人来说基本不用想,落到机器人身上,就变成视觉识别、抓取决策、运动控制一连串难题。
更现实的麻烦在于,仓库的 SKU 一直在变。新品进来,旧品退场,机械臂要想真正覆盖全部商品,还有不少技术关卡要过。只要有一件货没法可靠识别或抓取,就得转给人工。
拣选之外,设备运维、异常处理这类「管例外」的活儿,同样还得靠人。
说到底,都是为了把订单履好。
“我们希望服务顾客,所以必须尽量成为最高效的商品供应者。”山姆·沃尔顿当年这样解释公司的经营思路。
这句话落在行动上,是20世纪80年代沃尔玛跟休斯公司合作,拿出2400万美元搭了一张卫星通信网。1987年这套系统铺完,各处的门店、配送中心和总部被连到一起,销售、库存这些信息汇得更快、转得更顺。
数字化建设不止这一步。后来沃尔玛往计算机和卫星系统里砸的钱累计接近7亿美元。这张信息基础设施把全球零售网络罩住,也给“天天低价”垫了底。
许多年之后,Kiva Systems 创始人 Mick Mountz 对外纠正过一种说法:“我们发明的是一套履单解决方案。”他说自己从不愿意让 Kiva 被简单叫成“机器人公司”。
再看今天的猫超仓,其实回答的是同一个问题。
135 台 ZeeBot 在垂直方向上累计跑出超过 140 公里。不过这 140 公里最后要换成的是:更多商品被及时找到,订单被准确拣出来,包裹按点出库,稳稳交到下一段物流链路手上。
放到更大的履约网络里看,还有一套大促应急指挥体系在昼夜不停地转。
运营监测、风险预警、异常识别都有 AI 参与。哪个环节一出问题,系统就顺着履约链路找异常,把响应压到分钟级,让局部波动尽量在系统内部消化掉,少波及消费者体验。
履约能力往上走,平台就能把快速送达的承诺铺到更多商品上。仓库里的效率,最后变成消费者下单时看得见的时效保障。
从沃尔玛的卫星通信网络,到 Kiva 的机器人履约方案,再到眼下高密度穿梭的智能仓群,零售业的技术底座换了一轮又一轮,可商业对极致效率的追逐始终没偏方向。
谁能让算法、数据和网络把庞大而杂乱的物理资产编成一个高吞吐、低延迟、能自我调整的实时并行处理系统,谁就离消费者代理商这个角色更近一步。
这套复杂系统搅动起的工业美学与效率浪潮,还在往前滚。