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摘要：料箱機器人通過硬件革新與智能算法升級，正成為破解倉儲高密度存儲與柔性揀選難題的關鍵載體，推動智能物流向“模塊化、自適應”方向演進。本文從行業(yè)痛點切入，深入剖析行業(yè)核心驅動力，系統(tǒng)闡述其以“軟硬融合”為核心的關鍵技術體系，并通過標桿行業(yè)實踐驗證其顯著提升存儲效率、揀選速度及投資回報率的實際效能。

關鍵詞：RMS；料箱機器人；貨到人揀選；高密度存儲；柔性物流

作者：劉鵬

蘭劍智能科技股份有限公司

料箱機器人技術作為現(xiàn)代智能倉儲的核心裝備，正深刻重塑物流與生產(chǎn)環(huán)節(jié)的物料處理模式。其發(fā)展軌跡并非簡單的技術線性迭代，而是植根于特定行業(yè)的迫切需求，進而實現(xiàn)技術突破與場景泛化的動態(tài)過程。

一

行業(yè)升級驅動力

1.技術起源與行業(yè)驅動

中國料箱機器人的規(guī)?；瘧茫厥加陔娮由虅招袠I(yè)的爆發(fā)性需求。該行業(yè)對倉儲自動化提出了近乎苛刻的要求，成為技術發(fā)展的核心驅動力：

• 高強度連續(xù)作業(yè)：電商“7×24小時”無間斷運營模式，要求機器人系統(tǒng)具備極高的可靠性與耐久性，遠超傳統(tǒng)工業(yè)設備的運行標準。

• 時效性壓力：訂單履行具有嚴格時效窗口（如“半日達”“次日達”），迫使分揀系統(tǒng)必須具備高速、精準的料箱級吞吐能力。

• 準確性挑戰(zhàn)：海量SKU與零差錯發(fā)貨要求，對機器人的識別精度、抓取準確性與系統(tǒng)智能調(diào)度構成巨大挑戰(zhàn)。

• 環(huán)境適應性：大型電商倉普遍存在溫濕度變化范圍大、空間密集等特點，設備需在高溫、高濕等非理想環(huán)境下穩(wěn)定運行，對硬件防護與控制系統(tǒng)提出特殊要求。

以蘭劍智能開發(fā)的“蜂巢系統(tǒng)”（即密集存儲料箱穿梭車系統(tǒng)）為代表，早期料箱機器人解決方案通過高密度存儲、高速料箱穿梭車與提升機協(xié)同作業(yè)，有效滿足了電商物流的密度與效率要求，在國內(nèi)掀起了倉儲自動化的重要變革。這一階段的技術攻堅，聚焦于解決連續(xù)高強度運行下的穩(wěn)定性、環(huán)境耐受性以及高速精準存取等核心問題，為后續(xù)迭代奠定堅實基礎。

2.應用場景擴展

料箱機器人技術在電商領域的成功驗證，使其在更多行業(yè)得到認知與采納。其核心價值——高密度存儲、精準高效的料箱級自動化存取能力，也被證明適用于多元場景。

• 汽車行業(yè)：率先應用于總裝車間工藝段原料（小件）的自動化存儲和配送，逐步演化為原材料（小件）入倉的行業(yè)標準解決方案，并延伸至在制品（線邊庫）、售后備件庫的管理。

• 醫(yī)藥、鞋服、食品飲料行業(yè)：滿足其對物料追溯、潔凈環(huán)境、高周轉率或季節(jié)性波動的特定需求。

• 零售業(yè)全域覆蓋：廣泛應用于零售供應鏈各環(huán)節(jié)，有效支撐快消品、中消品、慢消品等不同流通速度商品的自動化倉儲與訂單履行。

這一泛化進程標志著料箱機器人技術從解決特定行業(yè)痛點，升級為服務于制造業(yè)（原材料、在制品、成品）與零售業(yè)（全品類流通）全域倉儲環(huán)節(jié)的通用型自動化基礎設施。

3.技術形態(tài)創(chuàng)新

為適應不同行業(yè)的空間限制、投資預算與柔性需求，料箱機器人技術形態(tài)在傳統(tǒng)的多穿系統(tǒng)基礎上持續(xù)優(yōu)化創(chuàng)新，以蘭劍智能的產(chǎn)品為例：

• 壁虎料箱機器人：針對特定空間約束或成本敏感、場景優(yōu)化的解決方案，體現(xiàn)更強的場景適配性，無需對地面進行改造，靈活適配不同高度貨架，一車一軌快速部署，滿足柔性拓展。

• 蜘蛛俠料箱機器人：代表更高階的發(fā)展方向，以其突破性的三維空間利用能力（適應不規(guī)則庫區(qū)形態(tài)）、部署的高度柔性及卓越的可擴展性，被業(yè)界視為應對復雜、動態(tài)倉儲需求的潛在終極解決方案范式之一，展現(xiàn)出廣闊的應用前景。

總體來看，料箱機器人技術的發(fā)展，清晰呈現(xiàn)出一條“需求驅動（電商）→技術驗證與成熟→場景泛化（全行業(yè)）→形態(tài)分化創(chuàng)新”的演進路徑。其從解決電商行業(yè)極端挑戰(zhàn)起步，歷經(jīng)嚴苛環(huán)境下的穩(wěn)定性、效率與精準性淬煉，最終蛻變?yōu)橘x能制造業(yè)智能化升級與零售業(yè)供應鏈優(yōu)化的關鍵智能技術。這一歷程不僅奠定當前多形態(tài)料箱機器人解決方案并存的技術格局，更為其面向未來的持續(xù)進化提供了堅實基礎與明確方向。

二

關鍵技術體系

隨著多種形態(tài)料箱機器人解決方案的成熟應用與落地實踐，該領域的技術體系日趨完善?；谔m劍智能多行業(yè)最佳業(yè)務實踐，其核心技術包括以下內(nèi)容：

• 立體貨到人與儲分一體化：結合“貨到人”的運作模式，優(yōu)化整合質檢、入庫、存儲、分揀、集貨等作業(yè)環(huán)節(jié)，實現(xiàn)貨物在配送中心的一次性自動化落地，減少作業(yè)人員，降低差錯率，提高整體物流運作效率。同時，通過三維立體存儲布局，節(jié)省倉儲面積，實現(xiàn)全品規(guī)貨物的高密度存儲。

• 高效運動控制技術：采用全S曲線加減速技術、微型伺服控制技術等創(chuàng)新技術，提升穿梭機器人的運行效率與穩(wěn)定性。行走過程中，從動輪獨立懸掛技術可有效減震降噪，改善庫內(nèi)作業(yè)環(huán)境。

• 動態(tài)貨位行走定位技術：該技術與動態(tài)料箱貨位管理技術相結合，大幅提高多尺寸料箱在貨架中的存儲密度，相比固定貨位管理方法，可提高30%以上的存儲密度。

• 自適應貨叉調(diào)節(jié)技術：穿梭機器人具備貨叉寬度與長度的自適應調(diào)節(jié)功能，能夠自動識別貨物尺寸并調(diào)整貨叉參數(shù)，實現(xiàn)對一定范圍內(nèi)各種尺寸箱體（料箱、原紙箱）的有效揀選。結合料箱位移檢測與紙箱變形識別技術，可以自動檢測和糾正料箱偏斜，自動識別紙箱變形程度進而調(diào)整貨叉尺寸，確保正常取放貨。

• 堆疊式料箱儲分一體技術：在滿足周轉箱獨立揀選的條件下，可實現(xiàn)對三個箱子垂直疊放一同取放，大幅提高貨架的存儲密度。

• 六向穿梭機器人料箱貨架作業(yè)技術：通過該技術，蜘蛛俠料箱機器人可在貨架中的六向全域作業(yè)空間作業(yè)，顯著提升存儲密度、作業(yè)高度及效率覆蓋范圍。

• 分布式柔性輸送技術：料箱輸送線采用模塊化設計，支持直道、彎道、合流及垂直輸送等多種功能，其即插即用的控制器與高效率驅動方式，確保系統(tǒng)的高可用性與擴展性。采用直流伺服技術，還可實現(xiàn)高性能低能耗的規(guī)?；瘧?，實現(xiàn)綠色化物流。

• 智能調(diào)度算法：采用多模組庫存均衡算法、多模組任務均衡算法、訂單深度自學習算法、SKU相關性調(diào)度算法，以及訂單相關性聚類算法、多揀選終端任務均衡算法、揀選順序優(yōu)化算法等，實現(xiàn)最優(yōu)的入庫與出庫策略。通過自主研發(fā)的基于數(shù)字孿生技術的三維仿真軟件模擬全流程，找到系統(tǒng)瓶頸并持續(xù)優(yōu)化。

• 一鍵上線調(diào)試技術：可實現(xiàn)多種料箱機器人調(diào)試步驟的標準化、參數(shù)化、數(shù)據(jù)化、可追溯化，可顯著提升調(diào)試速度和調(diào)試質量，縮短項目實施工期。

• 集成化智慧物流系統(tǒng)（IMHS）：以數(shù)字孿生為核心，集成倉儲、分揀、配送等全生命周期管理功能。通過嵌入式軟件、業(yè)務應用軟件及商業(yè)智能軟件，實現(xiàn)系統(tǒng)集成、管理精細、全程可視與管控智能。同時，支持與多種ERP系統(tǒng)的無縫對接，形成整體的料箱級智能倉儲物流自動化系統(tǒng)。

三

實踐驗證

1.電商行業(yè)

眾所周知，中國料箱機器人的規(guī)?；瘧秒x不開電商行業(yè)的爆發(fā)性需求，多穿系統(tǒng)的優(yōu)勢在此得到極致體現(xiàn)。早在十年前，蘭劍智能便與唯品會合作，至今已打造了覆蓋三大物流中心的五期大型多穿系統(tǒng)項目。在沒有引進多穿系統(tǒng)之前，揀貨方式為傳統(tǒng)的“人找貨”，需要大量工作人員往返在貨架之間尋找貨物，儲存區(qū)和揀選區(qū)的占比也大多是1:1，貨架高度也受限制只能在2～3米，無論揀選效率還是倉庫面積利用率都十分低。在唯品會引進蘭劍智能多穿系統(tǒng)后，揀選模式從“人找貨”轉變成“貨到人”，不僅實現(xiàn)儲分一體，還實現(xiàn)高密度存儲，在揀選效率提升的同時也降低了訂單出錯率。

憑借多穿3D貨到人系統(tǒng)，唯品會華南物流中心在2017年“雙十一”期間，僅靠8名揀選人員，以12000箱/小時的效率，處理貨物近15萬件；唯品會西南物流中心，周轉箱數(shù)量41萬個，存儲量高達800萬件，最大處理能力90萬件/天；唯品會華東物流中心，165600個存儲貨位，360臺多穿車，揀選模式再度顛覆，較西南物流中心運行效率又提升1/3。

此外，針對海量復雜訂單的集貨緩存問題，蘭劍智能又提出了3D智能集貨緩存解決方案。以蘭劍智能為某知名跨境電商提供的解決方案為例，整個解決方案基于3D貨到人的多穿系統(tǒng)，將平面集貨區(qū)變?yōu)榱Ⅲw集貨區(qū)，提高了倉庫面積利用率，更創(chuàng)新性地采用雙工位穿梭車、雙工位提升機等組成雙工位多穿系統(tǒng)，通過蘭劍孔明系統(tǒng)算法邏輯，實現(xiàn)較高的吞吐能力，效率提升180%～200%，輕松應對大型電商平臺的多分區(qū)、超多批次合單場景。

唯品會某物流中心多層穿梭車系統(tǒng)

2.汽車行業(yè)

蘭劍智能為一汽大眾佛山工廠打造了全SKU零部件實時直供線邊系統(tǒng)。該系統(tǒng)項目包含7個巷道堆垛機立體庫，共計1萬多個托盤貨位；2個巷道11層多穿車系統(tǒng)，共計1.8萬多個料箱貨位。其中，憑借多穿車系統(tǒng)實現(xiàn)三維立體“貨到人”揀選。穿梭機器人從存儲區(qū)運輸零件至人工揀選區(qū)，管理人員只需在固定位置挑選所需零件，極大降低人工作業(yè)難度，提高揀選的正確率與工作效率，實現(xiàn)零件流與車身流的同步。該項目實現(xiàn)了汽車零件全SKU直供線邊，是汽車行業(yè)首個大規(guī)模采用靈動版穿梭車、實現(xiàn)兼容多尺寸的原箱和料箱箱型的線邊系統(tǒng)；同時實現(xiàn)了滿足“先進先出”需求的儲分一體化。

一汽大眾佛山工廠多層穿梭車系統(tǒng)

3.醫(yī)藥行業(yè)

早在2018年，蘭劍智能便與國藥集團山西物流中心合作，打造了醫(yī)藥行業(yè)首個多穿立體“貨到人”冷庫項目，實現(xiàn)存儲、揀選、發(fā)貨全過程自動化，不僅極大提高作業(yè)效率，還可避免人為因素造成的冷量損失、數(shù)據(jù)錯誤，在人力成本方面也有所節(jié)省，開創(chuàng)了國內(nèi)藥品冷庫拆零揀選作業(yè)高度自動化的先河。這一項目能夠在增加冷庫存儲量的同時提高冷鏈作業(yè)的工作效率及準確率，因此其采用的3D“貨到人”揀選方式很快被成功復制到國藥集團的其他物流中心，以及南京醫(yī)藥、天津天藥等醫(yī)藥流通、醫(yī)藥制造企業(yè)的倉儲項目中。

國藥山西物流中心(冷庫)多穿系統(tǒng)

此外，蘭劍智能為上藥控股打造的華西眉山智慧物流中心也極具代表性。該物流中心綜合考慮托盤級AS/RS系統(tǒng)、多穿箱式密集庫系統(tǒng)、機器人系統(tǒng)、視覺+機械臂系統(tǒng)、柔性輸送線系統(tǒng)等自動化設備的集成應用，建成業(yè)內(nèi)高水準的零碳黑燈智慧化立體庫。除6600個立庫托盤貨位滿足批量貨物存儲、出入庫需求外，還為滿足醫(yī)藥拆零業(yè)務高效率的需要，配置了儲分一體多穿箱式庫系統(tǒng)，在有限空間內(nèi)實現(xiàn)2萬多個標箱設計。在傳統(tǒng)作業(yè)模式下，該物流中心需配置349名作業(yè)人員，而在蘭劍智能規(guī)劃設計的“托盤堆垛機庫+多穿庫”自動化作業(yè)模式方案下則僅需71人；同時存儲量和作業(yè)效率也得到大幅提升，其中藥品類的存量和作業(yè)效率增長3.5倍，器械類的存量和作業(yè)效率更是增長10倍。

上藥華西眉山智慧物流中心“堆垛機+多穿”系統(tǒng)

4.鞋服行業(yè)

由蘭劍智能規(guī)劃建設的中郵雅戈爾寧波智能倉是線上線下倉配一體化的標桿。作為雅戈爾源頭總倉、4個子品牌全國總倉及海外跨境電商業(yè)務總倉，寧波智能倉與全國3個RDC倉的信息中心相連，承擔了雅戈爾全國電商總倉功能，服務于華東7省1市的950家線下門店物流配送業(yè)務。一期項目共四層，涵蓋多穿貨到人系統(tǒng)、自動拆碼垛和自動搬運系統(tǒng)等，可實現(xiàn)自動化倉儲、輸送、分揀等。

其中，1層為綜合收發(fā)作業(yè)區(qū)，規(guī)劃有多層穿梭車系統(tǒng)，跨越兩層廠房，其空間利用率是普通橫梁式貨架的1.5～2倍，共計5.5萬個貨位。1.5層是線下業(yè)務作業(yè)區(qū)，采用先提總揀選后播種的方式，提高整體揀選效率，并支持“同款同箱”。2層是線上業(yè)務作業(yè)區(qū)，主要規(guī)劃有多穿系統(tǒng)貨到人揀選區(qū)、整箱疊裝自動搬運存儲區(qū)、包裝復核區(qū)及塑封區(qū)。該項目中，以“穿梭車+提升機”為核心設備組合的箱式立體庫，實現(xiàn)立體貨到人揀選及高密度存儲一體化，系統(tǒng)總體能力可達7700箱/小時，助力雅戈爾實現(xiàn)“線上推廣、線下體驗、線上銷售、線下服務”的新零售業(yè)務場景。

中郵雅戈爾寧波智能倉

四

未來趨勢

近年來，料箱機器人技術體系發(fā)展已突破單一設備性能優(yōu)化的局限，逐步演進為面向復雜應用場景需求、契合時代發(fā)展要求的系統(tǒng)性能力建設。依據(jù)行業(yè)實踐與發(fā)展共識，其關鍵核心技術體系圍繞柔性化、綠色化、智能化三大核心維度展開協(xié)同進化，共同塑造了新一代料箱機器人的核心競爭力。

1.柔性化

柔性化是料箱機器人突破應用邊界、提升解決方案通用性的核心驅動力，涵蓋功能、性能與應用廣度三個層面：

• 功能柔性：通過模塊化設計、可重構硬件架構與標準化接口，實現(xiàn)單一平臺對多元化作業(yè)任務（存取、搬運、分揀、排序）的快速適配，降低場景切換成本。

• 性能柔性：支持動態(tài)負載調(diào)整、速度范圍擴展與路徑規(guī)劃優(yōu)化，使系統(tǒng)能夠在不同訂單密度、流量波動與空間約束下維持高效運行。

• 應用廣度柔性：突破傳統(tǒng)密集存儲場景限制，通過形態(tài)創(chuàng)新（如壁虎機器人、蜘蛛俠機器人）適應制造業(yè)線邊庫的緊湊空間、零售配送中心的異構布局以及特殊行業(yè)的環(huán)境要求，顯著拓展技術覆蓋半徑。

柔性化技術體系使料箱機器人從“專機專用”邁向“一機多能”，為全行業(yè)滲透提供了底層支撐。

2.綠色化

在ESG理念與全球碳中和目標驅動下，綠色化已成為料箱機器人技術升級的強制性要求與價值導向：

• 能耗優(yōu)化設計：采用高能量密度電池技術、再生制動能量回收系統(tǒng)、輕量化材料應用及低阻力運動機構、分布式直流伺服控制技術等，大幅降低單機運行能耗。

• 系統(tǒng)級能效管理：基于AI的集群調(diào)度算法優(yōu)化機器人協(xié)同路徑與任務分配，減少空駛里程與等待時間，實現(xiàn)系統(tǒng)整體能耗的最小化。

• 全生命周期低碳：貫穿設計、制造、運行與回收環(huán)節(jié)，選用環(huán)保材料、可拆卸結構設計及易回收組件，降低碳足跡。

綠色化技術不僅滿足合規(guī)要求，更通過降低長期運營成本提升解決方案的經(jīng)濟可持續(xù)性。

3.智能化

智能化是料箱機器人技術體系的核心進化方向，其內(nèi)涵已從基礎數(shù)據(jù)互聯(lián)升級為環(huán)境交互與自主決策能力：

• 增強環(huán)境感知：集成高精度視覺識別（如料箱姿態(tài)檢測）、多模態(tài)傳感融合（激光、RFID、3D體積測量）及實時定位（SLAM），實現(xiàn)對復雜、動態(tài)倉儲環(huán)境的高精度建模與理解。

• 異常自主處理：突破傳統(tǒng)“報警－人工干預”模式，賦予機器人邊緣計算能力，使其能在限定范圍內(nèi)自主處理常見異常（如料箱位置偏移、輕度堵塞），顯著提升系統(tǒng)抗干擾能力與連續(xù)性作業(yè)能力。

• 智能協(xié)同決策：基于分布式人工智能的集群控制系統(tǒng)，實現(xiàn)多機器人動態(tài)任務分配、實時沖突消解與全局效率優(yōu)化，應對高并發(fā)、高波動的訂單需求。

• 預測性維護：利用運行數(shù)據(jù)建模與AI分析，實現(xiàn)關鍵部件（如電機、電池、導航模塊）的狀態(tài)監(jiān)測與故障預警，從“事后維修”轉向“事前干預”。

智能化技術的深度應用，使料箱機器人系統(tǒng)從“自動化執(zhí)行”邁向“智能化運營”，成為真正自適應的倉儲智能體。

綜上所述，料箱機器人技術的蓬勃發(fā)展與迭代升級，是物流自動化、智能化浪潮下的必然產(chǎn)物，深刻回應了市場對柔性、效率與成本優(yōu)化的核心訴求。通過對行業(yè)升級驅動力的洞察、關鍵技術體系的深耕、實踐應用的反復驗證以及對未來趨勢的前瞻布局，我們清晰地看到，料箱機器人已從單純的“搬運單元”，進化為支撐智能倉儲體系高效運轉的“智慧節(jié)點”。

展望未來，料箱機器人技術將繼續(xù)沿著高柔性、高智能、高集成的方向演進，與人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等前沿技術深度融合，推動倉儲物流向無人化、透明化、決策智能化躍遷。這不僅將重塑企業(yè)內(nèi)部供應鏈的運行模式，更將深刻賦能千行百業(yè)的數(shù)智化轉型升級。

———— 物流技術與應用 ————

編輯、排版：王茜

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