標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)智能配送機器人系統(tǒng)

陳光/上海市計量測試技術(shù)研究院

0 引言

自從2017年上海市計量測試技術(shù)研究院大力推行網(wǎng)上服務(wù)平臺以來，選擇使用平臺辦理各類業(yè)務(wù)的客戶越來越多。標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的銷售量也因此呈快速增長的趨勢，2020年全年標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的銷售量達(dá)到44 000多瓶。面對現(xiàn)狀，近幾年，標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)銷售系統(tǒng)也在不斷升級改造，優(yōu)化操作流程，使標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的有效期和庫存數(shù)量更透明，便于客戶根據(jù)需求下單購買。而隨著標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)在生產(chǎn)與銷售間流轉(zhuǎn)速度的不斷加快，對標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)在專業(yè)部門（實驗室）與銷售部門（業(yè)務(wù)部門）間的交接也提出了極高的要求。

原有標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的交接方式通過傳統(tǒng)的人工交接來實現(xiàn)，浪費人力資源的同時工作效率也極其低下。為了使標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的業(yè)務(wù)交接流程自動化、數(shù)字化，減少人工工作量，提高工作效率，使用機器人來運輸標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)是一種安全、高效的方式。

1 標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)智能配送機器人

使用機器人來運輸標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，從而實現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)交接的自動化和數(shù)字化。整個流程通過本單位的管理系統(tǒng)呼叫機器人到達(dá)指定地點后，通過短信和電話的方式，通知專業(yè)部門或者業(yè)務(wù)部門的交接人員。交接人員根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)網(wǎng)上銷售系統(tǒng)的客戶訂單，準(zhǔn)備相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。之后通過機器人運輸?shù)姆绞?，把?biāo)準(zhǔn)物質(zhì)送到業(yè)務(wù)窗口。以此簡化交接流程，更便捷、安全、快速地完成標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)運輸工作，從而提高整個標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)銷售工作的效率與人員利用率。智能配送機器人如圖1所示。

圖1 機器人示意圖

智能配送機器人系統(tǒng)最重要的部分為機器人本體。機器人本體根據(jù)運輸標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)的需要，包含特制箱體、感應(yīng)雷達(dá)、操作面板等。特制箱體根據(jù)各類標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)儲存容器的尺寸，設(shè)計成上下結(jié)構(gòu)，由3個倉組成，分別為2個單倉和1個雙倉（單倉尺寸：185 mm×245 mm×330 mm；雙倉尺寸：370 mm×245 mm×330 mm；負(fù)重大于25 kg）。倉體的尺寸能保證單次運輸大約40瓶500 ml的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，并且箱體保證有足夠的抗震、抗碰撞能力，以防標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)在運輸中損壞。箱體內(nèi)部還墊有防滑、防腐蝕的墊子，確保在意外情況下，機器人不會被損壞，能正常運行。機器人的3個倉只能由特定人員通過小程序或者密碼才能打開。機器人的總體尺寸可以保證其穿梭于實驗室的各個走廊之間。

機器人根據(jù)事先規(guī)劃好的地圖，在業(yè)務(wù)窗口至實驗室之間運輸標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)。底盤部分裝有雷達(dá)，能使機器人感應(yīng)到2 m內(nèi)的障礙物，并及時做出避讓。運輸過程中機器人靠近門禁時能自動開啟門禁。

機器人的移動速度稍快于人的通常步行速度，在運行過程中，移動速度可以調(diào)節(jié)，通常為了穩(wěn)妥起見，速度會稍慢于人的通常步行速度。一般情況下，機器人會在電量低于20%的情況下自動回到充電樁充電（移動速度約0～1.4 m/s；工作時長約6～8 h；充電時間：3.5 h）。可以通過專用的微信小程序或者本單位的管理系統(tǒng)來操作機器人。

小程序界面如圖2所示。具體功能包括召喚機器人、遞送標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)以及回充電樁充電。通常由專業(yè)部門的交接人員使用。

圖2 小程序界面

智能配送機器人系統(tǒng)的另一個功能為利用微信小程序的接口文檔，使管理系統(tǒng)通過該接口與機器人完成對接、互通。接口規(guī)定通過https協(xié)議，使用json作為數(shù)據(jù)格式，并通過Java計算機語言，建立了一套機器人智能調(diào)度系統(tǒng)，達(dá)到管理系統(tǒng)能直接操控機器人的目的。打通了管理系統(tǒng)與機器人專用程序的“壁壘”，為機器人將來在其他領(lǐng)域的應(yīng)用打下了基礎(chǔ)。

2 應(yīng)用情況

機器人經(jīng)過幾個月的運行試驗，完成了標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)在專業(yè)部門與業(yè)務(wù)部門間的安全運輸工作。運輸過程中小程序調(diào)度機器人移動、規(guī)劃移動路線、控制倉門開啟、調(diào)節(jié)移動速度、避障情況、靠近門禁自動開啟等方面均正常，運行過程中機器人工作基本穩(wěn)定，滿足運輸要求。

在使用機器人過程中發(fā)現(xiàn)還有很多潛力可以發(fā)掘，例如，可以增加運輸路線，讓機器人服務(wù)于更多的專業(yè)部門；可以改進箱體結(jié)構(gòu)及大小，讓機器人能裝載更多的標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)，從而提高工作效率等。

3 結(jié)語

在業(yè)務(wù)部門服務(wù)窗口的日常工作中各類樣品的交接運輸工作一直為重要的環(huán)節(jié)之一，使用高科技手段提高工作效率是未來必然面臨的課題。而在標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)運輸中使用機器人，則是一次大膽的嘗試。從長遠(yuǎn)的角度看，面對市場競爭的日益激烈，客戶要求的日益提升，各個崗位工作量的日益增加，在服務(wù)窗口使用自動化、數(shù)字化工作手段是大勢所趨。