面对新冠疫情，物流配送领域加速机器人自动化转型

前言

新冠疫情全面影响着我们的生活，这其中，零售业受到的影响尤为严重。从商店被迫关停到超市努力满足在线配送需求，新冠疫情的爆发让许多企业开始重新审视自身的销售和分销结构，并重新考虑使用和投资那些可以帮助他们克服当下挑战的技术。新冠疫情迫使供应链和物流行业不得不进行根本性的变革。疫情在全球的迅速蔓延不仅对人类生活产生巨大影响，也为商业领域带来了重大挑战，企业纷纷调整商业模式以寻求生存，并希望在未来可以更好地应对类似冲击。ABB调查显示新冠疫情对物流配送行业产生了显著影响。根据ABB近期对全球物流和运输企业进行的一项调查，91.5% 的受访企业表示其运营受到了新冠疫情的影响。

为了弥补因隔离和社交距离要求等原因造成的损失，同时满足因消费者在线订购和送货上门需求而导致的对商品多样性的需求暴增，企业们不得不优化运营流程。但同样需要注意的是，物流和运输领域在新冠疫情爆发之前已经发生了巨大变化。随着电子商务的爆炸性增长，企业开始重新审视现有实体业务，因为越来越多的消费者选择网络购物，而非传统的线下购物。实际上，新冠疫情只是这场变革的催化剂，使已经开始的转变加速进行。本报告着眼于当前物流运营商面临的主要挑战，阐述了如何借助柔性自动化技术来应对这些挑战。此外，报告还将引用部分真实场景下的机器人物流行业应用案例，为评估哪些任务可以使用自动化技术以及如何推进自动化转型提供建议。

自动化如何提升物流绩效？

机器人改善物流运营模式的四种方式

无论在快速消费品终端运营领域、零售配送中心、电子商务履约服务中心还是包裹分拣场地，机器人自动化技术都可发挥不同的作用。在所有物流职能中，产品搬运和分拣的四个关键领域如下：

1. 物料拾取：机器人物料拾取配备高速视觉系统以识别产品代码或其他数据，可靠、高效，并且可在负载能力范围内拾取不同重量的物品。

2. 码垛、拆垛、重新码垛：无论是货箱还是（越来越多零售商和其他企业选择的可回收系统）搬运箱，机器人都是码垛和拆垛作业的成熟选项。在制造商的生产线末端、配送中心和其他应用场景中，机器人系统可根据编程的托盘模式实现快速、高效、精准的码垛。除了提供可靠和安全的托盘设置，机器人还可避免人工搬运时可能出现的操作问题。

3. 机器人存取系统：在需要准确拣出多种产品、合并订单信息以备发货的电子商务环境中，机器人存取系统独具价值，它可使用编码数据对物品进行识别、临时存储和匹配。同样，可靠的重复作业能力仍是机器人系统的一大优势。

4. 分流和分拣：在包裹分拣操作中，机器人可集成视觉系统，用于自动识别并分流包裹、评估包裹尺寸并将其导向正确的下游分拣区。 

想要实现快速配送需要与之相匹配的高效物流支持。事实证明，对于繁忙的仓库和配送中心来说，机器人自动化可提高效率、生产能力和准确性，从而降低退货率，提升客户满意度，带来更高的投资回报率。此外，无论是配送需求，还是物流形式及渠道的变化，机器人自动化都能让未来的物流运营在应对变化时更具柔性。

构建更柔性的未来

新冠疫情导致的前所未有的封锁向物流行业展示了柔性系统的重要性，在此之前，人们从未预料到会发生这样的状况。采用柔性系统并不会大大增加投资成本，却可能获得显著的竞争优势。

尽管新冠疫情为行业带来巨大变化，但我们不能忽视这样一个事实，那就是采用柔性自动化技术的主要目的在于提升企业顺势发展的能力，以适应新的销售和配送方式，同时也尽可能保留传统的零售路线。这种灵活性对于满足季节性配送需求变化或搬运不同尺寸的物品同样重要。

在物流自动化领域，经验丰富的合作伙伴会结合客户的具体设备和当前的运营需求来做规划，同时兼顾未来可能变化的需求。

消费者行为的改变带来的双重影响对传统零售业造成了沉重打击。

要点总结：

• 事实证明，机器人自动化可提高效率和生产能力，从而降低退货率，提升客户满意度，带来更高的投资回报率。

• 机器人自动化技术的灵活性可帮助企业在物流环节更好地适应未来环境变化。

• 机器人自动化技术可在四个关键领域提升绩效：物料拾取、码垛、卸垛、重新码垛、机器人存取系统以及分拣。

影响物流行业发展的关键趋势

尽管新冠疫情迫使企业重新思考和制定物流策略，但这并不是影响行业趋势的唯一因素。2020年之前，已经有越来越多的消费者选择网络购物，基于此，零售和物流行业都竞相脱离传统的线下购物，向线上销售转型。 

此外，全球贸易政策的变化、消费者对定制产品需求的不断变化，以及对次日甚至当日达的服务需求已经促使有远见的运营商重新考虑他们的运营策略并寻求新技术以应对当前挑战。

是决定技术转变的三个主要趋势：

1. 劳动力

新冠疫情爆发之前，已经有越来越多的人选择网络购物，物流和配送中心的工作人员每日处理的订单数量和商品种类都在稳步增加。 为了应对这种因消费者行为改变所带来的附加工作量并加快订单履行速度，越来越多的企业开始采用机器人自动化技术来处理各种任务，包括使用自动导引车（AGV）在仓库内运输货物，以及使用工业机器人进行货物拾取、搬运和码垛。 新冠疫情进一步加速了这一转变，在供应链、物流和订单履行领域都产生了严重影响，许多企业和经济都受到冲击，一些关键性结构弱点得以浮出水面。与其他导致建筑物和基础设施损坏的灾难不同，新冠病毒由于对人类健康的影响，对供应链造成了严重破坏。对许多企业来说，全球蔓延的疫情仿佛噩梦一般，加上封锁带来的经济影响，导致员工无法提供生产、加工和配送服务，企业也愈加认识到必须尽快进行变革才能确保企业的生存发展。

2. 全渠道分销

全渠道分销是指企业通过一系列渠道进行销售，包括官网、亚马逊等电商平台、实体零售店以及 Instagram 和 Facebook 等社交媒体。早在疫情爆发之前，随着越来越多的消费者选择网络购物，全渠道分销已经广泛开展。而疫情的蔓延，使得这一趋势大大加快，尤其对于喜欢多样性商品，并要求便捷和快速配送的年轻消费群体来说更是如此。

此外，这种全渠道分销的增长也部分归因于传统的送货上门模式可行性越来越弱，无论是从经济效益，还是从环境方面考量都是如此，传统分销商已无法满足消费者持续增长的配送需求。特别是在疫情爆发初期，许多零售商现有的配送设施难以满足增长的送货上门需求，他们不得不承担额外支出，雇用更多的员工（如司机和快递员）来满足客户需求。由于许多送货车都使用柴油发动机，这必然会加重环境污染，对于收取尾气排放控制费的地区，还将产生额外成本。

全渠道分销呈指数级增长使得零售商开始重新思考其分销策略，让商品既能够从商店发货也可以从本地仓库发货，从而缩短交货时间。  

百货公司也采用了相同的策略，亚马逊宣布计划接管并重新利用城市和城镇中心位置的空置零售门店，用以建立本地化分销网络。

位于荷兰赫姆斯格Rjinsburg 工厂的机器人订单拣选装置可根据每家超市或食品零售商的需求准备订单，以便对商品进行交叉理货，并直接送到超市货架，无需存放在配送中心。

例如，亚马逊最近进军零售超市领域，用智能手机应用取代传统的现金收款，消费者可通过账户自动支付，并在超市领取通过亚马逊电商平台订购的其他商品。随着这一概念的流行，越来越多的零售商将审视自己的经营模式以适应全渠道分销战略。  

3. 电子商务主导市场

早在2020年之前，电子商务已经保持稳步增长，而新冠疫情的爆发进一步巩固了电子商务相较于其他购物渠道的优势。例如，来自经济合作与发展组织的数据显示，2019年4月至2020年4月，欧盟的网络销售额增长了30%，而美国、英国和中国等地区的增长率也大致相同。网络购物的增长势头十分强劲。长期以来，各行业的咨询报告一直预测网络购物将大幅增长。例如，2013年，麦肯锡的一份报告指出，“点击提货”模式（现在已经很普遍）将促使消费者转向网络购物、减少实体店消费。有趣的是，这份基于4500名欧洲消费者的反馈编写而成的报告还强调零售商需要进一步改善供应链来满足消费者转向网络购物后导致的庞大配送需求。目前，这一问题在疫情的影响下显得尤为突出。  

因此，在疫情爆发前不久，研究机构Interact Analysis曾预测到2023年

物流行业对包括机器人在内的仓储自动化需求将以12.6%的复合年增长率（CAGR）增长。该研究预测，随着机器视觉和抓取系统的发展，机器人性能将增强，物流行业对零售拣选机器人的需求也将随之增强，复合年增长率预计高达 98.7%。   新冠疫情对全球实体零售业产生了毁灭性影响，4月份所有行业的销售额均大幅下降。例如，英国所有行业的零售额继3月份下降5.2%之后，4月份再次下降18.1%，而纯电子商务领域（非实体商店）则一枝独秀，销售额增长了18.0%，创历史新高。   自2020年初以来，电子商务的迅猛发展为一些公司带来了丰厚的回报。例如，沃尔玛的在线销售额增长了 97%。Tesco 报告显示，短短五周内，沃尔玛每周的配送量从 60万件增加到 130 万件，截至5 月，配送量增长了90%。毫无疑问，商场雇佣的配送人员也随之增加。英国七家大型连锁超市总共扩招13.6万名员工，而亚马逊在全球范围内共扩招17.5万名员工。  全球范围内其他国家也出现了类似情况。在美国，截至2020年10月，实体零售店的客流量比上年同期下降34.6%，而电子商务销售额则比上年增长32.4%，从2019年的5980.2亿美元增加至2020年的7917亿美元。

自动化如何帮助企业应对物流发展趋势

如果说经验是最好的老师，那么新冠病毒为我们上了宝贵的一课，教会我们要做好准备。值得注意的是，疫情的爆发加速了许多正在努力应对消费者行为变化和以需求为导向的消费主义潮流的企业的倒闭，导致许多著名的大牌实体店和品牌消失。有幸存活下来的企业也面临着一系列挑战，这使得它们不得不探索新的运营方式，包括投资自动化技术，以维持企业的生存和发展。    

1. 提供劳动力支持

为了提升订单履行能力并最大限度地减少因病导致的劳动力缺失，企业领导者们开始同时实施短期和长期战略，即计划在仓库和配送中心增加机器人自动化技术。在当今复杂的市场环境下，想要确保供应链的高速、高效和韧性，物流公司不得不采用自动化、数字化、人工智能、机器人等先进技术。无论是在正常的市场环境中还是危机时期，成功整合这些技术对于确保供应链畅通至关重要。

鉴于目前供应链面临的压力，我们可以预见自动化和机器人技术将被加速应用于分销网络。未来，更多操作流程有望实现自动化运行。不过，最大的变化不在于配送中心的去人工化，而是用自动化和机器人技术取代没有价值的人工作业，以加快流程，提高效率。  

2.全渠道分销转型

现代智能机器人可以很好地满足全渠道供应链及其复杂需求。借助先进的导航、交通管理系统、内置传感器和扫描仪，自主移动机器人 (AMR)可以找到通向仓库任意地点的路径，检索物品并将其运至指定地点。  

AMR可以轻松适应和拓展新的布局和设施，因此可以安全地与人类和其他工业车辆协作，进一步提升物流中心的生产柔性。鉴于电商包装的不断发展，AMR 可帮助企业应对市场变化和发展，并且不会因增加固定设施而产生额外费用和损失。

总之，新技术的发展将有助于建立规模更小、更靠近交货点的本地仓库，而这是未来趋势，对运营效率和灵活性都提出了更高要求。  

虽然柔性自动化不会取代分销网络中的人工操作，但越来越多的企业将部署自动化机器人来接管体力要求高且没有附加值的任务，速度和效率的提升将提高劳动力利用率，简化订单履行流程。国际数据公司（IDC）进行的一项供应链调查显示，72.8%的受访企业表示，未来三年内，机器人技术对其组织的发展很重要或非常重要。  

3.  电子商务浪潮

根据最近几个月的经验，有一个普遍共识是，那些能够妥善应对配送需求激增的零售商将是最适合未来行业发展的商户。   据预测，网络购物将在未来两年内增长 25%，零售商不得不采取必要的措施和投资，以确保足够的应对能力。依赖实体店销售的零售商面临的另一个挑战是如何更好地将在线订购与店内库存管理系统同步，使消费者能够直观地了解哪些产品可购，哪些产品缺货。    

专家预测，在未来12至24个月内，越来越多的超市将开始向混合经营转变，分别推出网络购物和线下购物。随着技术运用愈加成熟，机器人自动化将以更快的速度被市场接受。未来两年，零售商的经营方式将发生重大转变，即改造部分实体商店用于专门支持在线购物业务。

要点总结：

• 自动化操作有助于将疫情和隔离对用工的影响降至最低，符合保持社交距离的要求，并可提高效率、速度和产能。

• 物流运营的自动化需求加剧，以应对日益增强的全渠道配送趋势。机器人可与人并肩工作，简化流程，提高效率，接管繁重疲劳的任务。

• 在线购物的持续增长将使零售商和分销商面临越来越大的压力，迫切需要实现自动化运营，以便快速履行各类产品订单。

自动化蓝图

在迈出机器人自动化的第一步之前，企业必须了解如何在运营中应用一台或多台机器人，以及如何让其配合现有流程，更好地体现机器人的价值以达到最佳效果。我们将重点介绍企业内部自动化技术优化的关键业务和技术标准，旨在为您提供参照模板，助您更好地应对新冠疫情的直接影响，并进入新常态。

迈向机器人自动化

机器人自动化转型包括多个阶段，需要考虑一系列因素。首先，必须清楚自身的实际情况，并与您想要达到的目标进行比较，思考想要实现目标需要采取哪些措施。

机器人可执行的关键任务

物流运营领域，多项任务都具备自动化潜能。自动化技术不仅有助于减轻人工负担，还可提高效率，加快订单处理，具体包括：

• 拆垛：机器人利用人工智能和3D 视觉图像处理技术自动卸载和分拣不同尺寸的托盘、货箱或包裹。

• 排序：为了充分利用产能，避免停机，机器人可有针对性地转寄货物或临时存储货物。

• 订单拣选：机器人利用图像处理技术将货物和板条箱紧密地码放整齐，以便于运输。

• 订单拣选“货到机器人”：机器人将订单货物打包，并利用人工智能技术抓取不同尺寸和重量的产品。

• 单件分离和分拣：机器人利用人工智能技术抓取和分拣不同尺寸的小件物品。

• 订单发货和货物整合：例如，自动化解决方案对托盘或运输系统上的产品和包裹进行分类，使空间得到充分利用。

在将自动化解决方案与应用需求相匹配时，采用迭代过程来指导技术规范、方案设计和实施是非常有用的。上图列举了衡量机器人自动化潜力和针对应用场景选择合适方案的建议步骤。  

步骤1-制定方案

成功安装机器人之前必须确定合适的型号规格。准确了解自身需求并告知供应商有助于避免后期因沟通不畅或机器人负载与自身需求不匹配而导致的产线问题。 此时需要考虑的因素包括需要机器人处理的产品类型、期望的机器人运行时间以及所有与应用相关的特殊要求，例如机器人是否需要在无菌环境中工作。  

与自动化流程的相关人员积极沟通也很有帮助，可以让您发现生产过程中被忽视的细微差异，而这些差异可能会对机器人的规格参数和最终效率产生实质影响。 在信息收集完成后就可以开始计算目标节拍时间，并利用它来协助系统的总体设计。  

如果您是首次体验机器人自动化技术，ABB及其系统集成商将通过 ABB 价值提供商网络为您提供支持，帮助您制定符合需求的机器人解决方案。  

步骤2–初始概念设计  

通常来说，此阶段所需的信息已经存在于组织内部或是更大范围的市场中。在这种情况下，了解自身需求并根据安装设想形成概念大纲以进行方案设计是相对容易的。然后在此方案基础上可进行个性化设计，以满足应用需求。

如果还需要其他设备，或需要更换、定制解决方案，您也可以向专家、供应商咨询，他们将凭借专业知识和丰富经验，就具体问题为您提供最佳建议，推荐最佳解决方案。同样，您也可向制造商（如ABB）或系统集成商寻求帮助，就概念设计获取建议。

步骤3-安全与控制  

机器人控制技术的最新进展可以使人机协作更加紧密。例如，最新的距离检测软件技术使用电子运动检测和预防措施取代机械防护设备（必要时可以重新设置），使操作人员和机器人能够在同一区域安全协作。一旦检测到障碍，机器人将立即自动停止运行。该技术摆脱了传统防护设备的束缚，有助于降低安装成本，节省占地面积，尤为适合在狭窄空间进行的作业。  

另一个需要考虑的问题是机器人控制器的类型。包括ABB在内的许多制造商都提供应用软件包，这些软件包可以大大简化机器人的安装和设置流程。例如，拖拽编程功能、离线仿真模拟和测试功能可大大降低设置阶段的复杂性和风险。  

HMI和集成技术的发展也为机器人控制提供了新的方法。许多机器人控制器都自带易于操作的 HMI，既可以嵌入控制器中，也可以通过手持示教器操作，操作人员无需专业编程技能即可轻松实现机器人编程和设置。

步骤4 - 测试和模拟  

说到机器人自动化，人们始终存在的顾虑就是机器人能否在性能提升和投资回报方面使用户真正受益。利用离线仿真模拟工具（如ABB的RobotStudio®软件），用户可事先在虚拟环境中创建、测试和完善机器人系统。该软件可对单个机器人、完整的机器人工作站以及整个机器人系统进行建模，显示机器人对其他流程的潜在影响，便于用户制定出适合现有空间的解决方案。  

步骤5 - 完善概念

参照上述步骤，可大致了解机器人系统的工作效率，以及自动化升级的可行性或需要采取哪些措施实现自动化升级。利用收集到的信息可以估算出由此降低的成本金额，进而推导出可能的投资回报率。   通常，经过上述流程我们会了解需要做哪些改进来进一步完善初始概念。  

还有一点很关键，那就是应对未来的变化。在条件允许的情况下，建议用户从一开始就可能发生的变化做好计划，以最大限度地提高安装效率，并确保机器人的利用率。这样既能更好地适应未来的变化，也能在必要时添加其他任务。对于制药企业来说，这种变化与多种因素有关，例如包装的变化、最佳制造工艺的发展（比如使用视觉系统实现序列号追踪），或者在同一条生产线上处理多种产品。

要点总结：

• 完成机器人自动化升级包括多个阶段，需要考虑一系列因素。

• 需要对比自身现状和目标的差距，了解完成自动化升级需要做什么。

• 实现机器人自动化转型的五个关键步骤： 制定方案-初始概念设计-安全与控制-测试和模拟-完善概念

ABB机器人在配送和物流场景中的应用

随着机器人自动化在配送和物流场景中的优势日益凸显，越来越多的企业希望利用机器人来帮助他们应对消费者日益增长的服务需求，包括快速配送、商品多样化选择和快捷揽收等。 本节将选取部分案例，向您展示ABB机器人如何助力客户实现速度、效率和绩效的全面提升。

荷兰食品公司Heemskerk利用ABB机器人实现新鲜健康食品的高效、可持续供应  

通过使用ABB机器人，Heemskerk工厂实现了自动化订单拣选，缩短了新鲜食品的供应链运输时长，从而延长了可上架销售的时长，最大限度地减少了浪费。  

挑战：这家鲜食公司需要一套柔性、可扩展的自动化解决方案用于订单拣选和存储，以便及时向超市和其他食品公司供应最新鲜的食品。  

应用：根据超市和食品公司的订单完成新鲜水果、蔬菜和即食食品的拣选和装箱。  

解决方案：位于荷兰Rjinsburg工厂的机器人订单拣选系统可根据每家超市或食品零售商的需求准备订单，以便对商品进行交叉理货，直接备货至超市货架，无需存放在配送中心。

ABB 机器人助力在线药店Apotea生产效率提升30%

在瑞典规模最大的线上药店Apotea的物流中心，三台ABB机器人让药品分拣和打包更加高效。  

挑战：作为一家在线零售商，Apotea 没有实体店铺，但希望在药品种类不断丰富的情况下提升药品配送速度。鉴于每周的寄运量数以万计，Apotea希望有一个系统在满足配送需求的同时可以确保将药品快速、准确地送到客户手中。  

应用：对订单进行分类，确保将每个产品放在正确的位置以便发货。  

解决方案：机器人订单分拣系统由三台ABB IRB 4600机器人组成，可直接分拣并打包产品，并送入指定笼架以便后续配送。机器人接管包裹搬运工作之后，Apotea的产能提升了30%，员工也因为有机会从事更有价值的工作而获得了更高的工作满意度。

上海第七人民医院借助ABB机器人改革配药流程  

原本忙碌的医院药房在完成自动化升级后可以更低的运营成本完成配药流程，不仅有助于提升发药安全，还为医院员工打造了更具获得感的工作环境。  

挑战：医院需要在简化药房工作的同时提高住院部配药流程的安全性  

应用：利用RML（Robot Mini Load）和自动抓取物流系统完成药品拣选和放置。辅助功能包括 3D 视觉系统和机器学习，可帮助机器人持续提升工作性能。  

解决方案：机器人药房自动化系统包含一套RML与一套3D自动抓取系统，可根据处方完成药物存储、检索、拾取和分拣。与人工操作相比，自动化系统更精确，不容易出错，可提供更完善、更安全的配药服务。

ABB码垛机器人解决方案：增强人机协作，提升产能过半

紧凑型托盘装载单元使用搭载SafeMove安全控制软件的工业机器人与人并肩工作，安全又高效。  

挑战：将盒装糖果准确放置到托盘上  

应用：雀巢工厂需要一套能够准确地将产品放置到托盘上的紧凑型机器人单元，减少返工的同时可确保员工在机器人周围安全地工作。  

解决方案：配备真空吸盘和SafeMove安全控制软件的ABB工业机器人，可准确、快速地完成托盘装载，并能确保工作人员安全出入工作单元。不仅降低了实施成本和时间，还将生产效率提高了53%。

报告总结

配送变革

尽管新冠疫情对零售业产生了严重影响，但却促使企业重新思考运营策略，寻找新的、高效的产品配送方式。最重要的是，尽管随着疫苗的研发和治疗方法的改进，疫情可能会消散，但它所引发的变化——企业意识到商业模式多样化和使用新技术应对市场变化的重要性——将持续存在。对于那些希望在“新常态”中生存发展的企业来说，他们有充分理由投资新的自动化技术，尽管这在疫情爆发之前一度被认为没那么紧要或时常被推迟。  随着客户接收产品的方式发生转变，我们需要重新思考新技术的运用方式。例如，全渠道门店数量的持续增加将使越来越多的经营场所，如商店，转型为全自动或半自动提货点。  

可以肯定的是，那些投资包括机器人技术在内的前沿自动化技术的企业将可以更好地应对疫情的持续影响，并在未来出现类似或其他突发情况导致企业难以凭借旧时理念和设备“照常经营”时，拥有更出色的表现。