菜鸟猫超仓135台攀爬机器人:9米高空取货,28小时跑出3.3个马拉松
编辑|Sia规模也能经济。仓库里的马拉松一台矮矮胖胖的机器人拐进货架之间。它闪烁着信号灯,外形像一只装了轮子的行李箱,沿着狭窄的巷道快速移动。迎面,另一台机器人正好驶来。眼看就要撞上,两台机器人却灵活地错开,继续执行各自的任务。转过一个弯,其中一台贴近货架,抓住轨道,沿着垂直方向「蹭蹭蹭」地向上攀爬。...
规模也能经济,这话放在这座大仓里能落到实处。
仓库里的马拉松
货架之间,一台矮矮胖胖的机器人拐了进来。外形像装了轮子的行李箱,信号灯一闪一闪,顺着窄巷快速往前跑。
对面正好有另一台机器人驶来,眼看要撞上,两台却灵活地错开身,各自接着干活。
拐过弯,其中一台凑近货架,抓住轨道,沿着垂直方向「蹭蹭蹭」往上爬。它要取的是高处的料箱。料箱取到后,会被送到人工工作站,等着分拣。
这样的画面,在菜鸟广州增城猫超仓(以下简称猫超仓)2000 平方米的存储区里反复上演。
这里摆着 135 台 ZeeBot 攀爬机器人、9 米高的 20 层密集货架和 4.2 万个料箱。机器人就像一群现实版《吃豆人》,在巨大的立体迷宫里穿来穿去,有的负责出库,有的忙着补货。
「双十一」。10 月 20 日晚 8 点,天猫「双十一」全面开卖。当天,猫仓高峰期出库件数直接飙到日均同时段的3 倍。人工仓里的做法不一样。拣选员拿手持 PDA 扫过订单,设备就会提示去哪个格口取货,推车跟着指引走。拣选车一般分三层,每层放约 8 个纸箱,一个箱子对应一个消费者的订单。
拣选员一路走过不同货位,把商品分别投进对应的订单箱。走一趟,就能同时处理好几笔订单。
两个作业区分拣出的商品,在集货区汇到一起,随后进入包装复核环节,由人工封箱、贴单。
袁流说,改造之前,要放下接近 4 万个高动销商品得用两层楼:一楼约1万多个品,二楼接近 3.2 万个品。结果不少订单被拆成两个拣选单,跨楼层取货、合流、再分单,流程很繁琐。一场大促下来,一个人走了多少路,要拿绕西湖走多少圈来算,他说。
如今靠高密度货架,原先分散在不同楼层的商品被集中存放,单位面积的存储能力提高了很多。机器人把料箱直接送到人跟前,工作人员按订单取货就行,拣选效率也跟着上去了。
整个猫超仓的存储效率大约是原来的 3 倍,人效也提到原来的 2.5 倍左右。
参观过程中,ZeeBot 的攀爬能力让我印象最深。这套系统把「Z 轴自由」变成了现实,整个仓库的运行节奏也跟着变了。
它向上爬的速度是 1.2 米/秒。和那些被轨道拴住的设备不一样,ZeeBot 不必在货架侧面铺专用轨道,垂直方向可以自己走。
这些机器人靠两只抓手附着在货架上,在立体空间里自己「看路」移动。机身姿态由内置的惯性传感器和力矩反馈持续感知,电机状态随之实时调整,攀爬时不容易倾斜或打滑。
攀爬稳不稳,关键是不能掉下来。行业里抓取和取放结构的设计各有不同,ZeeBot 的做法是在单侧用两个扒手抓取,抓持力有保证,又不用占两条滑轨。
这套设计其实改变了自动化仓库扩容的路子。传统 AS/RS、堆垛机这类自动化立库,货架布局、轨道和设备配置在建设之初就定死了,基建完工,产能上限基本也就到顶。赶上双十一、黑五这样的订单高峰,想靠简单「加车」扩产很难,改造代价极高。
猫超仓的节奏是:5 月正式启动改造,8 月开启测试,9 月进入大促备战。项目推进得相当快,只增加了数十台 ZeeBot,就扛过了「双十一」首日的订单洪峰。
设备交接变少,是另一个明显的好处。传统自动化仓库里,水平搬运和垂直提升通常由不同设备接力,交接每多一次,就多一道等待和协调。
ZeeBot 把水平移动和垂直攀爬放在同一台设备上完成。少一次交接,就少一个潜在故障点;衔接环节越少,系统运行和后期维护也越省事。
就算其中某台机器人出了毛病,整座立库也不会因此停摆。
但每台机器人都能跑,并不等于仓库的吞吐量就真的上得去。100 多台机器人在货架间同时穿行,怎么让它们配合得像一支交响乐团?这得靠一套复杂的调度算法。
怎样让它们少绕路、少等待,还尽量不撞上?系统既要为每台机器人规划行走路径,也得从全局层面协调它们的动作。
袁流举了个例子:前方有机器人在攀爬时,后面的机器人可以停下来等,也可以改道绕过去。选哪种,要看怎么安排对整体作业更有利。
分配任务的时候,系统其实已经把未来几秒的轨道占用算进去了。某条轨道马上要被占用,就先派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。
派活也不是「谁离料箱最近就派谁」。机器人当前在哪、任务处于什么状态、后面走哪条路线,这些因素系统都要综合起来,再挑更合适的执行者。
料箱拣选完之后,未必放回原位。系统会按商品和货位的「热度」重新配对,让周转频率高的商品尽量落到更合适的位置。
在袁流看来,自动化技术越成熟,单台机器人之间的性能差距会越小。行驶速度可能就是每秒 4 米,不会无限加快到飙车;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,整个仓库的存取流程又怎样持续优化。
大模型的引入,正在帮他们把这一优化过程做得更细。
大模型还能帮运营人员找出不少以往难以发现的优化空间,并把任务分配、路径规划这些环节算得更细。算力充裕之后,系统响应更快、计算频次更高。订单每秒钟都在进来,机器人位置和轨道占用随时在变,前一刻排好的路线,下一刻可能就得推翻。调度只能不停重算、重新分派任务,以毫秒级的速度动态调整。
协同的未来
猫超仓里,订单走到最后一步是包装复核。每个工作站旁都配了一条传送带,工作人员把打包好的包裹放上去,包裹便向前流走,进入对面的申通快递分拨中心。
这么看,仓库再聪明,作业流程里也没能完全去掉人。沃尔玛创始人山姆·沃尔顿在自传里写过一段话:没有整个系统里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,上货同样需要人。一位年轻工作人员正在上架区忙活:先扫商品条码,把商品信息录入系统;接着调度系统指挥附近的机器人,把对应料箱送到他的工作站。
一个上架工作站有 8 个箱位。他按亮起的绿灯,把一包包裤子放进对应料箱。装满一箱就按下操作按钮,指示灯转为红色,机器人随即将料箱运回存储区。
补多少货、货从哪来,系统都会提前算好。袁流说,仓库会把现有库存、商品效期和出货量放在一起算,得出商家当天要备多少货、补多少商品。
人工仓货架上的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,机器人同样会接手。袁流判断,这种人机配合的状态会长期持续下去。
一座仓库该配多少台机器人?照旺季峰值来配,淡季就会有大量设备闲着;只按日常低谷来算,旺季订单一涌进来,系统又可能扛不住。
所以仓库通常取一个折中的配置水平,超出常规产能的那部分,交给人工灵活调配去消化。
现场就能看到这种弹性安排:工作人员穿着不同颜色的背心,不少人来自第三方人力服务公司。订单量一变,人工就能相对灵活地补到需要的岗位上。
分拣工作站旁,一台机械臂正在接受拣选训练。看到这一幕,袁流的预测显得更有说服力。
单件精细拣选是行业公认的下一个攻关点,我们也在训练,但还处在「非常初期」的阶段。他说。
机械臂要面对仓库里约 3 万个不同的 SKU,尺寸、重量、形状、软硬程度都不一样。抓起一件商品前,它得先认出形状,再判断从哪个角度下手、使多大的力,才能稳稳拿起来。对人来说,这些动作几乎不用过脑子;换成机器人,就变成了一连串视觉识别、抓取决策和运动控制上的难题。
更现实的难题是,仓库里的 SKU 一直在变:新品不断进来,旧品持续退出。机械臂要真正覆盖所有商品,还有不少技术关卡要过。只要有一件商品没法被可靠识别或抓取,就得转给人工处理。
拣选之外,设备运维、异常处理这类「管例外」的活儿,同样离不开人。
说到底,都是为履单服务。
「我们的理想是服务顾客,因此,我们必须尽可能成为最高效的商品供货者。」山姆·沃尔顿曾如此阐述公司的经营理念。
20 世纪 80 年代,沃尔玛联手休斯公司,砸下 2400 万美元搭建卫星通信网络,为的就是兑现这句话。到 1987 年,系统部署完成,散落各地的门店、配送中心和总部被连成一张网,销售、库存等信息得以更快汇集、流转。
卫星网络只是沃尔玛数字化建设的一环。此后,公司在计算机和卫星系统上的累计投入接近 7 亿美元。这张覆盖全球零售网络的信息基础设施,为「天天低价」筑牢了底层护城河。
多年后,Kiva Systems 创始人 Mick Mountz 也对外纠正过说法:「我们发明的是一套履单解决方案。」他不希望 Kiva 被简单贴上「机器人公司」的标签。
今天的猫超仓,回看的其实是同一个问题。
135 台 ZeeBot 累计跑出超过 140 公里的垂直运行里程。这 140 公里最终要换来的,是更多商品被及时找到、订单被准确拣选、包裹按时出库,并顺利交到下一段物流链路手中。
放到更大的履约网络里看,一套大促应急指挥体系同样在昼夜运转。
AI 负责运营监测、风险预警和异常识别;某个环节一旦出问题,系统就顺着履约链路定位异常,推动分钟级响应,尽量把局部波动消化在系统内部,少让消费者体验受影响。
履约能力上去之后,平台能把快速送达的承诺覆盖到更多商品,仓库里的效率,最终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,再到如今高密度穿梭的智能仓群,零售业的底层技术迭代了几轮,商业对极致效率的追逐却始终没偏过方向。
算法、数据和网络,三者谁能把庞杂的物理资产整合成一个高吞吐、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”这个角色最近。
这套复杂系统激起的工业美学与效率浪潮,还在往前滚。