基于移動機(jī)器人的揀貨系統(tǒng)研究進(jìn)展

來源：專知

基于移動機(jī)器人的揀貨系統(tǒng)(Robotic mobile fulfillment systems, RMFS)作為一種新型物至人的揀貨系統(tǒng), 相比人工揀貨系統(tǒng)和AS/RS揀貨系統(tǒng)(下文統(tǒng)稱傳統(tǒng)揀貨系統(tǒng))具有更高的揀貨效率、更好的系統(tǒng)可擴(kuò)展性和柔性. 為全面了解RMFS的運(yùn)行模式及其優(yōu)化方向, 本文首先回顧了RMFS的工作流程及優(yōu)化理論框架, 然后對RMFS的貨位指派、訂單分批、任務(wù)分配、路徑規(guī)劃以及建模方法等問題進(jìn)行了文獻(xiàn)回顧和總結(jié), 并指出了RMFS與傳統(tǒng)揀貨系統(tǒng)在揀貨過程方面的異同及當(dāng)前研究的不足. 最后, 討論了RMFS的幾個重要研究方向, 為RMFS的理論研究和應(yīng)用實(shí)踐提供參考.

http://www.aas.net.cn/cn/article/doi/10.16383/j.aas.c190728

訂單揀選是將商品從其存儲位置揀出以滿足客戶訂單需求的過程, 訂單揀選是典型的勞動密集型作業(yè), 占倉庫運(yùn)作總成本的60% ~ 70%[1]. 隨著客戶需求從大批量少批次向小批量個性化轉(zhuǎn)變, 客戶對訂單的配送時限和服務(wù)質(zhì)量要求越來越高, 提升訂單揀選效率已成為當(dāng)今學(xué)術(shù)界和工業(yè)界共同關(guān)心的難題. 基于移動機(jī)器人的揀貨系統(tǒng)(Robotic mobile fulfillment systems, RMFS)的訂單揀選效率是傳統(tǒng)揀貨系統(tǒng)的2 ~ 3倍[2–3], 徹底顛覆了傳統(tǒng)倉庫的揀貨作業(yè)模式, 為倉庫的廣泛應(yīng)用和研究開辟了新途徑.

RMFS系統(tǒng)2003年由Kiva公司最先開發(fā), 2012年亞馬遜收購Kiva后在其北美各大配送中心開始部署[4–5], 國內(nèi)已有菜鳥、京東和快倉等公司成功應(yīng)用RMFS. RMFS的核心思想是利用移動機(jī)器人將存儲商品的移動式貨架搬運(yùn)到揀貨站臺, 揀貨人員揀取商品后再由機(jī)器人將貨架送回存儲區(qū)存儲. 相比傳統(tǒng)揀貨系統(tǒng), RMFS提高了揀貨效率、準(zhǔn)確性以及倉庫空間利用率, 縮短了倉庫部署和調(diào)試時間, 并可根據(jù)客戶需求的變化實(shí)時、動態(tài)調(diào)整倉庫布局結(jié)構(gòu), 特別適合需求波動性大、時效性強(qiáng)的電商企業(yè)的訂單揀選[2–3, 6].

與傳統(tǒng)揀貨系統(tǒng)類似, RMFS也面臨貨位指派、訂單分批、任務(wù)分配以及路徑規(guī)劃等方面的問題, 但在實(shí)際運(yùn)作過程中, RMFS與傳統(tǒng)揀貨系統(tǒng)相比存在諸多不同, 面臨一些新的亟需解決的問題. 鑒于此, 本文對RMFS訂單揀選過程的幾個關(guān)鍵問題進(jìn)行綜述研究, 并給出未來的研究方向, 為RMFS的實(shí)踐應(yīng)用及學(xué)術(shù)研究提供參考.