智慧物流的概念在2009年被提出后,近几年,智慧物流正在以“加速度”发展。
以智慧仓储和激光雷达两个细分领域市场面临现状为例。传统的人工分拣操作方式,不仅出错率高、占地面积大、分拣效率低,并且,随着土地和人工成本的日益增加,企业的资金压力也随之而来。
因此,无人化、高效率、低成本、自动化、智能化的仓储方式成为行业的共识。那么,这种技术是否有企业实现了,其发展又将如何呢?
随着智慧物流与自动驾驶的兴起,越来越多的人关注激光雷达的研发,而激光雷达的市场也充满潜力。
据全球知名市场研究与战略咨询公Yole Développement发布的《2021年汽车与工业领域激光雷达应用报告》预测,到2026年,汽车和工业应用的激光雷达市场规模预计将达57亿美元,智能交通基建设施激光雷达细分市场规模预计将达3.95亿美元,物流激光雷达细分市场将达4.66亿美元。
激光雷达领域虽然未来的想象空间巨大,但目前从技术路径和产品形态上,还存在一定的不确定性,因此需要更多的研究与技术的突破。
技术发展的同时,也少不了新路径的探索。为发掘智慧物流领域更多技术发展的可能性,10月23日,由浙大科技园与顺丰科技共同主办了“创π—首届智慧物流应用式创新大赛总决赛”(以下简称“创新大赛”),于杭州市拱墅区顺丰创新中心顺利举办。探索应用式创新,浙大科技园携手顺丰创新中心,用实力做科创生态的“连接器”。
经历148天,56个团队进行了激烈角逐,在创新大赛总决赛上,8个项目脱颖而出。本文以此次创新大赛应用组一等奖“慧仓科技闪电播”项目、二等奖“低成本1550纳米激光雷达”为案例,对智慧物流的新兴技术进行解析与探索。
虽然目前面对疫情、土地价格、劳动力价格上涨、人口老龄化等严峻的局面,中国有整体技术很强、注重算法、电商的大型公司,因此保证了自动仓储很强的供应链的竞争力。
从国内外市场现状看,国内仓库的总面积(包括车间、仓库、配送中心等)、相关从业人员、用户使用量、每日包裹发送数量比国外具有优势;但我国市场的智慧化、数字化的比例相对还不高。所以,整个智慧物流行业的发展还有很大的发展空间。
“闪电播”是慧仓科技自主研发的高速立体智慧仓储,是基于机器人组群和导轨货架的高效分拣系统。与人工分拣相比,可节省人员数量70%以上,节省占地面积超过90%;分拣效率可达1800件/小时,准确率99.99%。目前,每个机器人分拣最大可承担35公斤。
那么,具体来看,“闪电播”系统是如何工作的呢?
慧仓科技首席执行官朱俊达表示,机器人组群通过实时无线通讯协议实现智能运行控制,高速运行的机器人可以快速、准确地把货物运送到指定的货框,并且支持批量播种车及单独播种位,可外接自动扫码和抓取系统。
他解释道:“其原理和地铁的环线运作机制类似。如果只有一条轨道一趟地铁,那么运行的效率并不高;但通过在立体空间的多轨道群组运行,就能大大提升了工作效率。目前我们的算法已成功支持我们用户的一个群组27台机器人同时循环运行。”
朱俊达
“闪电播”可服务于跨境电商、物流快递、新零售。随着各行业在智能化、数字化需求的增长,从工业端的工业智能制造,到现代物流再到未来社区等新型基础设施,“闪电播”的使用场景范围将逐渐扩大。
从工业端角度,慧仓科技希望未来与MES(制造执行系统)进行融合。朱俊达表示,“目前,我们在印染、新能源、汽车等行业都已经有应用落地的案例。未来慧仓在工业制造,智慧制造、智能制造的产业升级上,都有很大的发展空间。”
从现代物流角度,即仓、储、运。其中“运”主要是仓内作业,“闪电播”的应用便在此环节。
从生活端角度,慧仓科技的设备还可以面向零售端,实现无人零售。朱俊达解释道:“相当于仓储式的售卖场,其原理和自动售卖机相同。但是,设备立体存储,空间大很多倍,而且有机器人在后台工作,这种设备可能会应用于替代夜间的便利店。”
此外,该设备还适用于应对无人化、人口老龄化的发展需求。例如,在养老社区或酒店,很多人不愿意下楼取快递。如果智能仓与机器人或无人车“联合”,当快递到达时,机器人可以自动送货上门。“这也是未来3年~5年,慧仓科技的技术方向之一。”
有时候,发展的现状会倒逼技术发展。朱俊达举例说道:“如果企业很难招到人,那就要用更多的自动化设备;如果招到的年轻人越来越少或流动率过高,那就要求设备的智能化的水平必须提高;如果企业同行的竞争者都已经数字化、智能化,那企业也要跟上;数字化、智能化是中国制造和高质量商贸流通的必然趋势。”
那么,未来的物流将会是什么样?
他认为,行业整体发展形态向好,技术的信息化程度高,需要软硬件融合,以IT技术为主,结合机械、电气、结构、机器人等,还要有工业级的交付能力。
从智能制造到终端消费,都需要到高质量的商贸流通,这要求整个链条的协同化、数字化、智能化、标准化,而且要低碳。行业在仓储、运输、包装等方面的投入,最终带来中国供应链整体效率的提升。
自动分拣有了“好帮手”,激光雷达也不能落后。“低成本1550纳米激光雷达”项目来自深锐智能,公司创始人孙剑,同时也是西安交通大学副教授,这也是“产”“学”“研”密切结合的典型案例。
目前,在市场上的905纳米激光雷达在遇到雾天时往往会“失效”,而1550纳米激光雷达穿透烟雾的能力更强。另一方面,人眼对1550纳米波段耐受度强,因此从物理性能的角度,1550纳米激光雷达在人眼安全上具备天然优势。
但其面临着成本较高、产业链不成熟的现状,也就是说,目前并没有相对便宜又好用的产品。孙剑团队因承担了一些军工相关的研发项目,在其研究过程中,积累了特色技术,并发现了实现低成本1550纳米激光雷达的可能性方案。
那么,该技术具体是如何做到低成本的呢?
孙剑表示,产品从方案的顶层设计到最后的落地,是整个体系的协同“升级”。具体来说,在器件层面尽量选择低成本的器件;在硬件电路上,需要信号噪声更低、放大倍数更大;在软件算法上,进行了更好的优化算法处理;在生产工艺上,更适应1550纳米的情况。
从实际应用层面,“低成本1550纳米激光雷达”的应用场景广阔,包括无人驾驶、无人机、智能装备、智慧物流等。
孙剑认为,在整个产业链日趋成熟的前提下,希望未来可将16线激光雷达的价格控制在千元量级以内。“如果各方面条件逐渐完备、进展顺利,那么该技术有可能在两年内实现规模化生产。”
孙剑团队
低成本1550纳米激光雷达
对于激光雷达领域的整体未来发展,孙剑认为,会朝着“高性能、低成本”进一步发展。他举例说道:“比如,调频连续波雷达(FMCW)的激光测距技术,它不但能测距还能测速、多维信息等。”
走出实验室直接面向市场,孙剑认为有很大不同。“实验室更多的是突破关键性技术,是方案上的创新和突破。但真正做产品,除了关键技术还要考虑产品是否有好的销售、设计,能否解决批量化生产,能否满足低成本和高效率,还有团队建设,与客户和投资人谈判等各方面。”
对于激光雷达在智慧物流领域的未来发展,孙剑认为,未来,智能装备如果能成熟、稳定地应用在智能物流,也会相应地带动核心的传感器发展。而激光雷达、视觉智能传感器模块等作为智能装备的核心部件将高速发展。因此,也必将分享到智能装备产业发展的红利。
对于本次创新大赛的举办,应用组一二等奖获奖项目代表均给予充分的肯定。
朱俊达表示,本次创新大赛彰显了浙大科技园科创赋能产业发展的强大实力,体现了顺丰科技的行业龙头领袖风范。“通过产业应用式创新大赛的平台给了项目充分的展示机会,十分感谢浙大科技园、顺丰科技鼓励和支持生态型企业的发展。通过参赛过程中的交流,也让我们看到了未来业务合作的更多可能。”
正是创新大赛的多形态交流,各团队多次行业信息与技术的交流与碰撞,也让他们更坚定了技术的发展。期待智慧物流领域未来更多的探索与进步。