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AI 资讯 · 机器之心

仓储机器人攀爬9米货架 28小时跑完3.3个马拉松

更新 2026-11-06机器之心正文 5088字阅读约 16分钟13 张图片
编辑|Sia

规模也能经济。

仓库里的马拉松

一台矮矮胖胖的机器人拐进货架之间。它闪烁着信号灯,外形像一只装了轮子的行李箱,沿着狭窄的巷道快速移动。

迎面,另一台机器人正好驶来。眼看就要撞上,两台机器人却灵活地错开,继续执行各自的任务。

转过一个弯,其中一台贴近货架,抓住轨道,沿着垂直方向「蹭蹭蹭」地向上攀爬。它要取走的是一个高处的料箱。完成任务后,料箱将被送往人工工作站,等待分拣。

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这样的场景,在菜鸟广州增城猫超仓(以下简称猫超仓)的 2000 平方米存储区里不断上演。

这里有 135 台 ZeeBot 攀爬机器人、9 米高的 20 层密集货架,以及 4.2 万个料箱。机器人像一群现实版《吃豆人》,在巨大的立体迷宫中穿梭,有的忙着出库,有的负责补货。

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这场游戏最特别的地方在于,它恰好发生在「双十一」。10 月 20 日晚 8 点,天猫「双十一」全面开卖。当天,猫仓高峰期出库件数直接飙到日均同时段的 3 倍。
在持续 28 小时的订单洪峰中,机器人累计垂直运行里程超过 140 公里,单小时峰值达到 11 公里。一场超级「马拉松」最终也转化成了实实在在的履约成绩:
猫超仓一天多波次循环发货,波次出库准点率 99.99%。
大仓的魔术:百单并行如何化作包裹齐发?
趁着「双十一」两轮大促之间的间隙,我们第一次走进这座猫超仓。它位于广州增城区的菜鸟增城物流园里,是一座占地约 2 万平方米的大仓。
天猫超市的用户心智是「一站购齐」,因此 SKU 特别多。菜鸟供应链运营管理中心总经理袁流告诉我们,天猫超市经营的全量商品可能达到 10 万至 20 万个 SKU。落到单个仓库,正常动销的 SKU 通常在 4 万个左右。
我们此刻所在的仓库是一个大仓,管理的 SKU 约 6 万个,覆盖整个华南。
目前完成一期改造的仓库,呈现出一种有趣的分工:一块机器人区,与一大片传统人工仓并行运转。
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沿着 9 米高的货架望过去,一个个标准化料箱密集排列。料箱里可以存放同一 SKU 的多件商品,也可以通过隔板分区,同时容纳多个不同 SKU。
货架采用单深位存储设计,每个货位只放置一个料箱,所有料箱都直接面向巷道。机器人沿着轨道攀爬时,可以同时覆盖巷道两侧的货位,直接存取目标料箱。
机器人依靠系统里的地图在货架间穿行,借助地面间隔排列的二维码进行位置校准。
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据袁流介绍,整个机器人区可以容纳约 3 万个 SKU ,接近猫仓商品种类的一半。人工仓覆盖约 1 万个高动销 SKU 。
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目前猫超仓倾向于把长尾商品放进机器人区。他解释说,这类商品 SKU 多,但每次订单需要的数量通常不大。如果全部依靠人工拣选,工作人员可能需要在大片货架间走很长一段路,才能找到少量目标商品。
现在,你只要站在工作站旁,装着商品的料箱就会自己来到你面前。单个工作站的作业产出相当于 2~3 名拣选员工。
那么,仓库接单后,如何快速将他们变成一个个快递包裹呢?
仓库不会每来一笔订单,就立即安排员工单独拣货。菜鸟广州猫超仓总经理林春赏说,通常 100 单、200 单汇成一批,有规模才有效率。
如果一批订单中有些商品存放在机器人区,有些在人工区,就要交给两套作业体系处理。
攀爬机器人负责把订单需要的料箱从货架上取下来,送往人工工作站分拣;人工仓的工作人员会推着拣选车,在 3 米高的轻货架间寻找对应商品。
可机器人怎么知道自己该拿哪个箱子呢?答案是:系统负责找位置,条码负责别拿错。
每个料箱入库时都贴有唯一条码,上架时系统记录「哪个箱子、放在哪个格口、放在哪个货位」,库存账与物理位置一一绑定。
出库时系统按订单定位到具体格口,指令机器人「去某排某列某层取某箱」,由机器人攀爬到指定位置取下料箱。因此机器人全程不需要「认识」具体的货长什么样(是洗发水?狗粮还是辣条?)
料箱送到工作站后,拣选员会根据订单要求,从中取出相应商品,放进黄色周转筐。
通常一个料箱不会一次取空,完成拣选后,机器人还需要把剩余商品送回货位,等待下一次任务。
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工作站旁的坡道上,机器人排着队,等待完成料箱交接。

在人工仓,拣选员用手持 PDA 扫描订单后,设备会自动显示应到哪个格口取货,推车跟着指引走就行。

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拣选车也有讲究,一般分三层,每层摆放约 8 个纸箱,每个箱体代表一个消费者订单。

拣选员一路经过不同货位,把对应商品分别放进相应的订单箱里。这样一来,一趟行走就能同时处理多笔订单。

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两个作业区分拣出来的商品在集货区完成集货,最后被送去包装复核环节,人工封箱、贴单。

袁流说,没有改造之前,为存放接近 4 万个高动销商品,需要两层楼:一楼约1万多个品,二楼接近 3.2 万个品。 这意味着不少订单需要拆成两个拣选单,跨楼层取货、合流、再分订单,过程繁琐。

一场大促下来,一个人的行走量可以绕西湖走多少圈为单位计算。他说。

现在,通过高密度货架,把原本分散在不同楼层的商品集中存储,极大提高单位面积的存储能力。机器人把料箱送到人面前,工作人员只需要按照订单完成取货,也大幅提升了拣选效率。

猫超仓整体存储效率约为原来的 3 倍,人效也提升到原来的 2.5 倍左右。


「 Z 轴自由」与交响乐

参观时,我印象最深刻的是 ZeeBot 的攀爬技术。

它的垂直攀爬速度为 1.2 米/秒,但和常见的「轨道囚徒」不同,ZeeBot 不需要在货架侧铺设专用轨道,实现了「 Z 轴自由」。

这些机器人会自己「 看路」,通过两只抓手附着货架,在立体空间中自由移动。内置的惯性传感器和力矩反馈会持续感知机身姿态,实时调整电机状态,避免攀爬过程中倾斜或打滑。

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考虑攀爬稳定性,不能掉下来。行业里会有不同的抓取和取放结构设计。ZeeBot 选择在单侧用两个扒手抓取,保证抓持力,同时不用占两条滑轨。

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这套设计实际上改变了自动化仓库的扩容方式。

传统 AS/RS、堆垛机等自动化立库,通常在建设之初就确定了货架布局、轨道和设备配置。基建一旦完成,产能上限也基本随之确定。遇到双十一、黑五这样的订单高峰,很难通过简单「加车」来扩容,改造成本极高。

而猫超仓从 5 月正式启动改造,到 8 月开启测试,再到 9 月进入大促备战,整个项目推进得相当快。仅通过增加数十台 ZeeBot,就扛过了「双十一」首日的订单洪峰。

减少设备交接,也是一个显著优势。

传统自动化仓库里,水平搬运和垂直提升往往由不同设备接力完成。每增加一次交接,就多一道等待和协调环节。

ZeeBot 可以同时完成水平移动和垂直攀爬,少一次交接,就少一个潜在的故障点;设备之间的衔接越少,系统运行和后期维护也就越简单。

即使个别机器人出现故障,也不至于让整套立库停止运行。

不过,即使每台机器人都知道怎么飙车,也不意味着仓库就能获得真正的高吞吐。

100 多台机器人同时在货架间穿梭,如何让它们像一支交响乐团一样协同工作?这需要一套复杂的调度算法。

怎么让它们少走冤枉路、少等一会儿,还尽可能不撞车?系统不仅要规划每台机器人的行走路线,还要从全局协调它们的行动。

袁流举例说,如果前方有机器人正在攀爬,后面的机器人可以停车等待,也可以调整路线绕行。究竟选择哪种方式,要看怎样安排更有利于整体作业。

甚至在分配任务时,系统就已经开始考虑未来几秒钟的轨道占用情况。如果某条轨道即将被占用,就可以先安排其他机器人执行别的任务,把等待尽量消化在任务分配阶段。

任务分配也不只是「谁离料箱最近就派谁去」。系统还要综合机器人当前位置、任务状态和后续路线等因素,选择更合适的执行者。

料箱完成拣选后,也不一定要放回原来的货位,系统会根据商品和货位的「热度」重新匹配,让周转频率高的商品尽可能放在更合适的位置。

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在袁流看来,随着自动化技术不断成熟,单台机器人的性能差距会逐渐缩小。行驶速度可能就是每秒 4 米,不会无限加快到飙车;攀爬速度也可能越来越相似。

真正拉开差距的,将是系统层面的效率:自动化区域如何规划,机器人如何调度,任务怎样衔接,货位如何安排,以及整个仓库的存取流程如何持续优化。

而大模型的引入,正帮助他们将这套优化过程做得更细。

比如,帮助运营人员发现更多过去不容易察觉的优化机会,在任务分配、路径规划等环节进行更精细的计算。

还有结合更多算力,提高系统的响应速度和计算频次。每一秒都有新订单进来,机器人位置和轨道占用也在不断变化。上一刻规划好的路线,下一刻可能就需要调整。系统必须持续重算、重新分配任务,以毫秒级的计算动态调整机器人调度。


协同的未来

在猫超仓,订单的旅行终点,是包装复核。

每个工作站旁都有一条传送带。工作人员将打包好的包裹放上传送带,包裹随即向前流动,进入对面的申通快递分拨中心。

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看来,再聪明的仓库,也没有把人完全从作业流程中拿掉。我想起沃尔玛创始人山姆·沃尔顿自传里的一段话,没有整个系统所有那些尽心尽力的员工和卡车司机,那些东西(指计算机、激光制导配送中心)都是没有用的。

除了分拣和打包,上货也需要人参与。

只见一位年轻的工作人员正在上架区忙碌。他先扫描商品条码,将商品信息录入系统。随后,调度系统便会指挥附近的机器人,将相应的料箱送到他的工作站。

一个上架工作站由 8 个箱位组成。工作人员根据亮起的绿灯,将一包包裤子放入对应的料箱。装满一箱后,他按下操作按钮,指示灯随即变红,机器人便会将料箱运回存储区。 

商品从哪里来、每天需要补多少,也由系统提前安排。袁流说,仓库会结合现有库存、商品效期和出货量,计算商家当天需要准备多少货、补充多少商品。

与机器人区的大型料箱不同,人工仓货架上的商品格口要小得多,单个格口能够存放的商品有限,需要频繁补货。机器人也会承担这部分工作。

袁流认为,这种人机协同的局面,会长期存在。

一个仓库,机器人应该配置多少台?完全按照旺季峰值配置,淡季就容易出现大量设备闲置;如果只考虑日常低谷,旺季突然涌入的订单又可能超出系统承载能力。

因此,仓库会选择一个相对折中的配置水平,超出常规产能的部分,通过人工的灵活调配来消化。

现场也能看到这种弹性安排。工作人员穿着不同颜色的背心,其中很多来自第三方人力服务公司。随着订单量变化,人工可以相对灵活地补充到需要的岗位上。

而当我们看到分拣工作站旁一台正在接受拣选训练的机械臂时,袁流的预测也变得更有说服力了。

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单件精细拣选,是行业公认的下一攻关点,我们也在做训练,但还处于「非常初期」的阶段。他说。

机械臂面对的是仓库里约 3 万个不同的 SKU。商品的尺寸、重量、形状和软硬程度各不相同。抓取一件商品,机械臂需要先识别它的形状,再判断从哪个角度下手、应该施加多大的力,才能把它稳稳拿起来。

人手非常灵活。对人来说,这些几乎是下意识完成的动作,对机器人却意味着一系列复杂的视觉识别、抓取决策和运动控制问题。

还有一个更现实的难题。仓库里的 SKU 始终在变化。新品不断进入,旧品持续退出,要让机械臂真正覆盖所有商品,仍有不少技术关卡需要跨越。只要有商品无法被可靠识别或抓取,就必须转入人工处理。

在拣选之外,设备运维、异常处理等「管例外」的工作,也仍然需要人来完成。

一切为了履单

我们的理想是服务顾客,因此,我们必须尽可能成为最高效的商品供货者。山姆·沃尔顿曾这样阐述公司的经营理念。

为了兑现这句话,20 世纪 80 年代,沃尔玛与休斯公司联手,斥资 2400 万美元构建卫星通信网络。到 1987 年,这套系统完成部署,将分散在各地的门店、配送中心和总部连接起来,让销售、库存等信息能够更快地汇集和流转。

这只是沃尔玛数字化建设的一部分。此后,公司在计算机和卫星系统上的累计投入接近 7 亿美元。这张覆盖全球零售网络的信息基础设施,为「天天低价」筑牢了底层护城河。

多年后,Kiva Systems 创始人 Mick Mountz 也向外界纠偏:「我们发明的是一套履单解决方案。」他从不希望 Kiva 被简单冠以「机器人公司」。

回看今天的猫超仓,其实也在回答同一个问题。

135 台 ZeeBot 累计跑出了超过 140 公里的垂直运行里程。但这 140 公里最终要转化成的,是更多商品被及时找到、订单被准确拣选、包裹按时出库,并顺利交到下一段物流链路手中。

在更大的履约网络中,一套大促应急指挥体系也在全天候运转。

AI 参与运营监测、风险预警和异常识别;一旦某个环节出现问题,系统便沿着履约链路定位异常,推动分钟级响应,尽可能将局部波动消化在系统内部,减少对消费者体验的影响。

随着履约能力提升,平台能够将快速送达的服务承诺覆盖到更多商品,让仓库里的效率最终变成消费者下单时看得见的时效保障。

从沃尔玛的卫星通信网络,到 Kiva 的机器人履约方案,再到今天高密度穿梭的智能仓群,零售业的底层技术几经迭代,但商业对极致效率的追逐从未偏航。

谁能用算法、数据与网络,将庞杂的物理资产编织成一个高吞吐、低延迟、自适应的实时并行处理系统,谁就距离消费者的代理商角色最近。

这套复杂系统所激荡出的工业美学与效率浪潮,正滚滚向前。

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