機(jī)器人技術(shù)在智能倉(cāng)儲(chǔ)物流中的應(yīng)用

許 琴

(江蘇省鹽城技師學(xué)院,江蘇 鹽城 224000)

0 引言

隨著科技水平的提高,加上第一代、第二代人工智能機(jī)器人作為研發(fā)基礎(chǔ),新的人工智能機(jī)器人有了機(jī)械手臂、視覺(jué)系統(tǒng)、智能系統(tǒng)等更加高水平的科技。所以第三代人工智能機(jī)器人,已經(jīng)可以按照客戶訂單將物資從倉(cāng)庫(kù)貨架上取出,再放入另一個(gè)機(jī)器人中進(jìn)行裝箱打包,這種機(jī)器人有了自主導(dǎo)航系統(tǒng),可以在倉(cāng)庫(kù)中自由運(yùn)作,該系統(tǒng)的形成將物流水平提升到一個(gè)更高層次。

在我國(guó)電子商務(wù)逐漸發(fā)展盛行的背景下,倉(cāng)庫(kù)存儲(chǔ)的物資量大幅度增加,加重了物流業(yè)的負(fù)擔(dān),靠人工搬運(yùn)已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足電子商務(wù)發(fā)展的需要。因此,為了降低物流業(yè)的成本,為客戶提供更加優(yōu)質(zhì)的物流服務(wù),我國(guó)的研發(fā)企業(yè)加快研究和開(kāi)發(fā)人工智能機(jī)器人。大量的人工智能機(jī)器人的投入使用,提高了倉(cāng)儲(chǔ)物流的工作效率,減輕了物流業(yè)人工緊缺的壓力。

1 智能倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)設(shè)計(jì)的研究

1.1 自主移動(dòng)作業(yè)機(jī)器人

自主移動(dòng)作業(yè)機(jī)器人(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“AGV”)采用2D激光技術(shù)+IMU+視覺(jué)多傳感器融合的自然無(wú)軌導(dǎo)航系統(tǒng),不用在通道的地面貼標(biāo)志,用一個(gè)按鈕就可以命令機(jī)器人自動(dòng)完成物資貨架出庫(kù)和入庫(kù)的精準(zhǔn)搬運(yùn),并且能夠?qū)崿F(xiàn)多個(gè)機(jī)器人同時(shí)協(xié)作搬運(yùn),最高速度可以達(dá)到1.6 m/s。該機(jī)器人可以自主充電,24小時(shí)隨時(shí)待命,具備多個(gè)安全檢測(cè)和聲光警示功能,能自主避開(kāi)障礙且黑暗環(huán)境下也可以完成搬運(yùn)作業(yè)[1]。

AGV可以通過(guò)機(jī)器本體內(nèi)的傳感器與其外圍的傳感器通力協(xié)作獲取外在環(huán)境的基本信息。根據(jù)商家發(fā)布給機(jī)器的工作任務(wù)和給出的目標(biāo)貨物的具體方位,由機(jī)器人自行劃定行走路線,機(jī)器人在取出貨物的過(guò)程中為了避免發(fā)生事故,遇到障礙物會(huì)自動(dòng)選擇繞行,最終實(shí)現(xiàn)倉(cāng)庫(kù)存儲(chǔ)任務(wù)的精準(zhǔn)執(zhí)行。盡管現(xiàn)今智能機(jī)器人被普遍就用于物流行業(yè),對(duì)智能機(jī)器人的定義也有了多種解釋,但行業(yè)內(nèi)并沒(méi)有形成對(duì)智能機(jī)器人的標(biāo)準(zhǔn)定義。不同功能的機(jī)器人共同組成了倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng),他們大致分為搬運(yùn)機(jī)器人、拆垛機(jī)器人、碼垛機(jī)器人、揀選機(jī)器人和分揀機(jī)器人,這些機(jī)器人組合到一起共同稱(chēng)為智能倉(cāng)儲(chǔ)物流機(jī)器人。

倉(cāng)儲(chǔ)物流一般都是將自己修建的倉(cāng)庫(kù)或租用他人的房屋作為庫(kù)房,對(duì)一些用來(lái)交易的商品進(jìn)行保管、存儲(chǔ)、配送及裝卸搬運(yùn)。而物聯(lián)網(wǎng)是物流與顧客直接溝通的橋梁,通過(guò)各類(lèi)信息的傳輸感應(yīng),將物品的運(yùn)輸信息進(jìn)行網(wǎng)上連接,保證客戶對(duì)商品的實(shí)時(shí)追蹤,從而實(shí)現(xiàn)商品的有序管理、監(jiān)控商品實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)[2]。

這種智能倉(cāng)儲(chǔ)物流機(jī)器人有效地降低了物流企業(yè)的成本,減輕了勞工的壓力,在一定程度上提高了工作效率,保證了工作完成的質(zhì)量。但該機(jī)器人技術(shù)還不夠完善,如何更有效、更靈活地調(diào)度物流機(jī)器人成為研發(fā)人員待解決的問(wèn)題。

1.2 智能倉(cāng)儲(chǔ)物流機(jī)器人系統(tǒng)設(shè)計(jì)

為了適應(yīng)物流行業(yè)自動(dòng)化、智能化的發(fā)展,需要構(gòu)建一個(gè)完整的倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng),系統(tǒng)構(gòu)成如圖1所示,包括貨架單元、門(mén)控單元、AGV、視頻監(jiān)控單元和綜合控制單元。

圖1 系統(tǒng)構(gòu)成

(1)貨架單元:將人工智能注入貨物感知器,檢測(cè)出貨物的狀態(tài)。

(2)AGV:激光導(dǎo)航+視覺(jué)傳導(dǎo)自主完成商品的貨架搬運(yùn)。

(3)門(mén)控單元:設(shè)置聯(lián)動(dòng)控制器。

(4)視頻監(jiān)控單元:設(shè)有目標(biāo)識(shí)別算法。

(5)綜合控制單元:通過(guò)無(wú)線網(wǎng)絡(luò)與各組成部分取得聯(lián)系,為各部分下達(dá)任務(wù),相當(dāng)于這個(gè)系統(tǒng)的總閘門(mén)。

2 智能倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)優(yōu)化未來(lái)發(fā)展方向

伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步,人工智能的規(guī)模越來(lái)越大,除應(yīng)用于物流行業(yè)外,還被應(yīng)用于餐飲、銀行等行業(yè)。當(dāng)今世界也近乎變成了智能化的世界。因此,智能倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)未來(lái)的發(fā)展前景是不容小覷的。

2.1 減少智能倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)的運(yùn)作成本

智能倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)分別采用具有不同功能的物流機(jī)器人,使企業(yè)在科學(xué)技術(shù)方面具有較大的資金投入,這其中包括采購(gòu)機(jī)器人組成系統(tǒng)在投入使用時(shí)產(chǎn)生的費(fèi)用,以及后期對(duì)機(jī)器人進(jìn)行維修和保養(yǎng)的運(yùn)營(yíng)費(fèi)用。這給那些資金儲(chǔ)備不夠豐富的小型倉(cāng)庫(kù)企業(yè)帶來(lái)了巨大的融資壓力。因此,必須要通過(guò)對(duì)智能倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)的優(yōu)化來(lái)降低采購(gòu)和運(yùn)營(yíng)的成本,為倉(cāng)庫(kù)企業(yè)減輕壓力。另外,即使規(guī)模比較小的企業(yè),也須要嚴(yán)格要求管理人員管控好倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)。從企業(yè)制度上實(shí)行倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)的規(guī)范化,提升智能倉(cāng)儲(chǔ)物流機(jī)器人的使用價(jià)值,提高企業(yè)發(fā)展水平,提升物流企業(yè)的工作效率,促進(jìn)智能倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)在建設(shè)上向更高端的領(lǐng)域進(jìn)軍。

2.2 培養(yǎng)智能倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)運(yùn)維人員

智能倉(cāng)儲(chǔ)物流機(jī)器人的大量投入使用,出現(xiàn)了一個(gè)巨大的人才缺口,物流行業(yè)對(duì)智能倉(cāng)儲(chǔ)物流機(jī)器人后期運(yùn)營(yíng)的運(yùn)維人才具有強(qiáng)烈的需要。這種高科技產(chǎn)品需要運(yùn)維人員具有高知識(shí)水平、對(duì)機(jī)器人內(nèi)部結(jié)構(gòu)非常熟悉的能力。在智能倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人發(fā)生故障、路線規(guī)劃錯(cuò)誤、與總控制失去聯(lián)系、工作異常等問(wèn)題出現(xiàn)時(shí),運(yùn)維人員能夠通過(guò)電磁、光導(dǎo)、熱能等方面的學(xué)科專(zhuān)業(yè)性知識(shí)進(jìn)行機(jī)器人的維修工作。由于倉(cāng)庫(kù)企業(yè)中普通管理人員是無(wú)法在這種情況下保持倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)的正常運(yùn)營(yíng),這在一定程度上阻礙了物流企業(yè)的發(fā)展。因此,招攬或者培養(yǎng)大量智能倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)的運(yùn)維人才對(duì)企業(yè)的發(fā)展具有非常重要的作用。

2.3 打通智能倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人系統(tǒng)信息交流的通道

在智能倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)中,智能倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人是關(guān)鍵,需要將智能倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)中的各部分組合起來(lái)進(jìn)行信息交流與聯(lián)通,共同協(xié)作完成工作任務(wù)。但根據(jù)目前的情況來(lái)看,智能倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人之間很難實(shí)現(xiàn)消息互通。這就導(dǎo)致了生產(chǎn)機(jī)器人的廠家需要改變模式,打通信息通道,影響了效率不說(shuō),也打破了機(jī)器人的穩(wěn)定性,加重了機(jī)器人作業(yè)負(fù)擔(dān),導(dǎo)致不可控制的因素增多。因此,需要將物資物流的信息放入共同的網(wǎng)絡(luò)之中,營(yíng)造一個(gè)統(tǒng)一的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境,多個(gè)機(jī)器人設(shè)備也要制定一個(gè)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),打通信息交流的通道,提升企業(yè)的效率,減輕企業(yè)運(yùn)營(yíng)智能倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)的壓力[3]。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述,物流機(jī)器人已經(jīng)常見(jiàn)于人們的日常生活中,是智能倉(cāng)儲(chǔ)物流的核心成員。我國(guó)智能倉(cāng)儲(chǔ)物流機(jī)器人雖然已經(jīng)大量的投入使用,但有些技術(shù)還不夠成熟,機(jī)器人產(chǎn)品發(fā)展得還不夠完善,智能倉(cāng)儲(chǔ)物流系統(tǒng)的體制機(jī)制還不夠健全,這些仍是需要解決的問(wèn)題。在科技迅速發(fā)展的時(shí)代,機(jī)器人作為擁有科學(xué)技術(shù)做支撐的設(shè)備將會(huì)有越來(lái)越大的市場(chǎng),各企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)也會(huì)圍繞著機(jī)器人展開(kāi),其將會(huì)影響著整個(gè)物流倉(cāng)儲(chǔ)行業(yè)的發(fā)展。