Hệ thống lấy hàng tại kho: Giải thích thủ công và tự động

Điểm mấu chốt về hệ thống lấy hàng tại kho

Kho Chọn hàng là hoạt động sử dụng nhiều lao động nhất trong một trung tâm phân phối, chiếm 55–65% tổng chi phí vận hành kho hàng. Việc chọn hệ thống bốc xếp phù hợp — dù là thủ công, bán tự động hay hoàn toàn tự động — sẽ xác định tốc độ thông lượng, độ chính xác của đơn hàng, sự phụ thuộc vào lao động và khả năng mở rộng lâu dài. Đối với hầu hết các hoạt động từ vừa đến lớn xử lý hơn 500 đơn hàng mỗi ngày, một số mức độ tự động hóa mang lại ROI có thể đo lường được trong vòng 2–4 năm. Các hoạt động nhỏ hơn thường nhận được lợi nhuận cao hơn từ các hệ thống thủ công được tối ưu hóa được hỗ trợ bởi công nghệ điều khiển bằng giọng nói hoặc chọn đèn.

Hệ thống lấy hàng tại kho được phân loại như thế nào

Hệ thống chọn hàng được chia thành ba cấp độ rộng dựa trên mức độ tham gia của con người và tích hợp công nghệ:

Hệ thống nhặt thủ công

Công nhân điều hướng sàn kho bằng cách sử dụng danh sách chọn giấy hoặc máy quét cầm tay, định vị và lấy vật phẩm bằng tay. Điều này bao gồm lấy hàng rời rạc (mỗi lần một đơn hàng), lấy hàng theo đợt (nhiều đơn hàng cùng lúc), lấy hàng theo khu vực (công nhân được phân công đến các khu vực cố định) và lấy hàng theo đợt (phát hành các nhóm đơn hàng theo lịch trình). Hệ thống thủ công có chi phí ban đầu thấp nhưng phụ thuộc nhiều vào số lượng nhân viên — một người nhặt hàng điển hình sẽ đi bộ 8–12 dặm mỗi ca trong một cơ sở lớn.

Hệ thống bốc xếp bán tự động

Các hệ thống này sử dụng công nghệ để hướng dẫn hoặc hỗ trợ người hái mà không loại bỏ họ khỏi quy trình. Các ví dụ bao gồm hệ thống bốc hàng, bốc xếp bằng giọng nói và băng tải từ hàng hóa đến người (GTP) trong đó hàng tồn kho được vận chuyển đến một công nhân cố định. Bán tự động hóa thường làm giảm lỗi chọn hàng bằng cách 25–40% và cải thiện thông lượng từ 20–35% so với các phương pháp dựa trên giấy.

Hệ thống bốc xếp hoàn toàn tự động

Các hệ thống này gần như thay thế hoàn toàn con người trong các nhiệm vụ truy xuất. Chúng bao gồm Robot di động tự động (AMR), Hệ thống lưu trữ và truy xuất tự động (AS/RS), cánh tay robot nhặt hàng và hệ thống dựa trên tàu con thoi. Hệ thống robot Kiva của Amazon , hiện có thương hiệu là Amazon Robotics, đã giảm khoảng 20% chi phí trung bình cho mỗi mặt hàng được xử lý và cắt giảm tới 50% yêu cầu về không gian sàn tại các cơ sở được triển khai.

Giải thích về các loại hệ thống lấy hàng trong kho tự động

Trường hợp kinh doanh cho việc chọn hàng tự động: Số thực

Đầu tư vào tự động hóa là rất đáng kể nhưng những cải tiến về vận hành đã được ghi chép đầy đủ ở các ngành. Dưới đây là các điểm chuẩn hiệu suất chính minh họa tác động:

• Chọn tỷ lệ: Những người hái thủ công trung bình thực hiện 60–80 lượt chọn mỗi giờ. Việc chọn hàng theo hướng bằng giọng nói nâng con số này lên 100–120 lượt chọn mỗi giờ. Các trạm nhặt hàng được hỗ trợ bởi AMR thường xuyên đạt được 300–400 lượt lấy hàng mỗi giờ trên mỗi trạm.
• Tỷ lệ lỗi: Việc bốc xếp bằng giấy có tỷ lệ lỗi từ 1–3%. Các hệ thống tự động và được hỗ trợ bởi công nghệ luôn đạt tỷ lệ lỗi dưới 0,5% và nhiều hệ thống cài đặt AS/RS báo cáo tỷ lệ lỗi dưới 0,1%.
• Giảm lao động: Báo cáo ngành hàng năm của MHI năm 2023 cho thấy các kho triển khai AMR đã giảm yêu cầu lao động lấy hàng trung bình từ 40–60% trong vòng 18 tháng kể từ khi triển khai đầy đủ.
• Sử dụng không gian: Hệ thống AS/RS có thể tăng mật độ lưu trữ hữu dụng lên 40–85% so với giá đỡ thông thường, bằng cách tận dụng không gian thẳng đứng lên tới 40 feet trở lên.
• Dòng thời gian ROI: Theo Gartner, các dự án tự động hóa kho quy mô trung bình thường đạt mức hòa vốn trong 2,5 đến 4 năm , với ROI đầy đủ trong vòng đời tài sản từ 7–10 năm.

Chọn hệ thống bốc xếp phù hợp cho hoạt động của bạn

Không có hệ thống duy nhất nào là tối ưu cho mọi kho hàng. Sự phù hợp phù hợp phụ thuộc vào khối lượng đặt hàng, độ phức tạp của SKU, vốn khả dụng và quỹ đạo tăng trưởng. Sử dụng khung sau để thu hẹp các tùy chọn của bạn:

Yêu cầu về khối lượng đặt hàng và thông lượng

Các hoạt động xử lý ít hơn 300 đơn hàng mỗi ngày thường nhận được lợi nhuận cao hơn từ các quy trình thủ công được tối ưu hóa với hướng dẫn bằng giọng nói hoặc quét so với sử dụng robot sử dụng nhiều vốn. Trên 1.000 đơn hàng mỗi ngày , hệ thống từ hàng hóa đến người và AMR trở nên hợp lý hơn. Với 5.000 đơn hàng mỗi ngày, hệ thống AS/RS đầy đủ hoặc hệ thống vận chuyển nhiều lớp thường là giải pháp tối ưu hóa chi phí.

Số lượng SKU và sự đa dạng của sản phẩm

Cánh tay robot nhặt hàng hiện hoạt động tốt nhất với một số SKU nhất quán, có hình dạng đều đặn. Hoạt động với hàng chục nghìn SKU bất thường hoặc không thể đoán trước — phổ biến trong hàng hóa hoặc quần áo nói chung — có thể nhận thấy rằng hoạt động bốc xếp do con người hỗ trợ AMR mang lại sự linh hoạt tốt hơn so với các cánh tay bốc xếp hoàn toàn bằng rô-bốt vốn gặp khó khăn với các hình dạng và biến thể đóng gói không đều.

Môi trường được kiểm soát nhiệt độ

Kho lạnh hoạt động ở nhiệt độ 34–40°F hoặc môi trường đông lạnh dưới 0°F có ứng dụng đặc biệt mạnh mẽ đối với tự động hóa. Tỷ lệ luân chuyển lao động trong các cơ sở chuỗi lạnh cao gấp 3–5 lần so với các kho thông thường , biến tự động hóa trở thành chiến lược tăng năng suất và giữ chân lực lượng lao động. Hệ thống AS/RS và tàu con thoi hoạt động đáng tin cậy trong điều kiện nhiệt độ dưới 0, nơi sức chịu đựng của con người bị hạn chế.

Ngân sách vốn và các lựa chọn phân kỳ

Không phải mọi khoản đầu tư tự động hóa đều cần được thực hiện cùng một lúc. Nhiều nhà khai thác bắt đầu bằng việc chọn hàng hoặc bốc hàng theo hướng dẫn bằng giọng nói (chi phí trả trước thấp hơn) và mở rộng quy mô sang AMR hoặc AS/RS khi khối lượng tăng lên. Một số nhà cung cấp AMR hiện cung cấp robot như một dịch vụ (RaaS) mô hình định giá - trong đó rô-bốt được thuê với giá mỗi lần chọn thay vì mua - giảm đáng kể rào cản trả trước. Ví dụ: Locus Robotics và 6 River Systems đưa ra mức giá RaaS bắt đầu từ khoảng 0,10–0,25 USD cho mỗi lượt chọn.

Những thách thức thực hiện cần lập kế hoạch

Hệ thống lấy hàng tự động mang lại lợi nhuận cao nhưng việc triển khai thường xuyên phải đối mặt với những thách thức chưa được đánh giá đúng mức:

• Độ phức tạp của việc tích hợp WMS: Hệ thống tự động yêu cầu tích hợp chặt chẽ với Hệ thống quản lý kho hàng (WMS) của bạn. Các tiêu chuẩn dữ liệu được xác định kém về kích thước, trọng lượng và vị trí SKU là nguyên nhân hàng đầu dẫn đến việc đưa vào vận hành bị chậm — dành 20–30% thời gian của dự án để làm sạch dữ liệu và thử nghiệm tích hợp hệ thống.
• Quản lý thay đổi và chuyển đổi lực lượng lao động: Việc lập kế hoạch bố trí lại nhân viên là cần thiết. Các cơ sở giao tiếp minh bạch và đào tạo lại nhân viên về vai trò giám sát hệ thống, xử lý ngoại lệ và bảo trì luôn báo cáo rằng quá trình triển khai diễn ra suôn sẻ hơn so với những cơ sở coi tự động hóa thuần túy là một hoạt động cắt giảm số lượng nhân viên.
• Lập kế hoạch công suất nhu cầu cao điểm: Hệ thống tự động đã xác định mức trần thông lượng. Đảm bảo hệ thống đã chọn của bạn có thể xử lý khối lượng mùa cao điểm — thường là 2–3× đơn đặt hàng trung bình hàng ngày cho các hoạt động thương mại điện tử — không chỉ thông lượng trung bình hàng ngày của bạn.
• Rủi ro bảo trì và ngừng hoạt động: Không giống như con người, một điểm lỗi duy nhất trong hệ thống tự động được tích hợp chặt chẽ có thể khiến hoạt động ngừng hoạt động. Thiết kế các quy trình dự phòng và dự phòng thủ công vào kế hoạch hoạt động của bạn ngay từ ngày đầu tiên.
• Yêu cầu về cơ sở vật chất hạ tầng: Nhiều hệ thống tự động yêu cầu thông số kỹ thuật về độ phẳng của sàn (thường là FF35 hoặc cao hơn), chiều cao trần tối thiểu và cơ sở hạ tầng điện cụ thể mà các cơ sở cũ có thể không đáp ứng nếu không nâng cấp vốn.

Nhà cung cấp hàng đầu về chọn hàng tại kho tự động

Thị trường cho công nghệ bốc xếp tự động đã phát triển đáng kể kể từ năm 2015, với nhiều nhà cung cấp đáp ứng các mức giá và trường hợp sử dụng khác nhau:

• Công nghệ tượng trưng và Ocado — nền tảng xử lý đơn hàng bằng robot và AS/RS quy mô lớn được thiết kế để phân phối hàng tạp hóa và bán lẻ ở mức khối lượng cao nhất
• Locus Robotics và 6 hệ thống sông (Shopify) — Nền tảng AMR rất phù hợp với các trung tâm xử lý đơn hàng thương mại điện tử có số lượng SKU cao và các tùy chọn giá RaaS
• Cửa hàng tự động — một hệ thống lưu trữ và truy xuất robot dựa trên lưới đặc biệt hiệu quả cho việc lưu trữ các mặt hàng nhỏ mật độ cao, được triển khai tại hơn 1.000 cơ sở trên toàn cầu
• Dematic và Vanderlande — bộ tích hợp băng tải, AS/RS và hệ thống phân loại từ đầu đến cuối cho các dự án trung tâm phân phối lớn
• Zebra Technologies và Honeywell Intelligrated — phần cứng bốc xếp điều khiển bằng giọng nói và các hệ thống bán tự động hóa quy mô trung bình cho các hoạt động chưa sẵn sàng cho việc đầu tư hoàn toàn vào robot

Khi đánh giá các nhà cung cấp, hãy ưu tiên những nhà cung cấp có triển khai được ghi lại trong ngành của bạn, đảm bảo SLA minh bạch, minh bạch về thời gian hoạt động của hệ thống và lộ trình rõ ràng về cập nhật phần mềm và hỗ trợ phần cứng trong khoảng thời gian 7–10 năm.

Khung quyết định thực tế: Bắt đầu từ đâu

Nếu bạn đang đánh giá việc nâng cấp hệ thống bốc xếp, hãy thực hiện các bước sau trước khi quyết định thực hiện hướng công nghệ:

1. Lập cơ sở cho hoạt động hiện tại của bạn — ghi lại các lượt chọn thực tế mỗi giờ, tỷ lệ lỗi, chi phí nhân công trên mỗi đơn hàng và thời gian di chuyển cho mỗi lượt chọn để thiết lập một tiêu chuẩn rõ ràng cho việc tính toán ROI
2. Dự kiến mức tăng trưởng khối lượng đặt hàng của bạn trong 3 và 5 năm — việc định cỡ tự động hóa phải phù hợp với trạng thái tương lai của bạn chứ không chỉ khối lượng ngày hôm nay
3. Xác định hạn chế khó khăn nhất của bạn - nếu độ chính xác là vấn đề chính, thì ánh sáng hoặc giọng nói có thể giải quyết vấn đề đó với chi phí thấp hơn nhiều so với robot; nếu nguồn lao động sẵn có là vấn đề cốt lõi thì AMR hoặc AS/RS có thể cần thiết
4. Thực hiện phân tích tổng chi phí sở hữu (TCO) trong 7 năm, bao gồm chi phí vốn, bảo trì, cấp phép phần mềm và sửa đổi cơ sở - không chỉ giá mua thiết bị
5. Thí điểm trước khi cam kết - nhiều nhà cung cấp AMR cung cấp thí điểm 90 ngày tại một khu vực hoặc lối đi, cho phép dữ liệu hiệu suất thực tế trước khi cam kết toàn bộ vốn

Sai lầm tốn kém nhất trong tự động hóa kho hàng là kỹ thuật quá mức cho khối lượng hiện tại hoặc quy mô không đủ để tăng trưởng trong tương lai. Cách tiếp cận theo từng giai đoạn — bắt đầu bằng bán tự động hóa và xây dựng theo hướng chọn lọc hoàn toàn bằng robot khi khối lượng phù hợp — là con đường gắn liền nhất với kết quả dài hạn thành công trong toàn ngành.