幫傳統(tǒng)制造企業(yè)走向工業(yè)4.0智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)有多牛？
說(shuō)到物流，大家的第一印象肯定是快遞，但傳統(tǒng)制造業(yè)內(nèi)部物流的優(yōu)化對(duì)提高生產(chǎn)效率、實(shí)現(xiàn)工業(yè)4.0同樣重要。
作為國(guó)內(nèi)安防領(lǐng)域的領(lǐng)軍企業(yè)，海康威視對(duì)此深有感觸。
智能倉(cāng)儲(chǔ)有啥好處？
2014年6月，海康威視位于浙江桐廬的安防產(chǎn)業(yè)基地正式啟動(dòng)。2015年下半年基地一期竣工投產(chǎn)，占地面積約370畝，建筑面積約26萬(wàn)平方米，基地內(nèi)的智能倉(cāng)儲(chǔ)及廠(chǎng)內(nèi)物流解決方案均由旗下的子公司杭州海康機(jī)器人技術(shù)有限公司（以下簡(jiǎn)稱(chēng)�？禉C(jī)器人）提供并實(shí)施。
其中最為大家所熟知的便是�？低曋悄軅}(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人。
據(jù)�？低曇苿�(dòng)機(jī)器人先進(jìn)制造行業(yè)組總監(jiān)傅高翔介紹，基地目前在線(xiàn)使用的AGV共計(jì)800多臺(tái)，分散在4個(gè)原材料庫(kù)，1個(gè)半成品庫(kù)，2個(gè)成品庫(kù)和6個(gè)工廠(chǎng)車(chē)間中，涵蓋了倉(cāng)庫(kù)、庫(kù)間、產(chǎn)線(xiàn)的AGV需求。滿(mǎn)足日產(chǎn)值近億元的倉(cāng)儲(chǔ)及內(nèi)物流需求的同時(shí)，有效節(jié)約了58%的人力使用，并將工作效率提升了84%。
三大組成部分
傅高翔介紹，海康威視智能倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人系統(tǒng)由AGV（智能倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人）、RCS（機(jī)器人調(diào)度系統(tǒng)）、iWMS（智能倉(cāng)儲(chǔ)管理系統(tǒng)）三大部分組成。
AGV
AGV接到指令后，會(huì)自行到存放相應(yīng)商品的貨架下，將貨架頂起，隨后將貨架拉到揀貨員跟前。完成揀貨之后，機(jī)器人再將貨架拖到貨架區(qū)存放，大幅減少了人到貨物的跑動(dòng)距離，同時(shí)顯著提高了貨物的揀選效率。
貨到人模式
AGV并非新鮮事物，發(fā)展至今已有50多年歷史，并逐步衍生出了三種主流方案：
磁條方案：最早的AGV機(jī)器人采用的是磁條方案，需要先在地面上鋪設(shè)磁條，機(jī)器人沿著磁條移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)到點(diǎn)的搬運(yùn)。其優(yōu)點(diǎn)是成本低廉，但靈活性較低，不夠智能。
激光方案：采用激光方案的AGV機(jī)器人又可以分為兩種：一種是通過(guò)激光測(cè)距結(jié)合SLAM算法建立小車(chē)的整套行駛路徑地圖，不需要任何的輔助材料，柔性化程度更高，適用于全局部署；另一種是反光板導(dǎo)航，即在A(yíng)GV行駛路徑的周?chē)惭b位置精確的激光反射板，AGV通過(guò)發(fā)射激光束，同時(shí)采集由反射板反射的激光束，來(lái)確定其當(dāng)前的位置和方向，并通過(guò)連續(xù)的三角幾何運(yùn)算來(lái)實(shí)現(xiàn)AGV的導(dǎo)航。
激光導(dǎo)航的優(yōu)點(diǎn)在于定位精確，地面無(wú)需鋪設(shè)定位設(shè)施，機(jī)器人的行駛路徑可靈活多變，但激光導(dǎo)航AGV制造成本較高，且對(duì)環(huán)境有一定要求。
二維碼方案：需要在倉(cāng)庫(kù)地面上布置柵格化的二維碼圖形，其地圖相當(dāng)于一個(gè)大號(hào)的圍棋棋盤(pán)，機(jī)器人平時(shí)通過(guò)慣性導(dǎo)航，經(jīng)過(guò)二維碼時(shí)再進(jìn)行校正。二維碼導(dǎo)航不受聲光干擾，但對(duì)二維碼的貼碼材質(zhì)有特別要求，對(duì)陀螺儀的精度及使用壽命也有嚴(yán)格要求。
傅高翔介紹，目前占據(jù)市場(chǎng)份額最多的仍然是采用磁條方案的AGV，因?yàn)闅v史比較悠久，而激光和二維碼方案是最近三五年才發(fā)展起來(lái)的。�？低旳GV采用的是二維碼方案，與亞馬遜的Kiva類(lèi)似。傅高翔認(rèn)為，綜合考量各種因素，二維碼方案將是未來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)。
據(jù)悉，MR-Q7-LR100A（2.0）是�？低暷壳盀橹馆d重量最大的AGV，額定負(fù)載能力可達(dá)1000千克，最大運(yùn)行速度可達(dá)0.8m/s，滿(mǎn)負(fù)載續(xù)航時(shí)間超過(guò)8小時(shí)。傅高翔表示，根據(jù)客戶(hù)需求，還可以定制負(fù)載更大的AGV。
RCS
如果把AGV比作智能倉(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)的肢體，那么RCS便是系統(tǒng)的大腦，負(fù)責(zé)全部機(jī)器人的任務(wù)分配、調(diào)度及運(yùn)行維護(hù)。RCS采用多種調(diào)度算法，可實(shí)現(xiàn)任務(wù)的最優(yōu)分配、多機(jī)器人路徑規(guī)劃以及機(jī)器人交通管理，讓機(jī)器人集群能協(xié)調(diào)在一起工作，互相合作又互不影響，發(fā)揮出最大的效能。
機(jī)器人自主充電
RCS還負(fù)責(zé)監(jiān)控機(jī)器人的運(yùn)行狀態(tài)，根據(jù)每個(gè)機(jī)器人的歷史情況和當(dāng)前狀態(tài)，來(lái)決定是否需要進(jìn)行具體項(xiàng)目的保養(yǎng)維護(hù)，并結(jié)合充電站的運(yùn)行狀態(tài)和當(dāng)前的任務(wù)執(zhí)行情況，合理的安排有需要的機(jī)器人進(jìn)行自主充電，庫(kù)卡機(jī)器人驅(qū)動(dòng)器維修，補(bǔ)充能源；并記錄分析和匯總?cè)繖C(jī)器人的告警信息，及時(shí)通知運(yùn)維人員，給出相應(yīng)的檢查和處理的建議，保障整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行的可靠性。
衡量這個(gè)大腦聰明程度的一大指標(biāo)是，單一倉(cāng)庫(kù)內(nèi)系統(tǒng)能夠調(diào)度的最大AGV數(shù)量。
日前，菜鳥(niǎo)網(wǎng)絡(luò)惠陽(yáng)倉(cāng)正式投入使用，單倉(cāng)AGV數(shù)量多達(dá)100多臺(tái)，號(hào)稱(chēng)中國(guó)最大的智慧倉(cāng)庫(kù)。但事實(shí)上，早在2016年，�？低�2號(hào)成品庫(kù)的單倉(cāng)AGV數(shù)量就已經(jīng)達(dá)到了115臺(tái)。據(jù)傅高翔透露，桐廬基地目前的單倉(cāng)AGV最大數(shù)量已經(jīng)達(dá)到了160臺(tái)。
在快遞行業(yè)，海康還推出了�？低曋悄芊謷䴔C(jī)器人。在已經(jīng)落地的項(xiàng)目中，單倉(cāng)最大分揀機(jī)器人數(shù)量已經(jīng)達(dá)到了330多臺(tái)，在仿真環(huán)境下甚至能達(dá)到600多臺(tái)。傅高翔表示，倉(cāng)儲(chǔ)機(jī)器人和分揀機(jī)器人在交通管理和調(diào)度方面是一樣的。
iWMS
iWMS集成了多種倉(cāng)儲(chǔ)優(yōu)化技術(shù)，可實(shí)現(xiàn)物料隨機(jī)存儲(chǔ)，提升倉(cāng)儲(chǔ)空間利用率；實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)整冷熱區(qū)物料，提高出庫(kù)效率；通過(guò)對(duì)歷史運(yùn)行數(shù)據(jù)的分析，還可以挖掘物料之間的關(guān)聯(lián)，并制定相應(yīng)的入庫(kù)策略，提高出庫(kù)效率；與視頻監(jiān)控互聯(lián)，實(shí)時(shí)查看現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)作動(dòng)態(tài)。
系統(tǒng)如何運(yùn)作的？
那么�？低曋悄軅}(cāng)儲(chǔ)系統(tǒng)到底是如何運(yùn)作的呢？
原材料入庫(kù)
傅高翔向雷鋒網(wǎng)介紹，貨車(chē)將原材料送達(dá)后，倉(cāng)庫(kù)門(mén)口有一個(gè)暫停區(qū)。倉(cāng)庫(kù)工人使用手持PDA掃描送貨單完成收貨過(guò)賬，并將托盤(pán)指示器與每托貨物的信息進(jìn)行掃描綁定，指示器通過(guò)亮燈顏色顯示貨物的實(shí)時(shí)處理狀態(tài)。比如紅色代表物品還需要檢驗(yàn)，藍(lán)色和綠色分別代表上高層貨架和單層貨架。
傅高翔特別指出，貨物入庫(kù)時(shí)需要注意兩大要素：一是重量；二是體積。重量和體積決定了貨物使用什么樣的貨架。貨物送達(dá)后，首先要獲取其體積和重量參數(shù)，然后iWMS會(huì)自動(dòng)分析倉(cāng)庫(kù)還剩下多少倉(cāng)儲(chǔ)面積以及貨物的重量，根據(jù)既定的入庫(kù)策略分配最優(yōu)倉(cāng)位。
與此同時(shí)，AGV搬運(yùn)空貨架至入庫(kù)工作臺(tái)，數(shù)量較多、單件較重的貨物則通過(guò)鏟車(chē)將整托貨物移載至單層貨架，提高上架效率，減輕工人的搬運(yùn)量；數(shù)量較少、重量較輕的貨物則放置在多層貨架，最大程度利用倉(cāng)儲(chǔ)空間。
原材料出庫(kù)
MES系統(tǒng)可以自動(dòng)感知產(chǎn)線(xiàn)上缺少什么物料，并傳達(dá)給iWMS系統(tǒng)對(duì)接。iWMS系統(tǒng)會(huì)將用料需求分為幾個(gè)訂單，每個(gè)訂單又分為幾個(gè)訂單行，AGV會(huì)根據(jù)訂單行自動(dòng)把對(duì)應(yīng)的貨架拉出來(lái)，再由人工從貨架上揀選出需要的原材料送到產(chǎn)線(xiàn)上去，實(shí)現(xiàn)了貨到人貨等人的要求，提高出庫(kù)效率。
原材料運(yùn)送
原材料出庫(kù)通過(guò)周轉(zhuǎn)箱+籠車(chē)進(jìn)行運(yùn)送，若產(chǎn)線(xiàn)在同一樓層，由AGV直接搬運(yùn)籠車(chē)至產(chǎn)線(xiàn)；若在不同樓層，則由RCS調(diào)度提升機(jī)實(shí)現(xiàn)籠車(chē)跨樓層搬運(yùn)，到達(dá)目標(biāo)樓層后再由另一臺(tái)AGV接駁搬運(yùn)至產(chǎn)線(xiàn)。
成品入庫(kù)
工人掃描成品包裝信息并擺放在單層貨架上，碼托完成后呼叫AGV。與原材料運(yùn)送相同，若目標(biāo)庫(kù)區(qū)在同一樓層，工業(yè)機(jī)器人維修，由AGV搬運(yùn)成品直接入庫(kù)；若在不同樓層，RCS調(diào)度提升機(jī)實(shí)現(xiàn)跨樓層搬運(yùn)入庫(kù)，入庫(kù)后完成更新庫(kù)存信息。
成品出庫(kù)
成品出庫(kù)就是說(shuō)客戶(hù)下了單，需要把訂單里的貨物找出來(lái)。比如說(shuō)客戶(hù)下了5個(gè)攝像機(jī)，AGV就會(huì)到倉(cāng)庫(kù)里把這5個(gè)攝像機(jī)拉出來(lái)。如果5個(gè)攝像機(jī)不在同一個(gè)貨架上，它就會(huì)分別拉幾個(gè)貨架出來(lái)，KUKA機(jī)器人示教器維修，讓工人揀選出這五個(gè)攝像機(jī)。